CRTS Ⅱ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)性能分析及設計方法研究
發(fā)布時間:2021-10-06 23:54
隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展,CRTS Ⅱ型板式無砟軌道以其整體性好、施工精度高以及維修養(yǎng)護工作量小等優(yōu)點逐漸成為鐵路軌道的主要結(jié)構(gòu)形式。然而我國幅員遼闊,鐵路線路區(qū)間跨度大,軌道運營期間所處的氣候等環(huán)境條件極其復雜,極端氣候的常態(tài)化和周期性溫度變化極易引發(fā)軌道結(jié)構(gòu)的劣化,嚴重影響了列車運行的平順性及安全性,降低了軌道的使用壽命。因此,本文以CRTS Ⅱ型板式無砟軌道為研究對象,在總結(jié)了國內(nèi)外無砟軌道研究現(xiàn)狀的基礎上,從水泥乳化瀝青砂漿(簡稱CA砂漿)材料性能及結(jié)構(gòu)受力的角度對極端溫度條件下無砟軌道的結(jié)構(gòu)性能進行了分析,并基于層合板理論對板式無砟軌道設計方法進行了探究,研究結(jié)果表明:(1)在高溫環(huán)境下,CA砂漿的抗折強度及抗彎疲勞壽命隨溫度升高而顯著降低,容易產(chǎn)生拉裂紋;在低溫環(huán)境下,CA砂漿的延性下降,疲勞荷載下易發(fā)生脆性破壞。(2)軌道結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境中的溫度場在豎向呈非線性分布,且結(jié)構(gòu)在底座板以下的溫度基本保持不變;我國炎熱地區(qū)夏季軌道板表面最高溫度可以達到58.8℃,嚴寒地區(qū)冬季軌道板表面最低溫度可以達到-27.2℃;軌道結(jié)構(gòu)頂?shù)酌孀畲鬁夭顬?1.0℃。(3)在正溫度梯度和列車荷載...
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.】我國中長期鐵路規(guī)劃網(wǎng)??
浙江大學碩士學位論文?1緒論??圖1.2?CRTS?II型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖??溫度荷載作為無砟軌道結(jié)構(gòu)設計的主要荷載之一[26】,在施工及運營期間對??軌道組成材料的性能和結(jié)構(gòu)受力及變形均有很大影響,是導致軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各類??病害的主要原因。由于軌道板的縱連特性,在極端高溫下,軌道板會產(chǎn)生溫度翹??曲變形[27,?281?,出現(xiàn)局部上拱等病害;在極端低溫下,軌道結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生溫度收縮??而致使結(jié)構(gòu)分層、開裂[29]。因此,有必要對極端氣候下CRTS?II型板式無砟軌??道溫度場分布進行分析,并結(jié)合材料力學性能的溫度敏感性及軌道結(jié)構(gòu)的溫度效??應,探究無砟軌道病害產(chǎn)生的機理及規(guī)律,以保證軌道結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性。??1.2無砟軌道結(jié)構(gòu)類型及應用現(xiàn)狀??1.2.1國外無砟軌道類型及應用??自上世紀60年代起,國外無砟軌道的研究和應用已有近60年的歷史。在不??斷發(fā)展和完善的過程中,許多國家都研發(fā)出了各具特色的軌道結(jié)構(gòu)形式以適應本??國鐵路的特點[3Q]。除發(fā)展較早的德國、日本外,英國、法國、意大利、荷蘭和??澳大利亞等國家都研發(fā)過不同類型的無砟軌道。??(1)德國無砟軌道??德國無砟軌道研發(fā)及試鋪始于1959年,是目前世界上擁有最多無砟軌道類??型的國家。德國鐵路的無砟軌道結(jié)構(gòu)大多由企業(yè)、院校合作進行自主研發(fā),認證??后方可進行試運營并最終確定能否正式使用[31]。在數(shù)十年的研發(fā)過程中,德國??二十多家企業(yè)共研發(fā)出了?B6gl板式、Rheda型、Ziiblin雙塊式、Berlin型、ATD??型以及Getrac型等上百種無砟軌道結(jié)構(gòu)形式WI,其中應用較為廣泛的有B6gl??3??
浙江大學碩士學位論文?1緒論??板式、Rheda-2000型及Ziiblin雙塊式無砟軌道三種。??1)?B6gl板式無砟軌道??B6gl板式無砟軌道的前身為1979年鋪設在德國卡爾費爾德一達豪的一種預??制板式無砟軌道,后經(jīng)德國博格公司研發(fā)改進而成,于2000年獲得了建造許可,??并在德國紐倫堡-英戈施塔特線路上得到了正式應用[33]。B6gl板式無砟軌道由預??制軌道板、CA砂漿調(diào)整層、支承層或混凝土底板組成[34],是一種預制式的軌道??結(jié)構(gòu)類型,其結(jié)構(gòu)形式如圖1.3所示。與其他預制板式無砟軌道最大的區(qū)別在于,??BGgl板采用全線縱連的結(jié)構(gòu)形式t33]。在砂漿層澆筑完成后,利用鋼筋對軌道板??進行縱向連接,最后在板間接縫內(nèi)澆筑混凝土,形成全線縱連。根據(jù)線路需求的??不同,B6gl板可以做出相應的結(jié)構(gòu)調(diào)整以適應不同的基礎設施條件,不僅能應??用于路基、隧道,還能應用于短橋及長橋。B6gl板式無砟軌道的優(yōu)勢在于:采??用預制化生產(chǎn),因此軌道板安裝精度高,鋪軌后軌道調(diào)整工作量小,有利于提高??軌道的平順性;且軌道板全線縱連,軌道結(jié)構(gòu)的整體性較好;軌道板下方填充??CA砂漿調(diào)整層,方便對高程進行調(diào)整。但其制造工藝較為復雜,制造成本較高;??且軌道板維修時需要切割,可維修性低于單元板式無砟軌道,因此還有待進一步??的研究和改善。??圖1.3?B6gl扳式無砟軌道??2)?Rheda-2000型無砟軌道??Rheda型無砟軌道由長枕式無砟軌道演化而來,其結(jié)構(gòu)組成包括雙塊式軌枕、??現(xiàn)澆混凝土道床以及支承層。由于經(jīng)過大量鋪設試驗及長期的觀測,Rheda型無??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]極端高溫天氣下CRTS Ⅱ型板式無砟軌道溫度分析[J]. 孫澤江,王澤萍,汪杰,康維新,劉學毅. 鐵道標準設計. 2018(11)
[2]2016年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報[J]. 交通財會. 2017(05)
[3]高溫季節(jié)橋上縱連板式無砟軌道的溫度分布[J]. 戴公連,蘇海霆,劉文碩,閆斌. 中南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[4]CRTSⅡ型板式無砟軌道板下離縫動力影響分析及運營評估[J]. 趙國堂,高亮,趙磊,鐘陽龍. 鐵道學報. 2017(01)
[5]高速鐵路連續(xù)式無砟軌道溫度場分析[J]. 劉付山,曾志平,吳斌,張志超. 鐵道學報. 2016(12)
[6]中國高速鐵路的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略(英文)[J]. Ping TAN,Ji-en MA,Jing ZHOU,You-tong FANG. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2016(12)
[7]嚴寒地區(qū)CRTSⅡ型無砟軌道板溫度特性研究[J]. 郭超,陸征然,呂菲,隋孝民. 鐵道工程學報. 2016(09)
[8]我國典型地區(qū)無砟軌道非線性溫度梯度及溫度荷載模式[J]. 閆斌,劉施,戴公連,蒲浩. 鐵道學報. 2016(08)
[9]高溫條件下CRTSⅡ型板式無砟軌道變形整治措施研究[J]. 譚社會. 鐵道建筑. 2016(05)
[10]基于氣象資料的無砟軌道瞬態(tài)溫度場特性研究[J]. 曹世豪,鄧非凡,趙春光,蘇成光,趙坪銳. 鐵道建筑. 2016(05)
博士論文
[1]高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)傷損行為及其對動態(tài)性能的影響[D]. 朱勝陽.西南交通大學 2015
[2]高速鐵路無砟軌道空間精細化分析方法及其應用研究[D]. 趙磊.北京交通大學 2015
[3]基于斷裂和損傷力學的無砟軌道靜動力特性研究[D]. 林紅松.西南交通大學 2009
[4]高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)力學特性的研究[D]. 陳鵬.北京交通大學 2009
[5]客運專線無碴軌道設計理論與方法研究[D]. 趙坪銳.西南交通大學 2008
[6]高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)的設計理論研究[D]. 石現(xiàn)峰.鐵道部科學研究院 2007
碩士論文
[1]溫度與列車作用下CRTS Ⅱ型板式軌道損傷特性研究[D]. 阮慶伍.北京交通大學 2018
[2]納米SiO2對CA砂漿材料性能的影響及作用機理研究[D]. 張良.浙江大學 2017
[3]CRTSⅡ型板式無砟軌道離縫發(fā)生機理及對列車的運行影響研究[D]. 李啟航.北京交通大學 2016
[4]溫度荷載作用下CRTSⅡ型板式無砟軌道砂漿層界面損傷分析[D]. 劉建超.西南交通大學 2016
[5]板式無砟軌道溫度場特性及效應研究[D]. 尤明熙.北京交通大學 2016
[6]CRTSⅡ型板式無砟軌道寬接縫損傷行為研究[D]. 胡佳.西南交通大學 2015
[7]重載車輛作用下無砟軌道結(jié)構(gòu)力學分析[D]. 婁會彬.西南交通大學 2014
[8]CRTSI型板式無砟軌道力學特性研究[D]. 梁飛.中南大學 2013
[9]砂漿充填層劣化對CRTSⅡ型板式無砟軌道力學特性影響的研究[D]. 張廣義.中南大學 2013
[10]CRTSIII型板式無砟軌道耐久性研究[D]. 王安華.北京交通大學 2012
本文編號:3420981
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.】我國中長期鐵路規(guī)劃網(wǎng)??
浙江大學碩士學位論文?1緒論??圖1.2?CRTS?II型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖??溫度荷載作為無砟軌道結(jié)構(gòu)設計的主要荷載之一[26】,在施工及運營期間對??軌道組成材料的性能和結(jié)構(gòu)受力及變形均有很大影響,是導致軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各類??病害的主要原因。由于軌道板的縱連特性,在極端高溫下,軌道板會產(chǎn)生溫度翹??曲變形[27,?281?,出現(xiàn)局部上拱等病害;在極端低溫下,軌道結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生溫度收縮??而致使結(jié)構(gòu)分層、開裂[29]。因此,有必要對極端氣候下CRTS?II型板式無砟軌??道溫度場分布進行分析,并結(jié)合材料力學性能的溫度敏感性及軌道結(jié)構(gòu)的溫度效??應,探究無砟軌道病害產(chǎn)生的機理及規(guī)律,以保證軌道結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性。??1.2無砟軌道結(jié)構(gòu)類型及應用現(xiàn)狀??1.2.1國外無砟軌道類型及應用??自上世紀60年代起,國外無砟軌道的研究和應用已有近60年的歷史。在不??斷發(fā)展和完善的過程中,許多國家都研發(fā)出了各具特色的軌道結(jié)構(gòu)形式以適應本??國鐵路的特點[3Q]。除發(fā)展較早的德國、日本外,英國、法國、意大利、荷蘭和??澳大利亞等國家都研發(fā)過不同類型的無砟軌道。??(1)德國無砟軌道??德國無砟軌道研發(fā)及試鋪始于1959年,是目前世界上擁有最多無砟軌道類??型的國家。德國鐵路的無砟軌道結(jié)構(gòu)大多由企業(yè)、院校合作進行自主研發(fā),認證??后方可進行試運營并最終確定能否正式使用[31]。在數(shù)十年的研發(fā)過程中,德國??二十多家企業(yè)共研發(fā)出了?B6gl板式、Rheda型、Ziiblin雙塊式、Berlin型、ATD??型以及Getrac型等上百種無砟軌道結(jié)構(gòu)形式WI,其中應用較為廣泛的有B6gl??3??
浙江大學碩士學位論文?1緒論??板式、Rheda-2000型及Ziiblin雙塊式無砟軌道三種。??1)?B6gl板式無砟軌道??B6gl板式無砟軌道的前身為1979年鋪設在德國卡爾費爾德一達豪的一種預??制板式無砟軌道,后經(jīng)德國博格公司研發(fā)改進而成,于2000年獲得了建造許可,??并在德國紐倫堡-英戈施塔特線路上得到了正式應用[33]。B6gl板式無砟軌道由預??制軌道板、CA砂漿調(diào)整層、支承層或混凝土底板組成[34],是一種預制式的軌道??結(jié)構(gòu)類型,其結(jié)構(gòu)形式如圖1.3所示。與其他預制板式無砟軌道最大的區(qū)別在于,??BGgl板采用全線縱連的結(jié)構(gòu)形式t33]。在砂漿層澆筑完成后,利用鋼筋對軌道板??進行縱向連接,最后在板間接縫內(nèi)澆筑混凝土,形成全線縱連。根據(jù)線路需求的??不同,B6gl板可以做出相應的結(jié)構(gòu)調(diào)整以適應不同的基礎設施條件,不僅能應??用于路基、隧道,還能應用于短橋及長橋。B6gl板式無砟軌道的優(yōu)勢在于:采??用預制化生產(chǎn),因此軌道板安裝精度高,鋪軌后軌道調(diào)整工作量小,有利于提高??軌道的平順性;且軌道板全線縱連,軌道結(jié)構(gòu)的整體性較好;軌道板下方填充??CA砂漿調(diào)整層,方便對高程進行調(diào)整。但其制造工藝較為復雜,制造成本較高;??且軌道板維修時需要切割,可維修性低于單元板式無砟軌道,因此還有待進一步??的研究和改善。??圖1.3?B6gl扳式無砟軌道??2)?Rheda-2000型無砟軌道??Rheda型無砟軌道由長枕式無砟軌道演化而來,其結(jié)構(gòu)組成包括雙塊式軌枕、??現(xiàn)澆混凝土道床以及支承層。由于經(jīng)過大量鋪設試驗及長期的觀測,Rheda型無??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]極端高溫天氣下CRTS Ⅱ型板式無砟軌道溫度分析[J]. 孫澤江,王澤萍,汪杰,康維新,劉學毅. 鐵道標準設計. 2018(11)
[2]2016年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報[J]. 交通財會. 2017(05)
[3]高溫季節(jié)橋上縱連板式無砟軌道的溫度分布[J]. 戴公連,蘇海霆,劉文碩,閆斌. 中南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[4]CRTSⅡ型板式無砟軌道板下離縫動力影響分析及運營評估[J]. 趙國堂,高亮,趙磊,鐘陽龍. 鐵道學報. 2017(01)
[5]高速鐵路連續(xù)式無砟軌道溫度場分析[J]. 劉付山,曾志平,吳斌,張志超. 鐵道學報. 2016(12)
[6]中國高速鐵路的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略(英文)[J]. Ping TAN,Ji-en MA,Jing ZHOU,You-tong FANG. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2016(12)
[7]嚴寒地區(qū)CRTSⅡ型無砟軌道板溫度特性研究[J]. 郭超,陸征然,呂菲,隋孝民. 鐵道工程學報. 2016(09)
[8]我國典型地區(qū)無砟軌道非線性溫度梯度及溫度荷載模式[J]. 閆斌,劉施,戴公連,蒲浩. 鐵道學報. 2016(08)
[9]高溫條件下CRTSⅡ型板式無砟軌道變形整治措施研究[J]. 譚社會. 鐵道建筑. 2016(05)
[10]基于氣象資料的無砟軌道瞬態(tài)溫度場特性研究[J]. 曹世豪,鄧非凡,趙春光,蘇成光,趙坪銳. 鐵道建筑. 2016(05)
博士論文
[1]高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)傷損行為及其對動態(tài)性能的影響[D]. 朱勝陽.西南交通大學 2015
[2]高速鐵路無砟軌道空間精細化分析方法及其應用研究[D]. 趙磊.北京交通大學 2015
[3]基于斷裂和損傷力學的無砟軌道靜動力特性研究[D]. 林紅松.西南交通大學 2009
[4]高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)力學特性的研究[D]. 陳鵬.北京交通大學 2009
[5]客運專線無碴軌道設計理論與方法研究[D]. 趙坪銳.西南交通大學 2008
[6]高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)的設計理論研究[D]. 石現(xiàn)峰.鐵道部科學研究院 2007
碩士論文
[1]溫度與列車作用下CRTS Ⅱ型板式軌道損傷特性研究[D]. 阮慶伍.北京交通大學 2018
[2]納米SiO2對CA砂漿材料性能的影響及作用機理研究[D]. 張良.浙江大學 2017
[3]CRTSⅡ型板式無砟軌道離縫發(fā)生機理及對列車的運行影響研究[D]. 李啟航.北京交通大學 2016
[4]溫度荷載作用下CRTSⅡ型板式無砟軌道砂漿層界面損傷分析[D]. 劉建超.西南交通大學 2016
[5]板式無砟軌道溫度場特性及效應研究[D]. 尤明熙.北京交通大學 2016
[6]CRTSⅡ型板式無砟軌道寬接縫損傷行為研究[D]. 胡佳.西南交通大學 2015
[7]重載車輛作用下無砟軌道結(jié)構(gòu)力學分析[D]. 婁會彬.西南交通大學 2014
[8]CRTSI型板式無砟軌道力學特性研究[D]. 梁飛.中南大學 2013
[9]砂漿充填層劣化對CRTSⅡ型板式無砟軌道力學特性影響的研究[D]. 張廣義.中南大學 2013
[10]CRTSIII型板式無砟軌道耐久性研究[D]. 王安華.北京交通大學 2012
本文編號:3420981
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