温度作用下桥上CRTSⅡ型轨道离缝及变形分析

作者：周敏; 戴公连; 闫斌

来源：铁道科学与工程学报, 2016, 13(12): 2341-2346.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.2016.12.004

• 高速铁路
• 简支梁
• 无砟轨道
• 砂浆离缝
• 有限元分析
• 温度梯度

采用实体单元模拟轨道结构、接触单元模拟层间约束关系、仅受压的杆单元模拟桥梁对轨道的支撑和非线性弹簧单元模拟扣压型侧向挡块的约束作用,建立高速铁路简支梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构空间有限元模型,采用相关文献案例验证本模型的准确性,分析温度作用下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道离缝发展规律及变形。研究结果表明:整体升温对轨道板与砂浆层界面纵向剪应力影响较大,温度越高,纵向剪应力越大,但在正常使用范围内,界面不会发生纵向剪切破坏;温度梯度主要引起界面竖向拉裂破坏,进而产生砂浆离缝,离缝从轨道板边缘开始出现,在正负温度梯度交替作用下,沿横向深度加深,深度可达50 cm;当界面黏结强度为0.02 MPa时,砂浆离缝产生的临界正温度梯度为5.3℃,临界负温度梯度为-4.8℃,且二者呈线性关系,黏结强度越高,临界温度梯度越大。轨道板板端接缝缺陷引起接缝位置及纵向一定范围内界面拉裂破坏,沿横向贯通,导致砂浆离缝和轨道板板端上拱;提高砂浆层施工质量和加强轨道板板端接缝施工控制有利于抑制砂浆离缝和轨道板上拱变形。

• 单位
  中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司; 中南大学; 土木工程学院