CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评估方法研究

作     者：刘宽 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任娟娟

授予年度：2021年

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] 

主      题：CRTS Ⅲ型板式无砟轨道 开裂状况 评价指标 德尔菲法 区间层次分析法 

摘      要：CRTS Ⅲ型板式无砟轨道是我国具有完全独立自主知识产权的无砟轨道系统,近年来已在多条高速铁路上得到应用。运营后通过实地调研发现,随着高速铁路列车速度提升、行车密度增大,同时受到列车动荷载、温度荷载和水压力等的作用,导致无砟道床质量状态不断恶化,出现各种开裂伤损,从而严重影响其耐久性和使用寿命。为指导线路养护维修,有关部门基于《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）》修订和完善了针对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的维修细则。但该细则对无砟轨道开裂伤损的评价方法仍然较单一,且维修规范中仅有对单一裂缝宽度超限的规定,而缺乏考虑在开裂宽度未超限但裂缝数量较多等情况下如何评定裂缝的伤损级别的情况。为实现对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂伤损的科学管理以更合理地指导线路养护维修,本论文提出了新的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评价指标CCI（Ballastless Track Cracking Condition Index）及相关计算方法。针对该指标,本文结合数值模拟和专家咨询两方面因素,并采用区间层次分析法建立结构层次以确定指标中各参数的权重,并通过实例验证,检验了该评价指标和评估方法的合理性,并且对线路养护维修具有重要的指导意义和实用价值。本文的主要研究内容及结论如下:（1）通过充分调研,定义了横向裂缝、纵向裂缝、竖向裂缝、龟裂、块状裂缝和贯通裂缝共6种无砟道床表面常见的裂缝形式;之后通过研读国内外公路、桥涵、无砟轨道质量状态评价指标的应用与研究现状,提出了CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评价指标CCI的概念并初步建立了计算方法。（2）基于混凝土线弹性断裂力学基本理论及弹性模量折减法两种方式,对含表面裂缝的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开展了开裂伤损分析;采用德尔菲法进行专家咨询获取了437份专家调查问卷,此方式能充分集中专家在实际工程方面的经验与意见。（3）为了保证指标中各参数权重的客观性与合理性,结合数值模拟的客观分析和专家咨询的主观意见两方面因素,采用区间层次分析法建立结构层次确定了各参数的权重。（4）将评估方法应用到工程实例的两个案例中,得到CCI分别为80.68分、75.76分,检验了此方法的合理性,能定量分析无砟道床的开裂严重程度,最后根据工程实例提出了有针对性的维修建议。