姜曉文，郭世豪，王文通

(1.深圳市城市交通規(guī)劃設計研究中心股份有限公司，廣東 深圳 518057；2.中南大學 土木工程學院，湖南 長沙 410075；3.深圳市市政設計研究院有限公司，廣東 深圳 518037）

隨著城市規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的地面交通越來越無法滿足經(jīng)濟的發(fā)展和人們?nèi)找嬖鲩L的出行需求，交通問題勢必會引發(fā)其他社會問題。因此，我國眾多大中城市都大力發(fā)展城市軌道交通，地鐵是比較常用的交通形式。隨著地鐵的開通運營，各城市地鐵隧道及其軌道結構或多或少出現(xiàn)了一些變形與病害[1]，影響到行車的安全性，增大了養(yǎng)護維修的成本。當前，我國高速鐵路無砟軌道技術體系非常成熟[2]，因此，城市軌道交通無砟軌道結構的發(fā)展應充分借鑒其成功經(jīng)驗，充分結合城市軌道交通的運營特征，從結構形式、受力特性、環(huán)境影響、材料服役特性、運營維護等角度綜合考慮，對其幾何參數(shù)和力學參數(shù)進行優(yōu)化分析，尋求適用于城市軌道交通無砟軌道結構的優(yōu)化設計方案，對我國包括地鐵在內(nèi)的城市軌道交通無砟軌道結構的發(fā)展具有重要的理論研究價值和實踐意義。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國的人口紅利正在消失，建筑業(yè)面臨勞動力短缺、人工成本快速上升的問題，同時目前傳統(tǒng)現(xiàn)場施工方式也面臨環(huán)境污染、水資源浪費、建筑垃圾量大等日益突出的問題[3]。建筑業(yè)工業(yè)化、智能化可以有效解決這些問題，裝配式混凝土建筑是建筑工業(yè)化最重要的方式，它具有提高質量、縮短工期、節(jié)約能源、減少消耗、清潔生產(chǎn)等許多優(yōu)點。裝配式建筑在北美、歐洲、日韓國家及地區(qū)均形成了相對完善的標準和規(guī)范，在中國大陸地區(qū)除裝配式單層工業(yè)廠房建筑體系應用較廣泛外，其他預制裝配式建筑體系的工程應用極少[4]。目前，城軌裝配式減振軌道成套技術已通過中國城市軌道交通協(xié)會科技成果評價[5]，深圳地鐵6號線二期工程正是基于“裝配式減振軌道”建造理念來進行該線路的設計、施工，相關設計、施工及科研單位正就其關鍵技術開展研究，本文選用ABAQUS軟件建立新型預制板軌道結構的有限元分析模型，開展軌道結構選型、限位方案、關鍵幾何參數(shù)(如軌道板厚度)等3個方面的分析研究，尋求更為合理的軌道結構形式。

1 新型地鐵預制無砟軌道結構有限元模型

1.1 新型預制無砟軌道結構特點

作為行車的支撐物，軌道結構是城市軌道交通最主要的技術裝備，它直接承受并傳遞列車荷載，地鐵新型預制板式無砟軌道結構(凸臺限位)如圖1所示。OKADA等[6-7]研究顯示，在一些病害頻發(fā)的地段，地鐵無砟軌道板下自密實混凝土會經(jīng)常性發(fā)生破壞。限位凸臺I型預制軌道板添加了灌注孔，其作用在于，當出現(xiàn)相關病害時，不必采取吊裝軌道板進行病害處理，而是通過灌注孔直接灌注工程材料來處理，人力物力節(jié)省顯著[8]。

色譜柱：INNOWAX （30 m×0.32 mm×0.25 μm）；進樣口：240℃；檢測器（ECD）320℃，柱溫 150℃保持 1 min，2℃／min 升至 180℃，保持 2 min，40℃／min升至250℃，保持5 min。

圖1 地鐵新型預制板式無砟軌道結構Fig.1 New prefabricated slab track for subway

新型裝配式軌道結構的軌道板在工廠預制，基底為現(xiàn)場攤鋪的自密實混凝土，其重難點為研發(fā)快速成型并具備一定強度可繼續(xù)施工的新型混凝土和支撐層攤鋪機械，分別由相關單位承擔研發(fā)。在軌道板和攤鋪層之間設置一定厚度的緩沖墊。這種新型裝配式無砟軌道結構最大的特點在于實現(xiàn)了自下而上的裝配式施工，從施工角度來看更加自動化、智能化，大大縮短了施工時間。

【致高三】天微涼，心迷茫，追夢路上孤獨成行；天橋上，望遠方，點點星光，2019你會在何方？杰克的藤蔓，在汗水中慢慢成長。（153****0756）

1.2 新型預制無砟軌道結構有限元模型

入侵是指外界對計算機，互聯(lián)網(wǎng)，信息系統(tǒng)的破壞性，使其完整性，安全性受到外部活動侵入，而如今，檢測是指特殊部門能夠利用多種方法識別不法行為，通過收集內(nèi)外部的活動數(shù)據(jù)和識別活動行為，來對計算機的整個活動進行分析，識別異常行為。入侵檢測系統(tǒng)是能夠利用數(shù)據(jù)分析識別計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)異常行為，針對所識別出來的異?；顒訑?shù)據(jù)進行檢測，包括內(nèi)外部一些用戶的行為數(shù)據(jù)解析，利用這種入侵檢測系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測到網(wǎng)絡運行系統(tǒng)的用戶行為，并針對這些異常行為采取有效措施，極大程度控制異常狀況。

合理的軌道結構形式是機車運行穩(wěn)定性和安全性的有效保證。同時，城市軌道交通的軌道結構還需滿足減振設計標準，軌道結構的彈性主要來自于扣件系統(tǒng)和減振型軌道結構。彈性較差的扣件會造成嚴重的輪軌振動與沖擊，不僅影響軌道結構的使用壽命，而且也污染周圍環(huán)境，若超過國家標準，則必須采取處置措施；減振型無砟軌道結構一般通過設置具有一定彈性的緩沖墊來實現(xiàn)，常用于對減振要求高的軌道交通建設中。

新型預制無砟軌道結構自上而下由鋼軌、扣件、軌道板、調(diào)整層、緩沖墊、基底等部件組成，基于ABAQUS建立的其有限元實體模型(取3塊板的長度，扣件采用彈簧單元模擬)如圖2所示。該模型中，軌道板、緩沖墊、緩沖墊和自密實混凝土等部件之間設置為面-面接觸，垂向采用硬接觸，不考慮互相穿透，切向根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，設置摩擦因數(shù)為0. 8；軌道板和凸型擋臺之間也設置為面-面接觸，摩擦因數(shù)為0. 2；鋼軌與墊板在縱向和橫向無相對位移，混凝土底座底面采用完全固定；混凝土底座、鋼軌在線路方向上的邊界縱向固定，橫向、垂向對稱設置。相關技術參數(shù)[9]見表1所示。

圖2 預制無砟軌道結構有限元模型Fig.2 FEM model of new prefabricated slab track

表1 預制板軌道結構有限元模型參數(shù)Table 1 FEM model parameters of new prefabricated slab track

1.3 模型驗證

文獻[10]中建立的預制板式無砟軌道模型，在只施加車輛荷載(垂向170 kN，橫向68 kN，縱向17 kN)的工況作用下其軌道板的應力見表 2；對新型預制板式無砟軌道結構模型施加相同荷載，其計算結果見表2。

表2 車輛荷載作用下軌道板應力比較Table 2 Stress comparison of track slab under vehicle load

由表2可以看出，在軌道結構部件的應力響應方面，本文所建立的實體模型的計算結果與文獻計算值在相同工況下的位移結果比較吻合，說明采用ABAQUS實體計算模型與文獻理論計算模型在相同工況下所得出的結果有差異，但是差異并未超出可接受范圍。因此可以認為由ABAQUS建立的實體模型能夠反映新型裝配式減振軌道結構的受力實際情況，是可靠的。

2 軌道結構選型優(yōu)化分析

另外，旅游產(chǎn)品和服務的提供者也積極融入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，運用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，通過自建網(wǎng)站或與在線旅游服務平臺合作的方式，主動發(fā)布旅游產(chǎn)品和服務信息，隨時隨地的為潛在旅游者提供服務，實現(xiàn)旅游信息的在線化、移動化。

凸臺和凹槽限位結構構造不同，導致限位效果存在差異。分別采用凸臺和凹槽限位的2種板式無砟軌道結構的有限元模型，并在相同位置加載組合荷載(縱、橫、垂向荷載及自重荷載)，分析軌道結構的位移響應，表4給出了軌道板的縱、橫向位移。

2.1 有調(diào)整層有緩沖墊

方塊槽型限位模式只用于有自密實混凝土結構層的軌道結構，在橋梁上鋪設CRTS I型雙塊式無砟軌道和CRTS III型板式無砟軌道時應用較為廣泛。本文建立路基地段CRTS III型板式無砟軌道結構的有限元模型，路基地段CRTS III型板式無砟軌道自上而下由鋼軌、扣件、帶擋肩雙向后張預應力軌道板、自密實混凝土層、底座板等部件組成。軌道板、自密實混凝土層、底座板均分塊設置[14]。軌道結構示意圖如圖8。

圖3 有調(diào)整層有緩沖墊的軌道結構Fig.3 Adjustment layer track structure with cushion

圓形凸臺限位設計多用于CRTSⅠ型板式無砟軌道。本模型模擬的是城市軌道交通無砟軌道結構，圓形凸臺從底座開始澆筑，貫穿調(diào)整層與軌道板，在軌道板和限位凸臺之間填充橡膠樹脂以避免預制軌道板與凸臺直接接觸導致破壞。軌道板中部形成圓形缺口，與圓形凸臺咬合，如圖7所示。

圖4 軌道結構分析Fig.4 Track structure analysis

2.2 無調(diào)整層有緩沖墊

軌道結構中無調(diào)整層有緩沖墊的模型如圖5所示，組成部件從上到下依次為鋼軌、扣件、承軌臺、軌道板、緩沖墊和基底。無調(diào)整層無緩沖墊的模型示意圖如圖6，模型中從上到下依次為鋼軌、扣件、承軌臺、軌道板和基底。施加同樣的作用力，統(tǒng)計分析有調(diào)整層有緩沖墊、無調(diào)整層有緩沖墊和無調(diào)整層無緩沖墊的軌道結構應力響應，結果如表3所示。

2)國外注重面向聽障學生的微課相關教學視頻資源的應用策略集效果的研究，在應用策略研究方面注重：①提供視覺的創(chuàng)造性教學及媒體服務；②注重聽障學生的參與協(xié)作能力的發(fā)展；③注重視覺資源的平臺建設；④注重視頻資源在聽障學生評價方面的研究；⑤在應用效果方面的研究則注重教學視頻資源在課堂教學中的應用研究。

表3 不同形式軌道結構結果對比Table 3 Comparison of different forms of orbital structure results

圖5 無調(diào)整層有緩沖墊軌道模型橫斷面Fig.5 Cross-sectional view of the non-adjustment layer track model with cushion

圖6 軌道模型橫斷面Fig.6 Cross-sectional view of the track model

對比不同結構形式下軌道板、基底應力分布及最大應力、位移響應結果，可以看出：緩沖墊具有良好的吸能減振效果，環(huán)境友好度高，可以顯著降低基底的應力效應，同時也會使得軌道板的位移增大；無調(diào)整層無緩沖墊的軌道結構形式中，根據(jù)應力云圖可明顯看出有應力集中的現(xiàn)象，為確保軌道結構可以長時間地穩(wěn)定工作，不建議選用無調(diào)整層緩沖墊的軌道結構形式。其他2種軌道結構形式受力情況相差不大，但考慮到造價以及養(yǎng)護維修等因素[11-12]，推薦使用無調(diào)整層有緩沖墊的軌道結構形式。

3 限位方案的優(yōu)化分析

設計中，實現(xiàn)承載、傳力和限位功能是無砟軌道結構部件的基本要求[13]。因無砟軌道結構是多層組合結構，層與層之間的位移限制是必要的。我國常用的無砟軌道結構中，多選用圓形凸臺式和方塊槽型2種限位方案。城市軌道交通無砟軌道結構亦多采用這2種限位方式。本文建立這2種限位方式的有限元模型進行分析，尋求限位效果較優(yōu)的設計方案。

3.1 圓柱凸型擋臺

在此模型上施加跨中荷載，單個集中力大小[10]為80 kN，有調(diào)整層有緩沖墊應力、位移響應計算結果如圖4所示?；诪樽鳛檐壍澜Y構主要承力層，基底表面應力集中狀態(tài)可反映其長期穩(wěn)定工作能力，本文主要以基底表面應力集中狀態(tài)及軌道板、基底最大垂向位移響應為評價指標以反映軌道結構服役性能。

圖7 有限元模型限位凸臺結構Fig.7 FEM model limit boss structure

有調(diào)整層有緩沖墊的軌道結構(見圖3)的組成部件從上到下依次為鋼軌、扣件、承軌臺、軌道板、緩沖墊、調(diào)整層和基底。

圖8 限位凹槽結構示意圖Fig.8 Schematic diagram of the ABAQUS model limit groove structure

3.2 限位效果比較

為了確保提高銅的回收率，在Na2S用量為500 g/t、2#油用量為15 g/t、丁基黃藥用量為40 g/t的基礎上，調(diào)整氧化銅捕收劑羥肟酸鈉的用量。試驗結果如圖5所示。

表4 凸臺和凹槽限位效果比較Table 4 Comparison of limit effects

由表4可知：凸臺限位軌道板的位移在縱、橫向上小于凹槽限位軌道板的位移，縱向正位移相差83.5%、負位移相差82.8%左右，橫向正位移相差33.1%、負位移相差46.8%。由此可見：凸臺限位方式的限位效果在縱向和橫向上均遠好于凹槽式限位，而且因為圓形凸臺是直接澆注在混凝土回填層的，具有很好的定位功能以及比較美觀，因此推薦城市軌道交通無砟軌道結構采用圓形凸臺進行限位。

本文選擇有調(diào)整層有緩沖墊、無調(diào)整層有緩沖墊和無調(diào)整層無緩沖墊3種結構形式的軌道結構進行分析研究，探討更為合理的軌道結構形式。

4 軌道板厚度的優(yōu)化分析

軌道板幾何參數(shù)(包括長度、寬度、厚度等)的變化會對軌道結構的性能產(chǎn)生直接影響。其中，長度和寬度受橋梁構造、列車構造、軌道結構構造等的影響，其數(shù)值不會發(fā)生太大變化，因此，在深圳地鐵6號線的軌道板設計中，借鑒了高速鐵路軌道板的技術參數(shù)；而軌道板厚度的變化將會對軌道板的力學性能產(chǎn)生較大的影響[11]，根據(jù)城市軌道交通結構和運營之特點，應該進行優(yōu)化分析，確定更加科學合理的厚度。

本節(jié)建模中亦選用列車靜荷載為16 t軸重，采用圓形凸臺限位，并設不同厚度的軌道板材料、荷載、荷載位置等條件相同，且不考慮配筋的影響，以5 mm為厚度變化單位建立220～300 mm范圍內(nèi)不同厚度的軌道板部件模型[11]，計算其力學性能，計算結果如圖9～10所示。

由圖9～10可知，除了橫向和縱向拉應力隨軌道板厚度增加而有較小增加外，垂向拉應力和橫向、垂向及縱向壓應力均隨著軌道板厚度的增加而呈減小的趨勢根據(jù)計算結果，并且結合既有線路軌道板的服役情況，可以看出，當軌道板厚度在220～300 mm范圍時，其拉、壓應力變化幅度較小(介于0.011～0.075 MPa之間)，其分布可以認為是比較均勻的，都在限定的范圍內(nèi)。因此，推薦軌道板厚度取該計算厚度范圍的中間部分(即250～270 mm)為宜?？紤]到軌道板病害處理時存在吊裝荷載[12]，軌道板不宜較薄，而考慮造價因素，軌道板不宜太厚，并從安全性和經(jīng)濟性考慮，推薦軌道板板厚為260 mm。

圖9 拉應力隨板厚變化圖Fig.9 Tensile stress as a function of plate thickness

圖10 壓應力隨板厚變化圖Fig.10 Pressure stress as a function of plate thickness

5 結論

1)通過對3種不同形式的調(diào)整層與緩沖墊進行模擬分析，結果表明，緩沖墊具有顯著的吸能減振效果，結合施工難度、工程造價、環(huán)境友好度等因素，因此，推薦城市軌道交通使用無調(diào)整層有墊層的軌道結構形式。

2)通過對凸型擋臺與凹槽式擋臺進行有限元模擬，并對其進行位移分析，由結果可知：凸臺限位方式的限位效果遠遠優(yōu)于凹槽式限位的，因此，推薦城市軌道交通無砟軌道結構采用圓形凸臺限位方式。

3)通過對軌道板厚度進行有限元模擬和應力大小與均勻性分析的同時，從安全性(吊裝荷載)和經(jīng)濟性(造價)考慮，軌道板不宜過薄或過厚，推薦軌道板板厚選用260 mm。

企事業(yè)單位及領導人在實踐中通過虛假憑證，設置多套賬等形成故意性會計信息失真。表現(xiàn)為企業(yè)對內(nèi)外設置一套從會計憑證到賬簿信息全部失真的賬以及企業(yè)設置多套賬，針對領導人為完成上級任務和政績而設置的賬簿以及企業(yè)經(jīng)營不好，指使或者強令會計人員做假賬簿。

4)綜合上述結論，本文通過對裝配式無砟軌道的有無調(diào)整層和緩沖墊、凸型擋臺與凹槽擋臺，以及軌道板厚度三方面進行應力、位移、安全性、經(jīng)濟性等全面對比分析，并根據(jù)計算和模擬結果，推薦新型無砟軌道采用無調(diào)整層有緩沖墊、凸型擋臺、軌道板厚度為260 mm，以此達到對地鐵裝配式無砟軌道結構優(yōu)化的結果。