温度荷载作用下高铁纵连无砟轨道板间接缝界面损伤研究

高铁纵连板式无砟轨道的板间接缝作为一种后浇结构,在极端温度荷载作用下易出现界面脱黏等病害,不仅影响轨道结构整体纵向刚度及连接稳定性,同时对列车运行安全造成威胁。为探究温度荷载作用下板间接缝的界面损伤分布规律,首先,在无砟轨道内部布设温度传感器获取轨道板的温度场,基于实测数据制定轨道板温度分析工况;然后,基于双线性内聚力理论,建立同时考虑预应力钢筋作用及板间接缝界面损伤的纵连板式无砟轨道模型,并从垂直和水平方向分析实际温度场作用下接缝界面的损伤规律及分布差异;最后,将仿真结果与现场接缝损伤情况进行对比,确定接缝界面最不利受力位置,为指导工务部门精细化检修作业提供参考。结果表明:轨道板实际温度梯度存在超过高速铁路设计规范的情况;整体降温与负温度梯度耦合作用为最不利加载工况,垂直方向上宽接缝与轨道板垂直接触界面以及窄接缝与砂浆层接触界面损伤尤为严重;水平方向上接缝界面在邻近预应力钢筋区域可能存在隐蔽病害,在平均升温18.92℃时接缝界面在该区域均出现损伤,工务部门应加强关注接缝界面在预应力钢筋布置区域的损伤发展。

考虑板间接缝伤损的CRTSⅡ型轨道板上拱稳定性公式

考虑板间接缝伤损状态下的轨道板上拱稳定性,是CRTSⅡ型轨道板上拱研究中的重要内容。基于结构稳定性评判标准中的能量原理,采用等波长模型推导考虑板间接缝伤损时的CRTSⅡ型轨道板上拱稳定性临界力计算公式;建立可反映伤损接缝对CRTSⅡ型轨道板上拱实际影响效果的二维数值计算模型;将所推导的临界力计算公式的计算结果与数值模型的计算结果进行对比分析,确定临界力计算公式的适用性。结果表明:推导临界力公式时所采用的轨道板上拱变形曲线无法始终与不同程度的伤损接缝造成的板体上拱变形曲线一致,因此,当接缝的伤损程度较小时,计算结果准确,当接缝的伤损程度较大时,计算结果明显偏大;建议当接缝处的伤损高度不大于2 cm时,可采用本文推导的公式计算轨道板上拱临界力,当接缝处的伤损高度大于2 cm时,宜采用数值模型计算轨道板上拱临界力。