高速铁路无砟轨道空间精细化分析方法及其应用

本书重点阐述作者及其研究团队在高速铁路无砟轨道空间精细化分析方法及其应用研究方面所取得的系统性成果。全书共9章：第1章在系统分析国内外高速铁路无砟轨道发展概况的基础上，提出无砟轨道精细化设计及维护理念；第2章研究高速铁路无砟轨道结构细部参数取值及相关荷载组合；第3章建立无砟轨道空间实体设计模型、配筋检算模型、病害分析模型及动力仿真模型并分别进行验证，提出精细化分析模型群在设计、检算及维护中的应用原则；第4章至第7章分别针对无砟轨道设计、检算、病害机理、病害整治等方面，对空间精细化分析方法的应用进行具体阐述；第8章则依托作者在无砟轨道现场测试与监测方面的大量工作，对无砟轨道相关静动态测试及长期监测技术展开研究；第9章简要总结了本书的主要研究成果，并对无砟轨道未来的研究方向进行了展望。

序一
序二
序三
前言
第1章 绪论 1
1.1 高速铁路无砟轨道发展概况 2
1.1.1 无砟轨道特点 2
1.1.2 无砟轨道发展过程 2
1.2 无砟轨道运营中存在的问题 17
1.3 无砟轨道分析方法研究现状 22
1.3.1 无砟轨道设计及检算方法 22
1.3.2 无砟轨道病害分析方法 26
1.4 无砟轨道分析方法发展趋势 30
1.5 本章小结 31
第2章 高速铁路无砟轨道结构参数及荷载 32
2.1 无砟轨道主体结构参数取值 33
2.2 无砟轨道结构相互作用参数试验研究 34
2.2.1 扣件阻力及刚度试验 35
2.2.2 土工布摩擦系数试验 38
2.2.3 混凝土与基床表层黏结性能试验 41
2.2.4 限位销钉限位刚度试验 47
2.3 无砟轨道设计荷载及荷载组合 56
2.3.1 无砟轨道主要荷载种类 56
2.3.2 无砟轨道荷载取值研究 58
2.3.3 设计荷载组合原则 62
2.4 本章小结 66
第3章 无砟轨道精细化分析模型群的建立 68
3.1 空间实体设计模型 68
3.1.1 无砟轨道空间实体设计模型建模方法 68
3.1.2 无砟轨道空间实体设计模型验证 73
3.2 配筋检算模型 76
3.2.1 配筋检算模型建模方法 77
3.2.2 配筋检算模型验证 81
3.3 病害分析模型 90
3.3.1 无砟轨道病害分析模型建模方法 90
3.3.2 无砟轨道病害分析模型验证 101
3.4 动力仿真模型 102
3.4.1 车辆模型 103
3.4.2 轨道有限元模型 105
3.4.3 轮轨接触模型 106
3.4.4 系统动力仿真模型的耦合与求解 108
3.4.5 轨道不平顺选取 110
3.4.6 动力仿真模型的验证 111
3.5 精细化分析模型群应用原则 112
3.5.1 精细化分析模型群在无砟轨道设计中的应用 113
3.5.2 精细化分析模型群在无砟轨道检算中的应用 113
3.5.3 精细化分析模型群在无砟轨道病害机理及整治研究中的应用 114
3.6 本章小结 116
第4章 精细化分析方法在无砟轨道设计中的应用 117
4.1 无砟轨道整体设计思路 117
4.2 无砟轨道荷载效应分析 118
4.2.1 车辆荷载效应 118
4.2.2 温度荷载效应 123
4.2.3 基础变形荷载效应 131
4.3 无砟轨道主要结构形式及参数研究 137
4.3.1 轨道板结构参数影响 137
4.3.2 填充层/调整层结构参数影响 143
4.3.3 轨道板与填充层材料差异影响 145
4.3.4 无砟轨道结构参数选型建议 149
4.4 无砟轨道限位结构及连接形式研究 149
4.4.1 限位结构单凹槽设计与优化 150
4.4.2 单双凹槽限位结构布设方案综合比选 156
4.4.3 轨道板单元与纵连方案比选 161
4.4.4 填充层/调整层单元与纵连方案比选 169
4.4.5 底座板合理纵连长度的设计 175
4.4.6 复合板体系中板下隔离层设置的影响 183
4.5 无砟轨道动力学特性评估及减振设计 187
4.5.1 CRTSⅢ型板式无砟轨道整体动力学特性评估 187
4.5.2 减振型CRTSⅢ型板式无砟轨道设计 191
4.6 本章小结 197
第5章 精细化分析方法在无砟轨道检算中的应用 200
5.1 无砟轨道整体检算思路 200
5.2 无砟轨道普通钢筋配置方案检算 202
5.2.1 普通钢筋配置方案 202
5.2.2 不同钢筋配置方案检算分析 203
5.3 无砟轨道预应力钢筋检算 215
5.3.1 轨道板预压力效应检算 216
5.3.2 车辆垂向荷载作用下预应力轨道板受力分析 220
5.3.3 温度荷载作用下预应力轨道板受力分析 223
5.3.4 不同荷载组合轨道板受力影响对比 233
5.4 无砟轨道特殊钢筋设置检算 238
5.4.1 门型筋设置必要性及强度检算 238
5.4.2 门型筋对复合板黏结面强度影响分析 242
5.4.3 自密实混凝土层厚度减小对门型筋强度影响 257
5.5 本章小结 258
第6章 基于精细化分析方法的病害机理研究 260
6.1 无砟轨道砂浆层离缝病害研究 260
6.1.1 砂浆层离缝产生及演变机理分析 260
6.1.2 砂浆层离缝动力影响规律研究 284
6.2 无砟轨道轨道板上拱病害研究 302
6.2.1 不同升温幅度下轨道结构上拱变形规律 302
6.2.2 窄接缝伤损程度对轨道结构上拱变形的影响 306
6.3 无砟轨道支承层与路基间离缝病害研究 313
6.3.1 下凹单波余弦式路基沉降下离缝产生及演变机理分析 313
6.3.2 下凹半波余弦式路基沉降下离缝产生及演变机理分析 321
6.4 本章小结 327
第7章 基于精细化分析方法的病害整治研究 329
7.1 CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层离缝整治方法研究 329
7.1.1 砂浆层离缝病害的维修时机研究 329
7.1.2 砂浆层离缝修补材料弹性模量选取研究 332
7.2 CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板上拱病害整治方法研究 336
7.2.1 轨道板上拱病害维修时机研究 336
7.2.2 上拱病害维修中的轨道板锚固方案研究 338
7.3 双块式轨道上拱病害整治方法研究 344
7.3.1 不同销钉布置方案下道床板变形规律分析 346
7.3.2 上拱病害整治植筋方案的比选 350
7.4 本章小结 351
第8章 高速铁路无砟轨道现场测试与监测 353
8.1 无砟轨道力学性能现场测试 353
8.1.1 现场测试概况 353
8.1.2 测试方法 356
8.1.3 测试数据的处理与评判标准 359
8.1.4 测试结果分析 360
8.2 无砟轨道监测技术研究 372
8.2.1 监测方法研究 372
8.2.2 光纤光栅监测方法的应用案例 376
8.2.3 数字式温度传感器监测方法的应用案例 391
8.3 本章小结 397
第9章 结语 398
参考文献 400