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

来源：铁道标准设计, 2022, 1-8.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202207050006

• 钢桁梁桥
• 复合轨枕
• 多尺度仿真
• 复合材料
• 承载能力

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。

• 单位
  土木工程学院; 西南交通大学