路基上雙塊式無砟軌道道床板疲勞可靠度研究

《路基上雙塊式無砟軌道道床板疲勞可靠度研究》是依託中南大學，由曾志平擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：路基上雙塊式無砟軌道道床板疲勞可靠度研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：曾志平
• 依託單位：中南大學

項目摘要

雙塊式無砟軌道是我國進行技術引進、消化吸收和再創新的無砟道結構型式之一，在我國大規模鐵路客運專線建設中得到廣泛套用。雙塊式無砟軌道道床板在列車、溫度梯度等循環荷載組合作用下，極有可能在服役期內產生疲勞破壞，而我國尚未建立相應的、適合我國國情的疲勞設計方法，因此開展雙塊式無砟軌道道床板疲勞可靠度研究對於建立具有自主智慧財產權的設計體系具有重要意義。本項目擬發揮多學科交叉的綜合優勢，以軌道力學分析理論為基礎，結合可靠度理論與疲勞理論，基於路基上雙塊式無砟軌道的結構和受力特點，考慮各種可變荷載的隨機性及其組合作用，套用模型試驗與現場測試、理論分析與試驗結果相互映證的研究方法，建立雙塊式無砟軌道道床板疲勞可靠度預測模型，確定可變荷載的分布規律和統計參數，預測道床板疲勞壽命和疲勞失效機率，提出主要設計參數的取值範圍及疲勞設計荷載組合係數，為我國雙塊式無砟軌道結構設計技術再創新提供技術支持和技術儲備。

結題摘要

以路基上雙塊式無砟軌道道床板疲勞問題為背景，通過實地調研和模型實驗，對道床板裂縫、氣候環境、施工溫度、溫度梯度、路基不均勻沉降等參數進行了測試、統計與分析，得出了主要隨機荷載的統計特徵或擬合公式。基於有限單元法，建立了軸向溫度及收縮荷載、溫度梯度荷載、列車荷載、路基不均勻沉降荷載等作用下無砟軌道力學特性分析模型，編制了相應的計算程式，分析了典型荷載作用下，雙塊式無砟軌道的力學特性。根據道床板混凝土及鋼筋應力時程曲線，運用Palmgren-Miner線性疲勞累積損傷準則，結合鋼筋、混凝土的S-N曲線建立了雙塊式無砟軌道道床板疲勞壽命預測模型，進行了雙塊式無砟軌道道床板混凝土及鋼筋的疲勞壽命預測及影響因素分析，提出了道床板混凝土施工溫度、路基不均勻沉降等主要設計參數的建議值。將軸向溫度荷載、溫度梯度荷載、列車荷載、路基不均勻沉降荷載視為隨機變數，基於雙塊式無砟軌道結構疲勞壽命預測模型，進行了道床板混凝土及鋼筋疲勞可靠度分析。根據道床板混凝土及鋼筋疲勞可靠度分析結果，進行了道床板疲勞檢算荷載組合係數研究。課題發表（含錄用）論文11篇、其中EI源刊論文6篇，獲科技進步獎1項，培養碩士研究生3人。研究成果為雙塊式無砟軌道道床板可靠度設計提供了理論依據。