板端离缝下CRTSⅢ型板式轨道动力特性研究

轨道板与自密实混凝土层之间的板端离缝是CRTSⅢ型板式轨道的主要伤损型式之一,为分析板端离缝对路基上CRTSⅢ型板式轨道动力特性的影响,建立车辆-CRTSⅢ型板式轨道-路基垂向耦合振动模型,研究不同板端离缝长度对车辆和轨道系统动力响应的影响。研究结果表明:板端离缝将增大车辆和轨道结构的动力响应。当脱空长度超过1.54m时,轨道结构的垂向位移出现拐点,扣件系统上拔力接近允许限值10 kN,板端离缝区域附近的自密实混凝土层所受的垂向压应力增大28.75倍。板端离缝导致自密实混凝土层更易发生劣化,从无砟轨道耐久性方面考虑,建议当CRTSⅢ型板式轨道板端离缝长度达到1.54 m时应及时进行养护维修。

板式无砟轨道自密实混凝土疲劳损伤分析

针对中国铁路轨道系统(CRTS)Ⅲ型板式无砟轨道结构在反复的列车荷载及复杂服役条件下,轨道结构容易产生高周疲劳损伤问题,以自密实混凝土层为研究对象,编写了高周疲劳损伤本构关系的材料子程序,采用全耦合法探究了列车荷载变化、初始劣化、板端离缝对填充层疲劳损伤的影响规律.结果表明:采用全耦合法能够揭示疲劳损伤与结构应力之间的耦合关系,弥补了传统解耦法结构应力不随损伤累积而变的局限性;列车荷载变化及自密实混凝土初始劣化,填充层在服役期内的损伤累积近似服从迈纳(Miner)准则;板端离缝为自密实混凝土层疲劳损伤的主要影响因素;考虑复合因素作用对填充层疲劳损伤的影响,当离缝长度为0.9 m时,疲劳损伤非线性累积,弯拉应力随损伤累积逐渐减小,当离缝长度为1.2 m时,填充层疲劳破坏,应力重分布,减小的弯拉应力向未损伤区域转移.