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新型纤维金属复合筋增强CRTSⅡ型轨道板的力学分析与试验研究
| 论文题名： | 新型纤维金属复合筋增强CRTSⅡ型轨道板的力学分析与试验研究 |
| 关键词： | 高速铁路;无砟轨道板;纤维金属复合筋;材料力学 |
| 摘要： | 高速铁路无砟轨道由于具有结构稳定性好,维修工作量小和使用寿命长的优点,在国外高速铁路中得到了成功的应用。国内对无砟轨道的研究和应用起步较晚,但近几年发展迅速,通过引进、消化、吸收、再创新,我国在新建的一些高速铁路上也大规模采用无砟轨道技术。无砟轨道这种新技术今后将具有相当广阔的应用前景,所以对无砟轨道开展技术创新研究具有重要的理论意义和实用价值。 本文应用多重弹性地基梁模型对CRTSⅡ轨道板的纵向和横向受力性能进行了理论计算分析。还建立了轨道板的三维有限元计算模型,分析轨道板在不同设计荷载工况、不同计算参数下的受力情况,以及温度变化和基础变形对轨道板的影响。此外,还建立了轨道板-桥梁显式动力分析的整体计算模型,分析了该整结构体系在多重列车速度下的动力响应以及考虑车辆荷载的激励对整个结构体系的影响。现有CRTSⅡ型无砟轨道板内部钢筋网片与钢轨电流之间存在互感作用,使得谐振式无绝缘轨道电路的传输性能变差,必须对内部钢筋网进行绝缘处理。本文在CRTSⅡ型无砟轨道板的基础上使用具有优良绝缘性能的玻璃纤维金属复合筋(GFST)和玄武岩纤维金属复合筋(BFST)替代原有轨道板内普通钢筋。由于纤维金属复合材料具有抗拉强度高,绝缘性能优良和耐腐蚀性能强等优点,所以将纤维金属复合筋应用于轨道板内,可从根本上解决轨道板的电路绝缘问题,同时也提高了轨道板的耐腐蚀性能。 本文分别制作了BFST筋、GFST筋和HRB500级钢筋轨道板试件共11个,分别进行横向轨下截面,横向板中截面和纵向轨下截面受力全过程试验,对上述三种筋材轨道板各阶段的力学特征进行了深入的分析,结果表明,GFST筋,BFST筋混凝土轨道板除了具有优良的绝缘性能和耐腐蚀性能外,还具有良好的承载能力和抗开裂能力,完全满足高速铁路轨道板结构的设计要求。此外,本文推导了适用于纤维金属复合筋无砟轨道板开裂和承载能力计算公式,并计算了BFST配筋和GFST配筋下轨道板的开裂弯矩和极限承载能力。计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为高速铁路无砟轨道的设计提供依据和借鉴。 |
| 作者： | 黄欣 |
| 专业： | 土木工程;防灾减灾及防护工程 |
| 导师： | 张继文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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