书
书
书
第
５３
卷
第
１
期
２０１８
年
２
月
西
南
交
通
大
学
学
报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨＷＥＳＴ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ． ５３ Ｎｏ． １
Ｆｅｂ． ２０１８
收
稿
日
期
：
２０１６０９２９
基
金
项
目
：国
家
自
然
科
学
基
金
资
助
项
目（
５１５７８０５６
）；中
国
铁
路
总
公
司
科
技
研
究
开
发
计
划
重
点
资
助
项
目
（
２０１５Ｇ００１Ｌ
，
２０１５Ｇ００１Ｂ１
）；
中
央
高
校
基
本
科
研
业
务
费
专
项
资
金
资
助
项
目
（
２０１６ＪＢＭ０３７
）
作
者
简
介
：钟
阳
龙
（
１９８８
—
），男
，博
士
研
究
生
，研
究
方
向
为
无
砟
轨
道
病
害
机
理
及
维
修
措
施
，
Ｅｍａｉｌ
：
１４１１５３３８＠ ｂｊｔｕ． ｅｄｕ． ｃｎ
通
信
作
者
：高
亮
（
１９６８
—
），男
，教
授
，博
士
，研
究
方
向
为
轨
道
结
构
设
计
理
论
研
究
，
Ｅｍａｉｌ
：
ｌｇａｏ＠ ｂｊｔｕ． ｅｄｕ． ｃｎ
引
文
格
式
：钟
阳
龙
，高
亮
，侯
博
文
．
不
同
植
筋
方
案
纵
连
板
轨
道
砂
浆
层
抗
剪
性
能
分
析
［
Ｊ
］
．
西
南
交
通
大
学
学
报
，
２０１８
，
５３
（
１
）：
３８４５
，
６３．
ＺＨＯＮＧ Ｙａｎｇｌｏｎｇ
，
ＧＡＯ Ｌｉａｎｇ
，
ＨＯＵ Ｂｏｗｅｎ． Ｓｈｅａｒ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｍｏｒｔａｒ ｌａｙｅｒ ｉｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｌａｂ ｔｒａｃｋ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ
ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ
［
Ｊ
］
． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
，
２０１８
，
５３
（
１
）：
３８４５
，
６３．
文
章
编
号
：
０２５８２７２４
（
２０１８
）
０１００３８０９ ＤＯＩ
：
１０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． ０２５８２７２４． ２０１８． ０１． ００５
不同植筋方案纵连板轨道
砂浆层抗剪性能分析
钟
阳
龙
１
，
２
，
高
亮
１
，
２
，
侯
博
文
１
，
２
（
１．
北
京
交
通
大
学
土
木
建
筑
工
程
学
院
，北
京
１０００４４
；
２．
轨
道
工
程
北
京
市
重
点
实
验
室
，北
京
１０００４４
）
摘
要
：为
研
究
不
同
温
度
条
件
下
的
合
理
植
筋
方
案
，采
用
基
于
表
面
的
内
聚
力
模
型
模
拟
轨
道
板
与
砂
浆
层
界
面
剪
切
破
坏
过
程
中
层
间
黏
结
脱
黏
接
触
的
复
杂
相
互
作
用
关
系
，考
虑
剪
力
筋
的
非
线
性
约
束
特
性
，建
立
了
纵
连
板
式
轨
道
三
维
有
限
元
模
型
，并
结
合
既
有
的
推
板
试
验
结
果
对
模
型
合
理
性
进
行
验
证
，细
致
分
析
不
同
植
筋
方
案
下
轨
道
板
与
砂
浆
层
间
的
抗
剪
性
能
．
研
究
结
果
表
明
：植
筋
可
以
明
显
提
高
轨
道
层
间
抗
剪
性
能
；层
间
开
裂
时
对
应
的
轨
道
温
升
幅
度
可
由
无
植
筋
时
的
１０． ５ ℃
提
高
到
３０ ℃
；温
升
幅
度
小
于
２０ ℃
时
，采
用
１６ ＋ ８ ＋ ８
植
筋
方
案
，温
升
幅
度
在
２０ ～ ３０ ℃
之
间
，采
用
１６ ＋ １６ ＋ １６ ＋ １０ ＋ ８
植
筋
方
案
，超
过
３０ ℃
时
，需
辅
助
其
他
限
位
措
施
．
关
键
词
：铁
路
轨
道
；植
筋
；抗
剪
强
度
；温
度
；基
于
表
面
的
内
聚
力
模
型
中
图
分
类
号
：
Ｕ２１１． ３
文
献
标
志
码
：
Ａ
Ｓｈｅａｒ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｍｏｒｔａｒ Ｌａｙｅｒ ｉｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｓｌａｂ Ｔｒａｃｋ ｗｉｔｈ
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｂａｒｓ
ＺＨＯＮＧ Ｙａｎｇｌｏｎｇ
１
，
２
，
ＧＡＯ Ｌｉａｎｇ
１
，
２
，
ＨＯＵ Ｂｏｗｅｎ
１
，
２
（
１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４
，
Ｃｈｉｎａ
；
２． Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
Ｔｒａｃｋ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４
，
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ
，
ａ ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｌａｂ ｔｒａｃｋ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｉｎ ｔｈｅ
ｍｏｄｅｌ
，
ａ ｓｕｒｆａｃｅ ｂａｓｅｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｚｏｎｅ ｍｏｄｅｌ
（
ＳＣＺＭ
）
ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ
ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｒａｃｋ ｓｌａｂ ａｎｄ ｍｏｒｔａｒ ｌａｙｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｈｅａｒ ｆａｉｌｕｒｅ
，
ｗｈｉｃｈ ｗａｓ
ｂｏｎｄｉｎｇｄｅｂｏｎｄｉｎｇｃｏｎｔａｃｔ．
Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｓｈｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ
ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｓｈｅａｒ ｔｅｓｔ ｏｆ ｓｌａｂ ｔｒａｃｋ
，
ｓｈｅａｒ
ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ＣＡ ｍｏｒｔａｒ ｌａｙｅｒ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ ｃａｎ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｓｈｅａｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｌａｂ ｔｒａｃｋ． Ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｘｔｅｎｔ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｗｈｅｎ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｉｓ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｒｏｍ １０． ５ ℃ ｔｏ ３０ ℃ ． Ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ １６ ＋ ８ ＋ ８
ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２０ ℃
，
ａｎｄ １６ ＋ １６ ＋ １６ ＋ １０ ＋ ８ ｉｓ ａｌｓｏ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｓｅ ａｔ ２０ ～ ３０ ℃
，
Ｏｖｅｒ ３０ ℃
，
ｏｔｈｅｒ
ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ．
第
１
期
钟
阳
龙
，等
：不
同
植
筋
方
案
纵
连
板
轨
道
砂
浆
层
抗
剪
性
能
分
析
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ
：
ｒａｉｌｒｏａｄ ｔｒａｃｋ
；
ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒ
；
ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
；
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
；
ｓｕｒｆａｃｅ ｂａｓｅｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ
ｚｏｎｅ ｍｏｄｅｌ
（
ＳＣＺＭ
）
无
砟
轨
道
是
高
速
铁
路
的
主
要
轨
道
形
式
，由
于
具
有
平
顺
性
高
、稳
定
性
好
、维
修
量
少
和
社
会
经
济
效
益
显
著
等
优
点
［
１２
］
而
被
广
泛
应
用
．
其
中
ＣＲＴＳ Ⅱ
型纵
连
板
式
轨
道
是
中
国
无
砟
轨
道
典
型
结
构
形
式
之
一
，已
先
后
应
用
于
京
津
、沪
杭
、京
沪
、沪
昆
等
线
路
上
，运
营
总
里
程
约
５ ０００ ｋｍ
［
３
］
．
目
前
ＣＲＴＳⅡ
型
板
式
无
砟
轨
道
总
体
使
用
情
况
良
好
，但
由
于
受
复
杂
环
境
条
件
影
响
（如
华
东
地
区
夏
季
持
续
高温
），个别薄弱区段出现了轨道板上拱离
缝
、宽
接
缝
破
损
等
病
害
［
４
］
．
病
害
的
产
生
破
坏
了
纵
连
板
式
轨
道
的
整
体
性
［
５
］
，在较大温度力作用下可能
导
致
轨
道
层
间
剪
切
破
坏
而
形
成
大
范
围
的
离
缝
，并
产
生
较
大
的
纵
向
位
移
，对
轨
道
结
构
的
稳
定
性
产
生
极
为
不
利
的
影
响
．
为
控
制
轨
道
板
位
移
，在
整
治
以
上
病
害
时
一
般
首
先
采
用
植
筋
方
法
对
轨
道
板
进
行
锚
固
．
针
对
轨
道
板
的
植
筋
锚
固
方
案
，国
内
部
分
学
者
已
开
展
相
关
研
究
：苗
雨
［
６
］
基
于
力
的
平
衡
，采
用
轨
道
板
温
度
力
减
砂
浆
黏
结
力
再
除
以
单
根
剪
力
筋
抗
剪
设
计
值
的
计
算
方
法
得
到
了
植
筋
总
数
，该
方
法
计
算
简
便
，但
对
轨
道
结
构
受
力
简
化
较
多
；针
对
以
上
不
足
，任
娟
娟
等
［
７
］
采
用
有
限
元
法
建
立
了
Ⅱ
型
板
式
无
砟
轨
道
三
重
叠
合
梁
模
型
，并
考
虑
ＣＡ
砂
浆
与
轨
道
板
相
互
作
用
力
随
相
对
位
移
的
增
大
而
增
大
，且
增
大
到
一
定
值
后
保
持
不
变
的
非
线
性
特
性
，计
算
了
不
同
植
筋
量
轨
道
板
在
整
体
升
温
下
的
纵
向
位
移
，并
对
不
同
植
筋
方
案
的
限
位
能
力
进
行
了
对
比
分
析
；谭
社
会
［
３
］
采
用
同
样
的
ＣＡ
砂
浆
与
轨
道
板
相
互
作
用
关
系
，建立无砟轨道空间耦合实体模
型
，分析了植筋锚固对轨道板离缝上拱的整治
效
果
．
王
继
军
、孙
立
、刘
钰
、戴
公
连
等
［
８１１
］
曾
开
展
了
轨
道
层
间
抗
剪
性
能
的
推
板
试
验
研
究
，结
果
表
明
，在
推
力
作
用
下
轨
道
层
间
表
现
出
黏
结
脱黏
接触的剪切
破
坏
过
程
，轨
道
层
间
剪
切
破
坏
后
，层
间
黏
结
力
严
重
衰
减
，将
无
法
继
续
抵
抗
剪
切
荷
载
的
作
用
．
可
见
既
有
文
献
在
开
展
轨
道
植
筋
方案研究时虽然考虑了
ＣＡ
砂
浆
对
轨
道
板
的
非
线
性
约
束
作
用
，但
并
未
考
虑
层
间
剪
切
破
坏
后
ＣＡ
砂
浆
黏
结
力
的
衰
减
．
针
对
此
不
足
，
本文采用基于表面的内聚力模型
［
１２
］
（
ＳＣＺＭ
，
ｓｕｒｆａｃｅ ｂａｓｅｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｚｏｎｅ ｍｏｄｅｌ
）模
拟
轨
道
层
间
黏
结
脱
粘
接
触
的
复
杂
相
互
作
用
关
系
，对
不
同
植
筋
方
案
下
轨
道
砂
浆
层
间
抗
剪
性
能
进
行
分
析
，并
研
究
提
出
不
同
升
温
幅
度
下
的
植
筋
方
案
，为
纵
连
板
式
轨
道
养
护
维
修
提
供
参
考
．
１
轨
道
层
间
抗
剪
性
能
分
析
模
型
１． １
基
于
表
面
的
内
聚
力
模
型
通
过
定
义
两
黏
结
面
之
间
的
牵
引
力
（
ｔ
）
相
对
位
移
（
δ
）非
线
性
本
构
关
系
（图
１
），并
依
据
强
度
准
则
判
定
伤
损
萌
生
，基
于
断
裂
力
学
分
析
裂
纹
扩
展
，采
用
接
触
属
性
定
义
界
面
接
触
摩
擦
，巧
妙
地
实
现
了
界
面
裂
纹
萌
生
界
面
断
裂
摩
擦
接触过程的模拟
．
目前
，基于
表
面
的
内
聚
力
模
型
已
被
广
泛
应
用
于
纤
维
增
强
复
合
材
料
［
１３
］
、编
织
复
合
材
料
［
１４
］
、耐
火
材
料
、水
库
大
坝
等
的
界
面
裂
纹
扩
展
分
析
．
图
１
中
：
δ
ｍ
，
ｆ
为
层
间
脱
粘
时
的
相
对
位
移
；
δ
ｍ
，
０
为
层
间
损
伤
萌
生
时
的
相
对
位
移
．
图
１
基
于
表
面
的
内
聚
力
模
型
牵
引
力
相
对
位
移
关
系
Ｆｉｇ． １ Ｔｒａｃｔｉｏｎｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ＳＣＺＭ
本
文
采
用
的
牵
引
力
相
对
位
移
关
系
（如
图
１
）可
描
述
如
下
：
（
１
）初
始
阶
段
，牵
引
力
随
着
相
对
位
移
增
大
而
线
性
增
大
，表
现
为
线
弹
性
属
性
，此
时
层
间
应
力
较
小
，无
伤
损
产
生
；
（
２
）当
牵
引
力
达
到
临
界
值
ｔ
ｕｌｔ
时
，伤
损
萌
生
，伤
损萌生判定条件为二次名义应力准则
［
１５
］
（
ｑｕａｄｒａｔｉｃ ｎｏｍｉｎａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ
）
(
为
?
ｔ
ｎ
?
ｔ
０
，
ｎ
)
２
(
＋
ｔ
ｓ
ｔ
０
，
ｓ
)
２
(
＋
ｔ
ｔ
ｔ
０
，
ｔ
)
２
＝ １
，
（
１
）
式
中
：
ｔ
ｎ
、
ｔ
ｓ
、
ｔ
ｔ
分
别
为
法
向
、第
一
切
向
、第
二
切
向
的
牵
引
力
；
ｔ
０
，
ｎ
、
ｔ
０
，
ｓ
、
ｔ
０
，
ｔ
分别为法向
、第一切向
、第二切向
的
抗
剪
强
度
；
９
３
西
南
交
通
大
学
学
报
第
５３
卷
??表
示
在
纯
压
缩
位
移
或
纯
压
缩
应
力
状
态
下
不
会
发
生
损
伤
．
（
３
）伤
损
产
生
后
，界
面
刚
度
随
着
相
对
位
移
的
增
加
而
减
小
，伤
损
程
度
逐
渐
增
加
．
引
入
标
量
Ｄ
来
定
量
评
估
损
伤
程
度
，称
为
损
伤
因
子
［
１４
］
．
损
伤
因
子
定
义
为
Ｄ ＝
δ
ｍ
，
ｆ
（
δ
ｍ
，
ｍａｘ
－ δ
ｍ
，
０
）
δ
ｍ
，
ｍａｘ
（
δ
ｍ
，
ｆ
－ δ
ｍ
，
０
），
（
２
）
式
中
：
δ
ｍ
，
ｍａｘ
为
整
个
分
析
过
程
中
的
有
效
相
对
位
移
．
Ｄ
取
值
范
围
为
０ ～ １
：当
Ｄ ＝ ０
时
，表
明
没
有
伤
损
；当
Ｄ ＝ １
时
，表
明
完
全
伤
损
，层
间
脱
粘
．
伤
损
产
生
后
，牵
引
力
相
对
位
移
关
系
可
描
述
为
［
１３
］
ｔ
ｎ
＝
（
１ － Ｄ
）
ｋ
ｎ
δ
ｎ
，
δ
ｎ
＞ ０
，
ｋ
ｎ
δ
ｎ
，
δ
ｎ
≤０
{
，
（
３ａ
）
ｔ
ｓ
＝
（
１ － Ｄ
）
ｋ
ｓ
δ
ｓ
，
（
３ｂ
）
ｔ
ｔ
＝
（
１ － Ｄ
）
ｋ
ｔ
δ
ｔ
，
（
３ｃ
）
式
中
：
ｋ
ｎ
、
ｋ
ｓ
、
ｋ
ｔ
分别为法向
、第一切向
、第二切向各
个
方
向
的
刚
度
系
数
；
δ
ｎ
、
δ
ｓ
、
δ
ｔ
分
别
为
为
法
向
、第
一
切向
、第二切向
的
相
对
位
移
．
伤
损
演
化
过
程
伴
随
着
能
量
的
释
放
，因
此
可
以
基
于
断
裂
能
来
定
义
伤
损
演
化
后
层
间
脱
粘
的
判
定
条
件
．
断
裂
能
数
值
上
等
于
牵
引
力
相
对
位
移
曲
线
下
所
围
成
的
面
积
．
当
界
面
断
裂
能
达
到
断
裂
韧
度
限
值
时
，层
间
开
裂
．
断
裂
准
则
为
［
１３
(
］
Ｇ
ｎ
Ｇ
Ｃ
，
ｎ
)
２
(
＋
Ｇ
ｓ
Ｇ
Ｃ
，
ｓ
)
２
(
＋
Ｇ
ｔ
Ｇ
Ｃ
，
ｔ
)
２
＝ １
，
（
４
）
式
中
：
Ｇ
ｎ
为
法
向
的
界
面
能
量
释
放
率
；
Ｇ
ｓ
为
第
一
切
向
的
界
面
能
量
释
放
率
；
Ｇ
ｔ
为
第
二
切
向
的
界
面
能
量
释
放
率
；
Ｇ
Ｃ
，
ｎ
、
Ｇ
Ｃ
，
ｓ
、
Ｇ
Ｃ
，
ｔ
分
别
为
不
同
断
裂
模
式
下
的
界
面
断
裂
韧
度
．
当
界
面
能
量
释
放
率
满
足
式
（
４
）时
，界
面
黏
结
失
效
．
当
界
面
失
效
后
，层
间
通
过
接
触
作
用
，接
触
面
之
间
包
括
法
向
作
用
和
切
向
作
用
：法
向
作
用
描
述
为
接
触
压
力
与
压
缩
量
的
关
系
，本
文
采
用
“硬
接
触
”模
拟
［
１６
］
；切
向
作
用
定
义
为
库
伦
摩
擦
．
１． ２
无
砟
轨
道
有
限
元
模
型
建
立
由
于
本
文
主
要
关
注
温
度
力
作
用
下
轨
道
层
间
剪
切
作
用
，不
考
虑
下
部
基
础
的
影
响
，为
简
化
结
构
分
析
，
模
型
中
仅
考
虑
轨
道
结
构
部
分
．
另
外
，由
于
无
砟
轨
道
结
构
损
坏
修
复
作
业
中
一
般
会
松
开
部
分
扣
件
，因
此
偏
安
全
设
计
考
虑
，忽
略
钢
轨
的
限
位
作
用
，模
型
中
不
考
虑
钢
轨
和
扣
件
［
１７
］
．
因
此
，模
型
主
要
由
轨
道
板
、
ＣＡ
砂
浆
和
底
座
板
组
成
．
现
场
调
研
表
明
，层
间
离
缝
主
要
发
生
在
轨
道
板
与
砂
浆
层
之
间
［
１８
］
，砂
浆
层
与
底
座
板
可
看
作
完
全
相
互
黏
结
．
因
此
，本
文
在
轨
道
板
与
砂
浆
层
之
间
建
立
基
于
表
面
的
内
聚
力
界
面
属
性
，砂
浆
层
与
底
座
板
之
间
共
用
节
点
．
考
虑
不
同
植
筋
方
案
下
模
型
长
度
需
求
以
及
边
界
影
响
，通
过
试
算
选
取
模
型
长
度
为
６５ ｍ．
将
模
型
一
端
所
有
结
构
的
纵
向
自
由
度
约
束
，而
另
一
端
仅
约
束
ＣＡ
砂
浆
和
底
座
板
的
纵
向
自
由
度
，以
此
来
模
拟
轨
道
板
在
此
处
被
解
锁
，另
外
，完
全
约
束
底
座
板
底
部
节
点
自
由
度
．
计
算
中
考
虑
温
度
和
重
力
荷
载
的
耦
合
作
用
，同
时
加
载
于
整
个
模
型
上
．
轨
道
板
、砂
浆
层
与
底
座
板
都
采
用
８
节
点
实
体
单
元
模
拟
．
为
保
证
计
算
精
度
和
内
聚
区
内
单
元
个
数
要
求
［
１９
］
同时借鉴文献［
１８
］的网格大
小
，通
过
对
比
０． １０
、
０． ０５ ｍ
和
０． ０２ ｍ ３
种
网
格
的
计算结果后
，确定本文模型网格单元尺寸为
０． １ ｍ．
单
块板上的剪力筋布置形式主要有
８
、
１０
、
１６
根
３
种
．
每
种
形
式
下
都
是
每
排
植
２
根
剪
力
筋
，则
分
别
对
应
植
４
、
５
、
８
排
．
剪
力
筋
布
置
需
要
均
匀
对
称
，
具
体
的
布
置
图
可
参
见
文
献
［
７
］
．
剪
力
筋
刚
度
试
验
［
１６
］
表
明
，剪
力
筋
受
力
变
形
存
在
明
显
的
非
线
性
．
试
验
得
到
单
根
剪
力
筋
最
大
剪
切
承
载
力
为
６０ ｋＮ
，错
动
位
移
为
０． ６ ｍｍ
，可
得
到
剪
力
位
移
关
系
如
图
２
所
示
．
图
２
剪
力
筋
剪
力
位
移
本
构
关
系
Ｆｉｇ． ２ Ｆｏｒｃｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅ ｏｆ ｓｈｅａｒｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｂａｒ
采
用
非
线
性
弹
簧
单
元
模
拟
剪
力
筋
，通
过
列
表
输
入
试
验
所
得
的
力
位
移
关
系
曲
线
，赋
予
弹
簧
单
元
非
线
性
属
性
．
轨
道
主
要
参
数
见
表
１
、
２．
基
于
以
上
建
模
方
法
，采
用
有
限
元
软
件
ＡＢＡＱＵＳ
建
立的无砟轨道
模
型
如
图
３
所
示
．
０
４
第
１
期
钟
阳
龙
，等
：不
同
植
筋
方
案
纵
连
板
轨
道
砂
浆
层
抗
剪
性
能
分
析
１． ３
模
型
验
证
为
研
究
ＣＡ
砂
浆
层
与
轨
道
板
界
面
的
剪
切
黏
结
状态
，国内外开展了一系列实尺模型的推板试
验
［
９１１
］
，其
中
德
国
博
格
公
司
的
试
验
结
果
较
为
典
型
而
被广泛应用于
Ⅱ
型板式轨道的设计与研究
中
［
１０
，
１７
］
．
本
文
将
与
博
格
公
司
试
验
结
果
进
行对比以
验
证
模
型
．
推
板
试
验
模
型
与
１． ２
节
所
述
模
型
类
似
，
除
模
型
长
度
取
为
一
个
板
长
以
及
模
型
两
侧
不
约
束
，改
为
一
侧
施
加
位
移
荷
载
，且
不
考
虑
植
筋
外
，其
他
完
全
相
同
．
计
算
得
到
纵
向
位
移
推
力
曲
线
如
图
４
所
示
．
表
１
轨
道
参
数
取
值
Ｔａｂ． １ Ｔｒａｃｋ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
项
目 弹
性
模
量
／ ＧＰａ
泊
松
比 密
度
／
（
ｋｇ
·
ｍ－ ３
） 热
膨
胀
系
数
／
（
× １０－ ５
℃－ １
） 宽
度
／ ｍ 厚
度
／ ｍ
轨
道
板
３６． ０ ０． ２ ２ ４００ １． ０ ２． ５５ ０． ２０
底
座
板
２５． ５ ０． ２ ２ ４００ １． ５ ２． ９５ ０． ２０
ＣＡ
砂
浆
层
８． ０ ０． ２ ２ ４００ １． ５ ２． ５５ ０． ０３
表
２
轨
道
板
ＣＡ
砂
浆
层
界
面
参
数
Ｔａｂ． ２ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｒａｃｋ ｓｌａｂＣＡ ｍｏｒｔａｒ ｌａｙｅｒ
项
目法
向
刚
度
／
（
Ｎ
·
ｍ－ ３
）切
向
刚
度
／
（
Ｎ
·
ｍ－ ３
） 抗
拉
强
度
／ Ｐａ
剪
切
强
度
／ Ｐａ
界
面
断
裂
韧
度
／
（
Ｊ
·
ｍ－ ２
） 摩
擦
因
数
轨
道
２ × １０１２
５ × １０７
５． ４ × １０５
２． ５ × １０４
１０ ～ ３５ ０． ３５
图
３
无
砟
轨
道
有
限
元
模
型
Ｆｉｇ． ３ Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｌａｂ ｔｒａｃｋ
图
４
推
板
试
验
结
果
对
比
Ｆｉｇ． ４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｓｈｅａｒ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ
由
图
４
可
以
看
出
，两
者
在
整
体
趋
势
上
保
持
较
好
的
一
致
性
，计
算
所
得
最
大
剪
切
荷
载
（
４１２ ｋＮ
），与
博
格
公
司
推
板
试
验
结
果
（
４１０ ｋＮ
）
［
１０
］
基
本
相
同
．
由
此
可
以
得
出
，本
文
所
建
立
的
层
间
剪
切
性
能
分
析
模
型
与
试
验
结
果
吻
合
度
较
高
，表
明
模
型
合
理
可
信
．
２
层间剪切破坏过程分析及植筋方
案
比
选
首
先
对
轨
道
层
间
剪
切
破
坏
过
程
进
行
分
析
，并
对
比
有
无
植
筋
的
影
响
，分
析
结
果
可
为
下
一
步
植
筋
方
案
的
确
定
奠
定
基
础
．
２． １
层
间
剪
切
破
坏
过
程
本
文
主
要
考
虑
整
体
升
温
的
作
用
，计
算
不
同
升
温
幅
度
下
轨
道
板
纵
向
位
移
、层
间
剪
切
应
力
、内
聚
力
表
面
损伤变量
ＣＳＤＭＧ
（
ｄａｍａｇｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｏｒ ｃｏｈｅｓｉｖｅ
ｓｕｒｆａｃｅｓ
）（取
值
０ ～ １
，意
义
与
１． １
节
中
的
损
伤
因
子
相
同
）等
．
图
５
为
４
个
不
同
升
温
幅
度
下
的轨道板与
ＣＡ
砂
浆
层
层
间
剪
应
力
分
布
图
．
图
５
实
线
是
无
植
筋
轨
道
板
的
剪
应
力
分
布
图
，虚
线
为
前
３
个
板
植
筋
１６ ＋ １６ ＋ １０
的
剪
应
力
分
布
图
，
１
４
西
南
交
通
大
学
学
报
第
５３
卷
本
文
中
植
筋
组
合
用
Ａ ＋ Ｂ ＋ Ｃ ＋
…的
方
式
表
述
，
Ａ
为
自
解
锁
位
置
起
第
１
块
板
的
植
筋
量
，
Ｂ
为
第
２
块
板
的
植
筋
量
，
Ｃ
为
第
３
块
板
的
植
筋
量
，以
此
类
推
．
由
图
５
可
知
：升
温
１ ℃
时
，层
间
剪
应
力
较
小
且
未
达
到
抗
剪
强
度
，剪
应
力
分
布
表
现
为
解
锁
处
（自
由
端
）最
大
，往
里
迅
速
减
小
；当
升
温
５ ℃
时
，无
植
筋
轨
道
自
由
端
剪
应
力
已
超
过
剪
切
强
度
而
导
致
层
间
微
裂
纹
的
萌
生
，自
由
端
剪
应
力
也
随
之
减
小
，而
植
筋
轨
道
的
自
由
端
剪
应
力
仍
未
超
过
层
间
抗
剪
强
度
，说
明
剪
力
筋
发
挥
作
用
，承
担
了
一
部
分
剪
切
力
；当
温
度
幅
度
增
加
到
１０ ℃
时
，无
植
筋
轨
道
自
由
端
的
剪
应
力
几
乎
衰
减
为
０
，而
植
筋
轨
道
自
由
端
剪
应
力
刚
开
始
减
小
，层
间
裂
纹
也
开
始
萌
生
；当
升
温
１５ ℃
时
，无
植
筋
轨
道
层
间
开
裂
，且
离
缝
迅
速
扩
展
，层
间
主
要
依
靠
微
弱
的
摩
擦
力
作
用
，结
构
纵
向
失
稳
．
植
筋
轨
道
虽
然
板
端
剪
应
力
衰
减
明
显
，层
间
裂
纹
也
进一步扩展
，但层间并未开裂
，轨道依然保持
稳
定
．
（
ａ
）升
温
１ ℃
（
ｂ
）升
温
５ ℃
（
ｃ
）升
温
１０ ℃
（
ｄ
）升
温
１５ ℃
图
５
升
温
下
层
间
黏
结
剪
切
破
坏
过
程
Ｆｉｇ． ５ Ｓｈｅａｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｒａｃｋ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｌｏａｄ
通
过
以
上
分
析
可
知
，层
间
剪
切
破
坏
过
程
表
现
为
弹
性
变
形
层
间
裂
纹
萌
生
裂
纹
扩
展
层
间
开
裂
４
个
阶
段
．
植
筋
可
改
善
轨
道
层
间
受
力
，且
明
显
提
高
层
间
抗
剪
能
力
．
为
进
一
步
分
析
植
筋
对
层
间
裂
纹
萌
生
和
层
间
开
裂
的
影
响
，提
取
轨
道
自
由
端
端
部
以
及
距
离
端
部
２
、
６
、
１０ ｍ
等
位
置
处
不
同
升
温
幅
度
下
的
内
聚
力
表
面
损
伤
变
量
ＣＳＤＭＧ
，如
图
６．
由
图
６
可
知
：植
筋
后
轨
道
层
间
裂
纹
萌
生
和
层
间
开
裂
时
的
升
温
幅
度
都
有
所
提
高
，尤
其
是
层
间
开
裂
时
的
升
温
幅
度
变
化
尤
为
明
显
；以
端
部
为
例
，层
间
开
裂
时
升
温
幅
度
由
无
植
筋
时
的
１０． ５ ℃
提
高
到
了
２２． １ ℃
，
提
高
幅
度
达
１１０． ５％
；距
离
自
由
端
位
置
越
远
，层
间
裂
纹
萌
生
和
开
裂
时
的
升
温
幅
度
也
越
大
，而
有
无
植
筋
之
间
的
差
异
也
越
明
显
．
说
明
植
筋
可
有
效
控
制
层
间
裂
纹
扩
展
．
图
７
为
轨
道
板
纵
向
位
移
随
温
度
的
变
化
曲
线
．
由
图
７
可
知
：无
植
筋
情
况
下
，在
升
温
幅
度
小
于
１０． ５ ℃
时
，轨
道
板
纵
向
位
移
变
化
非
常
缓
慢
；当
升
温
幅
度
达
到
１０． ５ ℃
时
，层
间
离
缝
产
生
，轨
道
板
纵
向
位
移
迅
速
增
大
，轨
道
纵
向
失
稳
；当
轨
道
板
纵
向
失
稳
后
，
轨
道
板
最
大
纵
向
位
移
与
伸
缩
长
度
（本
文
中
为
模
型
长
度
）密
切
相
关
，实
际
Ⅱ
型
板
式
轨
道
为
全
线
纵
连
结
构
，伸
缩
长
度
长
，轨
道
失
稳
将
带
来
非
常
大
的
轨
道
板
纵
向
位
移
；有
植
筋
情
况
下
，在
升
温
幅
度
小
于
２２． １ ℃
时
，轨
道
板
纵
向
位
移
变
化
很
小
，表
明
在
以
上
温
度
范
围
内
，
１６ ＋
２
４
第
１
期
钟
阳
龙
，等
：不
同
植
筋
方
案
纵
连
板
轨
道
砂
浆
层
抗
剪
性
能
分
析
１６ ＋ １０
的
植
筋
方
案
可
以
有
效
地
限
制
轨
道
板
位
移
；当
升
温
大
于
２２． １ ℃
时
，轨
道
同
样
会
由
于
层
间
剪
切
破
坏
而
失
稳
，说
明
不
同
植
筋
方
案
有
不
同
的
适
用
范
围
，有
必
要
针
对
不
同
的
升
温
幅
度
提
出
合
适
的
植
筋
方
案
．
（
ａ
）端
部
（
ｂ
）距
端
部
２ ｍ
（
ｃ
）距
端
部
６ ｍ
（
ｄ
）距
端
部
１０ ｍ
图
６
不
同
位
置
内
聚
力
表
面
损
伤
变
量
ＣＳＤＭＧ
变
化
曲
线
Ｆｉｇ． ６ ＣＳＤＭＧｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ
图
７
轨
道
板
纵
向
位
移
随
温
度
变
化
曲
线
Ｆｉｇ． ７ Ｓｌａｂ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅ
２． ２
植
筋
方
案
对
比
分
析
本
文
以
单
块
板
上
３
种
植
筋
锚
固
方
式
［
７
］
为
基
础
，
组
合
出
１３
种
不
同
植
筋
方
案
，如
表
３
所
示
．
图
８
分
别
为
不
同
植
筋
方
案
下
轨
道
自
由
端
端
部
和
距
离
端
部
１０ ｍ
处
的
ＣＳＤＭＧ
指
标
随
温
度
的
变
化
情
况
．
由
图
８
可
以
看
出
：随
着
植
筋
量
的
提
高
，层
间
裂
纹
萌
生
和
层
间
开
裂
时
的
升
温
幅
度
都
有
所
增
加
，而
且
距
离
端
部
１０ ｍ
处
的
增
加
幅
度
明
显
大
于
端
部
；在
端
部
位
置
处
，从
植
筋
方
案
４
开
始
，再
增
加
植
筋
量
对
层
表
３
初
步
设
计
的
植
筋
方
案
Ｔａｂ． ３ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ
根
植
筋
方
案
１
轨
２
道
板
序
３
号
对
４
应
的
植
５
筋
根
６
数
７
总
根
数
无
植
筋
× × × × × × × ０
１ ８ × × × × × × ８
２ ８ ８ × × × × × １６
３ １０ ８ × × × × × １８
４ １６ ８ × × × × × ２４
５ １６ ８ ８ × × × × ３２
６ １６ １０ ８ × × × × ３４
７ １６ １６ ８ × × × × ４０
８ １６ １６ １０ × × × × ４２
９ １６ １６ １０ ８ × × × ５０
１０ １６ １６ １６ ８ × × × ５６
１１ １６ １６ １６ １０ ８ × × ６６
１２ １６ １６ １６ １６ １０ ８ × ８２
１３ １６ １６ １６ １６ １６ １０ ８ ９８
间
裂
纹
萌
生
及
层
间
开
裂
的
影
响
变
得
很
小
；在
距
离
端
部
１０ ｍ
位
置
处
，从
植
筋
方
案
７
开
始
对
层
间
裂
纹
萌
３
４
西
南
交
通
大
学
学
报
第
５３
卷
生
的
影
响
变
得
很
小
，而
从
方
案
１１
开
始
对
层
间
开
裂
的
影
响
也
变
得
很
小
．
这
说
明
植
筋
量
达
到
一
定
程
度
后
再
增
加
植
筋
对
轨
道
板
限
位
能
力
的
提
高
不
再
明
显
．
通
过
上
文
层
间
剪
切
破
坏
过
程
分
析
可
知
：轨
道
层
间
剪
应
力
在
自
由
端
最
大
，往
里
逐
渐
衰
减
．
剪
力
筋
也
同
样
表
现
出
在
端
部
位
置
剪
力
较
大
，往
里
越
小
．
由
此
说
明
实
际
上
并
不
是
所
有
剪
力
筋
都
能
同
时
起
作
用
，这
也
是
为
何
增
加
植
筋
量
后
限
位
能
力
未
能
明
显
提
高
的
原
因
．
植
筋
量
有
合
理
的
限
值
，没
有
必
要
过
度
增
加
植
筋
量
．
另
外
，避
免
高
温
时
解
锁
轨
道
以
及
辅
助
增
加
其
他
限
位
措
施
，如
注
胶
，也
很
有
必
要
．
（
ａ
）轨
道
端
部
（
ｂ
）距
离
端
部
１０ ｍ
图
８
不
同
植
筋
方
案
下
ＣＳＤＭＧ
随
温
度
变
化
曲
线
Ｆｉｇ． ８ ＣＳＤＭＧｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｕｒｖｅ ｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ
图
９
为
不
同
植
筋
方
案
下
轨
道
板
的
纵
向
位
移
随
温
度
变
化
曲
线
．
由
图
９
可
知
：在
升
温
幅
度
小
于
１３ ℃
时
，各
植
筋
方
案
都
能
较
好
地限制轨道板位移
；升温幅度超过
１３ ℃
后
，植
筋
方
案
１
下
轨
道
板
纵
向
位
移
迅
速
增
大
，
轨
道
纵
向
失
稳
，随
着
植
筋
量
的
增
加
，轨
道
失
稳
时
的
升
温
幅
度
有
所
增
加
；当
升
温
幅
度
超
过
３０ ℃
后
，植
筋
对
轨
道
纵
向
移
动
的
限
制
效
果
已
不
明
显
．
因
此
，建
议
升
温
幅
度
超
过
３０ ℃
时
，需
结
合
其
他
措
施
进
行
限
位
．
图
１０
为
升
温
５ ～ ４５ ℃
时
不
同
植
筋
方
案
轨
道
板
最
大
纵
向
位
移
图
．
由
图
１０
可
知
，同
一
升
温
条
件
下
，随
着
植
筋
数
量
的
增
多
，轨
道
板
纵
向
位
移
值
减
小
，且
减
小
到
一
定
程
度
后
趋
于
平
稳
．
故
某
一
升
温
幅
度
下
存
在
一
个
最
佳
植
筋
方
案
，使
得
植
筋
数
量
不
多
且
层
间
相
对
位
移
较
小
．
图
９
不
同
植
筋
方
案
下
轨
道
板
纵
向
位
移
随
温
度
变
化
Ｆｉｇ． ９ Ｓｌａｂ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｃｕｒｖｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ
图
１０
不
同
升
温
幅
度
下
不
同
植
筋
方
案
轨
道
板
最
大
纵
向
位
移
Ｆｉｇ． １０ Ｍａｘｉｍｕｍ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｌａｂ ｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂａｒｓ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
基
于
此
原
理
，得
到
升
温
１０ ～ ４５ ℃
时
的
最
佳
植
筋
方
案
，如表
４
所示
．
其中
，由于升温幅度超过
３０ ℃
时
，植
筋
限位效果不明显
，因此未给出最佳
方
案
．
考
虑
到
实
际
操
作
方
便
性
，不
宜
设
置
过
多
的
植
筋
方
案
，因
此
建
议
：升
温
５ ～ ２０ ℃
时
，推
荐
选
择
植
筋
方
案
５
，即距离解锁自由端由近到远的第
１
、第
２
、
第
３
块
板分别植筋
１６
、
８
、
８
根
；对于温升
２０ ～
３０ ℃
的
情
况
，建
议
采
取
方
案
１１
，即
距
离
解
锁
自
由
端
４
４
