无砟轨道弹性地基梁板模型构建分析.doc

1、1无砟轨道弹性地基梁板模型构建分析摘要：无砟轨道弹性地基梁板中的模型构建是一项关系国计民生的重要工作，在其技术管理过程中，必须做到兢兢业业、勤勤恳恳，决不能徇私舞弊、敷衍了事。而作为一个无砟轨道弹性地基梁板的模型构建技术管理人员，在无砟轨道弹性地基梁板的模型构建技术管理过程中，务必做到认真细致、精益求精，必须予以全程重视，既不能弄虚作假，也要杜绝瑕疵和错误。本文简要地探讨了模型构建措施在无砟轨道弹性地基梁板中的技术应用，并对其所可能产生问题的原因进行了一定的分析，从而相应地提出了几点模型构建过程中的防治措施。 关键词：无砟轨道；弹性地基梁板；模型构建 Abstract: without a f

2、rantic jumble orbit model of beam on elastic foundation plate set is an important job, a relationship of the national economy and peoples livelihood in the process of the technical management, must be devoted, diligent, not favoritism, perfunctory. As a frantic jumble track beam on elastic foundatio

3、n plate model building technical management personnel, in the absence of frantic jumble of track beam on elastic foundation plate model building technology management in the process, it is important to be careful and meticulous, keep improving, must pay full attention, neither 2fraud, also want to e

4、liminate defects and mistakes. This article briefly discusses the model building measures without a frantic jumble technology application in rail beam on elastic foundation plate, and the possible causes of the problem must be analyzed, and accordingly puts forward some prevention measures in the pr

5、ocess of model building. Key words: without a frantic jumble orbit; Beam on elastic foundation plate; Model building. 中图分类号：TU348 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 一、引言 在无砟轨道弹性地基梁板的模型构建当中，由于其模型质量低下时容易对无砟轨道弹性地基梁板的正常使用功能、防渗设计指标、外形的美观以及设计使用年限等诸多方面造成一定程度的不利影响，因此，无砟轨道弹性地基梁板的模型构建技术管理人员就应当从根本上进行无砟轨道弹性地基梁板的模型构建管

6、理工作，从而防止问题的出现。另外，为了使得无砟轨道弹性地基梁板中的模型质量能够保持在合理可控的范围以内，就非常有必要对于无砟轨道弹性地基梁板的模型构建进行科学地分析和研究，把握其模型构建的特点与机理，从而最终在无砟轨道弹性地基梁板的模型构建中采取有针对性的措施，以此来使得其无砟轨道弹性地基梁板设计中的相关指标能够得到有效实现。本文简要地探讨了模型构建措施在无砟轨道弹性地基梁板中的技术应用，并对其所可能产3生问题的原因进行了一定的分析，从而相应地提出了几点模型构建过程中的防治措施。 二、无砟轨道弹性地基梁板模型 无砟轨道各结构层在厚度方向上的尺寸远小于其他 2 个方向的尺寸,且荷载作用下的挠度远

7、小于其厚度,适合采用薄板模拟;钢轨属于细长结构,适合采用梁模拟,因此,无砟轨道的荷载应力宜采用弹性地基梁板模型(以下简称梁板模型)进行计算。钢轨采用弹性点支承梁模拟;扣件采用双层弹性模型,计算时取动刚度,铁垫板以刚度较大的板壳模拟,轨下胶垫以单个线性弹簧模拟,为避免因荷载集中造成计算结果取值困难,板下胶垫以多个平行线性弹簧模拟;轨道板(或道床板)与底座板(或支承层)采用板壳单元模拟,当两层之间设有弹性层(如 CA 砂浆)时,两层的变形相互独立,视为两层板,当两层板间无弹性层时,根据两层板间的连接状态,采用结合式或分离式双层结构,并将其折合为单层板进行计算,对于分离式结构也可直接视为两层板进行计

8、算;当支承层由素混凝土或水硬性材料构筑时,其弹性模量取值应考虑开裂引起的折减;中间弹性层及下部基础的竖向支承作用采用连续均匀的线性弹簧模拟,并按 Winkler 地基假设。 三、梁板模型与其他计算模型的对比 目前无砟轨道荷载弯矩计算中应用较多的是叠合梁模型、梁板模型及梁体模型。在叠合梁模型中,钢轨、轨道板和底座板均视为梁,可计算荷载作用下各层梁的位移、弯矩及剪力等,其中轨道板和底座板的弯矩值在纵向上为半边轨道结构的弯矩值,在横向上为每枕跨轨道结构的弯矩值。梁板模型可计算竖向荷载作用下钢轨、轨道板、底座板的位移和弯矩分4布,包括轨道板和底座板每延米范围内的纵、横向弯矩。梁体模型可计算竖向荷载作用

9、下钢轨、轨道板和底座板的位移分布,钢轨的弯矩分布以及轨道板和底座板的纵、横向应力分布,继而反算求得轨道板和底座板的弯矩分布。采用 3 种模型计算 CRTS I 型板式轨道承载层的弯矩结果如下。计算中,钢轨采用 CHN60 轨,扣件竖向刚度取 30 kN?mm-1,扣件间距为0.629 m,轨道板采用 C60 混凝土,尺寸为 4 962 mm2 400 mm190 mm,底座板采用 C40 混凝土,尺寸为 4 962 mm3 000 mm300 mm,板缝 50 mm。CA 砂浆弹性模量 300 MPa,厚度 50mm,路基面支承刚度 45 MPa?m-1。 为便于同叠合梁模型进行对比,在梁板模

10、型的计算结果中,除列出弯矩的最大值外,还列出了断面内弯矩的平均值,其中纵向弯矩平均值为轨道板(底座板)最大弯矩断面上的平均值,而横向弯矩平均值则是最大弯矩所在枕跨范围内的平均值。梁板模型中轨道板与底座板受荷载作用后将发生空间弯曲,纵、横向约束较强,使得它们的纵向正弯矩分别较叠合梁模型小 3.9%和 5.6%,纵向负弯矩分别小 15.7%和 14.1%。采用梁体模型计算的轨道板和底座板的纵向正弯矩与梁板模型相差不到 3%。梁体模型中的结构层之间约束更强,使得轨道板和底座板纵向负弯矩更小,较梁板模型分别小 26%和 14%。 应用梁板模型计算得到的轨道板和底座板纵向正弯矩的最大值和平均值。可以看出, 纵向正弯矩在板宽范围内并非均匀分布,轨道板的纵向正弯矩最大值为 18.2 kN?m?m-1,最小为 9.6 kN?m?m-1,不均匀程度较大。而底座板在板宽范围内的最大、最小弯矩分别为 38.1 和 35.2kN?m?m-1,不均匀程度小。 5