CRTSⅡ型軌道板上拱變形及對鋼軌的影響

楊靜靜，高芒芒，楊 飛，柯在田

（中國鐵道科學研究院集團有限公司基礎設施檢測研究所，北京 100081）

路基上CRTSⅡ型板式無砟軌道結構由鋼軌、扣件、軌道板、CA 砂漿層、混凝土支承層、防凍層等組成。標準軌道板的尺寸為6.45 m×2.55 m×0.20 m，縱向上每隔0.65 m 設V 形預裂槽口，縫深4 cm，如圖1所示。各塊軌道板之間通過兩端的6 根Φ20 mm 鋼筋相互連接。CA 砂漿層厚度為0.03 m，寬度為2.55 m。混凝土支承層厚度為0.30 m，截面寬度為2.95～3.25 m（上～下）。預制軌道板及板間寬窄接縫處補孔采用C55 混凝土；CA 砂漿層密度大于等于 1 800 kg/m3，彈性模量為7 000～10 000 MPa；混凝土支承層采用C15素混凝土。

圖1 標準軌道板

在運營過程中發現，軌道板與砂漿層之間存在離縫，主要分布在軌道板的4個邊角位置，即寬窄接縫附近［1］。初步分析此離縫是由溫度作用引起。目前已有溫度作用引起的軌道板上拱變形研究［2-5］，如劉鈺等通過觀測京滬高速鐵路CRTSⅡ型軌道板的溫度，得到軌道板板面、板底溫度及溫度梯度的變化規律，并建立有限元模型，計算軌道板在實測溫度梯度下的翹曲變形。然而這些變形除考慮寬窄接縫破損外，均未涉及寬窄接縫處上拱變形的情況，與實際不符。事實上，層間離縫與破損沒有必然聯系，如圖2［6］中寬窄接縫處完整，但此處離縫量更大。因此對于CRTSⅡ型軌道板的溫度上拱變形仍須更深入地研究，建立合理的有限元模型使軌道板變形形狀與實際相符合。

圖2 軌道板與砂漿層離縫

針對上述問題，本文建立CRTSⅡ型板式無砟軌道的有限元模型，根據推板試驗結果對砂漿層與軌道板的水平連接施加不同的約束方式，分析在整體溫度與溫度梯度的共同作用下軌道板的上拱變形，并分析軌道板上拱對鋼軌變形的影響。……