双块式无砟轨道结构道床板上拱的成因分析与整治措施研究

摘要

由于我国对无砟轨道的研究起步较晚，高速铁路的快速发展，设计、施工与运营经验都不是很足，还有一些关键技术问题有待进一步研究。同时，在无砟轨道技术的大面积推广和使用过程中，其病害问题也将会越来越突出。病害的机理分析与整治将成为进一步优化无砟轨道结构、提升我国无砟轨道技术的重要途径和研究重点。
　　本文结合现场调查与数值模拟，以武广客运专线过渡段为研究对象，对温度荷载作用下过渡段轨道结构的响应进行研究，分析道床板上拱的原因及影响因素，提出相应的整治措施。主要工作内容如下：
　　(1)广泛收集无砟轨道、过渡段的设计和施工等研究成果，对其进行分析、研究，为本文选题打下基础，然后确定本文的研究思路、研究方法等。
　　(2)在分析、研究国内外轨道静、动力学计算模型研究现状的基础上，以商业软件ANSYS为平台，建立过渡段Ⅰ型双块式轨道结构计算模型，并分析在温度荷载作用下各结构层的力学响应。然后通过与现场实际调查结果对比分析，验证模型的正确性。
　　(3)分析在不同轨道结构、不同温度荷载等参数作用下过渡段轨道结构的力学响应，找出道床板上拱的原因，提出相应的整治措施。
　　研究表明，道床板上拱原因主要为：(1)道床板自由端翘曲上拱主要由温度梯度造成，上拱发生在伸缩缝路基一侧自由端附近3m左右的范围内；(2)锚梁附近道床板上拱主要由道床板整体升/降温幅度大造成，锚梁处及锚梁路基侧附近1～4m范围内上拱量最大，4～6m范围内上拱量明显下降，6m以外范围内基本无上拱现象。
　　根据道床板上拱的原因，提出了相应的整治措施：(1)病害应及时处理以确保行车安全；(2)加强对检测数据的分析，及时消除可能发生的大病害；(3)强化可能发生上拱地段道床板与支承层间的联结，减小传至锚梁的纵向力，并增设锚梁；(4)严格控制施工程序，如混凝土入模温度、养护方法等。