層間連接對(duì)CRTSⅢ型板式軌道結(jié)構(gòu)受力特性影響研究.pdf

1、CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道是完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)砟軌道系統(tǒng)，軌道結(jié)構(gòu)中預(yù)制軌道板與現(xiàn)澆自密實(shí)混凝土通過(guò)層間粘接和U型鋼筋緊密結(jié)合形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。無(wú)砟軌道作為高速鐵路的下部行車基礎(chǔ)，在新舊混凝土層間粘結(jié)薄弱內(nèi)因及后期運(yùn)營(yíng)環(huán)境長(zhǎng)期共同作用下，層間粘結(jié)勢(shì)必會(huì)遭到破壞，最終可能導(dǎo)致離縫的產(chǎn)生。層間連接是軌道結(jié)構(gòu)正常工作的基本保證，本文針對(duì)不同層間連接狀態(tài)下的Ⅲ型板式軌道，利用有限元軟件ABAQUS，建立包含混凝土本構(gòu)模型（CDP，Concret

2、e Damage Plastic）的精細(xì)梁體有限元模型，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)受力特性進(jìn)行研究，主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)Ⅲ型板式軌道層間無(wú)粘結(jié)時(shí)，即層間僅U型鋼筋連接作用，不同荷載工況作用時(shí)，U型鋼筋連接均未使軌道板與自密實(shí)混凝土達(dá)到完全協(xié)同作用，列車荷載、常用荷載組合（常用正溫度荷載及常用列車荷載）作用于板中時(shí)，協(xié)同作用程度分別為57％和69％，協(xié)同作用程度較低。
　　(2)軌道結(jié)構(gòu)在外荷載作用時(shí)，U型鋼筋使軌道板與自密實(shí)

3、混凝土協(xié)同作用，U型鋼筋處自密實(shí)混凝土處于較高應(yīng)力狀態(tài);自密實(shí)混凝土凸臺(tái)則對(duì)軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行限位和傳遞水平荷載。計(jì)算結(jié)果表明，自密實(shí)混凝土錨固U型鋼筋處及凸臺(tái)沿縱向兩端均為結(jié)構(gòu)薄弱部分，在外荷載作用下容易產(chǎn)生損傷。
　　(3)由于自密實(shí)混凝土收縮率較大，無(wú)論層間粘接良好與否，自密實(shí)混凝土在收縮等效降溫荷載工況作用下均發(fā)生嚴(yán)重破壞，盡管與實(shí)際狀態(tài)相去甚遠(yuǎn)，但側(cè)面說(shuō)明自密實(shí)混凝土澆筑完成后，早期養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要。
　　(4)增大鋼筋直徑

4、有利于提升軌道板與自密實(shí)混凝土協(xié)同作用程度，但提升空間有限，鋼筋直徑增大1倍（由12mm增大到25 mm）的情況下，列車荷載、最大溫度梯度及常用荷載組合工況作用時(shí)，對(duì)應(yīng)協(xié)同作用程度僅提升約10％、6％和8％。此外，由協(xié)同作用程度提升程度變化趨勢(shì)可以預(yù)見(jiàn)，增大U型鋼筋直徑并不能完全使軌道板與自密實(shí)混凝土協(xié)同作用。
　　(5)層間僅U型鋼筋連接時(shí)，鋼筋周圍自密實(shí)混凝土處于較高應(yīng)力狀態(tài)，隨著鋼筋直徑的增長(zhǎng)，協(xié)同作用增強(qiáng)，自密實(shí)混凝土損傷