本节针对3.1.1节中多种不同的梁体温差荷载，考虑如表3-3所示的几种工况，来计算桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路伸缩力。其中，工况1和工况3中桥梁竖向、横向温度梯度根据《铁路桥涵混凝土结构设计规范》取值，竖向温差曲线为Ty =20 ·e -5y，横向温差曲线为Tx=16 ·e -7y。

表3-3　不同梁体温差

不同梁体温差荷载条件下，各轨道及桥梁结构纵向力分布分别如图3-1～图3-5所示，结构纵向位移分布分别如图3-6～图3-10所示，各结构纵向力与位移的最大值如表3-4～表3-6所示。结构纵向（应）力与位移数据的正值代表结构发生拉伸变形，产生拉（应）力；负值代表结构产生压缩变形，产生压（应）力。

图3-1　不同梁体温差条件下钢轨纵向力

图3-2　不同梁体温差条件下轨道板纵向应力

图3-3　不同梁体温差条件下自密实混凝土层纵向应力

图3-4　不同梁体温差条件下底座板纵向应力

图3-5　不同梁体温差条件下固定支座墩/台顶纵向力

图3-6　不同梁体温差条件下钢轨纵向位移

图3-7　不同梁体温差条件下钢轨轨道板纵向相对位移

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图3-8　不同梁体温差条件下轨道板纵向位移

图3-9　不同梁体温差条件下自密实混凝土层底座板纵向相对位移

图3-10　不同梁体温差条件下桥梁纵向位移

表3-4　不同梁体温差条件下轨道结构纵向（应）力的最大值

注：表中符号的说明见本书附录。

表3-5　不同梁体温差条件下轨道结构纵向位移的最大值　单位：mm

续表

注：表中符号的说明见附录。

表3-6　不同梁体温差条件下桥梁结构纵向力与位移的最大值

注：表中符号的说明见附录。

由图3-1～图3-10和表3-4～表3-6可知，梁体升温条件下钢轨附加伸缩力在梁端表现为压力，在跨中表现为拉力。由于CRTSⅢ型板式无砟轨道中底座板、自密实混凝土层及轨道板结构的纵向不连续性，其纵向应力图呈波动曲线，其中图线中的突变是因为板缝的存在，且凸形挡台在一定程度上约束了自密实混凝土层及轨道板的纵向位移，使得该处结构应力较大。由于轨道板与自密实混凝土层之间存在温度差，轨道板下表面门形筋带动自密实混凝土层发生拉伸变形，产生拉应力，而轨道板、底座板多表现为压应力，凸台及弹性垫层则出现拉应力和压应力交替。

竖向温度梯度荷载使得梁体顶板温度高于底板，引起梁体上拱；横向温度梯度荷载使得梁体向阳侧腹板温度高于背阴侧，引起梁体发生横向扭曲变形。桥梁在双向（竖向+横向）温度梯度作用下，向阳侧钢轨纵向力、纵向位移及钢轨轨道板纵向（以下简称“轨板”）相对位移略大于背阴侧，两侧轨道板、自密实混凝土层、凸台、弹性垫层及底座板纵向应力的产生主要来自自身温度荷载，故相差不大；桥梁在单向（竖向）温度梯度荷载作用下，各轨道及桥梁结构纵向力、位移变化趋势及其最大值与其在双向（竖向+横向）温度梯度作用下背阴侧的计算结果基本一致。桥梁在竖向分层温差荷载作用下，钢轨纵向力、纵向位移及轨板相对位移有所增大，但均远小于桥梁整体温差荷载条件下的值，且无砟轨道结构纵向应力相差不大。由此可知，温度荷载作用下桥上无砟轨道无缝线路钢轨及固定支座墩/台顶纵向力、钢轨纵向位移及轨板相对位移的大小受桥梁温度条件的影响较大，桥上无砟轨道（轨道板、自密实混凝土层、凸台、弹性垫层及底座板）结构纵向应力受自身温度条件的影响较大。

不同梁体温差荷载下，桥上钢轨纵向力及轨板相对位移变化趋势基本一致，但极值差别较大。相较于桥梁整体温差荷载，在桥梁双向（竖向+横向）温度梯度、单向（竖向）温度梯度和分层温差荷载作用下，多跨简支梁桥上钢轨最大纵向压力/拉力分别减小了30.0%/44.1%、30.6%/45.1%和23.2%/28.1%，轨板最大相对位移分别减小了24.0%、25.0%和13.9%；大跨连续梁桥上钢轨最大纵向压力/拉力分别减小了55.2%/72.1%、59.3%/76.7%和26.0%/39.9%，轨板最大相对位移分别减小了65.3%、67.6%和38.6%。

综合各轨道及桥梁结构在温度荷载作用下的受力与变形，并充分考虑最不利情况，在计算桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路伸缩力时，整体温差荷载大小需根据不同地区的气候条件进行取值，采用年温差的计算结果是相对安全的。在年温差较大的地区，桥梁两侧桥台及大跨连续梁端处为薄弱环节，需要加强对该处轨道结构的监测与养护，以免薄弱环节处钢轨承受过大的拉力而断轨，特别是较大的轨板相对位移易带动轨下胶垫滑出导致扣件失效。