路基沉降量对整体道床受力变形及混凝土开裂的影响研究

杨延强

摘要：研究主要针对现阶段采用的连续浇筑的钢筋混凝土整体道床板展开，通过有限元软件ANSYS建立无砟轨道整体道床实体模型，分析了道床板混凝土首次、第二次及第三次开裂时的高速铁路路基沉降量，并研究了这三种沉降量下裂缝分布、道床板应力及道床板位移等特性的变化规律；对10、15、20、25、30、35、40（单位mm/20 m）等不同沉降量下整体道床板的开裂，以及该沉降工况下的道床板位移与道床板应力发展规律进行了研究，并分析了其原因，在此基础上得出了高速铁路路基沉降对道床板受力变形及混凝土开裂的影响关系。

关键词：高速铁路；路基沉降；整体道床；受力变形；混凝土开裂

中图分类号：U21文献标志码：A

0引言

整体道床作为平铺在路基上的钢筋混凝土板式封闭结构，对路基沉降变形特别敏感，路基的沉降会导致其出现变形、位移和开裂等问题。不仅会因列车荷载作用使整体道床受力性能发生变化而导致行车不平顺、不安全；还会影响整体道床的结构耐久性。一旦出现路基沉降，轨道结构系统会在自重作用下发生相应的随性下沉，并逐渐向新的静平衡状态趋于稳定，从而导致道床板混凝土开裂以及轨道平面产生初始几何不平顺，上部轨道结构和下部路基结构之间产生局部脱空，在结构自重以及列车高速运行的冲击振动作用下，混凝土产生裂缝并不断扩展，逐渐形成横向贯通裂缝，混凝土作为保护层对钢筋的保护作用逐渐减弱甚至消失，从而加速了化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等，这严重影响了整体道床的整体性、耐久性等。……