轨道板开裂对无砟轨道结构动力特性的影响分析

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我国当前高速铁路总里程已经突破10000km,高铁网已经初步形成,高速铁路也成为了居民出行的重要交通方式,因此我国已经正式进入了高铁时代。无砟轨道由于其可靠性高、耐久性长以及平稳性好的特点在高速铁路的大规模建设、运营中得到了广泛的使用,然而在其施工、运营过程中也会出现裂纹、裂缝等病害,病害对轨道结构及行车有何影响,此问题亟待解决。本文主要研究了CRTSⅡ型无砟轨道板开裂后对轨道系统的动力影响。首先总结了轨道动力学及无砟轨道裂缝问题的研究现状;然后介绍了轨道板裂缝主要形式并分析了裂缝对结构的影响;接着建立了CRTSⅡ型板式无砟轨道耦合动力模型及振动方程,建立了轨道板带裂缝的CRTSⅡ型板式无砟轨道ANSYS有限元模型,并对模型进行了求解;最后分析了轨道板开裂后,列车荷载作用下不同宽度、不同断裂程度以及不同速度等工况下CRTSⅡ型板式无砟轨道各结构层的响应。通过分析研究表明:轨道板断裂前后,各结构的动响应变化明显,说明轨道板断裂对轨道系统影响较大,断裂会影响到行车的安全,但轨道板断裂后的轨道系统的动力响应趋于一定的稳定,说明裂缝宽度的增大对轨道系统及行车的安全不会产生很大影响,但受环境影响,裂缝的扩展会加速轨道板的劣化,因此轨道板开裂后也要立即对裂缝进行处理;轨道板即将全部断裂时,各层结构响应达到最大,说明轨道板临近全部断裂对轨道系统及行车安全影响最大;速度越高,轨道板开裂后的CRTSⅡ型板式无砟轨道动响应越大,说明轨道开裂后如不及时对裂缝进行处理,高速列车对轨道系统的冲击会加剧轨道系统寿命的衰减,进而影响到行车安全。本文对于轨道板开裂后路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道在列车荷载作用下的各项参数相应的研究,总结规律,为CRTSⅡ型板式无砟轨道养护维修的研究提供一定的依据。
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