桥上双块式无砟轨道道床板防裂优化设计研究

桥上双块式无砟轨道道床板防裂优化设计研究

论文摘要

研究目的:受地理环境及天气等因素的影响,无砟轨道结构温度场分布不均且变化剧烈,在强烈且持续的温度荷载作用下,道床板易出现开裂现象。本文以京张高铁为背景,基于太阳辐射及边界换热理论,通过ABAQUS有限元软件建立桥上双块式无砟轨道结构温度场分析模型及顺序热应力耦合模型,探究温度荷载下道床板开裂机理及优化方法。研究结论:(1)道床板板中温度梯度波动幅度最大,正温度梯度可达+62. 32℃,负温度梯度可达到-31. 02℃;(2)道床板板中较易出现龟纹裂缝,在轨枕棱角接触处较易出现45°斜向裂缝,且裂缝较易发生横向发展,在道床板边缘处,较易发生垂向纵深裂纹;(3)增加抗裂斜筋后,道床板整体温度纵向应力最多减小5. 27%,效果不明显;(4)增加伸缩缝后的轨道结构道床板,温度应力的偏斜程度及离散程度均小于传统轨道结构,对于温度荷载的抵抗能力优于传统结构;(5)本研究成果可为完善双块式无砟轨道设计理论及养护维修方法提供技术支撑。

论文目录

  • 1 工程概况
  • 2 数值计算模型
  •   2.1 桥上双块式无砟轨道结构纯热分析模型
  •   2.2 基于ABAQUS的桥上双块式无砟轨道结构顺序热应力分析模型
  •   2.3 参数选取
  •   2.4 计算工况
  • 3 桥上双块式无砟轨道结构纯热模型结果分析
  •   3.1 桥上双块式无砟轨道结构道床板垂向温度梯度分布规律
  •   3.2 桥上双块式无砟轨道结构道床板垂向温度梯度时变规律
  • 4 桥上双块式无砟轨道结构顺序热应力耦合模型结果分析
  •   4.1 桥上双块式无砟轨道结构传统配筋道床板温度载荷分析
  •   4.2 桥上双块式无砟轨道结构传统配筋道床板表面纵向温度载荷分布
  •   4.3 桥上双块式无砟轨道结构传统配筋道床板层间纵向温度载荷分布
  •   4.4 桥上双块式无砟轨道结构传统配筋与增加抗裂斜筋时温度载荷对比
  •   4.5 桥上传统双块式无砟轨道结构与增加伸缩缝结构时温度载荷对比
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 曾志平,申石文,涂勤明,王卫东,孟晓白

    关键词: 太阳辐射理论,有限元模型,温度应力,开裂机理

    来源: 铁道工程学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 铁路运输

    单位: 中南大学,广州地铁设计研究院有限公司,中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室

    基金: 中南大学自主探索创新项目(2019zzts416),高速铁路基础联合基金项目(U1734208),湖南省自然科学基金项目(2019JJ40384)

    分类号: U213.244

    页码: 19-26

    总页数: 8

    文件大小: 2886K

    下载量: 175

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