CRTSⅡ型板式无砟轨道宽接缝损伤行为研究

摘要

CRTSⅡ型板式无砟轨道宽接缝损伤非常普遍，主要表现为冬季的拉开和夏季的上拱，严重时甚至会威胁到行车安全。宽接缝作为Ⅱ型板式无砟轨道的关键部位，目前缺乏对其损伤机理的系统研究。本文针对宽接缝损伤问题，通过分析总结可能会造成其损伤的原因，利用有限元软件，运用混凝土塑性损伤模型，对其损伤机理进行了系统研究，主要内容与结论如下:
　　(1)针对宽接缝的施工过程，分析纵向张拉对轨道板以及宽接缝下部混凝土的影响。结果表明纵向张拉后，纵向钢筋受力不均，主要集中在张拉区域，轨道板内部的钢筋受力很小;轨道板受拉后对窄接缝混凝土的挤压作用不明显;通过对比在纵向张拉前是否浇筑窄接缝混凝土后发现，浇筑窄接缝混凝土对纵向张拉后钢筋与轨道板的影响非常小;建议简化施工过程，在纵向张拉后，同时浇筑宽接缝混凝土。
　　(2)在宽接缝处，六个张拉锁件占用的体积较大。在温度荷载作用下，宽接缝混凝土受到轨道板的纵向挤压，张拉锁件附近的混凝土非常容易出现拉伸损伤和受压损伤。
　　(3)在轨道板与宽接缝混凝土相互作用较强的情况下，轨道板在降温荷载作用下将按着设计沿着“假缝”开裂。而实际情况中，由于轨道板与宽接缝混凝土粘接能力较弱，并不能在降温下提供足够的粘接力，因而它会先于“假缝”开裂，影响了Ⅱ型轨道板设计理念的达成。

目录

声明

摘要

第1章 概述

1．1 高速铁路现状

1．2 CRTSⅡ型板式无砟轨道特点

1．2．1 路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构

1．2．2 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构

1．2．3 隧道区CRTSⅡ型板式无砟轨道结构

1．2．4 轨道过渡段

1．3 国内外板式无砟轨道主要损伤

1．3．1 国外情况

1．3．2 国内情况

1．4 宽接缝损伤

1．5 本文的研究内容及方法

1．5．1 本文的研究意义和内容

1．5．2 本文的研究思路

第2章 混凝土塑性损伤模型

2．1 混凝土损伤模型

2．1．1 损伤力学理论

2．1．2 Loland损伤模型

2．1．3 Mazars损伤模型

2．1．4 Sidoroff损伤模型

2．2 ABAQUS塑性损伤模型

2．2．1 ABAQUS混凝土塑性损伤模型

2．2．2 基于规范推荐的应力-应变曲线推导的单轴损伤演化方程

本章小结

第3章 CRTSⅡ型板式无砟轨道非线性有限元力学模型

3．1 无砟轨道温度效应

3．1．1 纵连板式轨道结构温度效应

3．1．2 无砟轨道结构温度场

3．2 ABAQUS相关计算理论介绍

3．2．1 ABAQUS热应力分析方法

3．2．2 ABAQUS接触算法

3．3 计算模型和计算参数

3．3．1 CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型

3．3．2 宽接缝部件模拟

3．3．3 各部件之间相互关系及边界条件

3．3．4 参数选取

3．3．5 工况选取

本章小结

第4章 宽接缝施工分析

4．1 宽接缝施工简介

4．2 宽接缝施工受力分析

本章小结

第5章 温度荷载影响

5．1 升温加正温度梯度

5．2 降温加负温度梯度

5．3 整体温度荷载作用

5．4 宽接缝混凝土弱化

5．4．1 层间连接完好

5．4．2 轨道板与砂浆层脱粘

5．5 宽接缝混凝土与轨道板脱粘

本章小结

结论与展望

主要研究工作与结论

进一步的研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文