桥上双块式无砟轨道道床板防裂优化设计研究

研究目的:受地理环境及天气等因素的影响,无砟轨道结构温度场分布不均且变化剧烈,在强烈且持续的温度荷载作用下,道床板易出现开裂现象。本文以京张高铁为背景,基于太阳辐射及边界换热理论,通过ABAQUS有限元软件建立桥上双块式无砟轨道结构温度场分析模型及顺序热应力耦合模型,探究温度荷载下道床板开裂机理及优化方法。研究结论:(1)道床板板中温度梯度波动幅度最大,正温度梯度可达+62. 32℃,负温度梯度可达到-31. 02℃;(2)道床板板中较易出现龟纹裂缝,在轨枕棱角接触处较易出现45°斜向裂缝,且裂缝较易发生横向发展,在道床板边缘处,较易发生垂向纵深裂纹;(3)增加抗裂斜筋后,道床板整体温度纵向应力最多减小5. 27%,效果不明显;(4)增加伸缩缝后的轨道结构道床板,温度应力的偏斜程度及离散程度均小于传统轨道结构,对于温度荷载的抵抗能力优于传统结构;(5)本研究成果可为完善双块式无砟轨道设计理论及养护维修方法提供技术支撑。

纠偏对CRTSII型板式无砟轨道结构影响分析

以纠偏对CRTSII型板式无砟轨道结构影响程度为研究目标,利用有限元软件ABAQUS建立无砟轨道结构力学分析模型,通过实测结果对模型的可靠性进行验证,分析单点顶推纠偏、多点顶推联合纠偏对CRTSII型板式无砟轨道结构各层受力与变形的影响。研究结果表明:1)纠偏范围从12 m变化至60 m时,单点顶推单次最大纠偏量由0.19 mm增加至1.34 mm;2)纠偏范围为60 m时,纠偏温降从0℃变化至−40℃,则单点顶推单次最大纠偏量由1.34 mm增加至2.12 mm,单点顶推临界最大温降幅度为−4.4℃,对应最大纠偏量为1.44 mm;3)多点顶推联合纠偏时,随着顶推间距由2 m增加至3 m,轨道板、CA砂浆和支承层的纠偏量分别减少1.25%,1.28%和1.32%,而轨道板和支承层的拉应变分别减少8.72%和12.14%,顶推间距3 m时轨道结构受力更有利。