考虑层间效应的无砟轨道复合板温度荷载效应计算方法研究

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1、第３６卷第１０期铁道学报Vol畅３６No畅１０２０１４年１０月JOURNALOFTHECHINARAILWAYSOCIETYOctober２０１４文章编号：１００１‐８３６０（２０１４）１０‐００８１‐０７考虑层间效应的无砟轨道复合板温度荷载效应计算方法研究赵磊，高亮，辛涛，蔡小培（北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４）摘要：既有无砟轨道结构温度应力解析计算方法，多基于Winkler弹性地基梁理论对无砟轨道各层应力进行分析，而对层间温度梯度不同带来的影响考虑较少。目前无砟轨道温度荷载效应研究多采用有限元方法，不利于工程设计。本文在结合既有混凝土梁温度

2、应力计算方法的基础上，考虑层间黏结效应及层间温度梯度的不同，提出无砟轨道翘曲应力计算新方法。对采用新方法得到的计算结果与有限元模型计算结果进行了对比。结果表明：根据新方法计算得到的应力与变形分布规律和有限元模型计算得到的结果吻合较好，验证了新方法的可靠性。文中还对新方法的应用条件进行了讨论，给出了该方法应用于多种无砟轨道时的适用条件。关键词：无砟轨道；温度应力；Winkler弹性地基梁；地基刚度中图分类号：U２１３畅２；U２１３畅３文献标志码：Adoi：１０畅３９６９／j畅issn畅１００１‐８３６０畅２０１４畅１０畅０１４AnalysisonCalculat

3、ionofBallastlessTrackCompositeSlabTemperatureStressesinConsiderationofInter‐layerAdhesiveEffectZHAOLei，GAOLiang，XINTao，CAIXiao‐pei（SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing１０００４４，China）Abstract：Theexistinganalyticalcalculationoftemperaturestressesofballastlesstracks

4、tructuresismostlybasedontheWinklerelasticbeamfoundationtheory，wherethestressesofalllayersareincludedbutthetem‐peraturegradientbetweenlayersisrarelyconsidered．Nowadays，thefiniteelementmodelisoftenadoptedinstudyingthetemperatureloadingeffectofballastlesstracks，however，itisnotfavourabl

5、eforengineeringde‐sign．Inthispaper，incombinationwiththeexistingconcretebeamstemperaturestresscalculationmethod，thenewmethodforcalculatingwarpingstressesofballastlesstrackswasputforwardinconsiderationofthedifferentinter‐layeradhesiveeffectsandtemperaturegradients．Theresultscalculated

6、withthenewmethodwerecomparedwiththeresultsofthefiniteelementmodel．Comparisonshowedconsistencyofstressesandde‐formationdistributionsbetweenthenewmethodandthefiniteelementmodel，thusverifyingthereliabilityofthenewmethod．Throughfurtherdiscussions，theconditionsofthenewmethodapplicabletod

7、ifferenttypesofballastlesstrackswerealsogiven．Keywords：ballastlesstrack；temperaturestress；Winklerelasticbeamfoundationtheory；stiffnessofsubgrade随着国内高速铁路的大规模建设，大量无砟轨道结构相继铺设并投入运营。温度荷载所造成的无砟轨道结构翘曲变形、温度裂纹等问题日益凸显并逐渐成收稿日期：２０１４‐０１‐１３；修回日期：２０１４‐０３‐３１为影响高速铁路无砟轨道无缝线路正常运营的重要因基金项目：中央高校基本科研业务费专项

8、资金（２０１２YJS０７５）；中国铁路