[发明专利]一种基于混凝土收缩徐变模型的无砟轨道受力分析方法

权利要求书

1.一种基于混凝土收缩徐变模型的无砟轨道受力分析方法；其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：收集无砟轨道施工所在地的温度和湿度随时间变化的数据；根据无砟轨道的设计参数获得无砟轨道各部件的尺寸数据和材料数据；所述部件包括钢轨、扣件、轨道板、自密实混凝土板和底座板；

步骤2：建立混凝土收缩徐变模型；所述混凝土收缩徐变模型由耦合收缩模型和耦合徐变模型组成；所述耦合收缩模型是指考虑温度时变函数T(t')、湿度时变函数H(t')的JTG3362—2018公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中的收缩应变计算公式；所述耦合徐变模型是指考虑温度时变函数T(t')、湿度时变函数H(t')和粉煤灰系数的JTG 3362—2018公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中的徐变系数计算公式；将步骤1中的相关参数，代入所述混凝土收缩徐变模型，分别计算得到无砟轨道中轨道板、自密实混凝土板和底座板的收缩应变值和徐变系数值；

步骤3：根据步骤1中的参数，在Midas Civil中建立有限元模型；所述有限元模型中，钢轨、轨道板、自密实混凝土板和底座板采用梁单元进行模拟，扣件和地基采用弹簧单元进行模拟；在Midas Civil中将轨道板、自密实混凝土板和底座板定义为时间依存材料；

步骤4：将步骤2中计算出的收缩应变值和徐变系数值输入到Midas Civil中；根据步骤3建立的有限元模型，按照施工阶段的步骤进行分步有限元仿真计算，得到有限元仿真计算结果；所述分步有限元仿真计算中，施工阶段按照实际施工顺序定义；每个施工阶段均计算收缩和徐变效应，计算时，按照每个施工阶段激活和钝化有限元模型中的相应结构组、边界组和荷载组，从而建立各施工阶段的边界条件；所述结构组包含的是单元与节点；所述边界组包含的是所有部件间的连接与约束；所述荷载组包括自重荷载、列车竖向荷载、整体温度荷载、温度梯度荷载和不均匀沉降荷载；

步骤5：在Midas Civil后处理模式中，提取步骤4中有限元仿真计算结果中的弯矩和应力数据，分别绘制出轨道板、自密实混凝土板和底座板的弯矩图与应力图，用于分析无砟轨道的受力情况。

2.根据权利要求1所述一种基于混凝土收缩徐变模型的无砟轨道受力分析方法，其特征在于；所述混凝土收缩徐变模型通过下述方案得到：

将施工所在地的温度随时间变化的数据以及湿度随时间变化的数据分别拟合为温度时变函数T(t')和湿度时变函数H(t')；将所述温度时变函数T(t')和湿度时变函数H(t')耦合到JTG 3362—2018公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中收缩应变计算公式中得到耦合收缩模型；将所述温度时变函数T(t')、湿度时变函数H(t')和粉煤灰系数耦合到JTG 3362—2018公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范中的徐变系数计算公式中得到耦合徐变模型；所述温度时变函数是自变量为时间，因变量为温度的函数；所述湿度时变函数是自变量为时间，因变量为湿度的函数。