高速铁路桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构力学行为研究

摘要

随着我国新建高速铁路陆续开通运营，我国“四纵四横”高速铁路干线网已基本形成。CRTSⅡ型板式无砟轨道在我国高速铁路建造中大量使用，其作为纵连结构较其他非纵连无砟轨道受力复杂。本文结合我国高铁线路桥梁比例高的特点，对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构力学行为开展研究。
　　理论和试验研究结果表明，梁体伸缩工况下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板内产生附加力，伸缩附加力随着温度跨度和“两布一膜”摩擦系数增加而增大，且不易消散。长大温度跨连续梁及相邻若干跨简支梁区域无砟轨道受力均相对较大。通过既有底座板设计荷载组合和不同温度跨长桥上底座板伸缩附加力对比分析，提出底座板设计荷载组合应计入伸缩附加力及相应组合系数建议值。
　　通过建立足尺大型试验平台，验证了CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板按设计曲线计算内力已不能准确反映其在运营阶段实际受力水平。针对直线区段底座板和组合结构的截面纵向刚度特征和开裂特征，试验等效模拟了底座板、无砟轨道组合结构作为轴心受力构件在温度荷载作用下的截面刚度和开裂规律，研究提出了底座板在受拉、拉压转换、受压阶段和组合结构在受拉、受压阶段的截面刚度建议值，以及降温工况下底座板和轨道板V型槽、板端接缝处的裂缝宽度建议值。
　　基于现场CRTSⅡ型板式无砟轨道裂缝伤损调研结果，针对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构纵向刚度不连续的成因开展研究，综合分析了温度荷载作用下轨道板端接缝伤损、轨道板和砂浆层间界面离缝两个主要因素，以及各因素的薄弱环节。在纵向刚度不连续的影响方面，研究了砂浆层离缝面积与轨道板板端纵连钢筋应力水平、板端接缝处离缝量的关系，并提出防止板端纵连钢筋屈服的离缝限值。
　　最后，研究分析引起CRTSⅡ型板式无砟轨道初始偏心的影响因素，考虑轨道板整体升温45℃工况，针对不同梁体徐变上拱和砂浆层界面离缝百分比，理论分析轨道板竖向失稳砂浆层界面的临界粘结强度。针对相邻桥墩差异沉降工况，分析对比了梁缝处纵向抗剪销钉对轨道板竖向稳定性的影响。针对板端接缝存在缺陷工况，理论分析与试验结果吻合良好，从而得出板端窄接缝的缺陷和砂浆层界面粘结强度是轨道板离缝上拱的主要影响因素。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外桥上纵连无砟轨道发展和研究现状

1.3 本文主要研究工作

2 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特征研究

2.1 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特征理论分析

2.2 实桥工况测试分析

2.3 本章小结

3 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构纵向刚度研究

3.1 运营条件下底座板裂缝特征

3.2 底座板“内力-应变”曲线特征

3.3 组合结构“内力-应变”曲线特征

3.4 本章小结

4 CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的纵向刚度不连续成因及影响研究

4.1 CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损调研分析

4.2 CRTSⅡ型板式无砟轨道刚度不连续成因分析

4.3 砂浆层离缝对轨道板间纵连钢筋受力影响分析

4.4 本章小结

5 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道板竖向失稳临界条件研究

5.1 桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道板竖向稳定性影响因素

5.2 轨道板竖向失稳临界条件分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要研究结论

6.2 创新点

6.3 展望

参考文献

作者简历及科研成果清单

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