【正文】 壓應(yīng)力MPa拉應(yīng)力MPa橫向應(yīng)力壓應(yīng)力MPa拉應(yīng)力MPa豎向位移最大下沉值mm最大上翹值mmCRTSⅢ型板式無砟軌道軌道板、。（六）地基對(duì)于地基我們采用的是實(shí)體單元SOLID45對(duì)其進(jìn)行模擬。 實(shí)體模型 單元模型（網(wǎng)格劃分） 單元模型劃分網(wǎng)格左視圖 單元模型劃分網(wǎng)格正視圖一、 單元的定義（一）鋼軌 鋼軌是軌道上機(jī)車運(yùn)行必不可少的組成部分。由于實(shí)體單元不能得到直接的彎矩參數(shù)，所以我們不采用實(shí)體單元對(duì)軌道板和支承層進(jìn)行模擬。通常板長(zhǎng)有這兩種：5350mm和4856mm,而板的寬度均為2500mm，板厚度為190mm。而在路基上鋪設(shè)的是縱連板式結(jié)構(gòu)，從而提高了線路的平順性。為了能夠保證軌道結(jié)構(gòu)擁有高平順性，在曲線地段上扣件應(yīng)能夠預(yù)留一些設(shè)置充填式墊板的條件。底座板在每塊軌道板范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)限位臺(tái)（凹槽結(jié)構(gòu)），底座板與自平流混凝土層間設(shè)置中間隔離層。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于我國(guó)的科技發(fā)展來說是一項(xiàng)完全的新技術(shù)，其首次在成灌線上鋪設(shè)，并且在國(guó)內(nèi)首次使用新的材料、工裝、工藝以及成套設(shè)備等。本論文的主要工作如下： 首先，通過收集并閱讀大量的資料來了解關(guān)于無砟軌道方面的各種研究信息，全面介紹國(guó)內(nèi)外關(guān)于無砟軌道的研究和應(yīng)用的相關(guān)情況，重點(diǎn)介紹我國(guó)自主研制的CRTSⅢ型板式無砟軌道的研究水平及其應(yīng)用情況。 路基上CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)橫斷面圖在《成都至都江堪鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道技術(shù)總結(jié)》中，西南交通大學(xué)對(duì)成灌鐵路上CRTSⅢ型無砟軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的理論方面的研究，提出了 “路基縱連、橋上單元”的總體設(shè)計(jì)思路。由此，各相關(guān)參研單位在總結(jié)我國(guó)既有無砟軌道研究與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)無砟軌道理論研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建造技術(shù)、維修技術(shù)等開展了系統(tǒng)性的研究，獲得了比較豐碩的果實(shí)，創(chuàng)新研制了CRTSⅢ型板式無砟軌道，這是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、一種全新的無砟軌道結(jié)構(gòu)體系。(六)梁面設(shè)置滑動(dòng)層，達(dá)到隔離橋梁和軌道間相互作用的目的，能夠減小由于橋梁伸縮而引起的鋼軌以及板內(nèi)縱向附加力，減少橋梁和軌道之間的相互影響，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在大跨度連續(xù)梁上取消伸縮調(diào)節(jié)器的目的。橋梁上由滑動(dòng)層、鋼筋混凝土底座、側(cè)向擋塊、調(diào)整層(BMZ砂漿)、軌道板等組成，在隧道、路基地段自下而上由支承層、調(diào)整層(BMZ砂漿)、軌道板等組成。CRTSⅠ型板式無砟軌道的技術(shù)特點(diǎn)：(一)能夠很好的保證鋪設(shè)的精度：首先在混凝土底座上直接“放置”已經(jīng)預(yù)制好的軌道板，然后通過在軌道板和底座中間填充水泥乳化瀝青砂漿來達(dá)到調(diào)整軌道板的目的。必須要通過關(guān)于無砟軌道對(duì) 鋪設(shè)條件的評(píng)估，并且確定能夠達(dá)到軌道施工要求后，方才能夠進(jìn)行灌注底座混凝土和凸型擋臺(tái)，將軌道板運(yùn)輸?shù)骄€路上，進(jìn)行鋪設(shè)后并且精確調(diào)整軌道板后，方能進(jìn)行CA砂裝的灌注工作，進(jìn)而鋪設(shè)無縫線路。一、 CRTSⅠ型板式無砟軌道CRTSⅠ型軌道板采用C60混凝土預(yù)制而成，其中涉及到的有水泥、摻合料、外加劑、粗細(xì)骨料、鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼棒、封錨砂漿等14種主要原材料。通過在隧渝線上進(jìn)行的有關(guān)無砟軌道的綜合試驗(yàn)研究，創(chuàng)新研究形成了我國(guó)的CRTSⅠ型無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。瀝青混凝土整體道床（由瀝青混凝土鋪裝層和寬枕組成的結(jié)構(gòu)型式）曾在1980年初得到應(yīng)用，它鋪設(shè)的長(zhǎng)度有10千米，并且全部鋪設(shè)應(yīng)用在大型客站以及隧道內(nèi)。從1969年英國(guó)就已經(jīng)開始了對(duì)無砟軌道（PACT型）的研究和試鋪，直到在1973年無砟軌道得到了正式推廣應(yīng)用，同時(shí)也打開了西班牙、加拿大、南非和荷蘭等國(guó)的國(guó)外市場(chǎng)?？奂?，采用Vossloh300。博格板式軌道吸收了日本的新干線板式無砟軌道在施工和制作方面上的一些優(yōu)點(diǎn)，吸收了軌枕埋入式無砟軌道整體性好的優(yōu)勢(shì)。Rheda2000型無砟軌道從上而下分別是鋼軌、扣件、雙塊式軌枕、混凝土道床板和下部支撐體系。該研發(fā)機(jī)制大大激發(fā)了全社會(huì)研發(fā)無砟軌道的積極性。(3) CA砂漿(CA砂漿是指乳化水泥瀝青砂漿墊層)填充在混凝土底座和軌道板之間，CA砂漿可提供一定的彈性，一旦發(fā)現(xiàn)損壞可方便地進(jìn)行維修，除此之外，在施工時(shí)，對(duì)其厚度進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到施工要求并使下部基礎(chǔ)施工誤差不至于影響上部結(jié)構(gòu)的形位。 Ziiblin型無砟軌道結(jié)構(gòu)圖旭普林型無砟軌道和雷達(dá)2000型軌道系統(tǒng)比較相似，他們都是將雙塊埋入式無砟軌道鋪設(shè)在水硬性混凝土承載層上，但是其所采用的施工工藝是不相同的。一般來講，按照軌枕可以劃分為預(yù)制板式和雙塊式。有砟軌道由鋼軌、軌枕、連接零件、道砟、道岔等組成，此外有些線路還配有防爬器、軌距拉桿等附屬軌道部件。2008年，我國(guó)第一條高速鐵路（京津城際高速鐵路）的開通運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)正式進(jìn)入了高速鐵路時(shí)代。(2)世界高速鐵路建設(shè)的第二次高潮是以日本和歐洲各國(guó)的高速鐵路為代表，從20世紀(jì)80年代末開始，一直到90年代中期。同時(shí)我國(guó)的城市軌道交通逐漸進(jìn)入了建設(shè)的高潮階段，預(yù)計(jì)在未來的十年內(nèi)，我國(guó)城市軌道交通的建設(shè)投資將會(huì)超過3萬億元。上個(gè)世紀(jì)60年代以來，世界上很多國(guó)家都開始研究使用無砟軌道，如日本、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)。計(jì)劃在2020年我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將超過12萬公里?，F(xiàn)有的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》逐漸較難適應(yīng)當(dāng)今快速發(fā)展的形勢(shì)了，因此《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整方案》在08年獲得了批準(zhǔn)。所以無砟軌道的結(jié)構(gòu)最突出的優(yōu)點(diǎn)是：穩(wěn)定性好、少維修。伴隨著實(shí)施路網(wǎng)規(guī)劃的腳步的進(jìn)行，一系列的客運(yùn)專線得以批準(zhǔn)，這些都說明了我國(guó)的客運(yùn)專線項(xiàng)目的逐漸啟動(dòng)。日本建成了山陽、上越等多條新千線；法國(guó)建成東南和大西洋高速新線；德國(guó)和意大利也在國(guó)內(nèi)開始修建高速鐵路。在全國(guó)范圍內(nèi)我國(guó)不僅開展了對(duì)既有線的改造來提高速度，還大規(guī)模的開始了客運(yùn)專線和城際鐵路的建設(shè)，截至2010年，已超過6000公里的時(shí)速在200公里以上的鐵路里程。一、 無砟軌道的概念及特性有砟軌道和無砟軌道是鐵路軌道的兩種基本類型。二、 無砟軌道的類型無砟軌道作為一個(gè)龐大的體系，到目前依然沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)并且全面的分類方法。Rheda型、Ziiblin型()和Heltkamp型是比較常見的結(jié)構(gòu)型式。(2) 板式軌道的板式無砟軌道的每塊底座上設(shè)置兩凸形擋臺(tái)，其可作為日本板式無砟軌道鋪設(shè)和校準(zhǔn)時(shí)的基準(zhǔn)點(diǎn)，這只是其一個(gè)作用，其主要作用是限制軌道板的縱橫向位移以及固定其位置。由德鐵制定統(tǒng)一的無砟軌道設(shè)計(jì)基本要求，由各公司、企業(yè)自行研制開發(fā)，無砟軌道需要經(jīng)過5年的試鋪運(yùn)營(yíng)考驗(yàn)，并經(jīng)過德國(guó)聯(lián)邦鐵路管理局（EBA）審定通過后，方才能過正式投入應(yīng)用。 雷達(dá)軌枕埋入式無砟軌道圖隨著雷達(dá)軌道的不斷改進(jìn)，軌道高度不斷降低，整體性不斷提高，最新結(jié)構(gòu)形式是Rheda2000型，已廣泛地應(yīng)用于橋梁、隧道、普通路基及樁板結(jié)構(gòu)路基上。博格板式軌道和日本的新干線板式無砟軌道的結(jié)構(gòu)組成有所差異，主要是指縱橫向作用力方式的不同，博格板式軌道采用板間螺桿連接或者板下凹槽連接方式，而日本的新干線板式無砟軌道主要采用凸形擋臺(tái)。砂漿層(BZM)，其由高性能水泥瀝青砂漿構(gòu)成。這其中法國(guó)高速鐵路是以有砟軌道為主要研究方向，但他們也在地中海TGV的隧道內(nèi)（）試鋪了雙塊式（即是Sateba)無砟軌道結(jié)構(gòu)。期間曾試驗(yàn)鋪設(shè)過支撐塊式、短枕式以及瀝青道床和整體灌注式等，而到最后只有支撐塊式整體道床得到了正式的推廣使用，其總共鋪設(shè)了約300千米，主要是在成昆線、京原線和京通線上的隧道內(nèi)（長(zhǎng)度超過1千米）鋪設(shè)應(yīng)用。即便是這樣，我們?nèi)〉玫某煽?jī)還是值得肯定的。在21世紀(jì)，我國(guó)的無砟軌道發(fā)展才越來越快。 板式無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖CRTSⅠ型板式軌道板釆用工廠化的方法進(jìn)行生產(chǎn)，并能夠做到提前預(yù)制存儲(chǔ)。(五)該軌道結(jié)構(gòu)可修性好、施工效率高、彈性好、通用性強(qiáng)。CRTSⅡ型板式無砟軌道其主要結(jié)構(gòu)都是在工廠預(yù)制好的，故其為預(yù)制板式軌道結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)組成在橋上與路基、隧道地段有很小的區(qū)別。(五)摩擦板和端刺結(jié)構(gòu)是橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)的錨固體系，通過摩擦板和端刺可以將溫度力以及制動(dòng)力都傳遞到路基上。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)無砟軌道結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)和研究的深化，完全有基礎(chǔ)和條件也有足夠的能力來研究開發(fā)一種新型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，該新型板式無砟軌道在受力狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)性、施工性、可維修性及耐久性等方面，能夠具備各型板式軌道的優(yōu)點(diǎn)，減少缺點(diǎn)。路基上CRTSⅢ。二、 主要研究?jī)?nèi)容及方法 本文所選用的是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CRTSⅢ型板式無砟軌道作為研究對(duì)象，模擬分析是用大型通用有限元軟件（ANSYS)來進(jìn)行的，從而求出在荷載作用下無砟軌道結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，根據(jù)模擬的結(jié)果來總結(jié)其受力變形規(guī)律。第二章 CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)要求第一節(jié) CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)一、 CRTSⅢ型板式無砟軌道系統(tǒng)簡(jiǎn)介CRTSⅢ型板式無砟軌道是擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。軌道結(jié)構(gòu)采用單元分塊式結(jié)構(gòu)，在路基、橋梁和隧道地段軌道板間均采用不連接的分塊式單元結(jié)構(gòu)。其所采用的型式是有擋肩的彈性扣件，其承軌面上要設(shè)置1/40軌底坡，其間距是通過其運(yùn)營(yíng)條件來確定的。 CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖三、 CRTSⅢ型板式無砟軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (一)因?yàn)樵跇蛄荷鲜褂玫男褪绞菃卧迨綗o砟軌道結(jié)構(gòu)，從而能夠方便進(jìn)行施工以及維修。第二節(jié) 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一、 軌道板CRTSⅢ型無砟軌道板做為我國(guó)的自主研制的一種新型的雙向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土型式，是按照60年代的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的，并且還設(shè)置有配套的承軌槽結(jié)構(gòu)，在板下設(shè)置U形連接鋼筋，但是在小半徑曲線地段還需要調(diào)整一下承軌槽空間位置。在其底座頂面上要設(shè)置4mm厚的土工布隔離層，在凹槽四周要設(shè)置10mm厚度的復(fù)合彈性橡膠墊層；然而在橋梁地段上面底座和梁面之間是通過預(yù)埋套管和預(yù)埋鋼筋來實(shí)現(xiàn)連接的。對(duì)軌道板采用板殼單元模擬以便于得到計(jì)算參數(shù)彎矩，對(duì)支承層也采用板殼單元來得到其彎矩參數(shù)。本文通過選用大型通用的有限元軟件ANSYS來進(jìn)行CRTSⅢ型板式無砟軌道模型的建立，目的是為了能夠?qū)壍老到y(tǒng)各部件之間的連接關(guān)系進(jìn)行更好的反映。（五）支承層由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建模時(shí)我們?nèi)匀徊捎玫氖荢HELL63板殼單元對(duì)其進(jìn)行模擬。 鋼軌位移 軌道板X軸彎矩 軌道板Z軸彎矩 混凝土支承層X軸彎矩 混凝土支承層Z軸彎矩。溫度梯度應(yīng)力要求分別計(jì)算“上熱下冷”和“上冷下熱”的兩種情況。第二節(jié) 軌道板設(shè)計(jì)荷載彎矩值的確定可以將軌道板的設(shè)計(jì)彎矩值近似的等于有限元軟件ANSYS模型模擬軌道板計(jì)算得到的彎矩值加上溫度梯度引起的彎矩。并且要求軌道板截面對(duì)稱配筋，所以軌道板采用雙筋，上下層的配筋方式相同。四、 配置箍筋 箍筋按構(gòu)造要求配置，即應(yīng)滿足最大間距及最小直徑的構(gòu)造要求：查表知，150＜h＜300，所以選取箍筋最大間距為150mm，h＜800，所以箍筋選擇最小直徑d=6 mm。二、 底座板縱向配筋及復(fù)核假設(shè)as=60 mm ，c=40 mm 則 h0=has =25060 =190 mm ，查規(guī)范知，n=10， =180 N/mm2 ， = N/mm2 則受壓區(qū)相對(duì)高度為： 式中 —鋼筋的容許應(yīng)力； —混凝土的容許應(yīng)力； —有效截面高度。鋼筋的間的間距為：s=。%，其有效期不得超過一個(gè)月；相應(yīng)位移傳感器示值誤差不得大于177。橫向預(yù)應(yīng)力筋采用單端張拉，固定端預(yù)應(yīng)力筋螺紋外露量控制在810mm；縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)兩端同步張拉，并控制兩端預(yù)應(yīng)力筋螺紋外露量基本一致。封錨砂漿填充壓實(shí)完畢后應(yīng)該立刻在砂漿表面噴涂養(yǎng)護(hù)劑。臨時(shí)（不大于7d）平放的時(shí)候，堆放層數(shù)不超過4層，層間凈空不小于20mm，并保證承墊物上下對(duì)齊，承墊物的位置應(yīng)和起吊套管位置是一致的。（二）基礎(chǔ)表面清理 （1）路基上混凝土底座直接構(gòu)筑在路基基床表面上，基床表面應(yīng)清潔無雜物。加強(qiáng)對(duì)施工過程每道工序的檢驗(yàn)，上道工序不達(dá)標(biāo)，下道工序不準(zhǔn)進(jìn)行，并按規(guī)定記錄在案。 （5）曲線地段模板，應(yīng)安超高設(shè)計(jì)要求，滿足其所需空間位置。2％，外加劑、拌合用水為177。 （3）自密實(shí)混凝土運(yùn)輸過程中，應(yīng)保持道路平坦通暢，確保其品質(zhì)均勻性，以防混凝土分層、離析和泌漿等現(xiàn)象。 （2）灌注施工 ①灌注時(shí)，采用自動(dòng)化程度高、施工便捷，并經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證可行的灌注設(shè)備。 ⑦灌注完畢，應(yīng)對(duì)通氣孔和注入孔填充并加蓋。 ⑤在相對(duì)濕度較小、風(fēng)速較大的情況下灌注時(shí)，應(yīng)采取擋風(fēng)措施，以防混凝土失水過快。（八） 拆模 （1）當(dāng)自密實(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到10Mpa以上(及混凝土表層溫度與環(huán)境氣溫之差≯15176。通過查閱大量的相關(guān)資料和配筋后，我得出了以下幾個(gè)結(jié)論：（1）軌道板的制作是整個(gè)軌道鋪設(shè)中的重中之重；（2）為了保證軌道板