随着现代高速铁路和城市轨道交通的快速发展,以少维修或不维修为特点的板式轨道得到了较快发展。在以往的板式轨道结构计算方面,都作了不同程度的模型简化,而且忽略了基床的对于轨道结构的重要性,不能较全面地反映板式轨道的实际受力状态。本文以土质路基板式轨道为研究对象,建立了土质路基板式轨道力学分析实体模型,对其力学性能进行了系统的分析。 模型采用实体单元建模,所有结构以实际尺寸模拟,由于在刚度较小的土质路基上铺设板式轨道,对基床有更高的要求,所以本文把基床考虑在内,并对基床采用D-P材料进行模拟。考虑到混凝土底座和基床表层之间材料性质的差异,对二者的连接采用接触单元进行分析。 针对在土路基上铺设板式轨道,为分析结构的变形和应力是否超出板式轨道的允许范围,选取了5种工况进行加载。分析结果表明,仅在考虑了一定动力系数的荷载的作用下,土质路基板式轨道结构的竖向沉降量和应力都较小,没有超过板式轨道自身的调整范围。底座和基床表层为不完全接触,混凝土底座在临近轨道板接头处出现了边缘翘曲的现象,基床表层和底层没有出现拉应力,符合基床表层材料的特性。而且轨道板在竖向和纵向出现较大的反弯区域,可知轨道板的上下表面在竖、纵两向都有受拉或受压的可能,且纵向应力比横向和竖向应力都要大的多,建议轨道板宜采用双层、双向配筋。 对基床选取不同的弹性模量和泊松比进行了计算,分析结果表明,增大基床的弹性模量同时减小泊松比,可以减少轨道结构的变形量:混凝土底座受基床刚度条件的改变的影响最为明显,而且可以较大幅度降低轨道板纵向应力,减少配筋量。 该模型的分析结果,可以用于板式轨道的轨道板、混凝土基座以及基床等的设计。