溫度作用下雙塊式無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10萬公里，其中建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬公里以上，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)，因而必須加快無砟軌道的研究速度，對(duì)無砟軌道的計(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)高速鐵路無砟軌道的建設(shè)。
　　 本文以武廣客運(yùn)專線Rheda2000型雙塊式無砟軌道為研究對(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砟軌道混凝土道床板在軌道荷載和溫度荷載作用下無砟軌道的應(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，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)在無砟軌道的底層