重载预应力混凝土轨枕放张破坏及对策研究

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1、铁道建筑136RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2016)02—0136—03重载预应力混凝土轨枕放张破坏及对策研究李忠继，林红松，颜华，杨吉忠(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)摘要：采用传统的模具进行有挡肩预应力混凝土轨枕生产时，在放张脱模过程中出现挡肩掉块、轨枕开裂等现象。为了研究这种轨枕放张过程中轨枕的破坏机理及其对策，通过3D接触关系构建了轨枕一模具相互作用模型，分析了放张脱模过程中轨枕受力及其破坏形式。同时，提出了采用复合模具来降低放张脱模过程中承轨槽的应力，以减少轨枕破坏。计算结果显示：采用钢模，在放张预应力钢筋时

2、会造成轨枕承轨槽位置的第一主应力超过了混凝土的抗拉极限，在实际生产中在承轨槽位置可能会出现开裂。采用复合模具，原危险位置的第一主应力降低至混凝土抗拉强度以下，可保证轨枕的正常脱模。关键词：重载铁路预应力轨枕放张破坏复合模具中图分类号：U213．34文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2016．02．32重载铁路有挡肩预应力混凝土轨枕因抗裂性要求轴，轨枕宽度方向为z轴，轨枕高度方向为y轴。其高，而需要提供更大的预应力，却给轨枕放张脱模造成中混凝土采用四面体单元，共60119个单元。预应力了困难。预应力混凝土轨枕加工过程可以分为三个阶钢筋采用梁单

3、元，共计1740个单元。钢筋和混凝土之段；第一阶段为张拉钢筋，使其产生预应力、并安装箍间采用嵌入式约束连接，以确保钢筋在放张过程中将筋螺旋筋及橡胶隔板；第二阶段为混凝土浇筑和养护，力传递给混凝土结构。混凝土和钢筋的材料属性如表此阶段中随着混凝土的硬化，钢筋与混凝土固结为一1所列体；第三阶段为放张和脱模，在放张过程中钢筋的预应表1材料属性力将引起混凝土轨枕的变形，从而使混凝土轨枕与钢模之间在沿着预应力钢筋方向出现位移，引起承轨槽和钢模之间的作用力增大，这对轨枕挡肩极为不利，在实际中经常引起挡肩裂缝或掉块¨。。此前，业内多在混凝土轨枕的堆放受力、截面抗力、设计计算和疲劳耐久性等方面

4、开展研究。，但对混凝土脱模力学性能的理论分析尚鲜有报道。1．2边界条件为此本文对预应力钢筋放张过程引起的轨枕受力预应力钢筋放张时，混凝土轨枕会呈现沿方向变化进行受力分析。利用有限元方法建立预应力混凝收缩，并向周边膨胀的趋势；但此时轨枕受到钢模的作土轨枕模型。对轨枕施加相应的边界条件，利用降温用，使得这种膨胀受到约束。混凝土轨枕的收缩趋势法来模拟实现钢筋放张收缩过程，求解混凝土轨枕关首先会引起轨枕表面与钢模表面黏结力的增大，但当键位置的受力状况，最后依据第一强度理论对混凝土突破了黏结力极限后，黏结力又会逐步失效。最终使轨枕的强度进行评价和分析。基于理论分析结果提出得钢模和轨枕之间

5、主要表现为摩擦力。这就导致钢模了模具改进方案并对方案进行了力学性能验证。和轨枕之间的方向作用力向承轨槽挡肩位置集中，即在轨枕挡肩位置施加沿着方向位移约束。考虑1预应力轨枕放张模型到在预应力钢筋放张完毕后，钢模和轨枕间的黏结力1．1有限元模型已降至较低水平，在计算中忽略两者的黏结力。故按所建预应力混凝土轨枕模型沿着轨枕长度方向为照本方法计算出的承轨槽受力会较实际偏大，评价结果也偏于保守。1．3预应力放张模拟方法收稿日期：2015—09—15；修回日期：2015—11—12作者简介：李忠继(1983一)，男，工程师，博士。采用等效降温法来模拟预应力钢筋放张收缩。降