層間連接對CRTSⅢ型板式軌道結(jié)構(gòu)受力特性影響研究.pdf

1、CRTSⅢ型板式無砟軌道是完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無砟軌道系統(tǒng)，軌道結(jié)構(gòu)中預(yù)制軌道板與現(xiàn)澆自密實混凝土通過層間粘接和U型鋼筋緊密結(jié)合形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。無砟軌道作為高速鐵路的下部行車基礎(chǔ)，在新舊混凝土層間粘結(jié)薄弱內(nèi)因及后期運營環(huán)境長期共同作用下，層間粘結(jié)勢必會遭到破壞，最終可能導(dǎo)致離縫的產(chǎn)生。層間連接是軌道結(jié)構(gòu)正常工作的基本保證，本文針對不同層間連接狀態(tài)下的Ⅲ型板式軌道，利用有限元軟件ABAQUS，建立包含混凝土本構(gòu)模型（CDP，Concret

2、e Damage Plastic）的精細(xì)梁體有限元模型，對軌道結(jié)構(gòu)受力特性進行研究，主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)Ⅲ型板式軌道層間無粘結(jié)時，即層間僅U型鋼筋連接作用，不同荷載工況作用時，U型鋼筋連接均未使軌道板與自密實混凝土達到完全協(xié)同作用，列車荷載、常用荷載組合（常用正溫度荷載及常用列車荷載）作用于板中時，協(xié)同作用程度分別為57％和69％，協(xié)同作用程度較低。
　　(2)軌道結(jié)構(gòu)在外荷載作用時，U型鋼筋使軌道板與自密實

3、混凝土協(xié)同作用，U型鋼筋處自密實混凝土處于較高應(yīng)力狀態(tài);自密實混凝土凸臺則對軌道結(jié)構(gòu)進行限位和傳遞水平荷載。計算結(jié)果表明，自密實混凝土錨固U型鋼筋處及凸臺沿縱向兩端均為結(jié)構(gòu)薄弱部分，在外荷載作用下容易產(chǎn)生損傷。
　　(3)由于自密實混凝土收縮率較大，無論層間粘接良好與否，自密實混凝土在收縮等效降溫荷載工況作用下均發(fā)生嚴(yán)重破壞，盡管與實際狀態(tài)相去甚遠(yuǎn)，但側(cè)面說明自密實混凝土澆筑完成后，早期養(yǎng)護至關(guān)重要。
　　(4)增大鋼筋直徑

4、有利于提升軌道板與自密實混凝土協(xié)同作用程度，但提升空間有限，鋼筋直徑增大1倍（由12mm增大到25 mm）的情況下，列車荷載、最大溫度梯度及常用荷載組合工況作用時，對應(yīng)協(xié)同作用程度僅提升約10％、6％和8％。此外，由協(xié)同作用程度提升程度變化趨勢可以預(yù)見，增大U型鋼筋直徑并不能完全使軌道板與自密實混凝土協(xié)同作用。
　　(5)層間僅U型鋼筋連接時，鋼筋周圍自密實混凝土處于較高應(yīng)力狀態(tài)，隨著鋼筋直徑的增長，協(xié)同作用增強，自密實混凝土損傷