板邊離縫對(duì)CRTS Ⅲ型軌道-路基系統(tǒng)動(dòng)力特性影響研究.pdf

1、我國(guó)高速鐵路發(fā)展取得令世人矚目的成就，截至2016年年底，運(yùn)營(yíng)總里程將超過(guò)2.36萬(wàn)公里，超過(guò)國(guó)外所有高速鐵路總里程。如何保證如此大規(guī)模高速鐵路長(zhǎng)期安全穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)是我國(guó)高速鐵路工程研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，面臨著艱巨的挑戰(zhàn)。由于我國(guó)高速鐵路服役環(huán)境復(fù)雜多變，且缺乏養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)線路上無(wú)砟軌道層間劣化與傷損病害，比如軌道板離縫、填充層碎裂等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，揭示層間離縫對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，對(duì)于我國(guó)高速鐵路無(wú)砟軌道運(yùn)營(yíng)維護(hù)具有重

2、要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道比較容易出現(xiàn)的層間離縫，分析了沖擊荷載及車輛荷載作用下板邊離縫對(duì)軌道-路基動(dòng)力特性的影響，
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道和路基系統(tǒng)實(shí)尺試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，測(cè)量統(tǒng)計(jì)了軌道板與自密實(shí)混凝土充填層界面?zhèn)冗呺x縫的幾何分布特征，同時(shí)開(kāi)展了CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道-路基落軸沖擊試驗(yàn)研究，統(tǒng)計(jì)分析了沖擊荷載作用下軌道-路基結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分布規(guī)律，并利用Ansys/LS-D

3、yna有限元軟件建立了含有板邊離縫的有限元分析模型，分析了落軸荷載作用下，板邊離縫對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響規(guī)律，并和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了相互對(duì)比分析。結(jié)果表明:無(wú)砟軌道具有良好的減振能力和擴(kuò)散荷載的能力，荷載在經(jīng)鋼軌和扣件系統(tǒng)傳遞到軌道-路基結(jié)構(gòu)過(guò)程中大幅衰減;沖擊荷載作用下，各基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)幅值沿軌道結(jié)構(gòu)縱向和垂向均隨振動(dòng)傳遞距離的增加而減少。不同離縫寬度下軌道板垂向動(dòng)應(yīng)力沿橫向的分布趨勢(shì)基本相同，均呈駝峰分布趨勢(shì)，有離縫一側(cè)動(dòng)態(tài)響應(yīng)幅值

4、總體大于無(wú)離縫一側(cè)。板邊離縫寬度在0-800mm的范圍內(nèi)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)位移均隨著離縫寬度的增加而持續(xù)增加，軌道板位移增幅最大，鋼軌、軌道板和路基垂向加速度隨著離縫寬度的增加而持續(xù)增加，軌道板加速度增幅最大;當(dāng)離縫未擴(kuò)展至鋼軌下方時(shí)，自密實(shí)層、支承層和基床表層垂向加速度隨著離縫寬度的增加而增加，當(dāng)離縫擴(kuò)展至鋼軌下方時(shí)，又隨著離縫寬度的增加而降低，離縫為800mm時(shí)的加速度與無(wú)離縫時(shí)相差無(wú)幾。板邊離縫高度對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)位移和加速度的影響較離縫寬度的

5、影響要小很多，距離離縫越近的層面，動(dòng)力特性受到離縫高度變化的影響越明顯;離縫高度在0-3mm的范圍內(nèi)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)各部件位移和垂向加速度均隨離縫高度的增大有小幅增加，最大增幅均不超過(guò)13％。⑵車輛荷載作用下CRTSⅢ型板式軌道板邊離縫會(huì)引起軌道-路基結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)波形及峰值的異常變化，且對(duì)輪軌垂向力、輪重減載率及軌道路基各結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)均會(huì)產(chǎn)生較大的影響。結(jié)構(gòu)一側(cè)有離縫時(shí)，各結(jié)構(gòu)離縫側(cè)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)總體大于無(wú)離縫一側(cè)的動(dòng)態(tài)響應(yīng);軌道-路基結(jié)構(gòu)各部