CRTS Ⅲ型板式无砟轨道层间离缝评价指标研究

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随着CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的广泛应用以及服役年限的增加,在列车荷载以及温度等环境因素的耦合作用下,不可避免地产生损伤,其中轨道板与自密实混凝土层间离缝便是常见损伤之一。为了指导Ⅲ型板式无砟轨道离缝损伤发生后的养护维修工作,相关部门也在修订和完善CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的维修细则。但目前的维修规则中提出的指标往往针对单个损伤类型定义,对损伤指标的评估也仅为定性分析。因此,研究层间离缝损伤评价指标以及评价方法,提出了一种能够综合评价离缝损伤对无砟道床影响的评价指标,对指导CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的日常养护维修,保证Ⅲ型板式轨道长期维持良好状态具有重要意义。本文利用数值分析法,探究了不同层间离缝状态下无砟轨道受力情况;另外,提出了一种层间离缝损伤评价指标-离缝影响指数,并给出了具体的计算方法。首先,对混凝土层裂理论以及混凝土粘结理论研究现状进行了总结分析,基于理论研究现状和现场损伤情况对层间离缝的成因进行了分析。结果表明,施工时养护条件、自密实混凝土灌注不饱满、温度梯度作用下轨道板翘曲变形、列车荷载等均会影响轨道板与自密实混凝土的粘结状态,自密实混凝土离缝的产生和发展通常为多种因素共同作用的结果。其次,计算了不同离缝位置、离缝长度、离缝宽度以及组合离缝对轨道板应力位移的影响。结果表明,在组合荷载作用下,板端离缝对无砟轨道的受力与位移影响最大,在实际工程中应当重点关注板端离缝的产生,对产生的板端离缝损伤应该及时发现、尽早维修。考虑层间离缝横向贯通,轨道板横向拉应力随离缝纵向长度增加先增大,后减小,并在离缝纵向长度等于1000mm时,达到最大值3.635MPa。考虑层间离缝纵向长度取1m,轨道板横向拉应力随离缝横向长度增加先增大,后减小,并在离缝横向宽度等于350mm时,达到最大值3.589MPa。因此在实际工程中应重点关注宽度大于350mm,长度大于1000mm的离缝损伤。最后,将轨道板与自密实混凝土层离缝伤损分为9类,针对这9类离缝损伤,提出层间离缝评价指标-离缝影响指数(Interface damage Effect Index),简称IEI,并给出了具体的计算公式。提出CRTS Ⅲ型板式无砟轨道离缝影响指数评定标准,采用“评分扣分制”,将IEI得分的技术等级分为4个级别,分别是优≥90,90>良≥80,80>中≥60,差<60,并给出相应的维修建议。采用德尔菲法(专家调查法)确定了9类层间离缝损伤指标的权重系数,并将离缝影响指数计算方法应用于具体实例,给出了相应的养护维修决策方案。
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