长大温度跨混凝土桥上crtsⅱ型板式无砟轨道的力学性能研究

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1、第37卷，第3期中国铁道科学V0l_37No．32016年5月CHINARAILWAYSCIENCEMay，2016文章编号：lOOl一4632(2016)03-0022-08长大温度跨混凝土桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道的力学性能研究李东异，牛斌，胡所亭，董亮(中国铁道科学研究院，北京100081)摘要：运用ANSYS有限元软件，建立长大温度跨混凝土桥上CIHⅡ型纵连板式无砟轨道三维模型，分析无砟轨道结构的力学性能及底座板设计荷载组合的适应性。结果表明：制动工况下长大温度跨主要影响剪力齿槽的受力，最大温度跨150，2

2、90和450m连续梁相邻简支梁剪力齿槽的剪力分别为通常区域简支梁的1．12，1．28和1．33倍；当梁体从0℃升或降20℃时，最大温度跨350m连续梁相邻5～8跨简支梁区域内的无砟轨道砂浆和剪力齿槽的受力约为简支梁的1．4～2．2倍，底座板和轨道板的受力则达到简支梁的4．6～7．9倍，因此，在设计时应重点关注与最大温度跨相邻5～8跨简支梁区域内无砟轨道轨道板、底座板、砂浆及剪力齿槽，并采取相应的加强措施；最大温度跨350m连续梁桥上无砟轨道底座板内的伸缩附加力约为底座板既有设计荷载组合值的1／3~1／2，因此长大温度

3、跨桥上无砟轨道底座板的设计荷载组合应考虑梁体的伸缩附加力。关键词：桥上板式无砟轨道；长大温度跨；混凝土连续梁；高速铁路中图分类号：U213．244；U448．215文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4632．2016．03．04我国高速铁路采用跨区间无缝线路技术，具有和附属结构的受力、行车安全和舒适性并无相应规长大桥梁多、无砟轨道为主的特点[1]，纵向连续的定。国外在大跨度混凝土桥梁上铺设无砟轨道的实CRTSlI型板式无砟轨道是我国采用的无砟轨道结践经验并不多，且未应用纵连无砟轨道结构，因

4、此构形式之一，主要应用在京津、京沪、京石武、宁可供借鉴的研究资料有限。本文在既有研究成果的杭、津秦、沪杭、合蚌、杭甬和杭长等设计速度为基础上，基于我国采用的CRTSⅡ型板式无砟轨道350km·h_1高速铁路上。截至2015年12月，在以及长大跨度混凝土桥梁特点，建立长大温度跨桥已开通的高速铁路中，CRTSⅡ型板式无砟轨道的上CRTSⅡ型板式无砟轨道三维模型，研究长大温正线总延展里程为9703km。度跨混凝土桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道的力学性CRTSII型板式无砟轨道系统在路基、隧道和能，并分析底座板设计荷载组合的适

5、应性。桥梁区段连续铺设，桥梁地段CRTSⅡ型板式无砟表1我国已建成的高速铁路中长大跨度混凝土桥统计结果轨道的主要特点是将桥梁与桥上轨道间的纵向滑动面由“轨道板与扣件之间”转至“梁面与底座板之间”，并实现了无砟轨道结构在梁跨内和梁跨间连续铺设，既有钢轨应力、梁轨位移差等控制指标已不再控制无缝线路设计。我国已建成的高速铁路中采用CRTSII型板式无砟轨道(未设钢轨伸缩调节器)的长大跨度混凝土桥见表1，最大温度跨长达到378m。国内现有规范对长大温度跨度桥梁、无砟轨道收稿日期：2015—11—10；修订日期：2016—03

6、—06基金项kl：国家自然科学基金资助项目(U1434204)；中国铁路总公司科技研究开发计划项目(Z2013一Go01)；中国铁道科学研究院行业服务创新项目(2014YJ032)国家自然科学基金高铁联合基金资助项目（U1534202）第一作者：李东再(1982)，男，河南新乡人，助理研究员，博士研究生。E-mail：lds147@163．com第3期长大温度跨混凝土桥上CRTS[[型板式无砟轨道的力学性能研究23道板、砂浆层、底座板、“两布一膜”滑动层、“两1模型建立布”滑动层、剪力齿槽、端刺等部件，以及钢轨、扣件

7、、桥梁等，建模时均考虑在内，如图1高速铁路桥上CRTSII型板式无砟轨道包括轨所示。“两布滑动层“两布一膜”滑动层剪力齿槽砂浆trice铡轨轨道板底座板支撑层端刺摩擦板活动支座粱体固定支座图1桥上纵连板式无砟轨道受力特征计算模型本文以双线简支梁和双线连续梁为例进行分析，孔跨布置分别为43×32m和2O×32m+(75+275+75)m+2O×32rn，双线简支梁有限元蜷{鹭!}模型示意图如图2所示。位移／mm图3“两布一膜”滑动层摩擦系数取值图图2桥上纵连板式无砟轨道有限元模型基于有限元软件ANSYS建立桥上纵连板式

8、无位移／mm砟轨道三维模型。钢轨、轨道板、底座板和梁体采图4“两布”滑动层摩擦系数取值用实体单元模拟，按实际截面进行建模。扣件纵向阻力、“两布一膜”、轨道板与砂浆层、砂浆层与底2结果分析座问均采用非线性弹簧单元模拟。固定支座完全阻止桥墩的位移，不考虑活动支座的摩阻力。桥梁在本文分析列车制动和梁体伸缩(降温、升温)固定支座处与底座板之间设置剪力齿