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CRTSⅢ型板式无砟轨道结构创新及雅万高速铁路工程应用 被引量:2
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作者 王同军 王继军 王梦 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-7,共7页
我国高速铁路板式无砟轨道主要包括CRTSⅠ、CRTSⅡ、CRTSⅢ型三种结构。通过对比分析三种轨道在温度、列车荷载下的静动力学响应,研究其性能差异并为轨道选型提供参考。研究结果表明,CRTSⅡ型无砟轨道在温度梯度作用下,轨道板与砂浆层... 我国高速铁路板式无砟轨道主要包括CRTSⅠ、CRTSⅡ、CRTSⅢ型三种结构。通过对比分析三种轨道在温度、列车荷载下的静动力学响应,研究其性能差异并为轨道选型提供参考。研究结果表明,CRTSⅡ型无砟轨道在温度梯度作用下,轨道板与砂浆层界面受剪、拉效应显著,易导致层间离缝;CRTSⅢ型无砟轨道通过设置隔离层释放温度力,显著降低轨道板与自密实混凝土界面应力。列车荷载下CRTSⅢ型板底纵向拉应力较CRTSⅠ型降低23%,动车组以速度300 km/h运行时,轨道板垂向振动加速度减少59.4%,更有利于结构受力和振动控制。温度荷载分析表明,CRTSⅢ型无砟轨道温度力随温升变化较小,在升温50℃时底座温度力小于300 kN,轨道板温度力仅约20 kN,表现出良好的环境适应性。此外,CRTSⅠ型轨道的半圆形凸台在大跨度桥梁梁端易破损,而CRTSⅢ型对大跨度桥梁具有更好的适应性。CRTSⅢ型轨道在综合性能上具有显著优势,适用于复杂环境条件下的高速铁路建设。 展开更多
关键词 高速铁路 CRTS型板式无轨道 力学行为 温度荷载 列车荷载
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高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构受力特性研究 被引量:37
2
作者 孙璐 段雨芬 杨薪 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2013年第11期32-39,共8页
研究目的:当前的无砟轨道结构设计方法,对于控制指标、最不利位置和临界荷位的概念并未明确提出。本文选取高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构进行结构静力特性分析;同时计算分析车辆荷载在不同位置处的无砟轨道结构产生的应力大小,以及... 研究目的:当前的无砟轨道结构设计方法,对于控制指标、最不利位置和临界荷位的概念并未明确提出。本文选取高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构进行结构静力特性分析;同时计算分析车辆荷载在不同位置处的无砟轨道结构产生的应力大小,以及无砟轨道结构在车辆荷载作用下的临界荷位和最不利位置。研究结论:(1)CRTSⅢ型无砟轨道结构的临界荷位为板端位置;(2)轨道板板底的横向最大拉应力比纵向最大拉应力大,最不利位置在轨道板的板角处;(3)填充层的最大压应力发生在荷载的下方;(4)路基上的无砟轨道结构的支撑层纵向最大拉应力比横向最大拉应力大,最不利位置在荷载位置处,桥梁上的无砟轨道结构底座板的纵向未出现拉应力,横向拉应力发生位置在支撑层的纵向边缘;(5)研究成果可为我国提出具有我国自主知识产权的、国际先进的无砟轨道设计理论与方法提供参考。 展开更多
关键词 CRTS ⅲ型板式无砟轨道结构 静力特征指标 临界荷位 最不利位置
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减振CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构谐响应分析 被引量:17
3
作者 任娟娟 赵华卫 +1 位作者 李潇 徐坤 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2016年第3期44-50,共7页
研究目的:高速列车运行引起的振动噪声问题日益受到广泛关注,采用减振型无砟轨道结构可在一定程度上减少该问题。本文以减振CRTSⅢ型板式无砟轨道为研究对象,基于振动理论和有限元方法,建立二维轨道结构频域分析模型,以传递函数和隔振... 研究目的:高速列车运行引起的振动噪声问题日益受到广泛关注,采用减振型无砟轨道结构可在一定程度上减少该问题。本文以减振CRTSⅢ型板式无砟轨道为研究对象,基于振动理论和有限元方法,建立二维轨道结构频域分析模型,以传递函数和隔振效率为评价指标,研究其在频域内的振动传递特性和隔振性能,分析轨道结构参数对轨道系统隔振效率的影响,并提出相应轨道结构参数的建议值。研究结论:(1)减振CRTSⅢ型板式无砟轨道对中高频有较好的隔振效果;(2)增大轨道板厚度和密度都能提高轨道系统的隔振效率,其中增大轨道板密度的措施更优;(3)建议减振垫层面阻尼的取值范围为0.1~0.25 MN·s/m^3,面刚度在轨道结构变形及受力允许的范围内尽量选取较低值;(4)该研究成果可为减振CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的设计与施工提供理论参考。 展开更多
关键词 减振CRTS型板式无轨道 减振 导纳 隔振率
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雅万高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构深化研究 被引量:6
4
作者 刘伟斌 王继军 +1 位作者 王梦 李永潇 《铁道建筑》 北大核心 2020年第10期116-120,共5页
印度尼西亚雅加达至万隆高速铁路采用了CRTSⅢ型板式无砟轨道结构,而CRTSⅢ型板式无砟轨道由我国自主研发,已广泛应用于我国高速铁路。结合我国高速铁路相关研究成果,通过分析雅万高铁沿线气候环境特点和无砟轨道结构设计荷载差异,深入... 印度尼西亚雅加达至万隆高速铁路采用了CRTSⅢ型板式无砟轨道结构,而CRTSⅢ型板式无砟轨道由我国自主研发,已广泛应用于我国高速铁路。结合我国高速铁路相关研究成果,通过分析雅万高铁沿线气候环境特点和无砟轨道结构设计荷载差异,深入研究雅万高铁CRTSⅢ型板式无砟轨道结构优化方案。研究结果表明:雅万高铁可采用普通钢筋混凝土轨道板;轨道板最大温度梯度宜取0.65℃/cm,底座整体温差宜取15℃;优化后轨道板和自密实混凝土层配筋率可降低约10%;路基地段底座分段长度宜取4~6块轨道板。 展开更多
关键词 雅万高铁 CRTS型板式无轨道 数值模拟 设计优化 技术经济性
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CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座混凝土收缩开裂性能研究 被引量:3
5
作者 王栋 《铁道建筑》 北大核心 2021年第4期125-128,共4页
针对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座现浇混凝土易开裂问题,对比研究了采用降低胶凝材料总量和用水量、降低坍落度、提高含气量、掺加抗裂减缩材料等优化措施制备的C40混凝土和工程常用道床C40混凝土在力学性能、体积稳定性和开裂敏感性方面... 针对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座现浇混凝土易开裂问题,对比研究了采用降低胶凝材料总量和用水量、降低坍落度、提高含气量、掺加抗裂减缩材料等优化措施制备的C40混凝土和工程常用道床C40混凝土在力学性能、体积稳定性和开裂敏感性方面的差异。试验结果表明:降低混凝土胶凝材料总量和用水量的措施对混凝土工作性能有一定不利影响,但通过适当提高含气量则可有效补偿工作性能的降低;采用优化措施后的道床混凝土早期强度有所降低,但56 d抗压强度均满足C40混凝土要求;在体积稳定性方面,降低胶凝材料总量和用水量后混凝土24 h塑性收缩变形比基准工程混凝土显著降低;抗裂减缩材料的掺入对降低混凝土干燥收缩变形贡献最大;掺抗裂减缩材料混凝土的抗裂能力最好;试验设定的两种坍落度对混凝土力学性能和体积稳定性没有明显影响。 展开更多
关键词 式无轨道结构 底座混凝土 试验研究 开裂 体积稳定性 开裂敏感性
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严寒区桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道受力及几何形位分析
6
作者 张鹏飞 王承隆 +1 位作者 蔡科 余路 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期85-93,共9页
为研究严寒区桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道受力与变形规律,从静力学角度出发,基于有限元法和梁-轨-板相互作用原理,建立精细化空间模型,分析梁体负温度梯度和梁体整体降温条件下结构受力变形规律及轨道几何形位变化。结果表明:梁体负温度... 为研究严寒区桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道受力与变形规律,从静力学角度出发,基于有限元法和梁-轨-板相互作用原理,建立精细化空间模型,分析梁体负温度梯度和梁体整体降温条件下结构受力变形规律及轨道几何形位变化。结果表明:梁体负温度梯度作用下,各结构产生显著的纵向拉应力,为防止凸台拉裂引起的结构失效,应加强对薄弱部位的观测和养护工作;梁体负温度梯度作用下,钢轨高低偏差最大值为4.833 mm,超过了安全限值;不同梁体降温荷载作用下轨距均变窄;负温度梯度作用下钢轨产生相向的横向变形,整体降温作用下钢轨向同侧变形,外侧钢轨横向位移较内侧大;各工况下轨距偏差最大为0.593 mm,水平高差最大值为0.067 mm,均未超过限值。 展开更多
关键词 严寒区 温度荷载 CRTS型板式无轨道 桥上无缝线路
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CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工过程中轨道板扣压技术优化
7
作者 王立方 高亮 +3 位作者 姜金凤 王晓宇 吴得卿 韦合导 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期59-64,共6页
CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工过程中,扣压装置的工作性能将直接影响轨道板精调效果,进而影响线路的平顺性。针对既有扣压装置安装不便、工作性能不稳定等显著问题,本文提出一种高可靠性、高施工性、高适应性的新型扣压装置,通过建立有限... CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工过程中,扣压装置的工作性能将直接影响轨道板精调效果,进而影响线路的平顺性。针对既有扣压装置安装不便、工作性能不稳定等显著问题,本文提出一种高可靠性、高施工性、高适应性的新型扣压装置,通过建立有限元分析模型,并进行现场灌注试验验证模型准确性,对新型扣压装置开展优化研究。结果表明:新型扣压装置防上浮效果优于传统限位装置,建议在底座上采用双排螺栓连接方式安装新型扣压装置;建议新型扣压装置压板宽度取100~120 mm,厚度取45 mm;增大新型扣压装置压板表面粗糙度可有效提高其工作性能;每块轨道板使用4对新型扣压装置,建议将第一位扣压装置布置于距离板端600 mm处,第二位扣压装置布置于距离第一位扣压装置1 500 mm处。 展开更多
关键词 CRTS型板式无轨道 轨道板精调 自密实混凝土灌注 扣压装置 方案优化
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列车荷载作用下CRTS Ⅲ型板式无砟轨道层间离缝水力特性研究 被引量:2
8
作者 宋力 饶佳琪 +2 位作者 刘冉 蒋丽忠 余志武 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2600-2611,共12页
在雨水充沛或排水不畅地区,积水会造成无砟轨道层间离缝扩展显著加速。针对含层间离缝的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的水力特性问题,建立列车荷载与水耦合作用下的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道-离缝积水双向瞬态流固耦合计算模型,揭示无砟轨道层间... 在雨水充沛或排水不畅地区,积水会造成无砟轨道层间离缝扩展显著加速。针对含层间离缝的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的水力特性问题,建立列车荷载与水耦合作用下的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道-离缝积水双向瞬态流固耦合计算模型,揭示无砟轨道层间离缝内动水压力和水流速度的分布及其峰值的变化规律,并分析列车轴重、行车速度、离缝形态及积水深度对动水压力和水流速度的影响。研究结果表明:随着列车的趋近与远离,层间离缝内固定点处的动水压力与水流速度呈周期性的正负交替变化;动水压力沿着离缝出口方向逐渐减小,其峰值发生在离缝尖端处,而水流速度沿着离缝出口方向逐渐增大,其峰值发生在离缝出口处;动水压力与水流速度峰值随列车轴重增加而线性增大,轴重每增加1 t,动水压力和水流速度峰值分别增加2.850 kPa、0.085 m/s;动水压力峰值与车速呈二次方增大关系,而在车速小于300 km/h时水流速度峰值与车速基本上呈线性关系,超过该车速后流速增长趋势较之前更大;动水压力、水流速度峰值与离缝开口量呈反比关系;动水压力与水流速度峰值都随着离缝深度和离缝积水深度增加而显著增大,且两者都与离缝深度呈3次多项式增大关系,与离缝积水深度呈2次方增大关系。研究结果可为CRTS Ⅲ型板式无砟轨道在列车荷载与水耦合作用下的层间离缝扩展分析以及养护维修工作提供依据和参考。 展开更多
关键词 CRTS型板式无轨道 层间离缝 流固耦合 动水压力 水流速度
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温度荷载下充填层性能对CRTS Ⅲ型板式轨道塑性损伤的影响
9
作者 项阳 杨怀志 +4 位作者 于连山 张国红 王勇 马昆林 揣贾林鸿 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期590-601,共12页
自密实混凝土(self-compacting concrete, SCC)浇筑的充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,在较大正温度梯度荷载下,充填层易出现塑性损伤,从而导致轨道结构产生病害。为探究充填层性能对板式轨道塑性损伤的影响,分别制作了高、中、低... 自密实混凝土(self-compacting concrete, SCC)浇筑的充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,在较大正温度梯度荷载下,充填层易出现塑性损伤,从而导致轨道结构产生病害。为探究充填层性能对板式轨道塑性损伤的影响,分别制作了高、中、低3组弹性模量的SCC试件,测试并拟合了每组SCC本构曲线,推导了CDP参数,导入ABAQUS软件对应建立了不同充填层性能的轨道结构塑性损伤有限元模型,计算了不同温度荷载下,轨道结构的应力、位移及塑性损伤变化情况,分析了充填层力学性能对板式轨道塑性损伤的影响。研究结果表明:在大温度梯度荷载工况下,充填层更易发生塑性损伤且损伤发展速度较快,该工况下充填层主要发生受拉损伤,损伤位置从充填层凸台上方最先出现;随着温度上升,板角也出现损伤,凸台上方的损伤向整个充填层扩展。在整体升温与温度梯度组合荷载下,轨道结构温度变化相对均匀,采用低弹性模量的充填层,可以显著延迟充填层塑性损伤的发生时间,有效降低损伤发展速度,使充填层以受压损伤为主,损伤位置主要从板角出现且仅在板角区域发展。因此,在极端气候地区应监测轨道结构温度,同时降低充填层弹性模量从而减轻轨道结构损伤,并可将塑性损伤控制在板角区域,利于轨道的检修及养护。 展开更多
关键词 CRTS型板轨道 充填层 塑性损伤 荷载效应
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CRTS Ⅱ型板式无砟轨道离缝植筋有效性研究
10
作者 陈子豪 《铁道建筑》 北大核心 2025年第7期34-39,共6页
针对CRTS Ⅱ型板式无砟轨道板下离缝植筋锚固措施,建立了CRTS Ⅱ型板式无砟轨道板下离缝植筋分析模型,考虑轨道板板端初始离缝与两点植筋、三点植筋两种植筋方式,对比分析了温度荷载作用下初始离缝宽度、植筋方式对离缝控制效果以及结... 针对CRTS Ⅱ型板式无砟轨道板下离缝植筋锚固措施,建立了CRTS Ⅱ型板式无砟轨道板下离缝植筋分析模型,考虑轨道板板端初始离缝与两点植筋、三点植筋两种植筋方式,对比分析了温度荷载作用下初始离缝宽度、植筋方式对离缝控制效果以及结构受力变形的影响规律。结果表明:随着初始离缝宽度的增加,植筋后轨道板离缝发展宽度最大值呈非线性增加趋势,初始离缝宽度超过3.0 mm后其增速逐渐增大;两种植筋方式均能够控制层间离缝面积比在Ⅰ级伤损(30%)以内,在离缝宽度不超过1.0 mm时进行植筋,植筋后砂浆层离缝宽度伤损等级不会发展至Ⅱ级伤损,可有效减小后期养护维修工作量;在温度梯度作用显著的线路,两点植筋与三点植筋均能有效地限制轨道板垂向变形与离缝发展;在整体升温荷载作用显著的线路推荐采用三点植筋。 展开更多
关键词 高速铁路 CRTSⅡ型板式无轨道 板端既有离缝 离缝面积比 植筋方案
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高速铁路铺设CRTS Ⅲ型板式无砟轨道地段的路基冻胀限值 被引量:2
11
作者 魏绍磊 肖宏 +2 位作者 王宏阁 王阳 钱忠霞 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2712-2726,共15页
我国冻土地区高速铁路分布广泛,路基冻胀对高速铁路无砟轨道结构损伤影响较为突出,危害行车安全。但是目前尚未建立针对铺设CRTS Ⅲ型板式无砟轨道地段的路基冻胀控制限值。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论和混凝土塑性损伤理论,考虑... 我国冻土地区高速铁路分布广泛,路基冻胀对高速铁路无砟轨道结构损伤影响较为突出,危害行车安全。但是目前尚未建立针对铺设CRTS Ⅲ型板式无砟轨道地段的路基冻胀控制限值。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论和混凝土塑性损伤理论,考虑混凝土结构损伤和车轨相互作用,建立车辆-无砟轨道-冻胀路基静动力分析模型,分析路基冻胀对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构的损伤和车辆动力性能指标的影响。综合静、动力控制指标,提出一种针对冻胀变形的分级控制限值;分别考虑轨道结构层间离缝和结构损伤、钢轨垂向动位移、乘车舒适性和行车安全性等多项控制指标,将路基冻胀限值划分为5个区域。研究结果表明:路基冻胀作用于轨道板中部时损伤和离缝量出现极值;结构损伤和车辆动力学响应均随波长减小和波峰增大而呈增大趋势,且均对波长的影响更为敏感。可以根据不同分区的冻胀限值保障车辆运营安全,为冻土区无砟轨道养护维修提供参考。 展开更多
关键词 高速铁路 路基冻胀限值 CRTS型板式无轨道 车辆-轨道耦合动力学 混凝土塑性损伤
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CRTSⅡ型板式无砟轨道结构层间界面损伤演化研究 被引量:2
12
作者 王军 卢朝辉 张玄一 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期112-124,共13页
为更准确模拟CRTSⅡ型轨道板与CA砂浆层间界面损伤行为,基于简化指数型内聚力模型表征界面非线性拉力-位移关系,推导混合模式下指数型内聚力模型表达式,并通过相关试验数据验证模型的正确性。基于提出的混合模式指数型内聚力模型,建立... 为更准确模拟CRTSⅡ型轨道板与CA砂浆层间界面损伤行为,基于简化指数型内聚力模型表征界面非线性拉力-位移关系,推导混合模式下指数型内聚力模型表达式,并通过相关试验数据验证模型的正确性。基于提出的混合模式指数型内聚力模型,建立考虑层间和板间损伤的CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元模型。考虑窄接缝完全损伤病害,分析层间离缝长度、整体温升和正温度梯度对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构上拱变形、接缝应力和界面损伤的影响规律。研究结果表明:提出的混合模式指数型内聚力模型可以准确模拟界面Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ+Ⅱ混合型断裂行为;窄接缝完全损伤后,在正温度作用下轨道板间接缝处的上拱变形最大,且界面损伤以接缝为中心向两边扩展并逐渐减小;接缝压应力随整体温升和正温度梯度的增加线性增大;当离缝长度为10个扣件间距,在整体温升40℃作用下界面会产生开裂;考虑夏季高温天气,为防止轨道板上拱变形过大,层间离缝长度应控制在5个扣件间距以内。 展开更多
关键词 CRTSⅡ型板式无轨道结构 层间离缝 混合模指数型内聚力模型 窄接缝损伤 上拱变形
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隧道地段双块式无砟轨道受力特性分析及优化设计 被引量:1
13
作者 郜永杰 秦永平 +1 位作者 刘永存 刘杰 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第4期50-56,共7页
针对高速铁路隧道内纵连双块式无砟轨道道床板病害多发问题,通过对既有隧道内双块式无砟轨道的病害特征进行深入调研和现场检测分析,建立隧道内双块式无砟轨道精细化整体有限元模型,分析不同地基刚度、温度变化、基础变形等因素下道床... 针对高速铁路隧道内纵连双块式无砟轨道道床板病害多发问题,通过对既有隧道内双块式无砟轨道的病害特征进行深入调研和现场检测分析,建立隧道内双块式无砟轨道精细化整体有限元模型,分析不同地基刚度、温度变化、基础变形等因素下道床板受力特征,最后基于分析结果对隧道内双块式无砟轨道结构进行优化设计。研究结果表明:(1)根据现场检测,隧道内纵连式道床板贯通裂纹多位于隧道仰拱施工缝处,该类裂纹系仰拱填充层导致的反射裂纹;(2)在混凝土收缩作用下,隧道基础纵向刚度系数越大,施工缝处道床板拉应力越大;(3)隧道洞口考虑负温梯度45℃/m,道床板最大应力为2.02 MPa,洞内受基础变形影响较大,15 mm基础变形下最大应力为1.88 MPa;(4)在混凝土收缩和基础沉降变形荷载作用下,并考虑回填层裂纹发展,最大应力可达2.61 MPa,道床板易开裂;(5)为解决纵连道床板裂纹多发问题,提出隧道内双块式无砟轨道单元化设计,建议隧道洞口道床板长度6 m、洞内道床板长度12 m,采用道床板和隧道基底植筋连接的限位设计方案。 展开更多
关键词 高速铁路 双块式无轨道 道床板裂纹 受力分析 结构优化
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路基冻胀-融化-沉降组合作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道的变形损伤
14
作者 杨书生 王宏阁 +3 位作者 宿宝忠 王占峰 张宝华 陈广生 《铁道建筑》 北大核心 2024年第7期121-127,共7页
对于我国季节性冻土区高速铁路路基病害,只考虑单一冻胀作用对无砟轨道结构的影响存在一定缺陷。针对这一问题,本文建立CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化分析模型,研究了路基冻胀-融化-沉降组合作用下无砟轨道结构的损伤机理和变形规律。结... 对于我国季节性冻土区高速铁路路基病害,只考虑单一冻胀作用对无砟轨道结构的影响存在一定缺陷。针对这一问题,本文建立CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化分析模型,研究了路基冻胀-融化-沉降组合作用下无砟轨道结构的损伤机理和变形规律。结果表明:相较于单一冻胀作用,路基冻胀-融化-沉降组合作用能更加准确反映路基从冻胀到融化过程中轨道结构的变形和损伤;在冻胀-融化-沉降过程中,钢轨、轨道板、底座板三者垂向位移幅值均呈现先增大再减小而后反向增大的趋势;在路基融化回落至4 mm时,底座板和自密实混凝土以及下部路基表层的层间离缝位置均呈现从冻胀波峰两端到冻胀波峰中部的迁移;轨道板损伤只发生在路基冻胀阶段,底座板损伤发生在路基冻胀和融化阶段。 展开更多
关键词 铁路路基 路基冻胀 数值计算 组合作用 CRTS式无轨道
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CRTSⅢ型板式轨道自适应多尺度损伤演变模型 被引量:1
15
作者 徐庆元 孙胜伟 +2 位作者 胡昌林 欧熙 窦祥强 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4383-4394,共12页
为解决现有宏观模型无法准确反映CRTSⅢ型板式轨道在复杂荷载下的损伤演变和全细观模型耗费大量计算资源的问题,建立一种自适应多尺度模型。该模型结合宏观梁单元、二维实体单元和混凝土细观模型3种尺度,通过损伤指标对临界区域进行识别... 为解决现有宏观模型无法准确反映CRTSⅢ型板式轨道在复杂荷载下的损伤演变和全细观模型耗费大量计算资源的问题,建立一种自适应多尺度模型。该模型结合宏观梁单元、二维实体单元和混凝土细观模型3种尺度,通过损伤指标对临界区域进行识别,在计算过程中,随着损伤的逐渐加剧,梁单元会转换为二维实体单元,二维实体单元会进一步细化为表征混凝土细观特性的骨料、砂浆与界面单元,使理想化为均质材料的混凝土逐渐被非均质多相材料所取代。通过对比叠合梁模型、二维实体模型与三维实体模型的计算结果,三者应力水平差异较小,验证了梁单元转换为二维实体单元的合理性。同时,基于自适应多尺度模型对自密实混凝土的四点弯曲试验进行数值模拟,与试验结果进行对比。该模型能够以较小的自由度模拟出试件的细观断裂过程,整个过程的荷载-位移曲线吻合度较好,验证了二维实体模型细化为混凝土细观模型的合理性。将自适应多尺度模型应用于CRTSⅢ型板式轨道结构力学特性分析,以较小的自由度研究轨道结构宏观和细观力学性能,能够预测轨道结构的潜在破坏,并反映出精确的应力水平和完整的细观破坏过程。该研究模型可进一步为轨道设计和维护提供重要依据,更好地评估和优化轨道结构的性能。 展开更多
关键词 CRTS型板轨道 自适应多尺度模型 宏观模型 细观模型 损伤演变
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自密实混凝土性能劣化对CRTS Ⅲ型板式轨道荷载效应的影响 被引量:3
16
作者 项阳 马昆林 +3 位作者 董荣珍 曾晓辉 龙广成 谢友均 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期555-567,共13页
充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,由于板式轨道是典型的“三明治”结构,充填层易受环境的影响而出现性能劣化,从而对轨道结构不利。为探究充填层自密实混凝土性能劣化对板式轨道荷载效应的影响,采用ABAQUS软件并结合已有的充填层... 充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,由于板式轨道是典型的“三明治”结构,充填层易受环境的影响而出现性能劣化,从而对轨道结构不利。为探究充填层自密实混凝土性能劣化对板式轨道荷载效应的影响,采用ABAQUS软件并结合已有的充填层混凝土损伤研究结果,建立充填层整体损伤工况和更接近实际使用情况的充填层梯度损伤工况的轨道结构有限元模型,计算轨道结构在不同工况的列车荷载和温度荷载下,轨道板、充填层和底座板的应力与位移变化情况,分析充填层疲劳损伤对轨道结构整体性能的影响。结果表明,充填层混凝土的整体损伤将导致充填层刚度显著下降,在列车和温度荷载下,轨道板和充填层组成的复合板易出现各方向的位移,使轨道结构出现局部磨耗增加和轨道不平顺等现象;充填层受荷时各向应力均大幅减小,轨道板的总体应力上升且易出现应力集中,底座板应力相较于其上部结构受充填层性能变化的影响较小。充填层出现四周梯度损伤时,不同荷载作用下,从损伤区至未损伤区应力和位移表现为连续变化,未出现明显的应力集中和应力突变;不同荷载作用下,轨道结构出现损伤的区域应力明显下降,但未发生损伤的板中部区域应力上升,加速了板中部区域的动载疲劳效应,间接增加了轨道结构的疲劳损伤。 展开更多
关键词 CRTS型板轨道 充填层 损伤 荷载效应
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纵连板式无砟轨道温度力释放关键参数研究
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作者 任西冲 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期54-63,共10页
针对纵连板式无砟轨道在宽窄接缝位置出现的离缝上拱问题,提出一种基于弹性垫层的温度力释放方案,建立无砟轨道精细化分析模型,对比分析设置弹性垫层前后的轨道结构受力变形特性,以确定弹性垫层关键参数指标,并开展线下工艺试验验证方... 针对纵连板式无砟轨道在宽窄接缝位置出现的离缝上拱问题,提出一种基于弹性垫层的温度力释放方案,建立无砟轨道精细化分析模型,对比分析设置弹性垫层前后的轨道结构受力变形特性,以确定弹性垫层关键参数指标,并开展线下工艺试验验证方案可行性。研究结果表明,宽窄接缝单双侧设置弹性垫层轨道结构均满足强度要求,两者变形相差较小。相较于单侧设置,双侧设置的宽窄接缝受力最大减小44.7%,更能改善轨道结构受力。随着弹性垫层厚度的增加,钢轨、轨道板受力变形整体呈逐渐减小趋势;当厚度由6 mm增加至8 mm时,受力变形变化幅度一定程度减小,建议弹性垫层厚度取6~8 mm。相邻两弹性垫层设置间隔越长,轨道板和宽窄接缝受力越大,建议1个节段1~2块轨道板长度设置弹性垫层。设置弹性垫层的CRTSⅡ型板式无砟轨道结构应力最大减小50.6%,弹性垫层可有效释放部分温度力,改善轨道结构受力。线下工艺试验表明,宽窄接缝设置弹性垫层施工工艺、时间满足天窗作业要求和高速行车要求。 展开更多
关键词 高速铁路 CRTSⅡ型板式无轨道 宽窄接缝 纵连板式无轨道 弹性垫层
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低温环境下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土温度效应试验研究 被引量:2
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作者 宋安祥 姚国文 +2 位作者 张高峰 刘佳伟 王月瑞 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第4期89-93,138,共6页
为探明低温环境下CRTS Ⅱ型板式无砟轨道混凝土结构的温度效应,制作了1∶4无砟轨道-简支箱梁结构缩尺模型,通过开展低温环境下温度荷载试验,分析了轨道结构的温度分布、结构应力以及纵向位移时程变化规律。试验结果表明:CA砂浆层对温度... 为探明低温环境下CRTS Ⅱ型板式无砟轨道混凝土结构的温度效应,制作了1∶4无砟轨道-简支箱梁结构缩尺模型,通过开展低温环境下温度荷载试验,分析了轨道结构的温度分布、结构应力以及纵向位移时程变化规律。试验结果表明:CA砂浆层对温度的竖向传递具有阻滞效应,最不利温度结构出现于轨道板-CA砂浆层间界面,整体温度分布呈“锄形”;纵向方向中间应力值均大于两侧的应力值;轨道结构竖向位移及纵向位移与温度均呈现明显的线性关系;最后指出CRTS Ⅱ型板式无砟轨道低温适应性较差,严寒地区应尽量减少该结构类型的采用。 展开更多
关键词 CRTSⅡ型板式无轨道 多层混凝土结构 低温环境 缩尺模型 温度效应
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路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道设计方案比较分析 被引量:54
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作者 高亮 赵磊 +1 位作者 曲村 蔡小培 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期848-855,共8页
路基上CRTS(China railway track system)Ⅲ型板式无砟轨道结构存在单元式和纵连式两种设计方案.通过建立纵横垂向空间耦合有限元计算模型,对两种设计方案在温度荷载、列车荷载、混凝土收缩及基础沉降变形作用下的力学特性进行了计算与... 路基上CRTS(China railway track system)Ⅲ型板式无砟轨道结构存在单元式和纵连式两种设计方案.通过建立纵横垂向空间耦合有限元计算模型,对两种设计方案在温度荷载、列车荷载、混凝土收缩及基础沉降变形作用下的力学特性进行了计算与对比分析.计算结果表明:对于严寒地区,基于温度荷载的影响较大以及轨道的可维修性,建议采用单元式结构. 展开更多
关键词 CRTS(China RAILWAY TRACK system) 式无轨道 设计方案 单元 纵连
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高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道结构动力特性分析 被引量:17
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作者 孙璐 段雨芬 +1 位作者 赵磊 张永明 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期406-412,共7页
为了分析京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的动力响应,通过建立无砟轨道结构-下部基础结构动力有限元分析模型,得到了结构前10阶模态和不同列车速度下无砟轨道结构的动力特性.分析结果表明:桥梁上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的自振... 为了分析京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的动力响应,通过建立无砟轨道结构-下部基础结构动力有限元分析模型,得到了结构前10阶模态和不同列车速度下无砟轨道结构的动力特性.分析结果表明:桥梁上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的自振频率都比规范的限值大,说明桥梁有足够的刚度保证列车行驶的安全性和舒适性;桥梁上板式无砟轨道结构的前10阶振型中大部分振型表现为横向扭转,桥梁结构横向刚度相对较小,在实际的高速铁路桥梁结构中应注意桥梁的横向稳定性;无砟轨道结构各个构件的竖向位移、竖向加速度、板底水平拉应力及CA砂浆层竖向压应力均随列车速度的增大而逐渐增大;线下基础结构顶面竖向压应力存在转折变化点. 展开更多
关键词 高速铁路 CRTS 型板式无轨道结构 模态分析 动力特性
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