地下铁道结构长效服役

车致动载对锈裂承轨台的破坏作用分析

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Zhihong Wang, Hao Jin*, Donghao Yin. Destructive effect of train load on rust-cracked sleepers at mesoscopic scale[J]. Case Studies in Construction Materials. 2023, 19: e2450.



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研究目
在特定服役环境下,受杂散电流等多种因素影响,承轨台可能产生锈裂(如下图)。叠加车致动载作用,承轨台锈裂可能加剧。针对此问题,拟从细观尺度分析锈裂承轨台在车致动载作用下应力、应变等力学指标,初步探讨承轨台在服役环境及车致动载耦合作用下的损伤情况。

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非常感谢**地铁提供照片

【研究方法】

基于金浩团队提出的“几何本征骨料混凝土细观几何模型(MCM-RAG)”(已有公众号文章),建立混凝土承轨台的三维细观模型。采用径向位移法模拟钢筋锈蚀膨胀过程,进一步在承轨台上施加列车荷载(扣件支反力)。

已有公众号文章:

几何本征骨料混凝土细观模型(MCM-RAG)V1.0-2

几何本征骨料混凝土细观模型(MCM-RAG)V1.0

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研究内容

(1)不同锈蚀时间下承轨台内部的腐蚀电流密度;(2)钢筋表面锈蚀产物对承轨台的致裂作用;(3)锈裂承轨台在车致动载叠加作用下的损伤程度。

【研究结论】

基于假定条件,得出:(1)钢筋锈蚀初期,腐蚀电流密度随锈蚀时间的增加而迅速增长。(2)承轨台边缘钢筋(见上图)锈蚀产物,锈蚀30年堆积厚度最大0.4mm,锈蚀50年堆积厚度最大0.6mm;(3)叠加列车动载作用,锈蚀30年承轨台最大损伤增量约0.05%。

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王智弘:男,硕士研究生,从事轨道交通结构病害综合防治研究。参与《考虑混凝土细观特性的道床-盾构隧道界面剥离机理研究》、《雄安新区至北京大兴国际机场快线项目结构减振研究》等科研项目,第一作者发表SCI论文1篇、核心论文1篇,授权发明专利2项,申请发明专利4项。

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往期文章:
55、基于细-宏观尺度参数映射的橡胶混凝土道床动力特性分析
54、车致振动在盾构隧道中传播的规律分析及控制研究-2
53、面支撑橡胶混凝土浮置板轨道动力特性的细观分析
52、基于改进CDM-XFEM的含横向裂缝混凝土锈裂研究
51、基于MCM-RAG的橡胶混凝土锈裂研究
50、城市轨道交通盾构隧道临土侧锈裂的阶段性研究
49、基于几何本征骨料混凝土细观模型的橡胶混凝土导电性能研究
48、补充【谈谈】盾构隧道结构力学性能实验
47、地面堆载引起盾构隧道内道床脱空研究
46、车致振动在盾构隧道中传播的规律分析及控制研究-1
45、盾构隧道内道床干缩剥离的预研究
44、盾构隧道内道床脱空研究的阶段性回顾
43、杂散电流作用下螺栓锈蚀对隧道结构力学性能的影响
42、几何本征骨料混凝土细观模型(MCM-RAG)V1.0-2
41、枕下减振垫铺设方式对梯式轨道减振性能影响试验研究
40、杂散电流作用下盾构隧道内钢圈锈蚀特征研究
39、轨道交通引起沿线砌体结构振动局部放大分析
38、软土地区侧压损失对盾构隧道受力及变形的影响2
37、杂散电流与氯离子共同作用下开裂管片内部钢筋的锈蚀研究
36、三维车辆-轨道耦合动力计算模型COMSOL实现
35、三维车辆-轨道耦合动力计算模型ABAQUS实现
34、管片锈裂对抗弯刚度影响的实验研究
33、橡胶混凝土轨道振动控制措施(3)
32、管片锈裂对其抗弯刚度的影响
31、梯式轨枕轨道模态试验分析
30、盾构隧道变形发展与道床脱空状态的关系2
29、【谈谈】“有用”的数值仿真模型
28、含横向裂缝混凝土氯盐侵蚀所致锈裂面的细观分析
27、剪切型减振器下钢轨振动衰减率及阻尼器调谐分析
26、基于骨料几何本征混凝土干缩开裂的三维细观研究
25、橡胶混凝土轨道振动控制措施(2)
24、【论文】氯离子侵蚀下含横向裂缝钢筋混凝土的锈裂研究
23、【论文】局域共振型浮置板点支撑结构的带隙分析
22、【论文】杂散电流对开裂管片内部钢筋锈蚀的影响
21、【论文】荷载裂缝几何形态对管片外排钢筋锈层分布的影响
20、【论文】基于功率流法梯式轨枕轨道减振性能研究
19、【论文】基于虚拟元-有限元耦合的隧道内道床干缩裂缝细观研究
18、橡胶混凝土轨道振动控制措施(1)
17、【论文】环缝榫槽破坏对相邻环变形及内力的影响
16、【论文】基于局域共振理论的点支撑浮置板轨道减振性能优化分析【译】
15、【论文】软土地区侧压损失对盾构隧道受力及变形的影响
14、【论文】盾构隧道变形发展与道床脱空状态的关系1
13、【论文】单目标&多目标的“觅食-返巢”机制蚁群优化算法
12、【论文】蚁群算法耦合LS-DYNA梯式轨枕轨道动力特性优化
11、【著作】有限单元法在城市轨道交通振动控制中的应用
10、【论文】调频式钢轨阻尼器(TRD)对钢轨振动的影响【译】
09、【论文】环向螺栓锈蚀对盾构隧道承载性能的影响
08、【论文】盾尾挤压损伤盾构隧道的承载性能分析【译】
07、【论文】氯离子及迷流共同作用下持荷盾构管片钢筋锈层形态
06、【谈谈】城市轨道交通的振动控制(1)
05、【谈谈】盾构隧道结构力学性能实验
04、【论文】考虑混凝土塑性耗散的CDM-XFEM裂缝计算方法
03、【谈谈】针对轨道振动控制研究的动力计算模型
02几何本征骨料混凝土细观模型(MCM-RAG)V1.0
01本公众号的定位【初心】

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