城际板式无砟轨道结构优化研究

论文摘要

成灌铁路是汶川地震后新建的一条成都至都江堰的客运专线,设计时速200km/h,其中部分路段轨道结构采用的是最新设计完全具有自主知识产权的无砟轨道结构。这种无砟轨道结构桥梁地段为单元板式轨道,取消了CA砂浆而用自密实混凝土作为板下填充层,轨道板与自密实混凝土间设置U型连接钢筋,加强两者之间的连接。底座上设置两个凸台传递水平力及限位；路基地段采用纵连板式轨道,板间填充树脂砂浆,板下填充自密实混凝土,支承层采用水硬性支承层(HGT)。这种无砟轨道结构在我国应用尚属首次,针对其结构的优化研究有着非常重要的意义。本文介绍了成灌无砟轨道的研究、设计概况和结构特点,总结了其中存在的问题。对于速度目标值200km/h的城际铁路,认为路基上纵连板式无砟轨道施工复杂,维修不便,造价较高。针对该问题提出了取消轨道板纵连,取消板间树脂砂浆,板下填充自密实混凝土,底座设置限位凹槽的路基地段单元板式无砟轨道结构。通过建模计算,验证了单元板式无砟轨道在列车荷载和温度荷载作用下轨道结构均能满足要求。通过对比分析,单元板式轨道能很好的抵抗温度力的作用,但在列车荷载作用下,限位凹槽处会产生集中应力,在限位凹槽处须设置弹性垫层。纵连板式轨道因为其整体性,列车荷载对其影响较小,但承受温度力的能力较差。针对单元板式轨道方案,详细分析研究了限位方式和自密实混凝土、底座厚度对轨道结构的影响,通过对路基地段板式无砟轨道结构的分析研究,达到了优化无砟轨道结构的目的,并根据分析结果提出了相关建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 概述
• 1.1 国内外高速铁路的发展及现状
• 1.2 主要无砟轨道结构及使用现状
• 1.2.1 日本板式无砟轨道
• 1.2.2 德国博格板式无砟轨道
• 1.2.3 德国雷达无砟轨道
• 1.2.4 我国板式无砟轨道的发展
• 1.3 自密实混凝土
• 1.3.1 自密实混凝土应用概况
• 1.3.2 自密实混凝土研究思路及标准
• 1.4 论文选题背景及主要工作
• 1.4.1 本文的选题背景及意义
• 1.4.2 本文的主要工作
• 第2章 成灌铁路无砟轨道工程优化研究概况
• 2.1 成灌铁路工程背景
• 2.2 成灌无砟轨道设计研究概况
• 2.2.1 无砟轨道结构主要优化点
• 2.2.2 成灌铁路无砟轨道结构研究思路及技术途径
• 2.3 成灌铁路无砟轨道主要结构及特点
• 2.4 成灌无砟轨道存在问题
• 第3章 无砟轨道结构方案对比研究
• 3.1 无砟轨道结构方案一:路基纵连板式轨道
• 3.1.1 路基上轨道结构受力分析
• 3.1.2 桥上轨道结构受力分析
• 3.2 无砟轨道结构方案二:路基单元板式轨道
• 3.2.1 路基地段无砟轨道结构设计
• 3.2.2 列车荷载作用下轨道结构受力分析
• 3.2.3 温度荷载作用下轨道结构受力分析
• 3.2.4 分析结果
• 3.3 无砟轨道方案一和方案二的对比分析
• 3.3.1 列车荷载作用下无砟轨道结构对比分析
• 3.3.2 温度荷载作用下无砟轨道结构对比分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 限位方式及自密实混凝土、底座厚度研究
• 4.1 桥梁地段不同限位凹槽方案的计算分析
• 4.1.1 设置两个限位凹槽
• 4.1.2 设置一个限位凹槽
• 4.1.3 分析结果
• 4.2 路基地段不同限位凹槽方案的计算分析
• 4.2.1 设置两个限位凹槽
• 4.2.2 设置一个限位凹槽
• 4.2.3 限位凹槽弹性垫层分析
• 4.2.4 分析结果
• 4.3 自密实混凝土厚度分析
• 4.3.1 桥梁地段自密实混凝土厚度的影响
• 4.3.2 路基地段自密实混凝土厚度的影响
• 4.4 底座厚度分析
• 4.4.1 桥梁地段底座厚度的影响
• 4.4.2 路基地段底座厚度的影响
• 4.5 外轨超高下底座厚度的影响
• 4.5.1 桥梁地段的计算结果及分析
• 4.5.2 路基地段的计算结果及分析
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 本文主要工作及结论
• 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献