路基上雙塊式無砟軌道裂紋分析及防控方法研究學(xué)號：0211305姓名：楊洋導(dǎo)師姓名及職稱：李斌教授概述路基上雙塊式無砟軌道裂紋分析及防控方法研究論文選題與綜述論文創(chuàng)新性主要工作內(nèi)容1.1論文選題的意義鐵路發(fā)展逐步建立客運(yùn)快速、貨運(yùn)快捷和重載、行車高密技術(shù)協(xié)調(diào)發(fā)展，高新技術(shù)與適用技術(shù)并重，不同層次技術(shù)裝備并存的具有中國鐵路特點(diǎn)的技術(shù)體系雙塊式無砟軌道所擁有的特性：穩(wěn)定性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性無砟軌道的病害凡是應(yīng)用在工程中的混凝土構(gòu)件，都會產(chǎn)生各種裂紋以及其他缺陷當(dāng)裂紋出現(xiàn)擴(kuò)展，道床板承載力與耐久性受到影響，軌道維修費(fèi)用也會大大增長。若不及時(shí)處理影響無砟軌道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與行車安全性。1.2無砟軌道裂紋及其擴(kuò)展研究現(xiàn)狀裂紋分析限值裂紋寬度與裂紋出現(xiàn)位置方面的研究雙塊式無砟軌道的鋼筋應(yīng)力、裂紋寬度及其間距的計(jì)算公式研究裂紋擴(kuò)展分析裂紋擴(kuò)展擴(kuò)展的判斷研究裂紋擴(kuò)展速率的研究返回2論文創(chuàng)新性道床板模型考慮鋼筋混凝土滑移粘結(jié)ANSYS模擬時(shí)采用combin14單元裂紋擴(kuò)展分析斷裂力學(xué)理論疲勞壽命預(yù)測返回主要工作內(nèi)容裂紋及其擴(kuò)展研究建立模型有限元模型裂紋模型裂紋分析不同位置、深度、長度下擴(kuò)展問題分析研究的基礎(chǔ)問題解決2.1雙塊式無砟軌道特點(diǎn)及裂紋成因分析

雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)，主要由雙塊式軌枕（C60）、道床板(C40)、支承層(C15或C20)及其扣件組成，路基上雙塊式無砟軌道道床板的配筋為：縱向鋼筋下層為12根Φ20，縱向鋼筋上層為9根Φ20；橫向鋼筋每兩個(gè)軌枕間距內(nèi)上下層各設(shè)置一根Φ16的鋼筋。2.1雙塊式無砟軌道特點(diǎn)及裂紋成因分析裂紋分類：道床板裂紋：多以道床板表面處裂紋與道床板上雙塊式軌枕的角裂紋為主；支承層裂紋：可能會出現(xiàn)在支承層上表面、下表面、側(cè)面，也會出現(xiàn)一般貫通裂紋；雙塊式軌枕裂紋：多出現(xiàn)在道床板新舊混凝土交界處與雙塊式軌枕表面。2.1雙塊式無砟軌道特點(diǎn)及裂紋成因分析材料裂紋結(jié)構(gòu)裂紋裂紋成因材料裂紋：收縮、新舊混凝土作用、施工因素等。結(jié)構(gòu)裂紋：荷載作用（溫度梯度、軸向、列車）。返回3.1模型建立

從其他學(xué)者的研究成果中我們知道，微裂紋的產(chǎn)生大多是在道床板還未進(jìn)行實(shí)際運(yùn)營時(shí)由于自身缺陷而引起的。所以若要進(jìn)行荷載作用下路基上雙塊式無砟軌道道床板裂紋的相關(guān)研究，需在此之前模擬理想狀況下道床板在溫度力作用時(shí)其應(yīng)力分布情況，從而對接下來的裂紋擴(kuò)展研究給予相關(guān)支持。3.1模型建立

（1）混凝土本構(gòu)關(guān)系：

曲線可用一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合以便輸入，本文采用多線性等向強(qiáng)化模型MISO模擬。3.1模型建立（2）鋼筋本構(gòu)關(guān)系：

一般認(rèn)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)，鋼筋變形仍處于屈服階段。本文著眼于實(shí)際情況亦要求得到較高的精度，故在簡化了鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線的基礎(chǔ)上，采用雙線性等向強(qiáng)化模型BISO模擬。

3.1模型建立（3）鋼筋與混凝土滑移粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系：

鋼筋與混凝土縱向作用時(shí)對于與鋼筋方向垂直的彈簧

據(jù)此，本章確定了以link8這種桿單元模擬道床板內(nèi)的鋼筋，用solid65這種實(shí)體單元模擬路基上雙塊式無砟軌道的雙塊式軌枕、道床板、支承層。為了考慮混凝土與鋼筋的粘結(jié)滑移效應(yīng)，道床板混凝土與鋼筋之間的連接用彈簧單元Combin14模擬。3.1模型建立

模型長度取3個(gè)軌枕支承塊間距，主要針對雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)中的道床板、支承層為主。由于鋼軌、扣件對道床板應(yīng)力影響較小，所以忽略鋼軌與扣件的約束，并假設(shè)假設(shè)新舊混凝土建粘結(jié)良好，根據(jù)公路中對于連續(xù)配筋混凝土路面(CPCR)的要求，地基摩阻力不在考慮范圍之內(nèi)。

3.2路基上雙塊式無砟軌道力學(xué)研究

本文通過有限元分析軟件Ansys分析溫度荷載對雙塊式無砟軌道道床板的受力影響，Ansys軟件中對熱應(yīng)力分析推薦采用順序耦合分析，先進(jìn)行熱分析計(jì)算，將計(jì)算所得的節(jié)點(diǎn)溫度施加到結(jié)構(gòu)單元上的節(jié)點(diǎn)，再求解溫度應(yīng)力。

以溫度梯度50℃／m，分別模擬道床板“上熱下冷”“上冷下熱”兩種情況，計(jì)算工況分別為板頂比板底高13℃（13℃）、板頂比板底低13℃（-13℃）兩種情況進(jìn)行加載。

3.2路基上雙塊式無砟軌道力學(xué)研究

通過板頂比板底高13℃與板頂比板底低13℃的計(jì)算結(jié)果對比(見表3.3)。我們可以看出，溫差為13℃與溫差為13℃，混凝土與鋼筋最大應(yīng)力的受力方向正好相反，且代數(shù)值基本相等。

溫度

梯度混凝土縱向混凝土橫向鋼筋縱向鋼筋橫向壓力拉力壓力拉力壓力拉力壓力拉力13℃0.490.670.420.6624.7-5.131.74-13℃0.680.500.660.42-25.21.835.233.2路基上雙塊式無砟軌道力學(xué)研究

結(jié)合雙塊式無砟軌道在運(yùn)營中出現(xiàn)的病害情況進(jìn)一步分析，我們可以得到：由于雙塊式軌枕與道床板的交角處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，并且此處是兩種混凝土材料的交界處，這會致使微裂紋的發(fā)展幾率大增，實(shí)際運(yùn)營中也印證了這一點(diǎn)。

返回4.1混凝土斷裂力學(xué)理論

通常情況下，我們利用傳統(tǒng)的強(qiáng)度計(jì)算方法判斷構(gòu)件的開裂標(biāo)準(zhǔn)，這種方法在一定條件下是能夠完全反映客觀事實(shí)規(guī)律的。不過，對于鋼筋混凝土道床板而言，構(gòu)件是帶裂縫工作的，更重要的是，裂紋是在所難免的。所以，我們用傳統(tǒng)的強(qiáng)度計(jì)算方法是不能完全反映實(shí)際情況的，甚至是存在很大偏差的。這是由于傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論和計(jì)算方法的運(yùn)用，其基礎(chǔ)是建立在連續(xù)均勻介質(zhì)的假定上的，而在分析雙塊式無砟軌道道床板的強(qiáng)度問題中,將道床板理想地簡化為無缺陷的連續(xù)介質(zhì)是不能夠反映其材料的根本特性的，這是由于實(shí)際狀況中，道床板混凝土地收縮和其受到較大的溫度應(yīng)力，從而不可避免的會產(chǎn)生裂紋，這種由于各種原因多產(chǎn)生的裂紋外力作用下將會逐漸擴(kuò)展,使道床板承載能力顯著下降，如果這一現(xiàn)象得不到及時(shí)修整，將最終導(dǎo)致雙塊式無砟軌道道床板低應(yīng)力脆性斷裂。4.1混凝土斷裂力學(xué)理論

我們在斷裂力學(xué)分析此類問題時(shí)，材料不會再被看作是無缺陷的連續(xù)均勻介質(zhì)，取而代之的是，我們把它看作含有裂紋的裂紋體。我們判斷道床板使用強(qiáng)度和裂紋擴(kuò)展規(guī)律時(shí)，主要根據(jù)道床板存在的裂紋及裂紋周圍的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。

在斷裂力學(xué)理論中，裂紋由于其產(chǎn)生的方式、其擴(kuò)展的方式不同，被分為三種基本類型：I型裂紋，II型裂紋，III型裂紋。

I型裂紋是最常見亦是現(xiàn)場中最為危險(xiǎn)的一種。所以，我們在研究中著重研究此類裂紋。2.4.1混凝土斷裂力學(xué)理論

應(yīng)力強(qiáng)度因子K1，是表征材料斷裂的重要參量，表征外力作用下彈性物體裂紋尖端附近應(yīng)力場強(qiáng)度的一個(gè)參量。張開型(Ⅰ型)裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子K1是線彈性斷裂力學(xué)中一個(gè)重要斷裂參量。

先計(jì)算出混凝土構(gòu)件裂紋尖端周圍的應(yīng)力和位移，然后直接應(yīng)用裂紋尖端應(yīng)力或位移場的漸近解表達(dá)式求出應(yīng)力強(qiáng)度因子K1，對于本文研究的I型裂紋，計(jì)算公式如下：

4.1混凝土斷裂力學(xué)理論

在裂紋前緣取幾個(gè)距裂紋尖端很近的點(diǎn)。上述計(jì)算式計(jì)算出這些點(diǎn)的K1值，通過這些計(jì)算出的值，繪出K1~r曲線，從而通過曲線外推得到到r=0時(shí)的K1值即為所求的應(yīng)力強(qiáng)度因子。應(yīng)用這種方法求出的靠近裂紋尖端的K1值很精確，而這些點(diǎn)附近的應(yīng)力梯度很大，因此劃分有限元網(wǎng)格時(shí)必須劃得很細(xì)才行；在裂紋尖端使用奇異單元后，得到應(yīng)力值和位移值會比較準(zhǔn)確。

對于斷裂準(zhǔn)則，一般用斷裂力學(xué)理論的斷裂準(zhǔn)則來判斷裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展。在判斷的過程中，所用到的參數(shù)有應(yīng)力強(qiáng)度因子K與混凝土斷裂韌度KC，所應(yīng)用的準(zhǔn)則的意義為在外荷載作用下，當(dāng)混凝土中裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子K達(dá)到或者超過混凝土失穩(wěn)破壞所需臨界值KC時(shí)，裂紋就會出現(xiàn)失穩(wěn)擴(kuò)展，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。返回4.2路基上雙塊式無砟軌道裂紋模型

裂紋尖端裂紋模擬斷裂韌度4.2路基上雙塊式無砟軌道裂紋模型

模型的建立依然借助大型有限元分析軟件ANSYS，在前文模型的基礎(chǔ)上，確定了分析裂紋擴(kuò)展的路基上雙塊式無砟軌道有限元模型。本章主要研究溫度應(yīng)力與列車荷載作用下考慮道床板混凝土與鋼筋滑移粘結(jié)作用的表面裂紋。

在內(nèi)嵌裂紋模型模擬裂尖時(shí)，需要在單元的1/4邊長處生成節(jié)點(diǎn)，對于三維裂紋尖端的模擬，我們采用等參單元進(jìn)行模擬。為了解決裂紋奇異單元與常規(guī)單元連接面位移協(xié)調(diào)的問題，在裂尖外仍然采用常規(guī)單元。4.2路基上雙塊式無砟軌道裂紋有限元模型

對于表面裂紋，我們采用大型有限元分析軟件ANSYS中專門模擬奇異單元的solid95進(jìn)行模擬。由于雙塊式無砟軌道道床板會出現(xiàn)一些深度、長度同時(shí)存在的裂紋，所以，本文根據(jù)前人模擬裂紋擴(kuò)展的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合路基上雙塊式無砟軌道道床板裂紋的自身特點(diǎn)，模擬方法采用根據(jù)裂紋的不同深度將道床板按豎向劃分為兩部分：上部道床板中，裂紋尖端部分以及兩尖端之間的部分采用solid95進(jìn)行模擬，擴(kuò)展的方向?yàn)檠氐来舶鍣M向，其他部分采用solid65進(jìn)行模擬；下部道床板由于不牽扯到裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子的相關(guān)計(jì)算，所以仍然用第三章的方法進(jìn)行模擬。針對裂紋尖端的模擬，我們在solid95的基礎(chǔ)上采用人為設(shè)定節(jié)點(diǎn)的方法進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的布置，模擬裂紋尖端時(shí)，設(shè)置裂紋尖端處的應(yīng)力奇異性計(jì)算的中間節(jié)點(diǎn)在各邊的1/4處。4.2路基上雙塊式無砟軌道裂紋有限元模型

道床板斷裂韌度：

Kc通常情況下需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定，因此考慮采用經(jīng)驗(yàn)公式來確定無砟軌道道床板的斷裂韌度KC。a為與材料有關(guān)的系數(shù)，具體取值與混凝土中最大骨料粒徑有關(guān)，根據(jù)我國《客運(yùn)專線鐵路雙塊式無砟軌道雙塊式混凝土軌枕暫行技術(shù)條件》規(guī)定，道床板混凝土骨料最大粒徑為25mm，用線性插值法進(jìn)行材料系數(shù)的計(jì)算。4.2路基上雙塊式無砟軌道裂紋有限元模型

道床板斷裂韌度：

fcEDmaxa273250080.0252732500160.0302732500250.0462732500320.0554.2路基上雙塊式無砟軌道裂紋有限元模型

含表面裂紋的雙塊式無砟軌道有限元模型：

表面裂紋是并未完全貫穿道床板的具有兩個(gè)裂紋尖端的裂紋，它的位置為道床板表面，由于它會沿著兩個(gè)方向擴(kuò)展，因此必須分別計(jì)算出兩個(gè)裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，比較它們的值，取出最不利的計(jì)算結(jié)果，接著與斷裂韌度進(jìn)行比較以判斷裂紋時(shí)候會發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。假設(shè)軌枕角裂紋長度為50mm，下圖分別為為裂紋位置示意圖與表面裂紋模型：返回4.3裂紋擴(kuò)展分析

下面，我們將對前文建立的無砟軌道力學(xué)研究模型進(jìn)行改進(jìn)，引入上述裂紋模型，計(jì)算雙塊式無砟軌道道床板分別在溫度梯度荷載、軸向溫度荷載、列車荷載單獨(dú)作用下，考慮道床板內(nèi)部鋼筋與混凝土的滑移粘結(jié)作用時(shí)的道床板裂紋隨著裂紋深度、長度不同，道床板的裂紋擴(kuò)展情況。

溫度梯度荷載軸向荷載列車荷載下一頁4.3.1溫度梯度荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析裂紋深度分別為50mm、100mm、150mm、200mm裂紋長度間隔50mm分別從50mm取至1000mm固定深度下裂紋強(qiáng)度因子隨裂紋長度變化趨勢

對于最不利的情況即道床板受到負(fù)溫度梯度應(yīng)力作用下的上表面裂紋進(jìn)行分析，溫度梯度均取50℃/m。4.3.1溫度梯度荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析裂紋尖端強(qiáng)度因子沒有超過斷裂韌度。所以，當(dāng)裂紋深度為50mm時(shí)，裂紋不會橫向擴(kuò)展。裂紋尖端強(qiáng)度因子沒有超過斷裂韌度。所以，當(dāng)裂紋深度為100mm時(shí)，裂紋不會橫向擴(kuò)展。4.3.1溫度梯度荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析裂紋尖端應(yīng)力因子在裂紋長度達(dá)到900mm時(shí)，梁裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子中最小的已經(jīng)接近斷裂韌度，達(dá)到了54.50，這說明了，當(dāng)裂紋深度為150mm時(shí)，900mm即為裂紋擴(kuò)展的失穩(wěn)長度。當(dāng)裂紋深度為200mm時(shí)，裂紋尖端強(qiáng)度因子隨裂紋的長度趁逐漸變大的趨勢，不過由圖可以看出，隨著長度的增長，裂紋尖端應(yīng)力因子在裂紋長度達(dá)到750mm時(shí)，裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子中最小的已經(jīng)接近斷裂韌度，達(dá)到了54.34，這說明了，當(dāng)裂紋深度為200mm時(shí)，750mm即為裂紋擴(kuò)展的失穩(wěn)長度。4.3.1溫度梯度荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析

根據(jù)不同裂紋深度（50mm、100mm、150mm、200mm、250mm）得到的裂紋失穩(wěn)長度繪制在圖4.13中，如圖可知，考慮道床板鋼筋混凝土粘結(jié)滑移作用時(shí)，溫度梯度荷載作用下，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的長度隨裂紋深度的增大而減小的同時(shí)，其裂紋失穩(wěn)長度變化的速率也逐漸減緩。返回4.3.2軸向荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析裂紋深度分別為20mm、50mm、100mm裂紋長度間隔50mm分別從50mm取至1000mm固定深度下裂紋強(qiáng)度因子隨裂紋長度變化趨勢

由于不管是哪種荷載，其只在受拉時(shí)才會發(fā)生不利變化，而雙塊式無砟軌道道床板只有在承受降溫荷載的時(shí)候才會受拉，所以考慮采用降溫荷載，降溫幅度采用最不利情況的50℃/m進(jìn)行研究分析4.3.2軸向荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析裂紋尖端強(qiáng)度因子沒有超過斷裂韌度。所以，當(dāng)裂紋深度為20mm時(shí)，裂紋不會擴(kuò)展。當(dāng)裂紋深度為50mm時(shí)，140mm即為裂紋擴(kuò)展的失穩(wěn)長度4.3.2軸向荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析當(dāng)裂紋深度為100mm時(shí)，90mm即為裂紋擴(kuò)展的失穩(wěn)長度根據(jù)不同裂紋深度（20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm）得到的裂紋失穩(wěn)長度繪制在圖中，可以看到，考慮道床板鋼筋混凝土粘結(jié)滑移作用時(shí)，軸向荷載作用下，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的長度隨裂紋深度的增大而減小的同時(shí)，其裂紋失穩(wěn)長度變化的速率也逐漸減緩，這與其在溫度梯度荷載作用下變化情況基本一致。返回4.3.3列車荷載下道床板裂紋擴(kuò)展分析

針對道床板下表面裂紋擴(kuò)展的研究，通常采用的是準(zhǔn)靜態(tài)的方法進(jìn)行研究?？梢灶A(yù)見的是，下表面的裂紋擴(kuò)展主要集中在下表面的反射裂紋，其示意圖如圖所示，國內(nèi)外學(xué)者的研究成果表明，無砟軌道道床板在列車荷載作用時(shí)，其下表面所產(chǎn)生的反射裂紋的強(qiáng)度因子遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到斷裂韌度即列車荷載作用下，道床板下表面的反射裂紋是不會失穩(wěn)擴(kuò)展的。返回4.4道床板裂紋疲勞壽命研究

根據(jù)之前的研究我們可以看出，雙塊式無砟軌道道床板上表面的裂紋在一定深度下，其斷裂失穩(wěn)長度有所不同。道床板的裂紋擴(kuò)展直至斷裂失穩(wěn)是一個(gè)長期的過程，在這一過程中，道床板受到外荷載的作用，使得裂紋發(fā)生疲勞擴(kuò)展?；炷疗跀嗔哑诹鸭y擴(kuò)展速率道床板裂紋疲勞擴(kuò)展研究4.4.1混凝土疲勞斷裂疲勞斷裂與普通的靜載斷裂有所差異，這些差異主要表現(xiàn)在：疲勞斷裂的根源是循環(huán)荷載作用而靜載斷裂則是荷載的大小所致；疲勞斷裂在宏觀上通常不易被發(fā)覺，這也是疲勞斷裂經(jīng)常突然發(fā)生不易提前進(jìn)行診治的原因之一。疲勞荷載的循環(huán)次數(shù)，決定于荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力大小、材料的抗裂性能。在應(yīng)力小、抗裂性能好的條件下，材料能夠承受疲勞荷載的循環(huán)次數(shù)將會大大增加。在疲勞裂紋出現(xiàn)直到發(fā)生裂紋失穩(wěn)這一過程中，包括顯微裂紋擴(kuò)展與明顯裂紋擴(kuò)展兩個(gè)階段，合稱亞臨界擴(kuò)展。裂紋在這兩個(gè)階段所呈現(xiàn)出的變化其區(qū)別在于，前者往往表現(xiàn)為裂紋的長度、深度、擴(kuò)展速率的緩慢變化，后者中的上述參考值則會大幅變化。4.4.2疲勞裂紋擴(kuò)展速率反復(fù)荷載作用下混凝土道床板的疲勞壽命用下式計(jì)算：Nc即為裂紋疲勞壽命，其中，整個(gè)積分考慮在道床板裂紋從初始長度l0擴(kuò)展到臨界長度lc這一過程中，本文將會根據(jù)之前研究的數(shù)據(jù)，用參數(shù)L求出K的表達(dá)式，并根據(jù)上式積分得到疲勞壽命4.4.3道床板裂紋疲勞擴(kuò)展研究

(1)溫度梯度荷載作用下道床板表面裂紋疲勞擴(kuò)展研究：

根據(jù)之前分析可知，雙塊式無砟軌道道床板在考慮鋼筋與混凝土粘結(jié)滑移作用下，表面裂紋僅在50℃/m溫度梯度荷載作用時(shí)，從裂紋深度大于100mm開始，裂紋均存在失穩(wěn)擴(kuò)展長度。當(dāng)裂紋深度為150mm時(shí)，900mm為裂紋擴(kuò)展的失穩(wěn)長度；當(dāng)裂紋深度為200mm時(shí)，750mm為裂紋擴(kuò)展的失穩(wěn)長度。所以，我們僅對裂紋深度為150mm與200mm時(shí)，做裂紋疲勞壽命研究。參照之前的分析，計(jì)算疲勞壽命，就要首先算出裂紋尖端項(xiàng)

的值以便進(jìn)行數(shù)值積分的后續(xù)計(jì)算，之后應(yīng)用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件SPSS對疲勞壽命公式進(jìn)行擬合。4.4.3道床板裂紋疲勞擴(kuò)展研究

=

代入所以，所以，考慮道床板鋼筋與混凝土滑移粘結(jié)作用，雙塊式無砟軌道道床板在溫度梯度為-50℃/m下，裂紋深度為150mm、初始長度50mm的裂紋，其疲勞擴(kuò)展壽命大概在698萬次左右。4.4.3道床板裂紋疲勞擴(kuò)展研究

=

代入所以，考慮道床板鋼筋與混凝土滑移粘結(jié)作用，雙塊式無砟軌道道床板在溫度梯度為-50℃/m下，裂紋深度為200mm、初始長度50mm的裂紋，其疲勞擴(kuò)展壽命大概在571萬次左右。4.4.3道床板裂紋疲勞擴(kuò)展研究

=

代入

所以，考慮道床板鋼筋與混凝土滑移粘結(jié)作用，雙塊式無砟軌道道床板在軸向溫度為-50℃/m下，裂紋深度為50mm、初始長度50mm的裂紋，其疲勞擴(kuò)展壽命大概在48.7萬次左右。（2）軸向荷載作用下，同理可得：4.4.3道床板裂紋疲勞擴(kuò)展研究

=

代入

所以，考慮道床板鋼筋與混凝土滑移粘結(jié)作用，雙塊式無砟軌道道床板在軸向溫度為-50℃/m下，裂紋深度為100mm、初始長度50mm的裂紋，其疲勞擴(kuò)展壽命大概在19.8萬次左右。5雙塊式無砟軌道裂紋防控方法淺析

對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋及其防治，現(xiàn)階段已有一套較穩(wěn)成熟的方法。由于雙塊式無砟軌道亦為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其無論在構(gòu)造階段、施工階段或運(yùn)營階段，裂紋的出現(xiàn)在所難免。目前，對于無砟軌道裂紋控制的研究還在發(fā)展中，本章僅以普遍出現(xiàn)的裂紋與其擴(kuò)展的防治予以建議?；緝?nèi)容鋼筋混凝土裂紋雙塊式無砟軌道特點(diǎn)雙塊式無砟軌道裂紋防控5.1鋼筋混凝土防控方法簡述裂紋容許值歐洲日本德國中國美國混凝土裂紋控制標(biāo)準(zhǔn)介紹：5.1鋼筋混凝土防控方法簡述收縮裂紋及其控制措施塑性收縮塑性干縮裂紋塑性沉降裂紋自生收縮干燥收縮5.1鋼筋混凝土防控方法簡述溫度裂紋及其控制措施限制能量釋放及擴(kuò)散限制自身溫度限制溫差提高本身性能限制溫差鋼筋設(shè)置5.2雙塊式無砟軌道裂紋防控方法道床板裂紋控制標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表組織裂紋寬度/mmDIN10450.30歐洲混凝土委員會0.30短期荷載組合下0.25長期荷載組合下日本土木、建筑學(xué)會0.05c耐久性要求下0.30外觀要求下混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范0.2C/30鐵路混凝土耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定0.2C/305.2雙塊式無砟軌道裂紋防控方法施工方面裂紋出現(xiàn)后的處理設(shè)計(jì)方面

無砟軌道中，道床板的破壞對于無砟軌道使用壽命的危害是極其重大的，使用壽命的60年我們通常從設(shè)計(jì)與施工兩方面出發(fā)，采取各種措施減小裂紋數(shù)量，特別是有害裂紋的數(shù)量。6.總結(jié)結(jié)論裂紋擴(kuò)展方面

表面裂紋僅在-50℃/m溫度梯度荷載作用時(shí)，裂紋沿道床板的擴(kuò)展只在裂紋深度在100mm以后才會出現(xiàn)。其中，裂紋深度達(dá)到150mm，900mm為裂紋擴(kuò)展