短路基地段CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺设置研究

摘要

CRTSⅡ型板式无砟轨道结构是目前我国高速铁路应用较多的轨道结构型式之一，其纵向多层的连续结构使得其纵向相互作用受力体系较为复杂。台后纵向传力端刺体系作为台后轨道结构的限位结构，是CRTSⅡ型板式无砟轨道的重要组成部分。
　　本文以倒T型主端刺为例，考虑了无砟无缝线路对桥台后端刺受力与变形的影响;并建立了线-板-桥-端刺-路基一体化有限元分析模型，对温度荷载、制动荷载及断板荷载下端刺的受力与变形进行了计算以及影响因素分析;结合既有应用于短路基地段的端刺设置方案，分析其与无砟无缝线路的相互影响，对既有方案进行优化，提出了底座板在短路基上连续铺设，在底座板中部设置倒T型端刺并采用AB组填料填筑端刺的方案。主要研究结果如下:
　　(1)温度荷载作用下，端刺的受力和位移约为制动荷载下的10～20倍，因此温度荷载是端刺受力检算的主力，而可忽略制动荷载对端刺受力和变形的影响;断板力位置对端刺受力和位移有很大影响，最不利位置在主端刺处，断板力作为偶然荷载，建议单独检算;
　　(2)主端刺受力主要受轨道板及底座板的伸缩刚度和温差影响，按现有倒T型端刺设置条件，仅适用于轨道板与底座板温差40℃范围内;温差为50℃时，主端刺纵向位移达到4.67mm，已超过3mm限值，且此时主端刺最大拉应力达到2.66MPa，已超出混凝土强度;
　　(3)主端刺与摩擦板固结处和主端刺趾部受力较大，是端刺的薄弱环节，建议加强此处的结构设计;
　　(4)短路基上底座板连续铺设且设置端刺时，钢轨纵向力和位移在连续梁右侧和中间路基上变化较为平缓且数值较小，轨道结构纵向整体性更强，更易发挥摩擦板和端刺纵向传力锚固的作用;从降低工程造价、经济适用和保证工程安全角度出发，可采用短路基地段底座板连续铺设，并在底座板中部设置倒T型端刺，摩擦板下和端刺周围的路基采用AB组填料填筑的方案。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 CRTS II型板式无砟轨道概况及结构特点

1．2．1 CRTS II型板式无砟轨道概况

1．2．2 CRTS II型板式无砟轨道结构特点

1．3 无砟轨道台后端刺应用国内外概况

1．3．1 国外无砟轨道台后端刺应用现状

1．3．2 国内无砟轨道台后端刺应用现状

1．4 本文研究内容与技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 技术路线

第2章 无砟轨道无缝线路与端刺一体化计算模型

2．1 纵向力计算模型

2．1．1 计算假设

2．1．2 计算模型

2．2 计算参数的选取

2．2．1 隔离层摩擦系数

2．2．2 轨道板及底座板的伸缩刚度

2．2．3 轨道板及底座板温度差

2．2．4 端刺结构及土体抗力参数

2．2．5 其他参数

2．3 模型边界及荷载条件

2．4 模型验证

2．4．1 端刺结构模型验证

2．4．2 整体模型验证

2．5 本章小结

第3章 端刺受力与变形参数影响分析

3．1 端刺受力分类

3．2 计算桥跨

3．3 温度力

3．3．1 伸缩刚度的影响

3．3．2 轨道结构温度变化幅度的影响

3．3．3 连续梁温度跨度的影响

3．3．4 隔离层摩阻力的影响

3．4 制动力

3．5 断板力

3．6 本章小结

第4章 短路基地段端刺设置研究

4．1 短路基地段端刺设置方案

4．2 计算分析

4．2．1 方案一

4．2．2 方案二

4．3 方案优化与建议

4．4 本章小结

结论与展望

主要研究工作与结论

进一步研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文