板邊離縫對CRTS Ⅲ型軌道-路基系統(tǒng)動力特性影響研究.pdf

1、我國高速鐵路發(fā)展取得令世人矚目的成就，截至2016年年底，運營總里程將超過2.36萬公里，超過國外所有高速鐵路總里程。如何保證如此大規(guī)模高速鐵路長期安全穩(wěn)定的運營是我國高速鐵路工程研究的重點和難點，面臨著艱巨的挑戰(zhàn)。由于我國高速鐵路服役環(huán)境復雜多變，且缺乏養(yǎng)護維修經驗，運營線路上無砟軌道層間劣化與傷損病害，比如軌道板離縫、填充層碎裂等現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，揭示層間離縫對無砟軌道結構動態(tài)性能的影響規(guī)律，對于我國高速鐵路無砟軌道運營維護具有重

2、要的理論意義和工程應用價值。本文針對CRTSⅢ型板式無砟軌道比較容易出現(xiàn)的層間離縫，分析了沖擊荷載及車輛荷載作用下板邊離縫對軌道-路基動力特性的影響，
　　本研究主要內容包括：⑴基于CRTSⅢ型板式無砟軌道和路基系統(tǒng)實尺試驗模型，測量統(tǒng)計了軌道板與自密實混凝土充填層界面?zhèn)冗呺x縫的幾何分布特征，同時開展了CRTSⅢ型板式無砟軌道-路基落軸沖擊試驗研究，統(tǒng)計分析了沖擊荷載作用下軌道-路基結構動力響應分布規(guī)律，并利用Ansys/LS-D

3、yna有限元軟件建立了含有板邊離縫的有限元分析模型，分析了落軸荷載作用下，板邊離縫對基礎結構動力特性的影響規(guī)律，并和試驗結果進行了相互對比分析。結果表明:無砟軌道具有良好的減振能力和擴散荷載的能力，荷載在經鋼軌和扣件系統(tǒng)傳遞到軌道-路基結構過程中大幅衰減;沖擊荷載作用下，各基礎結構振動響應幅值沿軌道結構縱向和垂向均隨振動傳遞距離的增加而減少。不同離縫寬度下軌道板垂向動應力沿橫向的分布趨勢基本相同，均呈駝峰分布趨勢，有離縫一側動態(tài)響應幅值

4、總體大于無離縫一側。板邊離縫寬度在0-800mm的范圍內，基礎結構位移均隨著離縫寬度的增加而持續(xù)增加，軌道板位移增幅最大，鋼軌、軌道板和路基垂向加速度隨著離縫寬度的增加而持續(xù)增加，軌道板加速度增幅最大;當離縫未擴展至鋼軌下方時，自密實層、支承層和基床表層垂向加速度隨著離縫寬度的增加而增加，當離縫擴展至鋼軌下方時，又隨著離縫寬度的增加而降低，離縫為800mm時的加速度與無離縫時相差無幾。板邊離縫高度對基礎結構位移和加速度的影響較離縫寬度的

5、影響要小很多，距離離縫越近的層面，動力特性受到離縫高度變化的影響越明顯;離縫高度在0-3mm的范圍內，基礎結構各部件位移和垂向加速度均隨離縫高度的增大有小幅增加，最大增幅均不超過13％。⑵車輛荷載作用下CRTSⅢ型板式軌道板邊離縫會引起軌道-路基結構振動響應波形及峰值的異常變化，且對輪軌垂向力、輪重減載率及軌道路基各結構的動態(tài)響應均會產生較大的影響。結構一側有離縫時，各結構離縫側的動態(tài)響應總體大于無離縫一側的動態(tài)響應;軌道-路基結構各部