CRTS Ⅱ型无砟轨道结构体系施工阶段行为分析

论文摘要

CRTSⅡ型板式无砟轨道脱胎于德国博格纵连板式无砟轨道,如今已在我国京津城际、京沪高铁的建设中得到应用。然而中国国情与国外不同,对国外的技术应结合实际情况进行消化吸收,从而创建具有中国自主知识产权的无砟轨道技术。本文从无砟轨道施工建设到投入运营的时间主线入手,重点研究轨道板体系在高速铁路运营前与高速铁路运营后两个时间阶段内特定工况下的应力变形情况。首先,运用ABAQUS有限元软件,在考虑自重、板中配筋、轨道板预留缝构造及板间复杂接触作用等因素的基础上,建立了路基上CRTSⅡ型无砟轨道整体空间模型,并使用该模型与设计结果进行了校准；其次,建立了CRTSⅡ型无砟轨道从施工建设到投入运营的时间主线,对各时间段内轨道板体系所受工况进行了分析,并确定了取值；最后,通过以已建立的时间主线为基准,顺次计算了每个时间段内轨道板、底座板在特定工况下的应力变形情况,得出如下主要结论：1)施工阶段,轨道板安装前,底座板会在温度梯度的周期性作用下发生循环的翘曲变形；钢轨的安装则会减小轨道板的翘曲变形,增大翘曲应力。2)施工完成后,高速铁路投入运营前,整体降温会引起轨道板预留缝开裂；温度梯度会导致轨道板发生上鼓或下凹变形,引起板中脱空或板边离缝现象。3)轨道板预留缝开裂对底座板受力有很大影响,特别是结构处于运营阶段,列车垂向荷载作用于板端时,在整体降温或负温度梯度影响下,底座板板面相应于轨道板开裂处会因过大纵向拉应力而损伤开裂。可见,无砟轨道施工时应采取板面清洁、压紧、保温等措施,保证各部件间的粘结性,并提高底座板的施工质量,加强监控和维护,确保行车安全

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外无砟轨道发展概况
• 1.2.1 国外无砟轨道发展概况
• 1.2.2 国内无砟轨道发展概况
• 1.3 国内外无砟轨道研究现状
• 1.3.1 国外研究状况
• 1.3.2 国内研究状况
• 1.4 目前无砟轨道研究存在的问题
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 温度分析理论及有限元计算
• 2.1 温度分析理论
• 2.1.1 传热过程的基本方程
• 2.1.2 温度应力计算的基本方程
• 2.2 有限元分析
• 2.2.1 传热分析的有限元计算
• 2.2.2 温度应力的有限元计算
• 2.3 有限元计算的实现
• 2.3.1 有限元计算实现方法
• 2.3.2 ABAQUS有限元软件简介
• 2.4 本章小结
• 第3章 路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道仿真计算模型
• 3.1 模型建立情况
• 3.1.1 所用单元类型介绍
• 3.1.2 有限元模型建立
• 3.2 模型处理
• 3.2.1 预应力的处理
• 3.2.2 无砟轨道各部件间相互作用的处理
• 3.3 材料本构关系及计算参数
• 3.3.1 材料的本构关系
• 3.3.2 计算参数
• 3.4 基本假定及仿真分析基本思想
• 3.4.1 基本假定
• 3.4.2 仿真分析基本思想
• 3.5 分析工况及计算
• 3.6 模型校准
• 3.7 本章小结
• 第4章 计算与结果分析
• 4.1 运营前阶段
• 4.1.1 施工阶段
• 4.1.2 施工完成后阶段
• 4.2 运营阶段
• 4.2.1 轨道板中部预留缝未开裂
• 4.2.2 轨道板中部预留缝开裂
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况