CRTSⅡ型板式轨道宽接缝开裂对轨道受力的影响分析

赵林，刘学毅，赵华卫，董佳佳

(西南交通大学 高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031)

CRTSⅡ型板式无砟轨道在我国复杂多样的地理、气候环境中，受列车高频振动及温度荷载作用，轨道板间的宽接缝较易产生开裂等伤损，部分开裂甚至在宽接缝后浇混凝土施工后就开始出现。宽接缝开裂常出现在新老混凝土界面上，裂缝宽度通常为0.1～2 mm，最宽时可达2～3 mm[1-2]。由于Ⅱ型板轨道结构整体纵连，裂缝截面成为整个纵连轨道结构的薄弱截面，其受力情况势必会发生改变，甚至有可能由于轨道板的开裂而导致砂浆层、底座板或者纵连钢筋的连带破坏。目前，我国铁路针对该伤损及维修标准尚缺乏系统的研究，为此，本文利用有限元方法，对存在宽接缝开裂的Ⅱ型板式轨道进行力学分析，拟得到不同长度、深度的宽接缝裂缝及不同荷载作用下对轨道结构受力的影响，并据此初步提出宽接缝开裂维修指标的建议值。

1计算模型及参数

1.1Ⅱ型板式轨道宽接缝开裂受力计算模型

利用ANSYS有限元软件建立桥上纵连Ⅱ型板式轨道受力模型(图1)。模型从上到下分别为钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、底座板和桥梁。钢轨简化为弹性点支承梁，采用BEAM188单元模拟；扣件简化为弹性元件，考虑其纵、横向刚度，采用COMBIN14单元模拟；轨道板、砂浆层、底座板按实际结构尺寸，采用SOLID45实体单元模拟；为提高计算效率，模型中用宽接缝来代替纵连接缝，未考虑纵连接缝上宽下窄的结构细节，同时未对桥梁建模，仅考虑桥面支承层刚度1 000 MPa/m，支承刚度通过COMBIN14单元来实现刚度的模拟[3]；……