温度梯度荷载作用下纵连板式与单元板式无砟轨道结构应力-应变状态对比分析

摘要

《高速铁路设计规范(试行)》(TB 10621-2009)对无砟轨道设计规定正温度梯度的取值为45℃/m.通常负温度梯度的取值为正温度梯度的1/2.根据运营高铁线路的现场试验发现,规范的温度梯度取值已不能反映线路在极端气温情况下温度荷载的实际情况.本文建立有限元模型对温度梯度80,-45℃/m条件下纵连板式与单元板式无砟轨道结构应力-应变状态进行对比分析.研究结果表明:温度梯度荷载作用下,单元板式无砟轨道的纵向最大拉应力和竖向变形均比纵连板式无砟轨道大;温度梯度荷载会引起轨道板中部上拱或端部上翘,进而影响轨道结构竖向协调变形;环境温度变化与砂浆、混凝土的热行为差异是板式轨道充填层开裂、层间离缝等的重要原因.建议设计规范应对不同区域给出不同的无砟轨道温度梯度设计值.