CRTSⅢ型板式軌道層間離縫下的受力及維修限值研究.pdf

1、CRTSⅢ型板式軌道是我國(guó)自主創(chuàng)新研發(fā)的高速鐵路無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式，自密實(shí)混凝土層作為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)層，其與軌道板連接性能的優(yōu)劣顯著影響著該型軌道的應(yīng)用效果。
　　自密實(shí)混凝土層在服役期間難免會(huì)產(chǎn)生各種病害形成離縫，軌道板下離縫對(duì)軌道結(jié)構(gòu)受力的影響尚不明確，也缺乏層間離縫的維修標(biāo)準(zhǔn)。本文主要針對(duì)Ⅲ型板式軌道層間離縫傷損進(jìn)行研究，主要包括以下研究?jī)?nèi)容和結(jié)論:
　　(1)基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，針對(duì)Ⅲ型板式軌道傷損特征進(jìn)行了總結(jié)，其傷損主要有預(yù)應(yīng)

2、力鋼棒斷裂竄出、自密實(shí)混凝土層與支承層/底座板或軌道板間離縫冒漿、承軌臺(tái)擋肩裂紋等。從混凝土層裂結(jié)構(gòu)理論和新老混凝土粘結(jié)界面薄弱等方面，初步闡述了離縫的成因。
　　研究表明，Ⅲ型板式軌道離縫的成因包含了自身自密實(shí)混凝土材料、施工過(guò)程、外部環(huán)境和列車(chē)荷載等方面，是多重不利因素共同作用的結(jié)果。
　　(2)通過(guò)合理力學(xué)簡(jiǎn)化，建立Ⅲ型板式軌道靜力學(xué)分析模型，應(yīng)用有限單元法，利用生死單元和接觸技術(shù)，有效模擬軌道板與自密實(shí)混凝土層間離縫

3、的層間界面關(guān)系，考慮列車(chē)荷載和溫度梯度單獨(dú)或共同作用時(shí)，針對(duì)不同位置和長(zhǎng)度的層間離縫對(duì)軌道結(jié)構(gòu)受力的影響進(jìn)行研究。
　　結(jié)果分析表明，離縫沿縱向發(fā)展至前2-3組扣件距離時(shí)軌道各個(gè)構(gòu)件最大應(yīng)力增長(zhǎng)明顯，往后最大應(yīng)力維持在一個(gè)高值。負(fù)溫度梯度作用下，板中出現(xiàn)離縫將使軌道板板角處于較高的受縱向拉應(yīng)力狀態(tài)，可能導(dǎo)致板角出現(xiàn)新的傷損狀況;板邊出現(xiàn)離縫將使自密實(shí)混凝土層在離縫邊上處于較高的受縱向拉應(yīng)力狀態(tài)，可能導(dǎo)致自密實(shí)混凝土層的進(jìn)一步破壞，

4、離縫發(fā)展加重傷損狀況。無(wú)論何種荷載，離縫區(qū)域只要有門(mén)型筋，將顯著地增加門(mén)型筋的軸向拉、壓應(yīng)力，雖然不會(huì)導(dǎo)致門(mén)型筋的突然破壞，但是在荷載的反復(fù)作用下，將有可能使門(mén)型筋發(fā)生疲勞破壞，從而使得傷損狀況加劇。
　　(3)結(jié)合對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的受力分析結(jié)果，對(duì)離縫處門(mén)型筋周邊混凝土進(jìn)行應(yīng)力狀態(tài)分析。
　　結(jié)果表明，負(fù)溫度梯度或負(fù)溫度梯度與列車(chē)荷載共同作用下，離縫處軌道板混凝土受縱向拉應(yīng)力減少明顯，而自密實(shí)混凝土受縱向拉應(yīng)力增加明顯，可能超過(guò)

5、其容許拉應(yīng)力，門(mén)型筋也處于較高的受軸向拉應(yīng)力狀態(tài)，板端附近的第一個(gè)門(mén)型筋在離縫下可能會(huì)發(fā)生門(mén)型筋拉壞自密實(shí)混凝土的情況，并且在溫度循環(huán)反復(fù)作用下，會(huì)加速自密實(shí)混凝土層、門(mén)型筋疲勞傷損的發(fā)展;正溫度梯度或正溫度梯度與列車(chē)荷載共同作用下，離縫處軌道板混凝土受橫向拉應(yīng)力有所減少，而自密實(shí)混凝土受橫向拉應(yīng)力有所增加，門(mén)型筋處于較大的受軸向拉應(yīng)力狀態(tài)，在溫度循環(huán)反復(fù)作用下，可能會(huì)加速自密實(shí)混凝土層、門(mén)型筋疲勞傷損的發(fā)展。
　　(4)通過(guò)分析