初拱变形对CRTSⅡ型轨道板上拱的影响研究

陈 醉,肖杰灵*,张雯皓,李 威,刘学毅

(1.西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,成都 610031；2.西南交通大学土木工程学院,成都 610031)

CRTSⅡ型板式轨道(以下简称“Ⅱ型板”)是中国高速铁路的主型轨道之一，主要由钢轨、扣件、纵连式轨道板、砂浆层、底座板、附属结构等组成，轨道板通过纵向连接器及弹性混凝土砂浆组成的宽窄接缝结构实现连接，形成纵连式轨道[1-2]。受大规模施工作业、多变的下部基础和经时效应下的结构退化等因素限制，轨道板难以保持高度的均一性。板下CA砂浆调整层采用现浇水泥沥青混合料，对长期运营条件下的轨道板垂向约束能力有限；在温度、水及列车动荷载等多场耦合荷载共同作用下，极易形成板下脱空等病害，进而形成初始上拱(以下简称“初拱”)，在极端高温气候条件下进一步引发上拱位移，有系统性失稳破坏的潜在风险[3-4]。通过2013年对华东地区铺设Ⅱ型板的现场调研，受夏季高温天气影响，轨道板陆续出现胀板上拱现象，如图1所示。对于严重路段，轨道板出现14 mm上拱位移，用10 m弦测量，轨面出现左高低7 mm，右高低6.5 mm的情况。纵连式轨道的这一病害问题极大地威胁着高速行车的品质与安全，引起了广泛关注。

图1 现场轨道板上拱

针对纵向连续结构的失稳问题，学者们做了大量的工作。如Euler于1744年即提出压杆稳定性计算公式[5]；周敏等研究了简支梁桥上的Ⅱ型板的稳定性，认为不能把轨道结构当作理想Euler杆件，需考虑实际层间非线性约束[6]。……