本节针对3.1.1中不同轨道板温差荷载,对比分析不同轨道板温差条件下的桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路伸缩力,采用表3-7所示的几种工况。其中,工况1~4考虑轨道板竖向温度梯度荷载,工况5考虑轨道板整体温差荷载。
表3-7 不同荷载工况下的轨道板与梁体温差
不同轨道板温差条件下,钢轨纵向力和轨道板纵向应力分别如图3-11和图3-12所示,各结构纵向力与位移的最大值如表3-8所示。
图3-11 不同轨道板温差条件下钢轨纵向力(www.daowen.com)
图3-12 不同轨道板温差条件下轨道板纵向应力
表3-8 不同轨道板温差条件下结构纵向力与位移的最大值
由图3-11、图3-12和表3-8可知:不同轨道板温差条件下,桥上钢轨、固定支座墩/台顶纵向力,钢轨、梁体纵向位移,梁缝增量,轨板相对位移基本不变;轨道板温差荷载对轨道板、自密实混凝土层、凸台、弹性垫层纵向应力,以及自密实混凝土层底座板相对位移的影响较大;随着轨道板温度梯度的升高,轨道板下表面温度随之降低,与自密实混凝土层的层间温差也随之降低,因此,轨道板及自密实混凝土层纵向应力随之减小,进而使得凸台、弹性垫层及底座板纵向应力也有所减小,其减幅由上至下逐渐降低;在轨道板整体温差荷载作用下无砟轨道结构纵向应力均最小。当轨道板竖向正温度梯度由70 °C/m增加至100 °C/m时,两种桥上轨道板内部最大纵向应力分别减小了17.0%和16.4%,自密实混凝土层最大纵向应力分别减小了23.4%和23.3%,凸台最大纵向应力分别减小了7.0%和8.0%,弹性垫层最大压缩量分别减小了17.4%和15.1%,自密实混凝土层底座板最大相对位移分别减小了15.7%和15.1%。
综合各轨道及桥梁结构在温度荷载作用下的受力与变形,并充分考虑轨道板在竖向正温度梯度荷载下产生的翘曲变形和翘曲应力,在计算桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路伸缩力时,轨道板温差荷载应采用竖向温度梯度荷载,其中温度梯度可根据不同地区日温差进行取值,轨道板竖向正温度梯度取70~90 °C/m时的计算结果是相对安全的且具有一般性。
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