無縫軌道板的溫度應(yīng)力研究

朱進(jìn)波

摘 要：軌道模型簡(jiǎn)化為兩端鉸支的鋪設(shè)于均勻介質(zhì)（道床）中的一根細(xì)長(zhǎng)壓桿，求解軌道板失穩(wěn)時(shí)的溫度應(yīng)力，然后通過具體數(shù)據(jù)求解最小溫度應(yīng)力。

關(guān)鍵詞：無縫軌道；溫度應(yīng)力

1 軌道板破壞形式

高速鐵路只有保證其運(yùn)行中的高平順性和高舒適性才能為人們所接受，因此軌道板需要保證其高精確性。影響的因素大致可分為六個(gè)方面。第一，模板精度不夠?qū)е鲁善酚新N曲變形。第二，蒸養(yǎng)過程中導(dǎo)致軌道板翹曲變形。通過觀察和試驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)以下兩個(gè)原因是使軌道板在生產(chǎn)過程中導(dǎo)致翹曲變形影響最大的因素。第三，軌道板張拉不對(duì)稱導(dǎo)致板翹曲變形。第四，軌道板臨時(shí)存放不規(guī)范，存放時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致板翹曲變形。第五，支撐層變形引起的軌道板變形。最后溫度力引起的破壞。由于一個(gè)地區(qū)的溫度是不斷改變的，而且溫差很大，所以會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部溫度應(yīng)力。從而軌道板會(huì)產(chǎn)生向上或向邊上彎曲的變形，那么需要確定溫度應(yīng)力，使軌道板更安全。

2 溫度力引起的破壞情況

軌道板精確度影響因素多種多樣，這里僅研究溫度力的影響，將其他的情況看成一致的。對(duì)于現(xiàn)在的無縫軌道，主要會(huì)產(chǎn)生向上的彎曲破壞，因此也是我們研究的一個(gè)方面。

2.1 假設(shè)

2.2 變形曲線

3 溫度應(yīng)力求解的方法

3.1 能量法

能量法是推導(dǎo)無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算的常用方法。主要利用勢(shì)能駐值原理，即結(jié)構(gòu)物處于平衡狀態(tài)的充分必要條件是勢(shì)能取駐值，dA=0，也就是靜力平衡與勢(shì)能駐值這兩個(gè)條件是等價(jià)的。設(shè)軌道處于平衡狀態(tài)，總勢(shì)能為A，則當(dāng)軌道由于受任何干擾而產(chǎn)生微小虛位移時(shí)，按照勢(shì)能駐值原理應(yīng)有：

式中：A1為由于鋼軌軸向溫度壓力而在鋼軌內(nèi)部?jī)?chǔ)存的形變能，或稱鋼軌壓縮形變能；A2為軌道框架彎曲形變能；A3為由于軌道變形而儲(chǔ)存于道床中的形變能，簡(jiǎn)稱道床形變能。

形變能為變形曲線長(zhǎng)度L和變形矢度F的函數(shù)，故應(yīng)有

3.2 能量法求解

3.2.1軌道板壓縮形變能A1

3.2.2軌道板彎曲形變能A2

軌道板彎曲形變能A2仍然由原始彈性彎曲變形而存儲(chǔ)的形變能Moe及變形過程中新增加的內(nèi)力矩而儲(chǔ)存的形變能Mf構(gòu)成。由于將整個(gè)變形曲線視為有細(xì)長(zhǎng)桿與粗桿構(gòu)成的組合體系，因此，軌道板的彎曲形變能要考慮到粗桿在受溫度壓力作用時(shí)并沒有彎曲變形。

3.2.3軌道板重力勢(shì)能A3

3.2.4 臨界力計(jì)算公式

4 具體參數(shù)計(jì)算

可以通過具體的參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行求解計(jì)算，算出最小應(yīng)力下的彎曲軌道板數(shù)量，那么只要知曉了一般狀態(tài)，在設(shè)計(jì)鋪軌下保證基本承載力，既可以保證軌道板的穩(wěn)定。

同時(shí)由于軌道板并不是一個(gè)整體，而是由板縫錯(cuò)雜相連的，所以整體的變形曲線并不是正玄曲線，而是其他形式，如每段正弦曲線組成的總體正弦曲線，或者考慮寬接縫的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 練松良.《軌道工程》.endprint

摘 要：軌道模型簡(jiǎn)化為兩端鉸支的鋪設(shè)于均勻介質(zhì)（道床）中的一根細(xì)長(zhǎng)壓桿，求解軌道板失穩(wěn)時(shí)的溫度應(yīng)力，然后通過具體數(shù)據(jù)求解最小溫度應(yīng)力。

關(guān)鍵詞：無縫軌道；溫度應(yīng)力

1 軌道板破壞形式

高速鐵路只有保證其運(yùn)行中的高平順性和高舒適性才能為人們所接受，因此軌道板需要保證其高精確性。影響的因素大致可分為六個(gè)方面。第一，模板精度不夠?qū)е鲁善酚新N曲變形。第二，蒸養(yǎng)過程中導(dǎo)致軌道板翹曲變形。通過觀察和試驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)以下兩個(gè)原因是使軌道板在生產(chǎn)過程中導(dǎo)致翹曲變形影響最大的因素。第三，軌道板張拉不對(duì)稱導(dǎo)致板翹曲變形。第四，軌道板臨時(shí)存放不規(guī)范，存放時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致板翹曲變形。第五，支撐層變形引起的軌道板變形。最后溫度力引起的破壞。由于一個(gè)地區(qū)的溫度是不斷改變的，而且溫差很大，所以會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部溫度應(yīng)力。從而軌道板會(huì)產(chǎn)生向上或向邊上彎曲的變形，那么需要確定溫度應(yīng)力，使軌道板更安全。

2 溫度力引起的破壞情況

軌道板精確度影響因素多種多樣，這里僅研究溫度力的影響，將其他的情況看成一致的。對(duì)于現(xiàn)在的無縫軌道，主要會(huì)產(chǎn)生向上的彎曲破壞，因此也是我們研究的一個(gè)方面。

2.1 假設(shè)

2.2 變形曲線

3 溫度應(yīng)力求解的方法

3.1 能量法

能量法是推導(dǎo)無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算的常用方法。主要利用勢(shì)能駐值原理，即結(jié)構(gòu)物處于平衡狀態(tài)的充分必要條件是勢(shì)能取駐值，dA=0，也就是靜力平衡與勢(shì)能駐值這兩個(gè)條件是等價(jià)的。設(shè)軌道處于平衡狀態(tài)，總勢(shì)能為A，則當(dāng)軌道由于受任何干擾而產(chǎn)生微小虛位移時(shí)，按照勢(shì)能駐值原理應(yīng)有：

式中：A1為由于鋼軌軸向溫度壓力而在鋼軌內(nèi)部?jī)?chǔ)存的形變能，或稱鋼軌壓縮形變能；A2為軌道框架彎曲形變能；A3為由于軌道變形而儲(chǔ)存于道床中的形變能，簡(jiǎn)稱道床形變能。

形變能為變形曲線長(zhǎng)度L和變形矢度F的函數(shù)，故應(yīng)有

3.2 能量法求解

3.2.1軌道板壓縮形變能A1

3.2.2軌道板彎曲形變能A2

軌道板彎曲形變能A2仍然由原始彈性彎曲變形而存儲(chǔ)的形變能Moe及變形過程中新增加的內(nèi)力矩而儲(chǔ)存的形變能Mf構(gòu)成。由于將整個(gè)變形曲線視為有細(xì)長(zhǎng)桿與粗桿構(gòu)成的組合體系，因此，軌道板的彎曲形變能要考慮到粗桿在受溫度壓力作用時(shí)并沒有彎曲變形。

3.2.3軌道板重力勢(shì)能A3

3.2.4 臨界力計(jì)算公式

4 具體參數(shù)計(jì)算

可以通過具體的參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行求解計(jì)算，算出最小應(yīng)力下的彎曲軌道板數(shù)量，那么只要知曉了一般狀態(tài)，在設(shè)計(jì)鋪軌下保證基本承載力，既可以保證軌道板的穩(wěn)定。

同時(shí)由于軌道板并不是一個(gè)整體，而是由板縫錯(cuò)雜相連的，所以整體的變形曲線并不是正玄曲線，而是其他形式，如每段正弦曲線組成的總體正弦曲線，或者考慮寬接縫的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 練松良.《軌道工程》.endprint

摘 要：軌道模型簡(jiǎn)化為兩端鉸支的鋪設(shè)于均勻介質(zhì)（道床）中的一根細(xì)長(zhǎng)壓桿，求解軌道板失穩(wěn)時(shí)的溫度應(yīng)力，然后通過具體數(shù)據(jù)求解最小溫度應(yīng)力。

關(guān)鍵詞：無縫軌道；溫度應(yīng)力

1 軌道板破壞形式

高速鐵路只有保證其運(yùn)行中的高平順性和高舒適性才能為人們所接受，因此軌道板需要保證其高精確性。影響的因素大致可分為六個(gè)方面。第一，模板精度不夠?qū)е鲁善酚新N曲變形。第二，蒸養(yǎng)過程中導(dǎo)致軌道板翹曲變形。通過觀察和試驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)以下兩個(gè)原因是使軌道板在生產(chǎn)過程中導(dǎo)致翹曲變形影響最大的因素。第三，軌道板張拉不對(duì)稱導(dǎo)致板翹曲變形。第四，軌道板臨時(shí)存放不規(guī)范，存放時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致板翹曲變形。第五，支撐層變形引起的軌道板變形。最后溫度力引起的破壞。由于一個(gè)地區(qū)的溫度是不斷改變的，而且溫差很大，所以會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部溫度應(yīng)力。從而軌道板會(huì)產(chǎn)生向上或向邊上彎曲的變形，那么需要確定溫度應(yīng)力，使軌道板更安全。

2 溫度力引起的破壞情況

軌道板精確度影響因素多種多樣，這里僅研究溫度力的影響，將其他的情況看成一致的。對(duì)于現(xiàn)在的無縫軌道，主要會(huì)產(chǎn)生向上的彎曲破壞，因此也是我們研究的一個(gè)方面。

2.1 假設(shè)

2.2 變形曲線

3 溫度應(yīng)力求解的方法

3.1 能量法

能量法是推導(dǎo)無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算的常用方法。主要利用勢(shì)能駐值原理，即結(jié)構(gòu)物處于平衡狀態(tài)的充分必要條件是勢(shì)能取駐值，dA=0，也就是靜力平衡與勢(shì)能駐值這兩個(gè)條件是等價(jià)的。設(shè)軌道處于平衡狀態(tài)，總勢(shì)能為A，則當(dāng)軌道由于受任何干擾而產(chǎn)生微小虛位移時(shí)，按照勢(shì)能駐值原理應(yīng)有：

式中：A1為由于鋼軌軸向溫度壓力而在鋼軌內(nèi)部?jī)?chǔ)存的形變能，或稱鋼軌壓縮形變能；A2為軌道框架彎曲形變能；A3為由于軌道變形而儲(chǔ)存于道床中的形變能，簡(jiǎn)稱道床形變能。

形變能為變形曲線長(zhǎng)度L和變形矢度F的函數(shù)，故應(yīng)有

3.2 能量法求解

3.2.1軌道板壓縮形變能A1

3.2.2軌道板彎曲形變能A2

軌道板彎曲形變能A2仍然由原始彈性彎曲變形而存儲(chǔ)的形變能Moe及變形過程中新增加的內(nèi)力矩而儲(chǔ)存的形變能Mf構(gòu)成。由于將整個(gè)變形曲線視為有細(xì)長(zhǎng)桿與粗桿構(gòu)成的組合體系，因此，軌道板的彎曲形變能要考慮到粗桿在受溫度壓力作用時(shí)并沒有彎曲變形。

3.2.3軌道板重力勢(shì)能A3

3.2.4 臨界力計(jì)算公式

4 具體參數(shù)計(jì)算

可以通過具體的參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行求解計(jì)算，算出最小應(yīng)力下的彎曲軌道板數(shù)量，那么只要知曉了一般狀態(tài)，在設(shè)計(jì)鋪軌下保證基本承載力，既可以保證軌道板的穩(wěn)定。

同時(shí)由于軌道板并不是一個(gè)整體，而是由板縫錯(cuò)雜相連的，所以整體的變形曲線并不是正玄曲線，而是其他形式，如每段正弦曲線組成的總體正弦曲線，或者考慮寬接縫的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] 練松良.《軌道工程》.endprint