对整体 道床 无砟轨 道现 浇道 床板 新老 混凝 土黏 结 面的应 力状 态进 行 了热一 结构耦 合分析 ,分析 结 果表 明 ,轨枕 结构 尺寸 对现 浇道床 板新 老混 凝土 结合 面的黏 结应 力有较 大影 响 ,为优 化现 浇整 体道床 无 砟轨 道 结构提 供 了参考 。 关键 词 :整体 道床 无砟 轨道 新 老混凝 土 黏 结能 力 中图分 类号 :U213.2 44 文 献标识 码 :B 现浇 整体 道床 式无 砟 轨 道 具 有 轨道 稳 定 性 高 、结 构耐久性 强 、维修 工作 量 少 和 技 术 相 对 成 熟 的 优 点 。 但 由于 现场浇 注混 凝 土道 床 板 易 出 现裂 缝 ,在 新 浇 注 道 床板混 凝 土和预 制好 的 已经达 到混凝 土龄期 的轨 枕 混 凝土 黏结 面上 出现裂缝 几率 比较 多 。德 国的整体 道 床 无砟轨 道结 构从 最初 的长轨 枕埋 入式 到双块 式 的改 进 ,最终 形 成 现在 雷 达 2000型 双块 式 无砟 轨 道 ,每 一 次改进都 减少 了轨 枕 中已达龄 期 的混凝 土和 现浇道 床 板 新混凝 土之 间 的接触 面积 ,使 新 老 混凝 土之 间 的黏 结 更加 紧密 ,从 而 增 加轨 道 的可 靠度 和稳 定 性 。 由此 可见 ,轨 枕 的结 构形 式 对 新老 混 凝 土 黏 结 面应 力 的发 展 有至关 重要 的作 用 ,研 究其 中 的影 响对 改进 现 有 的 轨道形式 和 开发新 的轨道 结构 有重 要意 义 。 1 计算模型 1.1 热一 结构 耦合 分析模 型 的实现 热应 力 问题是 热和应 力 两个物 理场 之 间的相互 作 用 ,属 于耦合 场分析 问题 ,与其 他耦 合场 的分 析方 法类 似 ,一般 有两 种方 法来实 现 :直接法 和 间接法 。 直接 法是 指直 接采用 具有 温度 和位 移 自由度 的耦 合 单元 ,同 时得到 热分析 和结 构应力 分 析的结 果 ;间接 法 是指先 进行 热分 析 ,然 后通 过程 序 将求 得 的单 元 节 点 温度作 为体 载荷 施加 到结 构应力 分析 中 。本文采 用 间接法 ,以 大型 有 限元 软 件 ANSYS为 平 台 ,进 行 编 程 二次开 发建立 耦合 场模 型 ,这种 方 法 由于 有精 确 的温 度 场作 为条件 ,求 得 的热 应力 也接 近实 际 ,比现在 常用 收 稿 日期 :20104)2-25;修 回 日期 :2010-04—20 作者 简 介 :王 会 永 (1982一 ),男 ,天 津 人 ,助 理 工 程 师 ,工 程硕 士 。 的单纯 对结 构进行 升温 和降温 计算要 更精 确 。 热 一结 构耦合 分析 实 现 流程 为 :模 型 建立 一 定 义 热 单元一 温度 场分 析一单 元转 换一温 度应 力分析 。 1.2 模 型加 载及边 界条 件 1)加载 确 定 。混 凝 土 的早 期 裂 缝 大 多 是 在 混 凝 土 浇注 过程 中产生 的水 化 热 造 成 的 ,时 间一 般 为从 浇 注 到混 凝土达 到标 准强度 28d之 内,新老 混凝 土 的结 合 面抗 拉强度 较低 ,很 容 易在 混 凝 土浇 注 过 程 中 在早 期 热应 力作用 下发 生开裂 。本 文分析 了道 床板从 浇注 开 始至 28d内新 老混凝 土黏 结面 的温 度应 力 变化 ,以 第 28d黏结 面 的应 力状态 作为 判断依 据 。混凝土 早期 热 分析 中单元 生热 率作 为体 力 加载 ,其 随时 间 的 变化 曲线见 图 1。
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