短路基地段CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺设置研究

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CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构是目前我国高速铁路应用较多的轨道结构型式之一,其纵向多层的连续结构使得其纵向相互作用受力体系较为复杂。台后纵向传力端刺体系作为台后轨道结构的限位结构,是CRTS Ⅱ型板式无砟轨道的重要组成部分。本文以倒T型主端刺为例,考虑了无砟无缝线路对桥台后端刺受力与变形的影响;并建立了线-板-桥-端刺-路基一体化有限元分析模型,对温度荷载、制动荷载及断板荷载下端刺的受力与变形进行了计算以及影响因素分析;结合既有应用于短路基地段的端刺设置方案,分析其与无砟无缝线路的相互影响,对既有方案进行优化,提出了底座板在短路基上连续铺设,在底座板中部设置倒T型端刺并采用AB组填料填筑端刺的方案。主要研究结果如下:(1)温度荷载作用下,端刺的受力和位移约为制动荷载下的10~20倍,因此温度荷载是端刺受力检算的主力,而可忽略制动荷载对端刺受力和变形的影响;断板力位置对端刺受力和位移有很大影响,最不利位置在主端刺处,断板力作为偶然荷载,建议单独检算;(2)主端刺受力主要受轨道板及底座板的伸缩刚度和温差影响,按现有倒T型端刺设置条件,仅适用于轨道板与底座板温差40℃范围内;温差为50℃时,主端刺纵向位移达到4.67mm,已超过3mm限值,且此时主端刺最大拉应力达到2.66MPa,已超出混凝土强度;(3)主端刺与摩擦板固结处和主端刺趾部受力较大,是端刺的薄弱环节,建议加强此处的结构设计;(4)短路基上底座板连续铺设且设置端刺时,钢轨纵向力和位移在连续梁右侧和中间路基上变化较为平缓且数值较小,轨道结构纵向整体性更强,更易发挥摩擦板和端刺纵向传力锚固的作用;从降低工程造价、经济适用和保证工程安全角度出发,可采用短路基地段底座板连续铺设,并在底座板中部设置倒T型端刺,摩擦板下和端刺周围的路基采用AB组填料填筑的方案。
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