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CRTSII型轨道板预应力碳纤维布加固理论分析与数值模拟
| 论文题名： | CRTSII型轨道板预应力碳纤维布加固理论分析与数值模拟 |
| 关键词： | 高速铁路;轨道板;碳纤维布;结构加固;力学性能 |
| 摘要： | 随着高速铁路、客运专线以及城市地铁、现代有轨电车的大力修建，无砟轨道技术在轨道结构中的使用量也随之增大。轨道板开裂的问题也随之而出。现有轨道板裂缝修补手法都是被动修复的方案，并不能从根本上解决裂缝出现的问题。 结合预应力碳纤维布加固桥梁的技术，从材料强度、施工方案、施工适用性、后期养护四方面分析，确定了预应力碳纤维布加固技术可以用于轨道板加固上。通过研究现有张拉设备，总结现有张拉设备特点。结合在既有线施工的实际要求，给出了适用于轨道板结构加固的张拉设备草图。通过碳纤维布-混凝土粘结性能实验测出碳纤维布混凝土界面的剥离承载力。 根据相关规范推导出预应力碳纤维布加固轨道板正截面承载力公式。并根据公式通过VB程序编写成实际可用的程序，用于指导施工时碳纤维布的预加应力。通过ANSYS建立两种加固模型，通过对比加固效果发现在两轨枕之间粘贴的方法容易使混凝土出现较大的拉应力，所以决定使用在轨枕两侧的加固方式。已控制变量发为原则建立四组模型，分别对比有无加固，初始预加应力与碳纤维布厚度对加固效果的影响。分析得出经过加固的轨道板开裂弯矩有很大提升。 通过Workbench建立断裂力学模型，裂纹模型采用表面椭圆裂纹模型。建立的三组模型，对比有无加固与初始预加应力大小对加固效果的影响。证明通过K积分计算弹塑性断裂模型有较大的离散性。经过计算求得J积分。对比各组裂纹前沿的J积分值，发现经加固后的轨道板可以改变裂纹发展的主要方向。随着初始预应力的加大，对裂纹尖端的影响基本没有变化。 |
| 作者： | 滑海洋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李仲勤;李希柱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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