溫度作用下雙塊式無(wú)砟軌道道床板有限元分析.pdf

1、國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》于2004年經(jīng)國(guó)務(wù)院審議通過，其發(fā)展目標(biāo)為：到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到10萬(wàn)公里，其中建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬(wàn)公里以上，客車速度目標(biāo)值達(dá)到每小時(shí)200公里及以上。雖然我國(guó)高速鐵路發(fā)展迅速，對(duì)于無(wú)砟軌道的理論研究也起步較早，但是還沒有形成系統(tǒng)完善的無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法以及成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，因而必須加快無(wú)砟軌道的研究速度，對(duì)無(wú)砟軌道的計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)形式、計(jì)算參數(shù)、評(píng)價(jià)方法等方面進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究，形成統(tǒng)一、完

2、善的無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)理論和方法，以利于更好的指導(dǎo)我國(guó)高速鐵路無(wú)砟軌道的建設(shè)。
　　 本文以武廣客運(yùn)專線Rheda2000型雙塊式無(wú)砟軌道為研究對(duì)象，應(yīng)用大型有限元分析軟件ANSYS分析了橋梁上雙塊式無(wú)砟軌道混凝土道床板在軌道荷載和溫度荷載作用下無(wú)砟軌道的應(yīng)力響應(yīng)和位移響應(yīng)。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)Rheda2000型雙塊式無(wú)砟軌道道床板重點(diǎn)施工技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)。
　　 (2)選取正確的計(jì)算單元，建立

3、合理的計(jì)算模型，提出不同溫度荷載組合情況下的道床板荷載工況。橋臺(tái)、中間層和軌枕用SOLID45單元模擬，道床板用SOLID65單元模擬，鋼軌用BEAM188單元模擬，扣件用COMBINE39單元模擬。分別建立了整體結(jié)構(gòu)有限元模型、橋臺(tái)模型、中間層模型、道床板和軌枕模型、鋼軌和扣件模型。
　　 (3)通過數(shù)值模擬的方法計(jì)算橋梁上雙塊式無(wú)砟軌道道床板在軌道荷載和溫度荷載作用下的系統(tǒng)變形、位移響應(yīng)和應(yīng)力響應(yīng)，其中包括夏季加載、冬季加載

4、和春秋季加載三種不同的溫度荷載。
　　 (4)實(shí)際工程中溫度應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土破壞的主要形式，從不同季節(jié)溫度荷載下的響應(yīng)看來(lái)，道床板最大拉應(yīng)力夏季加載和冬季加載比春/秋加載大很多，可見溫度荷載是拉應(yīng)力增加的主要原因。
　　 (5)在不同季節(jié)溫度荷載作用下，道床板的最大位移和應(yīng)力都符合設(shè)計(jì)要求，而且應(yīng)力表現(xiàn)為很好的對(duì)稱性。在夏季加載下，系統(tǒng)頂部呈現(xiàn)“膨脹”的趨勢(shì)，底部呈現(xiàn)“收縮”的趨勢(shì)，道床板最大的拉應(yīng)力出現(xiàn)在無(wú)砟軌道的底層