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严寒地区连续式道床板裂缝性能的理论推算

韦有信 杨斌 赵延喜 蔡小培 黄诚

韦有信, 杨斌, 赵延喜, 蔡小培, 黄诚. 严寒地区连续式道床板裂缝性能的理论推算[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(6): 1219-1226. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180557
引用本文: 韦有信, 杨斌, 赵延喜, 蔡小培, 黄诚. 严寒地区连续式道床板裂缝性能的理论推算[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(6): 1219-1226. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180557
WEI Youxin, YANG Bin, ZHAO Yanxi, CAI Xiaopei, HUANG Cheng. Theoretical Calculation of Crack Performance in Continuous Track Slab in Severe Cold Area[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(6): 1219-1226. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180557
Citation: WEI Youxin, YANG Bin, ZHAO Yanxi, CAI Xiaopei, HUANG Cheng. Theoretical Calculation of Crack Performance in Continuous Track Slab in Severe Cold Area[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(6): 1219-1226. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180557

严寒地区连续式道床板裂缝性能的理论推算

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180557
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51808283);江苏省自然科学基金资助项目(青年基金)(BK20150726)
详细信息
    作者简介:

    韦有信(1986—),男,博士研究生,研究方向为轨道结构及轨道动力学,E-mail:scu-weiyouxin@163.com

    通讯作者:

    韦有信(1986—),男,讲师,研究方向为轨道结构及轨道动力学,E-mail:scu-weiyouxin@163.com

  • 中图分类号: TU311;U213.2+1

Theoretical Calculation of Crack Performance in Continuous Track Slab in Severe Cold Area

  • 摘要: 为了研究严寒地区连续式道床板的裂缝性能及其影响因素,基于严寒地区连续式道床板的实际工作状态,修正了前人关于连续式道床板裂缝计算的假设条件和力学模型,并通过理论推算和试验验证提出了不同工况的连续式道床板裂缝性能计算方法,总结了连续式道床板的开裂规律及其裂缝性能随温度变化的发展趋势. 研究结果表明:连续式道床板的裂缝性能与温降幅值和相邻裂缝间距密切相关,连续式道床板在温降5 ℃左右将产生集中批量式的首次开裂现象,道床板的固定区长度随着温降幅值的增大将随即降低至0,道床板的二次开裂则以单一零星的方式呈现,且相邻裂缝间距越小,其间道床板二次开裂对应的温降幅值越大,试验表明相邻裂缝间距小于3.25 m时,其间道床板在温降幅值小于37 ℃的地区将不会产生二次开裂现象;单一裂缝的产生仅对其左右滑动区范围内轨道结构力学性能有影响,若新老裂缝的滑动区部分相重叠,则新裂缝的产生将引起相邻既有裂缝钢筋应力和裂缝宽度幅值的突降.

     

  • 图 1  严寒时段道床板开裂现象

    Figure 1.  Cracking phenomenon of track slab in cold environment

    图 2  连续式道床板裂缝分析力学模型

    Figure 2.  Mechanical model of track slab cracking

    图 3  裂缝间钢筋混凝土应力分布

    Figure 3.  Stress distribution in reinforcement and concrete between penetrating cracks

    图 4  裂缝间钢筋混凝土应力分布

    Figure 4.  Stress distribution in reinforcement and concrete between penetrating cracks

    图 5  温降增加引起的钢筋混凝土应力分布改变

    Figure 5.  Change in stress distribution in reinforcement and concrete caused by further drop of temperature

    图 6  裂缝间钢筋混凝土应力分布(工况3)

    Figure 6.  Stress distribution in reinforcement and concrete between penetrating cracks (working condition 3)

    图 7  道床板裂缝宽度变化曲线

    Figure 7.  Crack width variation of track slab

    图 8  裂缝处钢筋应力变化曲线

    Figure 8.  Stress variation of reinforcement at crack position

    图 9  道床板开裂处裂缝宽度和钢筋应力变化曲线

    Figure 9.  Variations of crack width and steel bar stress at crack position of track slab

    表  1  温降过程中的轨道结构性能

    Table  1.   Track structure performance during temperature drop

    结构性能项目 状态 1 状态 2 状态 3 状态 4 状态 5
    支承层应力/MPa 0.56 0.58 0.66 0.81 0.91
    锚固区长度/m 0.14 0.16 0.20 0.39 0.44
    钢筋应力/MPa 90.35 97.56 125.48 244.68 277.56
    裂缝宽度/mm 0.06 0.07 0.12 0.47 0.62
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-06
  • 修回日期:  2018-11-21
  • 网络出版日期:  2019-07-10
  • 刊出日期:  2019-12-01

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