水泥混凝土板下脱空状况时接缝处弯沉的影响分析

以ANSYS有限元计算软件为基础,通过设置剪切弹簧采模拟接缝的传荷能力,建立了能考虑传力杆影响的水泥混凝土板三维有限元分析模型。通过分析得到了缝边中部脱空和板角脱空两种状态下,受荷板和非受荷板弯沉随脱空尺寸及剪切弹簧系数K的影响规律。研究表明,脱空状态下,受荷板和非受荷板弯沉都比较大,且随脱空尺寸的增大而增加,但在板角脱空状态时脱空尺寸对弯沉的影响更明显,同时脱空尺寸对接缝传荷能力也有一定影响,当受荷板和非受荷板下都存在脱空时,影响最明显．但仅受荷板脱空时脱空尺寸对接缝传荷的影响甚微。     

水泥混凝土路面脱空与传荷作用机理研究

从地基承载模型出发,对脱空状况下的土基承载原理进行分析,建立了Winkler地基板在脱空状况下的反分析方法,并以普通水泥混凝土路面中心受荷扳与边板的传荷特性为基础,提出了混凝土板综合传荷系数的计算式;结合工程实践,对不同路面结构参数的脱空扳进行多级荷载试验和模量反算,并分别研讨了不同级别荷载作用下悦空与传荷能力之间相互影响及作用机理,为路面性能评价及改造提供借鉴。     

板底脱空对无砟轨道结构模态的影响

基于CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构参数,研究了不同脱空状态对无砟轨道模态的影响,并对轨道板自振应力进行了分析。结果表明:分析脱空对轨道结构模态的影响时,脱空厚度方向不宜处理为完全损坏,而应取一定的脱空厚度;板端脱空组合对轨道结构模态的影响最大,板中脱空影响最小;板中脱空时脱空形状对轨道结构的模态几乎没有影响;无脱空时轨道板自振应力在扣件处最大,不同脱空状态下轨道板自振应力在脱空区域与自密实混凝土接触边缘较大。研究成果可供无砟轨道脱空识别和结构优化设计参考。     

无砟轨道充填层脱空超声反射检测方法

将超声反射检测方法引入无砟轨道充填层脱空病害检测中，以CRTSⅡ型板式无砟轨道为例，采用COMSOL有限元软件建立其有限元模型，进行无砟轨道超声反射信号的时域和频域特性分析。结果表明：当充填层黏结良好时，超声检测到的回波峰值较小，而脱空区域由于空气、水与混凝土材料阻抗差异过大，超声波在轨道板表面和脱空层之间多次反射，使得回波峰值增大，且随脱空长度的增长，反射系数呈对数上升的趋势。据此提出以反射系数时域值为无砟轨道层间脱空的评价指标，以网格划分、数据采集、滤波计算、云图评价为主要步骤的无砟轨道充填层脱空损伤超声反射检测方法。通过缩尺模型检测试验进行验证，并提出基于反射系数的无砟轨道充填层黏结状态分级评估标准，即：当反射系数小于等于0.4时，充填层没有缺陷，充填层状态良好；当反射系数在（0.4,0.7）区间时，充填层存在一定程度的病害；当反射系数大于等于0.7时，充填层存在较大面积脱空。     

荷载作用下短路基处AC+CPC复合式路面结构应力响应分析

为研究短路基处斜向预应力混凝土上覆沥青层(AC+CPC)复合式路面结构在荷载作用下的应力响应,以短路基处AC+CPC复合式路面结构为研究对象,应用ANSYS有限元软件建立AC+CPC复合式路面结构三维有限元模型,分析短路基处AC+CPC复合式路面结构在荷载作用下的应力响应.研究结果表明:两桥(隧)之间路基长度少于200 m均可视为短路基;CPC层层底的弯拉应力最大,特别是板的纵缝边缘中部和横缝中部位置,分别为1.3855 MPa和1.3594 MPa,从而得知短路基处AC+CPC复合式路面结构的临界荷位为板的纵缝边缘中部;采用麦考特法和通用全局优化算法,得到斜向预应力混凝土层层底的拉应力计算公式.     

板式无砟道岔脱空受力性能分析与伤损等级划分

通过建立道岔区板式无砟轨道有限元模型,计算分析了不同脱空状态对道岔区无砟轨道结构变形与受力的影响规律。结果表明:脱空对钢轨和道岔板的垂向位移影响较底座板大,道岔板受脱空影响最大;板角脱空对轨道结构影响最小,板端横向全部脱空对轨道结构变形和受力最不利。基于静力分析结果,提出了板式道岔不同伤损形式的脱空维修级别和判别标准。     

纵连板式无砟轨道-PC简支箱梁协同工作分析

研究目的:为研究箱梁发生徐变上拱时底座板与箱梁顶面接触面间发生应力重分布对箱梁徐变上拱的影响,本文在ANSYS有限元平台上建立纵连板式无砟轨道-32 m PC简支箱梁体系的协同工作分析模型,分析混凝土收缩徐变及预应力筋松弛引起的箱梁长期变形及其对滑动层与CA砂浆应力的影响。研究结论:(1)梁-轨体系下箱梁的跨中徐变上拱小于将无砟轨道体系等二期恒载换算成均布荷载施加在单独箱梁结构上的徐变上拱,持荷1 500 d时前者徐变上拱为后者的72. 2%;(2)箱梁徐变上拱使底座板与箱梁之间产生应力重分布,导致梁端附近一段区域的底座板与箱梁之间压应力降低甚至局部出现脱空现象,该区域压应力往跨中方向转移;(3)箱梁徐变上拱亦使底座板及轨道板间发生应力重分布,在梁端附近一段区域的CA砂浆出现拉应力,但底座板与轨道板间尚未脱空;(4)本研究成果揭示了纵连板式无砟轨道-箱梁结构体系的协同工作机理、箱梁长期变形规律及其对层间应力重分布影响,可为深入研究箱梁-轨道体系协同工作提供参考。     

25t轴重荷载作用下隧底脱空区域受力特性分析

为了研究在役铁路隧道在通车之后隧底脱空病害的问题,采用有限元理论,建立隧道脱空区域在围岩压力与25 t轴重列车动载作用下的数值计算模型,主要研究80 cm与40 cm脱空宽度分别距隧道中心线0,80 cm与160 cm时脱空区域的受力特性。结果表明:在围岩压力下,脱空区域中线上壁和外侧顶角混凝土中产生拉应力及内侧顶角中产生压应力,其中压应力对脱空的宽度更为敏感;同时施加列车动载作用时,脱空区域上壁出现了竖向动应力与横向拉应力,得到了脱空区域力学指标的最大响应值及其出现的具体位置,宽度的增加对脱空区上壁横向拉应力更为显著,上壁横向拉应力增幅超过200%,竖向动应力增幅达50%。因此,隧底脱空区周围应力分布复杂,拉应力与压应力在脱空区域同时存在,应力突变严重,对脱空现象应及时组织处理。     

车辆动载作用下结构参数对水泥混凝土路面力学性能的影响

FWD能较好地模拟动荷载的作用,在对FWD动态弯沉盆的特性分析的基础上,以ANSYS有限元计算软件为工具,对FWD荷载作用于纵缝板边缘中部、板角、板中位置时的动力特性进行了模拟,得到了不同结构层厚度和材料强度的水泥混凝土路面结构在标准动荷载作用下的层间应力以及路表弯沉的变化规律,研究成果为水泥混凝土路面结构设计、了解路面结构在动载作用下的力学响应提供了理论依据和参考。     

高速铁路桥墩沉降与无砟轨道底座板脱空区域的映射关系

铁路桥梁是高速铁路系统中的重要组成部分,其健康状况对车辆运营安全具有重大影响.桥墩沉降会引起无砟轨道底座板产生脱空区域,给列车安全运行埋下隐患.分析桥梁上纵连板式无砟轨道底座板随桥墩沉降产生脱空区域的机理,推导桥墩沉降量与底座板脱空区域映射关系的解析表达式,计算底座板随桥墩沉降的位移曲线,并与有限元模型结果进行对比,最...