路基膨胀诱发无砟轨道上拱的试验及数值计算分析

王瑞，程建军，李中国，祁延录，高丽，王梦田，丁泊淞

(1.石河子大学 水利建筑工程学院，新疆 石河子832003；2.中国铁道科学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所，北京100081；3.中铁一院 新疆铁道勘察设计研究院有限公司，新疆 乌鲁木齐830011)

高速铁路兴起于20世纪，我国最早建设的津京城际铁路运营至今已经十年有余。随着高铁大量兴建，无砟轨道被广泛采用，其建设运营过程中所面临的问题也逐渐显现[1]。轨道不平顺是主要的轨道病害之一[2]，主要包括轨道局部下沉、局部上拱及横向变形几方面。目前针对有砟轨道局部下沉的研究较多，也有大量的理论被提出[3−5]。但无砟轨道相对于有砟轨道道床结构刚性大，对于支承层以下部分的膨胀变形非常敏感，易引起轨道的局部上拱[6−7]。目前针对路基膨胀病害的研究主要集中在膨胀性黏土的工程特性[8−12]，以及针对路基膨胀病害的地域分布、发展成因与膨胀性场地的改性等方面[13−16]。而对于路基膨胀引起的轨道上拱响应特征还研究较少。无砟轨道由其刚性大、耐久等诸多优点被广泛应用于高速铁路，这种结构避免了传统有砟轨道道砟飞溅、频繁维修等问题[17]，但由于高速铁路运行时速较大，也对线路平顺性提出了极高的要求，钢轨微弱的上拱就可能导致车身极强的震动，甚至引发脱轨[18]。无砟轨道采用加筋混凝土道床板以及素混凝土支承层作为主要的刚性构件，提高了荷载的传递与扩散能力。但也因此降低了对下部结构变形的协调性[19−20]。……