预制短板节段拼装方案的浮置板轨道有效克服了常规钢弹簧浮置板轨道结构施工进度慢、施工方式受限等问题而得到推广。但结构上的这种变化引起其在列车荷载作用下受力特征和力学状态的改变，进而影响到轨道结构的强度安全、稳定性以及使用寿命。本文结合室内试验需求和目标，对预制短板轨道的室内试验方案设计、数据分析方法和典型测试结果等做一简要的介绍。 The floating slab track of the prefabricated short slab installation solution effectively overcomes the defects such as time-consuming in construction and limiting the methods of construction, and so they are widely used. But those changes in structures cause the change of force characteristics and mechanics status under the train loads, and affect their strength safety, stability and service life. Combing the in-door experiments’ requirement and objectives, the design of the experiments solutions to the prefabricated slab track, data analysis method and typical measurement result etc. are introduced briefly in this paper.
程曜彦
同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海
收稿日期：2016年10月25日；录用日期：2016年11月8日；发布日期：2016年11月11日
预制短板节段拼装方案的浮置板轨道有效克服了常规钢弹簧浮置板轨道结构施工进度慢、施工方式受限等问题而得到推广。但结构上的这种变化引起其在列车荷载作用下受力特征和力学状态的改变，进而影响到轨道结构的强度安全、稳定性以及使用寿命。本文结合室内试验需求和目标，对预制短板轨道的室内试验方案设计、数据分析方法和典型测试结果等做一简要的介绍。
关键词 :城市轨道交通，浮置板，预制短板轨道，试验，分析
钢弹簧浮置板轨道结构具有良好的减振性能和效果 [
为此，本文结合实验室试验及相关规定，对预制短板轨道的室内试验方案、数据分析方法和典型测试结果等做一简要的介绍。
测试并分析预制短板的静态荷载下主筋和混凝土应力、板垂横向位移及刚度和疲劳荷载作用下混凝土应力、动刚度等参数，
根据研究需要，设计开展静载试验和疲劳试验两部分。
1) 静载试验内容
在不同支承条件下，对预制短板进行分级加载，对预制短板不同受力位置表面和混凝土内部主筋的应变进行测试，分析不同荷载作用下预制短板表面和混凝土内部钢筋的强度特性。对预制短板的不同位置的位移和挠度进行测试，分析预制短板的变形特性。
2) 疲劳试验内容
疲劳荷载为30~180 kN，在加载前、加载50万次、70万次、100万次、170万次、200万次、300万次后，对板的动态位移和混凝土应变进行测试，观察并记录裂纹产生及其拓展趋势。
1) 加载方式
考虑到运营效果和预制短板的特点，加载方式分为3种，如图1所示，即：车辆的一个转向架作用在一块预制短板上、一个轮轴作用在预制短板跨中和预制短板1/3板长上。
2) 支承方式
预制短板有4个弹簧减振器，分布在板中间位置，两侧端部为4个弹性橡胶支座。考虑预制短板受力特性及其承载能力，试验设计了3种支承条件，即：弹簧1，2，3，4为正常弹性支承；弹簧1，2，3，4脱空；弹簧1，2为正常支承；3，4为弹簧脱空。
3) 静载、疲劳试验的工况组合
根据对加载方式和支承方式的研究，拟定5种试验工况，如表1所示。
分别在浮置板跨中和1/3板长处，选取板顶和板底各3根主筋作为测点，具体测点布置如图2所示。
图1. 试验加载方式。(a) 加载方式1；(b) 加载方式2；(c) 加载方式3
| 试验工况 | 加载方式 | 支承条件 | 钢筋测点 | 混凝土测点 | 位移测点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 工况1 | 加载方式1 | 支承方式1 | 板中钢筋6点 | 板中8点 | 共6点 |
| 工况2 | 加载方式2 | 支承方式1 | 板中钢筋6点 | 板中8点 | 共6点 |
| 工况3 | 加载方式3 | 支承方式3 | 板长1/3处6点 | 板长1/3处8点 | 共6点 |
| 工况4 | 加载方式2 | 支承方式2 | 板中钢筋6点 | 板中8点 | 共6点 |
| 工况5 | 加载方式1 | 支承方式2 | 板中钢筋6点 | 板中8点 | 共6点 |
表1. 预制短板静载试验工况
图2. 预制短板横剖面钢筋略图
分别在板跨中和1/3板长处的板顶面贴纵、横向应变片(共12点)，在板底面两侧贴纵向应变片(共4点)。在浮置板四个角以及南北两侧的板跨中布置位移传感器。混凝土应变测点共16点，位移测点共6个，如图3所示。
测试的数据采集软件为东华DH5920动态信号采集分析系统，数据分析软件为MATLAB。
通过对预制短板表面的应变测试，可以得出各工况条件下预制短板表面各测点的应变数据，根据公式(1)计算并得到各工况下各测点的应力值。
式中：
E——弹性模量(Pa)；
通过对预制短板钢筋应变测试，得出各工况条件下混凝土内部钢筋的应变数据，然后按照公式(1)计算，可以得到各测点的应力值。
通过对预制短板垂向位移的测试，可得出各工况下各测点的垂向位移。对每个工况下各荷载时各测点的位移进行平均，得到预制短板的整体平均垂向位移。
根据不同工况条件下预制短板的平均垂向位移，可对预制短板的垂向刚度进行评判，计算公式如式(2)所示。
式中：
通过对预制短板横向位移的测试，可得出各工况条件下预制短板的横向位移，并汇总形成不同荷载条件下各测点的平均位移。
http://dx.doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00724-7
http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.302-303.700