接缝弱化后纵连板式无砟轨道温度效应研究

作     者：曹毅杰 蒋典佑 刘钰 孙晓丹 朱星盛 谷永磊 CAO Yijie;JIANG Dianyou;LIU Yu;SUN Xiaodan;ZHU Xingsheng;GU Yonglei

作者机构：西南交通大学土木工程学院成都610031 京沪高速铁路股份有限公司北京100038 

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

年 卷 期：2024年第68卷第3期

页      面：72-80页

学科分类：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：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划重大课题(K2020G007) 西南交通大学重点实验室工程实践项目(ZD2022010077) 

主　　题：纵连板式无砟轨道 宽窄接缝弱化 弹性填充层 应力释放 损伤 变形 

摘      要：目前,纵连板式无砟轨道夏季高温胀板问题严重。高温产生的巨大温度应力导致轨道结构发生众多病害,其中,轨道板上拱尤为严重,已威胁高速列车的运营安全。为有效释放结构内部的温度应力,减少病害发生,通过建立设有弹性填充层的纵连板式无砟轨道计算模型,引入内聚力单元和混凝土损伤塑性本构,探讨两种节段长度及不同弹性模量下,整体温升作用时,宽窄接缝弱化对轨道结构应力、变形及损伤的影响。研究表明:(1)设置弹性填充层后,轨道板和接缝的纵向应力均得到一定程度释放,但会伴随着发生局部偏心和应力增加;(2)弹性填充层的设置会使接缝、轨道板和层间界面损伤产生的临界温升降低,结构损伤较大时,轨道板和接缝的应力释放会受到限制,并且弹性填充层附近也会产生一定上拱增量;(3)两种节段长度下,损伤和应力释放量均会随着弹性模量降低逐渐增大,因此,节段长度为4块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于1775 MPa并低于3550 MPa,节段长度为3块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于355 MPa并低于1775 MPa;(4)两种节段长度下,随着弹性模量降低,轨道板和钢轨最大上拱增量逐渐增大,对于钢轨,两种节段长度下的竖向位移均在规范允许范围内。