雙塊式無(wú)砟軌道道床板混凝土變形性能及其有限元分析.pdf

1、高速鐵路的建設(shè)也成為近年來(lái)國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的方向之一。在高速鐵路的建設(shè)中，無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)在高速鐵路上已經(jīng)被廣泛的采用。雙塊式無(wú)砟軌道道床板是無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，由于復(fù)雜因素導(dǎo)致道床板或底座板發(fā)生體積變形而容易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了無(wú)砟軌道的使用性能和服役壽命。
　　 影響雙塊式無(wú)砟軌道道床板的混凝土的變形因素眾多，各影響因素的源動(dòng)力差異較大。本文就連續(xù)澆注混凝土變形性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究和理論分析，主要從材料、環(huán)境、結(jié)構(gòu)三方面

2、展開，最后對(duì)雙塊式無(wú)砟軌道道床板變形進(jìn)行了有限元仿真模擬分析：
　　 1.得到了不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度隨齡期增加的估算公式。
　　 2.對(duì)混凝土干縮的試驗(yàn)方法、強(qiáng)度等級(jí)及環(huán)境條件等因素對(duì)道床板混凝土收縮的影響進(jìn)行了試驗(yàn)分析和研究，試驗(yàn)結(jié)果證明：根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立了改進(jìn)了的指數(shù)方程較符合道床板混凝土干縮的發(fā)展規(guī)律。
　　 3.采用GB23439-2009附錄B推薦的測(cè)試方法測(cè)得的干燥收

3、縮數(shù)值離散型較小，可信度較高；強(qiáng)度等級(jí)差別不大的混凝土在早齡期的干縮率相差很小；混凝土的干縮率隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高而略微減小，在60d時(shí)，試驗(yàn)中混凝土收縮率在400×10-6到500×10-6之間；由于自然環(huán)境下溫度和相對(duì)濕度變化波動(dòng)較多，處于自然環(huán)境中的混凝土干縮數(shù)值離散性較大，部分齡期的干縮率波動(dòng)較大。
　　 4.使用改進(jìn)設(shè)計(jì)的拉伸徐變裝置進(jìn)行了混凝土強(qiáng)度等級(jí)、養(yǎng)護(hù)環(huán)境等對(duì)其拉伸徐變徐變性能的研究，結(jié)果表明：在應(yīng)力水平為0.7

4、0的條件下，混凝土拉伸徐變隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而減少，且隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高，拉伸徐變變形的下降趨勢(shì)亦逐漸呈降低趨勢(shì)；拉伸徐變值隨著環(huán)境的相對(duì)濕度的升高而減少；溫度高于標(biāo)準(zhǔn)條件的溫度時(shí)，其徐變減少；最后對(duì)混凝土受拉狀態(tài)拉伸徐變數(shù)值模擬進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：origin8.0曲線擬合推薦的復(fù)合指數(shù)函數(shù)式來(lái)描述本文中無(wú)砟軌道道床板C40混凝土拉伸徐變與持荷齡期之間的關(guān)系，相關(guān)性較好，較符合實(shí)際情況，其函數(shù)式為
　　 ε=105.5

5、-0.1068×e(t+84)2/587.56
　　 5.利用上述試驗(yàn)結(jié)果，用ANSYS對(duì)雙塊式無(wú)砟軌道道床板進(jìn)行了模型的建立，結(jié)果表明：當(dāng)模型添加模擬的溫度和收縮耦合荷載時(shí)，道床板結(jié)構(gòu)中軌枕的邊角處表現(xiàn)的應(yīng)力應(yīng)變較大，而道床板外側(cè)則相對(duì)較??；另外對(duì)于受溫濕度影響較大的混凝土變形來(lái)說(shuō)，軌枕周邊存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中，且沿厚度方向呈減小趨勢(shì)，是由于在耦合作用下，表面的溫度荷載對(duì)道床板的影響沿厚度方向亦呈梯級(jí)趨勢(shì)，故道床板表面與軌枕交接