温度荷载作用下路基上双块式无砟轨道道床板力学特性研究
铁路路基变形对无砟轨道结构影响研究综述
工程建设铁路路基变形对无砟轨道结构影响研究综述崔旭浩，郑强，刘永琨，吕欣乐，刘子安，魏泓基（北京工业大学城市建设学部，北京100124）摘要：随着我国铁路事业飞速发展，铁路路基在长期服役过程中的变形问题及其对轨道结构力学行为的影响日益受到关注。
对近年来的相关研究进展进行总结，分析铁路路基变形的主要原因，包括自然因素和人为因素；系统梳理路基变形对轨道力学行为的影响，如路基变形对轨道结构变形、车轨耦合振动及轨道结构的损伤劣化的影响研究现状；分析指出当前研究面临的挑战，并对未来在智能监测与预警系统、精准高效的数值仿真技术等方面的研究趋势进行展望。
关键词：铁路路基变形；轨道结构；动力响应；损伤劣化中图分类号：U213.2 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2024）04-0049-08 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.11.27.0031 概述近年来，我国铁路事业飞速发展，取得了举世瞩目的成就。
截至2023年底，我国铁路营业里程达到15.9万km，其中高铁4.5万km。
在铁路基础设施长期运营过程中，轨道结构的服役状态对铁路线路的安全平稳运营起着关键作用，轨道结构的稳定性直接影响到铁路运输的安全和效率［1］。
铁路路基作为轨道结构的下部基础，是铁路线路的重要组成部分，直接承受轨道的重量，同时还承受轨道传递的机车车辆荷载。
路基结构的安全稳定服役对铁路线路有着至关重要的作用［2］。
然而铁路路基作为土工构筑物，受水文、地质和交通荷载等多种因素影响，导致铁路路基的工后变形不可避免［3］。
铁路路基变形将引起轨道结构产生跟随性变形，形成线路不平顺，增大列车运行时轮轨系统的动力响应，降低列车运行的舒适性，威胁列车运行安全，并容易引起轨道结构的损伤劣化，增大铁路工务部门的养护维修工作量。
在我国高速铁路的长期服役过程中，路基变形基金项目：国家自然科学基金资助项目（52308426）；北京工业大学“星火基金”资助项目（XH-2023-03-18、XH-2024-04-08）第一作者：崔旭浩（1994—），男，讲师，博士。
移动荷载作用下双块式无砟轨道垂向性能研究
为主要 目标 ， 与轨枕支承式、 轨枕嵌入式结构相 比很大程度上 避免 了轨枕块 的横 向倾斜和转动 ，基本上消除 了因钢轨外翻 而造成的安全隐患 ，能保证高速条件下列车运行的平稳性和
安 全 性 。 国 外 应 用 范 围 最 广 的 轨 枕 埋 入 式 无 砟 轨 道 结 构 是 Ｒ ｅ ａ 和 Ｚ ｂｉ ， 者 结构 相 似 度 极 高 。 ｈｄ 型 ｕｌ ｎ型 二
移动荷载作 用下双块 式无砟轨道 垂 向性 能研 究
口 温琳娜 李 斌
（ 州 交通 大 学土 木 工 程 学 院 兰 甘 肃 ・兰 州 ７ ０ ７ ） ３ ０ ０
摘
要 ：根 据双 块式无砟轨道 结构特 性， 运用大型有限元软件 Ａ ＹＳ建立合理 的有 限元梁板模型。通过改变 ＮＳ
钢 轨上部 的列车运行速度 ， 究不同速度下轨道结构垂 向性能； 研 通过改变扣件 刚度 ， 究不 同扣件 刚度下下部轨 研 道 结构 的垂 向受力变形。总结规律 ， 为双块式无砟轨道结构设计提供 一定 的参考。 关键词 ：双 块式无砟轨道 梁板模 型 土质路基
（）Ｅ ２￣Ｉ 件 间距 ：．５ ｍ； ０ ０ 刚度 ：０ Ｎ／ ６ ６ ｋ ｍｍ。 区
钢筋布置完毕之后 ， 布轨枕， 排 之后整体浇注 ， 因此 ， 在纵横方 向的受力 ， 道床板 整体结构 内部的钢筋混凝土 结构 可以承受 ，
（） 床 板 ３道
尺寸：长 １．０ｍ，宽 ２８ ０ ５５ ０ ．０ ｍ，厚 Ｏ ０ ｍ：弹 性模量： ．０ ２
考虑。 钢 轨 采 用 ｂａ 单 元 模 拟 ， ｅｍ４ 道床 板 与 支 承层 整 体用 ｓｅｌ３ ｈｌ ６
Ｋ ＝１５ ０ ． ０ｘｌ Ｍ Ｎ／ ｍ
约为支承层厚度 １ ／ 缝， ３的 由于此 处 主要 研 究 垂 向 受力 ， 此 因
温度和列车动荷载作用下双块式无砟轨道道床板损伤特性研究
文章编号 �1 0 0 1 4 6 3 2� 2 0 1 2�0 1 0 0 0 6 0 7 -
� 收 稿 日 期 �2 0 1 1 0 5 3 0� 修 订 日 期 �2 0 1 1 1 1 2 3
模型 为基 础 , 采用 各向 同性 弹性 损伤 结合各 向同 性 拉压 塑性 理论 描述 混凝 土的 非弹 性行为 , 可以很 好 地模 拟低 围压 情况 下 , 混凝 土受 单调 荷载 , 循环 或 动荷 载作 用下 的力 学行 为 � 模型 的弹 塑性响 应描 述 如下 �
� 由于 混凝
土 的抗 拉强 度一 般较 低 , 在温 度变 化和列 车动 荷载 的 作用 下 , 当道 床板 混凝 土所 受拉应 力达 到或 超过 其 极限 抗拉 强度 时就 会产 生裂 纹 , 从而 改变无 砟轨 道 结构 的受 力特 性 � 目 前对 无砟 轨道 在温 度和 列车动 荷载 作用 下力 学 性能 的研 究大 多采 用线 弹性 材料模 型 , 较多 地关
3 注 温度 引起 的 结构 应 力 和 变 形 2 或 单 纯 考 虑列 车 � �
1 �混凝土损伤塑性模型
混凝 土本 构模 型对 钢筋 混凝 土受力 分析 结果 有 重要 影响 � 本 文采 用有 限 元软 件 A B AQU S中 的 混 凝土 损伤 塑性 模型 描述 道床 板的 力学行 为 , 该模 型
� � 路 基上 双块 式无 砟轨 道道 床板为 纵向 连续 的钢 筋 混凝 土结 构 , 现场 浇注 成型 , 温 度和 列车动 荷载 的 影响 是设 计中 需考 虑的 关键性 因素
大跨度连续梁桥温度分布对无砟轨道的影响
山 西建筑SHANXT ARCHITECTURE第42卷第4期2 0 2 1年2月Vol. 22 No. 2Feb. 2021・ 125 -文章编号:1066-6825( 2221)64-6105-62大跨度连续梁桥温度分布对无砟轨道的影响许晨霄1吴琛2(•华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，江西南昌330242•中国铁路南昌局集团有限公司南昌高铁维修段，江西南昌334102 )摘 要:为研究大跨度连续梁温度分布情况对桥上CRTS I 型双块式无祚轨道力学特性和线路几何形位的影响，基于梁轨相互作 用原理建立空间计算模型，分别考虑桥梁均匀温度荷载和不均匀温度荷载，分析了这两种温度荷载作用下无缝线路的力学特性和轨道静态几何形位的变化规律。
研究结论可为高速铁路大跨度连续梁桥的设计和建设提供参考。
关键词:大跨度连续梁桥,无缝线路,均匀温度荷载,不均匀温度荷载中图分类号:U213.2文献标识码:A0引言我国部分高铁线路铺设了 CRTS I 型双块式无砟轨道, 无砟轨道结构不仅受到列车荷载的作用，还长期承受露天 环境中温度荷载的作用。
由于太阳入射角、日照时长和混 凝土材料导热性差等原因，桥梁所受温度荷载是不均匀 的⑴，而不同温度荷载对无砟轨道无缝线路的影响具有差异性,在极端温度条件下钢轨会发生较大的变形，影响旅客 乘坐的舒适度和列车运行的安全性2。
目前，国内外学者对温度荷载作用下桥上无缝线路的 受力和变形展开了一定程度的研究,而既有研究中从无 系统考虑大跨度连续梁桥均匀温度荷载与不均温度荷载作用对无缝线路力学特性和轨道几何形位的影响分析。
本文 针对大跨度连续梁桥上CRTS I 型双块式无砟轨道无缝线 路，分别考虑桥梁均匀温度荷载和不均匀温度荷载，分析了这两种温度荷载作用下无缝线路的力学特性和轨道静态几何形位的变化规律。
1模型的建立15 模型概述针对高速铁路大跨度连续梁桥上CRTS I 型双块式无 砟轨道无缝线路，本文利用ANSYS 有限元软件，基于梁轨相互作用原理建立了 5 x 32 m 简支梁+ (70.75 + 125 +7055) m 连续梁+5 x 32 m 简支梁，桥跨结构如图1所示。
双块式无砟轨道道床板疲劳计算分析
２ 建 模 计 算 结 果 及 分 析
取单元 道 床 板 尺 寸 为 ６ ２ ．０ ｍ×０ ３ ．５ｍ Ｘ２ ８ ．０ ｍ， 双块 式轨枕 埋入 尺 寸 为 ０ ６ ．０ ｍ×０ ２ ．８ｍ×０ １ ｍ， ．３ 见
图１ 。等效 道床板 实体 厚度 修 正为 ０ ２ ８ｍ４ 凝 土 ．６ ［ 混
公路规 范中 以行 车荷 载 和温 度荷 载共 同作用 下 的疲 劳断裂作为疲劳 检算 的限值 ， 车荷载疲 劳应 力可 而
按行 车标准荷载 （０ Ｎ 应 力乘 以安 全 系数 、 劳应 力 １０ｋ ） 疲 系数 和综合 系数计算得 到。事实上 ， 即使只考 虑道床 板
裂缝宽度 控制 ， 也必 须 对道 床板 横截 面 配双 筋 ， 而公 路 混凝土路 面是 不 配筋 的 ， 因此 ， 床板 疲 劳 的设计 及 检 道 算在铁路规 范 尚未出来之前 ， 必须 满足混 凝土 疲劳设 计 及检算 的一般 规定 。按照混凝 土 国标 ， 未配 筋 的混 对 凝土 只对其抗 拉强 度进 行疲 劳检 算 ， 对配 筋混 凝 土 ， 则 只对钢筋抗拉 强度进行疲劳检算 ， 式（ ） 见 １：
摘要： 双块式 无砟轨 道道床 板 受温度 及列 车荷 载反 复作 用 ， 存在 裂 缝及 疲 劳损 伤 问题 ， 于双块 式 无砟 对 轨道 道床 板疲 劳设计 及 疲 劳检 算 ， 尚无相 关标 准 。借 鉴公路 混凝土路 面疲 劳的检 算方 法 ， 结合 现行 国 内 混凝 土 结构标 准 ， 对道 床板 疲 劳设计及 检 算方 法进行 了初 步研 究 ， 拟合 出裂缝 宽度与 道床板 疲 劳配筋 并
强 度等 级 Ｃ ０ 板 下 Ｈ Ｔ层 弹模 ７０ ０Ｎ ｍ ２ 温度 梯 ４， Ｇ ０ ／ ｍ ， 度 取５ ０℃， 列 车轮 载 取 １０ｋ 道床 板 疲 劳应 力 的 ｍ， ５ Ｎ，
铁路轨道施工与维护复习题含答案
铁路轨道施工与维护复习题含答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、CRTSⅡ型板式无砟轨道的轨道板,标准轨道板上相邻扣件节点间的板顶面设置深度为()mm 的预裂缝。
A、40B、30C、20D、10正确答案：A2、日本板式轨道,每一标准 25m 长的钢轨配置()块轨道板。
A、6B、3C、5D、4正确答案：C3、CRTSⅡ型板式无砟轨道的轨道板,标准轨道板上相邻预裂缝距离为()m。
A、0.35B、0.65C、0.45D、0.55正确答案：B4、Ⅰ型轨道板,在结构强度允许的范围内,考虑温度荷载的影响,通过对不同厚度情况下的对比计算分析,轨道板的设计厚度为()mm。
A、190B、210C、200D、180正确答案：A5、道岔护轨作用边至心轨作用边的距离称为()。
A、辙叉长度B、查照间隔C、护背距离D、辙叉咽喉正确答案：B6、据不完全统计,解放初期我国有()多种道岔。
A、200B、50C、300D、100正确答案：C7、我国板式轨道系统,24m 梁跨内每线布置()块轨道板。
A、6B、4C、5D、3正确答案：C8、博格板式轨道的前身是()年铺设在德国卡尔斯费尔德—达豪试验段的一种预制板式轨道。
A、1967B、l977C、1965D、1975正确答案：B9、在我国铁路上还存在一定数量按旧标准加工的岔枕。
这类岔枕最长的()m。
A、4.85B、4.8C、4.75D、4.9正确答案：A10、CRTSⅡ型板式无砟轨道,标准板宽()m。
A、2.65B、2.75C、2.55D、2.45正确答案：C11、道岔查照间隔,容许变化范围为()mm。
A、1391~1394B、1345~1348C、1346~1349D、1346~1348正确答案：A12、9 号道岔的有害空间为()mm。
A、936B、1404C、639D、702正确答案：D13、单开道岔从辙叉趾端到理论中心的距离,称()。
A、辙叉趾距B、辙叉趾宽C、辙叉跟距D、辙叉全长正确答案：A14、如钢轨轨面光带偏离轨顶中心向外,说明轨底坡()。
双块式无砟轨道路桥过渡段道床板与支承层离缝原因分析及处理措施研究
支承层 与道床板 施 工 间隔 时间太长 ， 支承层 上 长期施 工车辆 行驶 导致 支承层 表 面的拉 毛被损 坏 ， 支承层 与
道床板之间形成光滑 区， 加上道床板温升较 高， 导致两者发生 离缝。 通过在光滑 区植入销钉的方式可有效
减 小 离缝位 移 ， 建议每 隔一根 轨枕设 置一排销 钉 。
３道床板 与支承层 离缝原 因分析计算
基于 以上 的初 步原 因分析 ， 对该 工点采 用有 针
端梁 左侧 道床板 与支承层 采用 ８ 根直径 ２ ｍｍ ５ 的销 钉 进行 连接 。ＨＲ ３ ５ 筋 弹性模 量取 值 ２０ Ｂ３ 钢 ．
限元 分析 软件 建立 实体模 型 ， 型 中各 部件 均采用 模 实际 尺寸 ， 对可 能 导致道 床板 与支 承层 发生 离缝现
ｌ × ｌ 。 ０ ０～
性质为库伦摩擦 ， 取该支承层与基床表层级配碎石
间的摩 擦 系数 为 ０６ 。 ．５
端梁 高度 ｌ 沿轨 道纵 向长 ０８ 沿轨道横 向 ｍ， ． ｍ，
宽 ２８ ．ｍ。
③端梁与支承层 由于端梁施工时是
考 虑 它们之 问的粘结 力
Ｒ Ｌ ＡＩＷＡＹＳ Ｖ Ｙ ＵＲ Ｅ
持 续 时 间长 ，即路 基 上 支承 层 施 工 后很 长 时 间才
施 工道 床 板 与两 端早 己施 工完 成 的桥 梁 和 路基 段 合拢， 这段 当做施 工 便 道 的路 基便 形 成 一后 浇 带 ， 运 梁 车及 其 他 车 辆 频繁 于路 基 支 承 层 上行 驶 ， 对
路 基 支承 层 上造 成 破 坏 ， 损坏 支 撑 层表 面 的 拉毛 ，
３２基 本参 数 ． （） １道床 板 及 端梁 参数 路 基地段 道床 板采 用 Ｃ ０混凝 土连 续浇筑 ， ４ 宽 度 ２８ 厚度 ０ ４ ． ｍ， ． ｍ。道床 板密 度取 ２ ０ ｋ ／ ， ２ ５ ０ ｇｍ 弹
双块式无砟轨道与配筋混凝土路面结构设计研究
ｒｇ ｎ ｆｈ ｅ ｎ ．Ｓ ｅａ ｃ ｏ ｄｖｃ ｓｉｓ ｌ ｄ ｉ ｔｅｅｄ ｐｒ ｏ ｘａ ｓ ｎｊｉｔ ａｅｕｕｌ ａ ｎｍａｙ ｅｉ ｓ ｅｆ ｅｅ ｄ ｏｔ ｎｈ ｒ ｅｉ ｉ ｎｔ ｌ ｈ ｎ ａｔ ｒｅｐ ｎｉ ｎｓ ｒ ｓａ ｙｌｉ ｉ ｎ ｏ ｏｔ ｒ ｈ ｅ ａｅ ｎ ｏ ｏ ｌ ｄ
Ｒｅｅ ｒ ｈ ｃ ｎ ｌｓｏ ｓ Ｔ ｅｓｒｃｕ ｅｏ ｏ ｔ ｕ ｕ ｅｎｏｃ ｍｅ ｔ ｏ ｃｅｅｐ ｖ ｍｅ ｔｈ ｓｎ ｘ ａ ｓ ｎ ｉ ｎｓｉ ａｅａ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｃｕ ｉｎ ： ｈ ｔ ｔｒ ｆｃ ｎｉ ｏ ｓｒｉｆｒｅ ｎ ｎ ｒｔ ａ ｅ ｎ ａ ｏｅ ｐ ｎ ｉ ｏ ｔ ｌｔｒｌｏ ｕ ｎ ｃ ｏ ｉ ｎ
中 图分 类 号 ：２ ３ ２ Ｕ １． 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｕｄ ｎ Ｓ ｒ ｃ ｕ ａ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｌ — ｌ ｃ Ｂｌ ｂ ｔ ｙ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｌ ｓｇ ｆ Ｄｏ ｂ ｅ —ｂ ｏ ｋ ａ Ｂａ ｌ ｓｌ ｓ ｌ ｔｅ Ｔｒ ｃ ａ ｄ ａ ａｋ ｎ Ｃｏ ｔｎ ｏ ｓ Ｒｅ ｎ ｏ ｃ ｄ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ Ｐａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｉ ｕ ｕ ｉ ｆ ｒ ｅ ｎ ｒ ｔ ｖ ｍ ｎ
Ａｂｓｒ ｔ Ｒｅ ｅ ｃ ｐｕ ｐｏ ｅ ｔａｃ ： ｓ ａｒ ｈ ｒ ｓ ｓ： Ｔｈ ｄ ｕｂ ｌ — ｂ ｏ ｋ ｌ ｂ ｂａｌｓｌｓ ｔａ ｋ ｓ ｅ ｅｏ ｄ ｆｏ ｅ ｏ ｋｅ ｌ ｃ ｓａ ｌａ ｔｅ ｓ ｒ ｃ ｉ ｄ ｖ ｌｐｅ ｒ ｍ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｒ ｉ ｆｒ ｅ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｅｎ ｏｃ ｄ
ｐ ｏ ｉｅ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｈ ｔ ｃｕ ａ ｄ ｓｇ ｆｄ ｕ ｌ ｒ ｖｄ ｅｅ ｅ ｃ ｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｌ ｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｂ ｅ—ｂ ｏ ｋ ｓａ ａｌ ｓ ｅ ｓｔ ｃ ｆ ｉｈ—ｓ ｅ ｄ ｒ ｉ ａ ． ｕ ｒ ｌ ｃ ｌｂ ｂ ｌ ｔ ｓ ｒ ｋ ｏ ｇ ａ ｌ ａ ｈ ｐ ｅ ａｌ ｙ ｗ
温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位的影响分析
温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位的影响分析温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位的影响分析朱禹,李成辉,付娜,肖真诚,霍新伟(西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,成都 610031) 摘要：我国在设计桥上无缝线路时,桥梁温度荷载按照相关规范规定采用均匀温度荷载,这与桥梁在自然环境中所受到的温度梯度荷载存在一定的差异。
基于梁轨相互作用原理,利用有限元方法,建立桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道有限元模型,分别计算分析在均匀温度和竖向温度梯度作用下桥梁变形对无砟轨道结构几何形位的影响,有益于进一步深入研究桥梁温度荷载的合理取值。
结果表明：与均匀温度荷载相比,竖向温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位影响很大,且主要影响桥上无砟轨道的高低几何形位,对无砟轨道的水平几何形位也有一定影响,因此建议在设计桥上无缝线路时,考虑桥梁温度梯度荷载,并对桥上无砟轨道结构的几何形位进行限制。
关键词：铁路桥；无砟轨道；均匀温度荷载；温度梯度；几何形位Abstract：According to the relevant codes about CWR of China, the temperature load applied on bridge is uniform, which is somewhat different from the temperature gradient load in natural environment. Based on the principle of interaction between beam and rail and the use of the finite element method, the model of CRTSIII slab ballastless track on bridge is established and the influences of the deformation of the bridge generated by the uniform temperature and the vertical temperature gradient on the geometry of ballastless track on bridge are calculated respectively, which is beneficial to further study and rational selection of bridge temperature load. The results show that in comparison with the uniform temperature load, the vertical temperature gradient on bridge imposesgreater influence on the ballastless track geometry, affects mainly the longitudinal level of ballastless track and also has some influence on level geometry. Thus, when designing the CWR on bridge, it is recommended to consider the temperature gradient load on bridge and confine the ballastless track geometry.Key words：Railway bridge; Ballastless track; Uniform temperature load; Temperature gradient; Geometry随着高速铁路的发展，无砟轨道已经成为高速铁路中主要的轨道结构形式。
土木建筑工程：无砟轨道工程施工题库知识点三
土木建筑工程：无砟轨道工程施工题库知识点三1、填空题正线无砟轨道与到发线有砟轨道间，应在到发线有砟轨道部分设置（）。
正确答案：过渡段2、填空题无砟轨道混凝土浇筑前，应复测轨排（），钢筋（），检测钢筋网（（江南博哥）），满足要求后方可浇筑砼。
正确答案：几何形位；保护层；绝缘性能3、单选轨道板纵向连接的程序为：（）。
A、拧紧张拉锁→安装接缝钢筋→浇筑接缝混凝土→接缝混凝土养护B、安装接缝钢筋→拧紧张拉锁→浇筑接缝混凝土→接缝混凝土养护C、安装接缝钢筋→浇筑接缝混凝土→拧紧张拉锁→接缝混凝土养护正确答案：A4、单选无砟轨道在路基上由（）组成。
A、支承层、底座和轨道板B、底座、CA砂浆垫层和轨道板C、支承层、CA砂浆垫层和轨道板正确答案：C5、单选施工作业时必须严格遵守操作规程，专人负责（），严禁其他人未经允许使用设备。
A、专项设备B、要设备C、普通设备正确答案：A6、单选客运专线路基填筑过程中应及时进行沉降观测，一般情况下每天观测（）次。
A、1B、2C、3正确答案：A7、填空题每孔箱梁上滑动层的铺设范围为桥梁固定端的剪力齿槽边缘至（），在梁缝处配合硬泡沫塑料板的安装局部调整保护层的铺设。
正确答案：桥梁活动端8、填空题冬季施工时，无砟轨道混凝土的入模温度不应低于（）℃，夏季施工时，混凝土的入模温度不宜高于气温且不宜超过（）℃。
正确答案：5；309、填空题接地扁钢和接地端子与螺纹钢筋的交叉点和连接处应采用（）焊接。
正确答案：单面亚弧焊10、单选轨道板木质垫块材质必须为硬质木，强度必须保证（）Mp以上，且必须经过质检人员的验收。
A、5B、10C、15正确答案：C11、单选双块式无砟轨道道床板砼（）后应立即解开夹板螺栓，松开扣件等固定装置，释放钢轨温度应力。
A、初凝B、终凝C、浇筑正确答案：A12、单选下列（）不属于板式无砟轨道的组成部分。
A、弹性扣件B、底座C、道床板D、凸台正确答案：C13、问答题无砟轨道综合接地范围施工有哪些？正确答案：⑴距接触网带电体5m范围以内需接地的构筑物和设备应接入综合接地系统。
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温度荷载作用下路基上双块式无砟轨道道
床板力学特性研究
杨洋1 ,林洁2
1.兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070；
2.兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州730070.
摘要：温度荷载是双块式无砟轨道的重要荷载。
本文以路基上双块式无砟轨道主体结构为研究对象,主要包括双块式无砟轨道道床板、混凝土支撑层，辅以分析软件ansys进行分析，建立了考虑钢筋与混凝土滑移粘结作用的有限元力学模型，研究了温度荷载作用下路基上双块式无砟轨道道床板的力学特性。
关键字：温度荷载；双块式无砟轨道；力学特性；Ansys
中图分类号：U214.1+8 文献标识码：A
1路基上双块式无砟轨道力学模型
作者在吸收国内外研究成果的基础上,利用大型通用软件Ansys建立了包括双块式轨枕、道床板、钢筋、支承层的双块式无砟轨道三维有限元力学模型,研究了温度梯度荷载作用下双块式无砟轨道道床板混凝土和钢筋的力学特性[1]。
力学模型中道床板钢筋用杆单元link8模拟。
双块式轨枕、道床板、支承层以八节点实体单元SOLID65模拟。
为了考虑混凝土与钢筋的粘结滑移效应，道床板混凝土与钢筋之间的连接用弹簧单元COMBIN14模拟。
现有的路基上双块式无碎轨道力学模型大多假定道床板与水硬性支承层之间紧密连接(摩擦系数无穷大)，两者变形协调一致，形成结合式结构，本文也延续这一理论。
在ANSYS环境下生成的路基上双块式无砟轨道力学模型如1所示。
模型以2个裂缝间距内双块式无砟轨道道床板、支承层为研究对象，由于裂缝间距内轨道长度较短，钢轨和扣件的约束影响有限，模型中没有考虑，道床板与支承层粘结良好。
参
照连续配筋混凝土路面(CPCR)的设计及应用经验，地基摩阻力很小,可以忽略不计。
图1路基上双块式无砟轨道力学模型
本模型中，双块式无砟轨道道床板的结构配筋为：纵向下层12根φ20,纵向上层9根φ20；横向每两个轨枕间距内上下层各设置一根φ16的钢筋[2]。
2 温度荷载下双块式无砟轨道力学特性研究
温度梯度荷载实际上是当轨道板在太阳照射下，由于混凝土的热传导性能差，会使得轨道板在厚度方向上存在温度梯度，出现白天上表面温度高、下表面低，晚上上表面温度低、下表面高的现象，这样在轨道板在厚度方向发生热胀冷缩，从而使得轨道板发生通曲变形，变形幅度大小由太阳福射热的变化决定，一般晴天变幅大，阴天变幅小。
并且这种温度梯度荷载短时间内会发生急变，主要作用于局部，因此会导致局部应力较大，考虑起来比较复杂。
由于轨道板的厚度方向存在温度差，在上下层的材料收缩膨胀值不同。
由于轨道板温度梯度的非线性分布，轨道板的变形受到约束，从而产生了翅曲应力。
当板顶温度大于板底温度时，板底面出现拉应力；而板顶温度小于板底温度时，板顶面出现拉应力[3]。
本文通过有限元分析软件Ansys分析温度荷载对双块式无砟轨道道床板的受力影响，Ansys软件中对热应力分析推荐采用顺序耦合分析，先进行热分析计算，将计算所得的节点温度施加到结构单元上的节点，再求解温度应力[4]。
以温度梯度50℃／m，分别模拟道床板
“上热下冷”“上冷下热”两种情况，计算工况分别为板顶比板底高13℃（13℃）、板顶比板底低13℃（-13℃）两种情况进行加载，以（13℃）为例，计算结果见图2—图6。
图2 路基上双块式无砟轨道力学模型温度云图
图3 轨道板纵向应力云图
图4道床板横向应力云图
图5钢筋位移云图
图6道床板、支撑块应力云图
3 结论
（1）当板顶比板底高13℃时，道床板混凝土的应力表现为板底中部受拉，板顶中部压，板角受压。
这是因为板顶温度高于板底温度，板顶面纤维的伸长变形大于板底纤维，板中部便出现向上拱起，板角向下凹陷；由于支承层对道床板的约束，道床板板底中部上拱变形受约束表现为受拉，而板顶中部由于受到约束不能自由向周端自由伸缩表现为受压，道床板板角受到支承层的支撑作用，向下凹陷受限表现为受压；当板顶比板底低13℃时，情况正好相反。
（2）由于道床板受温度应力所发生应力翘曲，板顶板底中部、板角部混凝土将会出现裂缝，这与实际运营中主要裂缝的位置相仿[5]。
（3）道床板与双块式无砟轨道支撑块之间有应力集中现象，尤其在支撑块边角处，这致使实际运营中在此出现裂缝的几率大增，这也与实际情况相符。
参考文献
[1]陈伯靖,大单元双块式无砟轨道温度特性分析[J].铁道建筑,2013(2):88-91.
[2]孙立,陈秀方.双块式无砟轨道轨枕的优化设计研究[J].铁道建筑技术, 2008(5): 1-3.
[3]吴斌,路基上双块式无砟轨道道床板空间力学特性研究[J].铁道科学与工程学报,2010 7(6):24-29.
[4]唐进锋，尹华拓，曾志平，唐长根.温度梯度作用下板式无砟道岔岔区板力学特性分[J].铁道科学与工程学报，2011,8 (1) ：24-28.
[5]何华武.无砟轨道技术[M].北京:中国铁道出版社,2005.。