课题基金 / 基金详情

高速列车荷载与环境因素耦合作用下桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道结构耐久性劣化行为研究

批准号:
52078492
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
宋力
依托单位:
学科分类:
工程建造与服役
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋力

项目摘要

结项摘要

宋力的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
高铁运营实践表明,在列车荷载、温度、侵蚀介质等多因素长期耦合作用下轨道结构会发生损伤劣化现象,长期累积势必将影响轨道结构耐久性和运营品质,甚至危及行车安全。由于我国自主研发的CRTSⅢ型板式无砟轨道结构研究和应用时间还比较短,目前尚缺乏系统深入研究多因素耦合作用下服役无砟轨道结构耐久性劣化机理和行为。为此,本项目拟围绕CRTSⅢ型板式无砟轨道结构水分迁移-腐蚀介质传输-钢筋锈蚀耐久性劣化过程,基于多场耦合理论和电化学动力学研究疲劳损伤混凝土和离缝界面的介质传输和钢筋锈蚀本构模型,基于理论和数值方法研究自然环境条件下CRTSⅢ型板式无砟轨道结构湿度场、荷载与环境因素耦合作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道结构介质传输和钢筋锈蚀行为,进而从材料-部件-结构层面深入揭示列车荷载与环境因素耦合作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道结构耐久性劣化机理和行为。研究成果将为轨道结构的设计、评估和养护维修提供科学依据。
英文摘要
The operation practices of high-speed railway at home and abroad show that the ballastless track structures are deteriorated due to multi-factor long-term coupling effects of high-speed train load, temperature and aggressive medium. The long-time accumulated effect of ballastless track structure is bound to affect durability of track structure and operation quality of high-speed train, and even endangers traffic safety. Since research and application time on the new self-developed CRTSⅢ slab ballastless track structure is relatively short, there is still lack of systematic and in-depth research on the durability deterioration mechanism and behavior of the existing ballastless track structure under multi-factor coupling. The project is planned to focus on the durability degradation whole process of water transfer, aggressive medium transmission, and steel bars corrosion of CRTSⅢ slab ballastless track structure. Based on the multi-field coupling method and electrochemical kinetics, the constitutive model of medium transport and steel corrosion of fatigue damage concrete and crack interface are systematically investigated. Based on theoretical analysis and numerical simulation, the humidity field of CRTSⅢ slab ballastless track structure under natural environment, the medium transport behavior of track structure under the coupling action of load and environmen, and steel corrosion behavior of track structure under the coupling action of load and aggressive medium are systematically investigated. The durability deterioration mechanism and behavior of CRTSⅢ slab ballastless track structure under the coupling effect of high-speed train load and environmen will be revealed from material, component and structure level. The results will provide important science basis for design, evaluation and maintenance of slab ballastless track structure.
本项目以CRTSШ型板式无砟轨道为研究对象,结合试验研究、理论分析和数值模拟,开展了高速列车荷载与环境因素耦合作用下无砟轨道结构耐久性劣化行为研究,按照项目原定计划,揭示了无砟轨道结构耐久性劣化行为,提出了相应的试验模拟、数值模拟和计算分析方法。主要创新成果如下:.(1)开展了疲劳损伤混凝土孔隙结构试验、混凝土内多机制水分传输试验和层间离缝界面水渗透性试验,揭示了疲劳伤损对轨道结构混凝土和界面水分传输的影响,建立了CRTS Ⅲ型板式无砟轨道层间离缝水力特性计算模型,揭示了列车荷载作用下离缝内动水压力与水流速的时间分布和空间分布规律,提出了自然环境下混凝土内水分干-湿过程的数值模拟方法,揭示了自然环境条件下无砟轨道结构湿度场分布特征和变化规律;.(2)开展了疲劳损伤混凝土传质试验、离缝界面传质试验,揭示了疲劳损伤对混凝土和界面二氧化碳和氯离子传输的影响,建立了多种驱动机制耦合作用下气液介质(氯盐和二氧化碳)在疲劳损伤混凝土和离缝界面内传输本构模型,提出了荷载与环境因素耦合作用下无砟轨道结构内二氧化碳和氯盐传输分析方法,揭示了CRTSⅢ型板式无砟轨道多层结构介质传输行为;.(3)开展了疲劳损伤混凝土和层间界面中钢筋锈蚀试验,揭示了疲劳损伤对轨道结构混凝土和界面内钢筋锈蚀的影响,建立了基于钢筋腐蚀电化学动力学的钢筋锈蚀本构模型,提出了荷载与侵蚀介质耦合作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道结构钢筋锈蚀分析方法,揭示了无砟轨道多层结构钢筋锈蚀行为。.研究成果可为高速铁路板式无砟轨道结构设计、评估和养维提供必要的理论基础。对整体提升了我国高速铁路无砟轨道结构分析水平和延长寿命提供一定理论支撑。在其它轨道交通中也具有广阔的应用前景。.在课题研究期间,课题组在国内外高水平期刊上已发表学术论文20篇,其中SCI论文16篇,EI 论文4篇;获国家专利2项;参编国家行业团体标准1项;培养研究生8名,其中博士生3名,硕士研究生5名;部分成果获中国铁道科技进步一等奖1项。
高速铁路桥上新型装配式无砟轨道结构长期力学行为研究
  • 批准号:
    52378208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    宋力
  • 依托单位:
列车荷载与温度耦合作用下高速铁路桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道结构疲劳损伤行为研究
  • 批准号:
    51778631
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    宋力
  • 依托单位:
重载列车荷载与环境因素耦合作用下重载铁路桥梁疲劳损伤演化机理研究
  • 批准号:
    51378506
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    宋力
  • 依托单位:
国内基金
海外基金