双块式无砟轨道结构道床板上拱的成因分析与整治措施研究

论文摘要

由于我国对无砟轨道的研究起步较晚,高速铁路的快速发展,设计、施工与运营经验都不是很足,还有一些关键技术问题有待进一步研究。同时,在无砟轨道技术的大面积推广和使用过程中,其病害问题也将会越来越突出。病害的机理分析与整治将成为进一步优化无砟轨道结构、提升我国无砟轨道技术的重要途径和研究重点。本文结合现场调查与数值模拟,以武广客运专线过渡段为研究对象,对温度荷载作用下过渡段轨道结构的响应进行研究,分析道床板上拱的原因及影响因素,提出相应的整治措施。主要工作内容如下：（1）广泛收集无砟轨道、过渡段的设计和施工等研究成果,对其进行分析、研究,为本文选题打下基础,然后确定本文的研究思路、研究方法等。（2）在分析、研究国内外轨道静、动力学计算模型研究现状的基础上,以商业软件ANSYS为平台,建立过渡段Ⅰ型双块式轨道结构计算模型,并分析在温度荷载作用下各结构层的力学响应。然后通过与现场实际调查结果对比分析,验证模型的正确性。（3）分析在不同轨道结构、不同温度荷载等参数作用下过渡段轨道结构的力学响应,找出道床板上拱的原因,提出相应的整治措施。研究表明,道床板上拱原因主要为：（1）道床板自由端翘曲上拱主要由温度梯度造成,上拱发生在伸缩缝路基一侧自由端附近3m左右的范围内；（2）锚梁附近道床板上拱主要由道床板整体升/降温幅度大造成,锚梁处及锚梁路基侧附近1-4m范围内上拱量最大,4-6m范围内上拱量明显下降,6m以外范围内基本无上拱现象。根据道床板上拱的原因,提出了相应的整治措施：（1）病害应及时处理以确保行车安全；（2）加强对检测数据的分析,及时消除可能发生的大病害；（3）强化可能发生上拱地段道床板与支承层间的联结,减小传至锚梁的纵向力,并增设锚梁；（4）严格控制施工程序,如混凝土入模温度、养护方法等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 国内外高速铁路发展概况
• 1.1.1 国外高速铁路
• 1.1.2 国内高速铁路
• 1.2 国内外双块式无砟轨道结构与应用概况
• 1.2.1 国外双块式无砟轨道
• 1.2.2 国内双块式无砟轨道
• 1.3 双块式无砟轨道病害研究概况
• 1.4 本文研究背景、内容与方法
• 1.4.1 研究背景与意义
• 1.4.2 研究内容与方法
• 第2章 Ⅰ型双块式轨道主要技术特点与施工方法
• 2.1 Ⅰ型双块式轨道主要特点
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 路基地段Ⅰ型双块式轨道主要特点
• 2.1.3 桥梁地段Ⅰ型双块式轨道主要特点
• 2.1.4 隧道地段Ⅰ型双块式轨道主要特点
• 2.2 Ⅰ型双块式轨道过渡段设置情况
• 2.2.1 不同线下基础过渡
• 2.2.2 无砟轨道与有砟轨道过渡
• 2.3 Ⅰ型双块式轨道道床板施工技术
• 2.3.1 道床板施工方法
• 2.3.2 道床板施工注意事项
• 第3章 Ⅰ型双块式道床板上拱现象及成因初步分析
• 3.1 道床板上拱现场调查资料
• 3.2 道床板上拱初步分析
• 3.2.1 道床板上拱路段轨道结构
• 3.2.2 温度荷载对道床板上拱的影响
• 3.2.3 结构部件对道床板上拱的影响
• 3.3 小结
• 第4章 温度荷载作用下道床板的变形计算分析
• 4.1 计算模型与参数
• 4.1.1 计算模型
• 4.1.2 计算参数
• 4.2 变形特性分析
• 4.2.1 纵向温度力作用
• 4.2.2 温度梯度作用
• 4.2.3 迭加分析
• 4.3 小结
• 第5章 道床板上拱成因分析及整治方案研究
• 5.1 影响参数分析
• 5.1.1 温度荷载
• 5.1.2 板底摩阻力与销钉
• 5.1.3 锚梁
• 5.2 整治方案研究
• 5.2.1 方案一
• 5.2.2 方案二
• 5.2.3 方案三
• 5.3 小结
• 结论与展望
• 主要工作及结论
• 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文