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桥上CRTSⅡ型板式轨道假缝开裂及其影响研究
| 论文题名： | 桥上CRTSⅡ型板式轨道假缝开裂及其影响研究 |
| 关键词： | 高速铁路系统;Ⅱ型板式轨道;温度荷载;假缝开裂;断裂力学;有限元分析 |
| 摘要： | CRTSⅡ型板式无砟轨道在我国高速铁路系统中有着广泛的应用。目前，在京沪高铁、京津城际、石武客专等线路上均采用的是Ⅱ型板轨道。Ⅱ型板为纵连结构，在温度荷载等因素作用下极易产生裂缝。为了控制轨道板裂纹的无序发展，在轨道板上设置有假缝，假缝开裂后，会影响到轨道结构的受力特性，对轨道结构各部件的正常工作及耐久性也会产生不利的影响。本文针对Ⅱ型板假缝的开裂，主要进行了以下几方面的研究: (1)根据现场调研结果，总结了各种类型的板式无砟轨道的裂纹发展形式。对于Ⅱ型板，调研结果显示，其裂纹除了发生在假缝处外，在非假缝处及宽接缝新旧混凝土交界处，同样存在裂纹。 (2)通过合理的力学简化，建立了桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道静力学模型，采用有限元方法计算分析了不同工况下的假缝开裂特点。研究结果表明，正温度梯度或列车荷载作用下，假缝不会发生开裂;而在负温度梯度达到50℃/m时或者整体降温幅度达到15℃时，假缝处裂尖应力强度因子超过了混凝土断裂韧度，表明此时假缝有出现开裂的可能。如果砂浆与轨道板之间出现了离缝，会对假缝的开裂产生一定的影响，其中在负温度梯度下，离缝抑制假缝的开裂，在整体降温工况下，离缝加剧假缝的开裂。假设某一条假缝已经贯通开裂，同时考虑到假缝贯通开裂所导致的砂浆层离缝的连带产生，那么这会影响到其周边假缝的开裂，即某一条假缝出现开裂，那么与其相邻的假缝将不易再出现开裂。 (3)针对轨道板假缝的开裂，分析了假缝开裂后轨道结构各部件的受力变化情况。结果表明，假缝开裂后，轨道结构各部件（包括轨道板、砂浆层、底座板、纵连钢筋）应力分布均发生显著的变化。假缝的开裂对轨道板受力有利，对砂浆层及纵连钢筋受力都会产生不利的影响，特别是在假缝贯通开裂处，其应力均会发生突变。在整体降温10℃工况下，假缝的贯通开裂会导致砂浆层的连带破坏，在正温度梯度40℃/m及负温度梯度20℃/m工况下，假缝的开裂不会导致砂浆层的连带破坏。在正温度梯度40℃/m、负温度梯度20℃/m工况下，假缝的开裂不会导致底座板的连带破坏，在整体降温10℃工况下，考虑到砂浆层与底座板之间的粘结破坏后，假缝的开裂也不会导致底座板的连带破坏。 |
| 作者： | 黄河山 |
| 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： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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