铁路钢桁梁桥明桥面复合轨枕宏-细观力学行为研究

作     者：阁军谊 肖杰灵 武志刚 徐亚光 王平 GE Junyi;XIAO Jieling;WU Zhigang;XU Yaguang;WANG Ping

作者机构：西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031 中国铁路太原局集团有限公司工务部太原030013 中国铁路成都局集团有限公司六盘水工电段贵州六盘水553000 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年第68卷第2期

页      面：60-67页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：四川省科技计划项目(2020YFG0125) 山东铁投集团科技计划项目(TTKJ2021-04) 中铁第一勘察设计院集团有限公司科技开发计划项目(院科20-65) 

主　　题：钢桁梁桥 复合轨枕 多尺度仿真 复合材料 承载能力 

摘      要：复合轨枕是明桥面结构提质改造的重要举施,但复合成型工艺及材料特性对轨枕服役性能有直接影响。针对复合轨枕明桥面结构的特性,基于ABAQUS等仿真平台,分别建立复合轨枕的宏、细观有限元模型,从多尺度仿真角度研究列车轮载下复合材料密度,纤维束直径、取向和分布等因素对轨枕承载能力及变形影响。结果表明:增大纤维束直径、使纤维束充分分散,能够减少10%~30%的轨枕受力;改变纤维取向对提高轨枕承载力的效果较为显著,优化纤维分布取向能够使轨枕表面受力减小20%~30%;在此基础上提出“45°/0°/45°的纤维束铺层结构,采用这种结构能在相同变形量控制水平下获得更高的承载能力,较全断面纵向铺层方案提升30%~50%。研究表明:利用复合轨枕的材料特性,优化生产制造工艺可提高其承载能力。