單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)PPT總結(jié)(72頁)

1、目 錄主要計(jì)算方法單元板式無砟軌道組成1單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)2345單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)一、我國無砟軌道組成 組成鋼軌；扣件（含充填式墊板）；預(yù)制軌道板；水泥瀝青砂漿調(diào)整層；混凝土底座；凸型擋臺(tái)及周圍填充樹脂；線網(wǎng)規(guī)劃方案評(píng)價(jià) 方案評(píng)價(jià)基本原則：目 錄主要計(jì)算方法單元板式無砟軌道組成1單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)2345單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)二、國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)日本板式軌道 設(shè)計(jì)思路（1）兩剛性較大的承載層中間，設(shè)置剛性較小的用于施工調(diào)整及緩沖協(xié)調(diào)的夾層（2）施工快捷（采用預(yù)制軌

2、道板），方便維修（采用單元式結(jié)構(gòu)），造價(jià)合理（一個(gè)鋼軌大修周期回收增加的造價(jià)）（3）豎向力分層傳遞、水平力（縱橫向力）與豎向力分開承受和傳遞，軌道傳力路線清楚、部件功能明確。 設(shè)計(jì)理論與方法日本板式無砟軌道中軌道板的設(shè)計(jì)采用容許應(yīng)力法，需進(jìn)行包括疲勞、異常輪重、施工荷載等在內(nèi)的設(shè)計(jì)檢算。溫度影響未納入軌道板設(shè)計(jì)，但在計(jì)算軌道板荷載應(yīng)力時(shí)考慮板底不均勻支承，并將平板改為框架板以減少溫度梯度影響。路基上底座板的設(shè)計(jì)采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，考慮了路基不均勻沉降對(duì)底座板受力的影響，底座板因相對(duì)較長而考慮了混凝土收縮的影響。目 錄二、國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)我國無砟軌道設(shè)計(jì)思路 我國無砟軌

3、道在不斷地發(fā)展和完善，繼隧道內(nèi)整體道床，橋上無砟軌道無枕梁之后，發(fā)展了彈性支承塊式，板式，長枕埋入式、雙塊式、縱聯(lián)板式無砟軌道等多種型式 由于我國客專無砟軌道的主要型式尚未最后固定，因此設(shè)計(jì)思路也未完全成形 設(shè)計(jì)理論與方法 在設(shè)計(jì)上，我國單元式無砟軌道主要考慮列車荷載，基于容許應(yīng)力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或最小配筋率對(duì)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)配筋。在有些線路上，開始考慮溫度變化的影響，但尚未形成固定的設(shè)計(jì)方法。對(duì)疲勞檢算、裂紋控制和耐久性設(shè)計(jì)方面的考慮也顯不夠。目 錄國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)國內(nèi)外外無砟軌道

4、結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)2006年客運(yùn)無砟軌道再創(chuàng)新國內(nèi)外外無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)目 錄主要計(jì)算方法單元板式無砟軌道組成1單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)2345單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)彈性地基梁體理論 將鋼軌、軌道板、底座構(gòu)成的無砟軌道在縱向和橫向上視為視為彈性地基上的疊合梁處理。彈性地基梁板理論彈性地基疊合梁 鋼軌采用彈性點(diǎn)支撐雙層彈性扣件的軌下墊板采用單個(gè)線性點(diǎn)支承彈簧、板下墊板采用剛度較大彈性薄板模擬，軌道板與底座板采用彈性薄板，CA砂漿層以及基礎(chǔ)的支承采用均布彈簧模擬鋼軌、扣件仍采用彈性點(diǎn)支承梁

5、、線性彈簧模擬，軌道板、砂漿層、底座等部分則采用實(shí)體有限元模擬三、主要計(jì)算方法簡介三、主要計(jì)算方法簡介 梁板理論與疊合梁理論比較：縱向彎矩吻合較好，梁板理論略小疊合梁理論橫向彎矩偏大三、主要計(jì)算方法簡介 梁板理論與梁體理論比較：1)縱向正彎矩吻合良好2)梁板理論縱向負(fù)彎矩及橫向彎矩較大目 錄主要計(jì)算方法單元板式無砟軌道組成1單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)2345單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)四、單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論1234列車荷載設(shè)計(jì)參數(shù)取值溫度荷載混凝土收縮線下基礎(chǔ)變形1、列車荷載新干線板式軌道垂向荷載見表，起設(shè)計(jì)輪重主要考慮因車輪扁疤而使動(dòng)力作用增大的因素

6、。為了考慮安全起見，確定設(shè)計(jì)輪重時(shí)考慮最大扁疤產(chǎn)生的動(dòng)輪重可取靜輪重的3倍。列車荷載日本新干線無砟軌道設(shè)計(jì)荷載 線路類型項(xiàng)目新干線既有線設(shè)計(jì)輪重255270疲勞檢算124104異常輪重3403601、列車荷載UIC71荷載圖式1、列車荷載無砟軌道動(dòng)載計(jì)算公式：列車強(qiáng)度檢算荷載豎向設(shè)計(jì)荷載橫向設(shè)計(jì)荷載取靜輪載的1.5倍取靜輪載的0.8倍四、單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論1234列車荷載設(shè)計(jì)參數(shù)取值溫度荷載混凝土收縮線下基礎(chǔ)變形2.溫度荷載氣溫變化的復(fù)雜性混凝土結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)性差沿板厚均勻分布的整體升降溫沿板厚方向的溫度梯度無砟軌道結(jié)構(gòu)溫度變化引起軌道板及底座的伸縮變形引起軌道板的翹曲變形當(dāng)變形受阻時(shí)將產(chǎn)生

7、溫度應(yīng)力2.溫度荷載我國溫度荷載取值：參考國外相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)：單元板式無砟軌道底座混凝土年降溫溫差按40 取值。軌道板（平板）的溫度梯度按45 /m取值。2.溫度荷載對(duì)于單元板式無砟軌道，伸縮溫度應(yīng)力受板底當(dāng)量摩阻力、鋼軌扣件縱向阻力及凸臺(tái)周圍填充樹脂彈性等因素影響，伸縮溫度力計(jì)算公式為：溫度伸縮應(yīng)力2.溫度荷載板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為2.溫度荷載溫度翹曲應(yīng)力四、單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論1234列車荷載設(shè)計(jì)參數(shù)取值溫度荷載混凝土收縮線下基礎(chǔ)變形3、混凝土收縮混凝土裸露面積混凝土齡期計(jì)算考慮因素結(jié)構(gòu)厚度 第一階段為0-90天，第二階段為90天-80年，計(jì)算出兩階段的收縮應(yīng)變并相加。

8、在設(shè)計(jì)時(shí)將收縮應(yīng)變換算為溫度變化幅度，按降溫考慮，一般按降溫幅度約30 考慮。3、混凝土收縮混凝土收縮荷載取值：參照鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范：對(duì)于鋼架、拱等超靜定結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)合梁等，應(yīng)考慮混凝土收縮的影響。它的影響可按降低溫度的方法來計(jì)算。四、單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論1234列車荷載設(shè)計(jì)參數(shù)取值溫度荷載混凝土收縮線下基礎(chǔ)變形梁體的撓曲變形基礎(chǔ)不均勻沉降梁端轉(zhuǎn)角墩臺(tái)沉降基礎(chǔ)變形4、線下基礎(chǔ)變形我國路基不均勻沉降按15/20mm取值兩段轉(zhuǎn)角按1 取值4.1基礎(chǔ)變形計(jì)算方法基礎(chǔ)變形4.2荷載組合荷載按性質(zhì)和發(fā)生的幾率分為：施工臨時(shí)荷載基礎(chǔ)變形溫度荷載混凝土收縮和徐變列車荷載制動(dòng)力或牽引力結(jié)

9、構(gòu)自重4.2荷載組合橋上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載組合路基上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載組合隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載組合不同線下基礎(chǔ)上：按照主力組合進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照主力+附加力組合進(jìn)行檢算按照主力組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：列車豎向設(shè)計(jì)荷載+溫度梯度荷載+混凝土收縮+年溫差溫度荷載+橋梁撓曲按照主力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：列車豎向荷載+混凝土收縮同時(shí)滿足強(qiáng)度和裂縫寬度的影響目 錄主要計(jì)算方法單元板式無砟軌道組成1單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)功能分析和設(shè)計(jì)理論總結(jié)2345單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)理論單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)凸型擋臺(tái)的設(shè)計(jì)5、單元板式無砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)混凝土底座的設(shè)計(jì)伸縮縫的設(shè)計(jì)扣件的適應(yīng)性過渡段設(shè)計(jì)混凝土軌道板的設(shè)計(jì)充填式墊板的設(shè)計(jì)及施工工藝軌道板

10、的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為溫度荷載板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為溫度荷載板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為溫度荷載板底摩阻力與板底層間連接形式有關(guān)，其值為軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋設(shè)計(jì)荷載組合預(yù)應(yīng)力平板考慮的荷載及其組合縱向：主力組合 列車豎向設(shè)

11、計(jì)荷載+溫度翹曲 主力+附加力組合 列車豎向檢算荷載+溫度翹曲+路基不均勻沉降橫向：主力組合 列車豎向設(shè)計(jì)荷載+列車橫向荷載+溫度翹曲 軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋設(shè)計(jì)荷載組合框架板考慮的荷載及其組合縱向：主力組合 列車豎向設(shè)計(jì)荷載主力+附加力組合 列車豎向檢算荷載+路基不均勻沉降橫向：主力組合 列車豎向設(shè)計(jì)荷載+列車橫向荷載軌道板的設(shè)計(jì)200250KM/h運(yùn)營條件下軌道板設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩表：框架板設(shè)計(jì)彎矩軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋表：框架板檢算彎矩軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋表：平板設(shè)計(jì)彎矩軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋表：平板檢算彎矩軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋表：框

12、架板配筋軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋預(yù)應(yīng)力平板檢算a. 軌道板縱向軌道板縱向預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量：12（根）截面設(shè)計(jì)承載能力在扣除混凝土收縮、徐變引起的損失后強(qiáng)度計(jì)算得到極限承載彎矩取M=188.3軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋預(yù)應(yīng)力平板檢算b. 軌道板橫向軌道板縱向預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量：16（根）截面設(shè)計(jì)承載能力在扣除混凝土收縮、徐變引起的損失后強(qiáng)度計(jì)算得到極限承載彎矩取M=294.5軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋表：框架板配筋計(jì)算依據(jù)截面設(shè)計(jì)承載能力極限承載能力橋規(guī)縱向24.974.4橫向26.659.4由上表可知：預(yù)應(yīng)力平板截面承載能力滿足設(shè)計(jì)要求軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋框架板檢算a.

13、板端縱向檢算主力作用下檢算強(qiáng)度檢算在荷載作用下，軌道板所受壓應(yīng)力為 鋼筋所受拉應(yīng)力軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋裂縫檢算同時(shí)考慮列車荷載、溫度變化和混凝土收縮，其裂縫;軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋框架板檢算b. 板端橫向檢算主力作用下檢算強(qiáng)度檢算軌道板所受壓應(yīng)力為 鋼筋所受拉應(yīng)力軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋裂縫檢算同時(shí)考慮列車荷載、溫度變化和混凝土收縮，其裂縫;軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋框架板檢算c. 板中縱向檢算主力作用下檢算強(qiáng)度檢算軌道板所受壓應(yīng)力為 鋼筋所受拉應(yīng)力軌道板的設(shè)計(jì)載軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋裂縫檢算同時(shí)考慮列車荷載、溫度荷載其裂縫：軌道板的設(shè)計(jì)軌道板設(shè)計(jì)彎矩及配筋主力+附加力作