莫伟平

(贵阳市城市轨道交通有限公司，550081，贵阳//工程师)

隧道内整体道床是我国铁路从1966年起所采用的一种新型轨下基础［1］，可改善轨下基础的受力状况。现浇式整体道床具有轨道稳定性高、结构耐久性强、维修工作量少和技术相对成熟的优点。

本文基于有限元理论，使用大型通用有限元软件ANSYS建立地铁矩形和圆形隧道内整体道床轨道结构模型，计算分析不同混凝土等级下整体道床的变形受力情况。

1 计算参数

钢轨选取60 kg/m的钢轨;车辆荷载的计算，车辆为地铁B型车，列车运营速度为80 km/h，并考虑偏载系数的影响;设计轮重动载系数取2.5，检算常用轮重动载系数取 1.24［2－5］。由于单轮作用效应一般大于群轮作用，而多轮不可能同时达到设计值，且多轮作用时需考虑多轮不同的动力系数，较为复杂，因此列车荷载采用单轴双轮荷载形式［6］。B型车轴重140 kN，则设计轮重140 kN/2×2.5=175 kN，常用轮重 140 kN/2 ×1.24=86.8 kN。道床计算长度取13 m，扣件间距取0.625 m，垂向刚度为30 kN/mm。地铁矩形隧道采用双侧排水沟排水，直线地段道床宽为2.4 m，轨枕下道床厚度为0.35 m;圆形隧道采用双侧排水沟排水，直线地段道床宽2.4 m，轨枕下道床厚度0.38 m。隧道内不设支承层或底座结构，矩形隧道和圆形隧道混凝土整体道床的支承刚度分别取1 200 MPa/m和1 000 MPa/m。钢筋采用HRB335钢筋。地铁矩形和圆形隧道内整体道床配筋如表1所示。

表1 地铁隧道内整体道床配筋表

2 计算模型

本文建立了整体道床式轨道结构在弹性地基上的“梁-板”有限元模型。其中，钢轨模拟为弹性点支承梁，扣件采用线性弹簧，整体道床采用板壳单元进行模拟［7］，基础支承采用面弹簧模拟，以矩形隧道和圆形隧道内整体道床为例计算，具体模型如图1所示。……