钢轨-弹性支承块式道床-隧道底板相互作用数值模拟

发布时间：2018-02-27 12:09

  本文关键词： 地铁隧道 穿越施工 相互作用 数值模拟 弹性支承块式道床 轨道 脱空　出处：《铁道标准设计》2017年12期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为研究轨道与隧道结构相互作用规律,建立弹性支承块式轨道与隧道底板相互作用的有限元模型。考虑隧道底板变形方式、最大变形值、沉降槽宽度等影响因素,通过数值模拟计算轨道结构的变形和内力、钢轨与道床板的脱空、道床与隧道底板的脱空。结果表明:由于支承块、道床板、隧道底板之间连接力弱,隧道结构的不均匀沉降可能引起支承块与道床板、道床板与隧道底板间的脱空;钢轨对道床板的约束作用不明显,道床板与隧道结构存在变形差异的原因主要在于道床板自身的刚度;隧道底板最大变形发生在道床板变形缝处时,相比于发生在道床板中部,钢轨与道床板更容易产生脱空;沉降槽宽度越大,轨道与隧道结构的差异变形越小,而轨道结构内力随沉降槽宽度增大呈先增大后减小的趋势。采用实际工点的参数进行计算,得到道床板与隧道底板脱空量为0.8 mm,与实测脱空量1.1 mm相比基本一致。
[Abstract]:In order to study the interaction law between track and tunnel structure, a finite element model of the interaction between elastic support block track and tunnel floor is established. The influence factors such as the deformation mode of tunnel bottom plate, the maximum deformation value and the width of settlement trough are considered. The deformation and internal force of track structure, the void between rail and track bed, and the void between track bed and tunnel bottom are calculated by numerical simulation. The results show that the connection force between the supporting block, the track bed and the tunnel bottom plate is weak. The uneven settlement of the tunnel structure may lead to the void between the supporting block and the road bed plate, the track bed board and the tunnel bottom plate, and the restraint effect of the rail on the track bed plate is not obvious. The main reason for the deformation difference between the track bed and the tunnel structure is the stiffness of the track bed, and when the maximum deformation of the tunnel bottom occurs at the deformation joint of the tunnel bed, it is easier to void the rail and the track bed than in the middle of the track bed. The larger the width of the settlement slot, the smaller the differential deformation between the track and the tunnel structure, while the internal force of the track structure increases first and then decreases with the increase of the width of the settlement slot. The results show that the void volume between the bed plate and the bottom plate of the tunnel is 0.8 mm, which is basically consistent with the measured void volume of 1.1 mm.
【作者单位】： 北京交通大学土木建筑工程学院;中铁六局集团有限公司;
【基金】：国家自然科学基金项目(51478032)
【分类号】：U231.2;U451

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本文编号：1542611