長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道斷板影響與可靠性研究.pdf

1、中國(guó)高速鐵路在長(zhǎng)期服役過程中出現(xiàn)了層間離縫、上拱、斷板等多種形式、不同程度的病害。其中，斷板作為典型病害，一旦出現(xiàn)將嚴(yán)重影響線路運(yùn)營(yíng)安全。尤其在梁軌作用復(fù)雜的長(zhǎng)大橋上，斷板的產(chǎn)生可能帶來更為嚴(yán)重的衍生病害，如支座失效、橋梁失穩(wěn)等，從而導(dǎo)致整個(gè)軌道-橋梁大系統(tǒng)的失效。因此，開展無砟軌道斷板影響研究，對(duì)斷板條件下無砟軌道-橋梁系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評(píng)估意義重大。
　　本文以斷板條件下長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道為研究對(duì)象。通過有限元模型

2、的建立，分析了斷板對(duì)軌道-橋梁系統(tǒng)受力特性的影響。并基于結(jié)構(gòu)可靠度理論提出了一種病害條件下無砟軌道-橋梁系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法，為無砟軌道養(yǎng)護(hù)維修提供指導(dǎo)。主要研究工作如下:
　　(1)基于有限元法，建立了斷板條件下長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道梁-體-梁空間耦合非線性有限元模型。將長(zhǎng)大橋梁采用歐拉梁?jiǎn)卧M，軌道板、底座板采用三維實(shí)體單元模擬，完成了長(zhǎng)大橋梁大尺度與細(xì)觀病害小尺度的多尺度精細(xì)化模擬，并采用多點(diǎn)耦合法實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)大橋梁梁

3、單元與底座板空間實(shí)體單元空間耦合。
　　(2)針對(duì)長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板斷裂病害，分析了整體降溫幅度、不同斷裂位置和不同斷裂深度對(duì)無砟軌道結(jié)構(gòu)受力變形特性的影響。
　　結(jié)果表明:軌道結(jié)構(gòu)各部件受降溫幅度和斷裂深度影響較大，當(dāng)降溫幅度大于30℃、斷裂深度大于180mm時(shí)，斷縫周圍30m內(nèi)底座板縱向附加力超過其極限拉力值，有開裂風(fēng)險(xiǎn);降溫幅度超過15℃、斷裂深度大于20mm時(shí)，斷縫兩側(cè)50m范圍內(nèi)扣件縱向阻力超限

4、，鋼軌爬行;CA砂漿層發(fā)生剪切破壞。軌道板最不利斷裂位置為連續(xù)梁右端滑動(dòng)支座處。
　　(3)針對(duì)長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道底座板斷裂病害，研究了整體降溫幅度、不同斷裂位置和不同斷裂深度對(duì)無砟軌道結(jié)構(gòu)受力變形特性的影響。
　　結(jié)果表明:與軌道板斷裂類似，軌道各部件受降溫幅度和斷裂深度影響較大。當(dāng)降溫幅度超過30℃、斷裂深度大于180mm時(shí)，斷縫周圍20m內(nèi)軌道板縱向附加力超過其極限拉力值，有開裂風(fēng)險(xiǎn)。降溫幅度超過5℃、斷