基于聚氨酯弹性充填层的板式轨道研究

摘要

在调研分析城市轨道交通轨道结构基础上，结合高速铁路板式轨道实践经验，提出了基于聚氨酯弹性充填层的板式轨道结构方案，以提高城市轨道交通轨道结构施工效率和耐久性，降低减振措施成本。
　　基于理论分析结果及工程实践经验，提出轨道板宽度宜为2.1m～2.3m，长度宜为2.8m～5.6m，一般地段轨道板厚度为0.24m，减振地段宜为0.3m～0.35m;非减振地段聚氨酯弹性充填层支承刚度可取为1MPa/mm，减振地段支承刚度取0.05MPa/mm，聚氨酯弹性充填层支承长度应与轨道板同长，支承宽度宜为0.3m。动力学分析表明，聚氨酯弹性充填层刚度为0.05MPa/mm时，钢轨和轨道板垂向位移最大值未超过《浮置板轨道技术规范》中相关规定，弹性充填层刚度取值可行。
　　针对聚氨酯弹性充填层开展了室内试验研究，考察了在0.03～0.3MPa压应力条件下动静比及疲劳性能，结果表明不同刚度聚氨酯充填层动静比控制较好，均在1.5以下，疲劳后刚度最大变化率为14％，厚度最大变化率为2％，满足相关限值要求。
　　室内实尺模型试验表明，在列车设计荷载（2倍静轴重）作用下减振型轨道板承受的拉应变有一定增大，但应变幅值均小于混凝土设计强度。在列车额定荷载（静轴重）作用下轨道板、钢轨最大垂向位移幅值未超过相关规范要求。动态加载试验表明，减振、非减振板式轨道动应变在混凝土设计强度范围内。室内落锤冲击试验表明，1Hz～200 Hz范围内0.05MPa/mm地段减振轨道底座处减振效果为10.6～11.4 dB。
　　现场实车试验表明，列车以不同速度通过试验段时，脱轨系数、减载率和轮轴横向力等安全性参数指标幅值较小，均在安全限值范围内。不同地段轮轨垂直力无明显差异，且远小于列车设计荷载。0.05MPa/mm减振地段相邻轨道板间垂向位移最大值为0.34mm，未发现板间垂向位移影响列车平稳运行。与配套采用DTⅥ2型扣件普通刚性道床相比，1～200Hz范围内聚氨酯弹性充填层刚度为0.05MPa/mm地段底座处减振效果为13.3～16.7dB。

目录

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致谢

摘要

1．绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 存在的主要问题

1．4 本文主要研究内容

2．1 板式轨道结构总体方案

2．2 设计荷载

2．3 轨道板型式尺寸

2．4 聚氨酯弹性充填层支撑方式及刚度

2．5 列车-轨道耦合模型动力分析

2．6 轨道板配筋设计

2．7 小结

3．聚氨酯弹性充填层试验研究

3．1 聚氨酯充填层试验方案

3．2 聚氨酯充填层静刚度试验

3．3 聚氨酯充填层动刚度及动静比

3．4 小结

4．板式轨道室内试验研究

4．2 结构承载性能试验

4．3 结构变形性能试验

4．4 动态加载试验

4．5 水平稳定性试验

4．6 疲劳性能试验

4．7 落锤冲击试验

4．8 小结

5．板式轨道现场试验研究

5．1 列车运行稳定性

5．2 轮轨垂直力和水平力

5．3 结构变形

5．4 结构振动特性

5．5 小结

6．结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

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