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CRTS Ⅱ型板式轨道宽窄接缝温度荷载下受力及损伤行为研究
| 论文题名： | CRTS Ⅱ型板式轨道宽窄接缝温度荷载下受力及损伤行为研究 |
| 关键词： | 宽窄接缝;弹性模量;界面强度;温度荷载;轨道结构 |
| 摘要： | CRTSⅡ型纵连轨道在服役期间逐渐暴露出许多问题，受环境变化影响尤为明显。其中宽窄接缝作为轨道结构的重要连接部位，已出现大范围的界面开裂和结构破碎，对轨道结构稳定性和高速行车造成了较为不利的影响。本文针对宽窄接缝损伤产生的主要影响因素进行研究，文中研究内容和结论如下: 1.结合现场对轨道结构损伤的调查结果，对损伤类型进行总结。宽窄接缝结构尺寸差异较大、结构强度和界面粘结强度不足，是损伤产生的主要内部因素;外部环境长期作用导致了结构损伤的累积。 2.基于损伤和断裂力学理论，结合轨道结构损伤特征，建立了细化的宽窄接缝有限元模型，分析温度荷载对结构受力和损伤的影响。 结果表明，整体升温是导致结构破碎的主要因素，窄接缝两端最先产生损伤，并向宽接缝内部发展，最终损伤分布与现场较为相似;整体降温使宽接缝与轨道板粘结界面中上部处最先开裂，最终宽接缝与轨道板几乎完全失效;砂浆和轨道板间最大脱空深度为0.237m，各部位差别较小。正温度梯度导致宽接缝与窄接缝分离，但对接缝破碎影响较小，损伤最先在接缝两侧的宽接缝与窄接缝交界位置出现。提高宽窄接缝材料强度，可以有效降低宽窄接缝整体损伤程度，但局部损伤迅速增加，建议接缝混凝土强度取C50为宜。 3.选取最不利荷载工况，研究了宽接缝与窄接缝弹性模量差异和粘结界面强度对宽窄接缝受力和损伤的影响。 结果表明，提高窄接缝强度的有助于减缓结构偏心受力，降低结构整体损伤程度，保证结构的整体稳定性;窄接缝强度高于宽接缝一个强度等级为佳，建议窄接缝强度为C50，宽接缝强度为C45。界面强度影响宽窄接缝的损伤分布和发展，强度增加可改善宽窄接缝与其他轨道结构之间整体受力性能，一定程度抑制结构损伤的发展，但易引起窄接缝局部损伤的加剧，建议界面强度应为材料强度60％～80％为宜。 4.建立不同宽度窄接缝的有限元分析模型，研究最不利荷载作用下的宽窄接缝受力和损伤行为。 结果表明，宽接缝与窄接缝尺寸的差异，是导致结构损伤和偏心受力的最主要因素;增大窄接缝尺寸，可以有效降低结构损伤程度，优化结构受力，建议窄接缝和宽接缝取相同宽度。 |
| 作者： | 董佳佳 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 刘学毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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