1.一种无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S110:建立无砟轨道空间耦合静力学有限元模型:步骤S120:对所述无砟轨道空间耦合静力学有限元模型施加荷载因素,得到无砟轨道结构的受力变形;步骤S130:结合综合指数法,根据形状改变能密度与变形高斯曲率,得到无砟轨道结构的受力变形综合指数,将所述受力变形综合指数作为无砟轨道的配筋方案评价指标;其中,所述形状改变能密度V d 又称形状改变比能,用于判断材料是否发生屈服破坏,基于第四强度理论计算:其中,σ x 、σ y 、σ z 分别为形变曲面上一荷载点的横向、纵向及垂直向的正应力,τ xy 、τ yz 、τ xz 分别为所述荷载点的横向、纵向及垂直向的切应力,σ s 为所述荷载点的von-Mises应力,E为弹性模量,v为泊松比;所述变形高斯曲率是指形变曲面的弯曲程度,所述荷载点的变形高斯曲率基于下式计算:K=k 1 ×k 2 ,其中,κ 1 、κ 2 为所述荷载点的主曲率;所述受力变形综合指数是基于综合指数法计算后得到的表征无砟轨道配筋效果的指标,基于下式计算:T=V d ×K。
2.根据权利要求1所述的无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,所述步骤S110具体包括:应用ABAQUS大型有限元软件建立CRTSⅢ型板式无砟轨道空间耦合静力学有限元模型,具体包括:根据钢轨实际界面属性、材料特性及钢轨的平/转动自由度,结合扣件支承位置,采用梁单元对钢轨进行模拟及单元划分;所述扣件采用三向弹簧-阻尼单元模拟,垂直向刚度、垂直向阻尼、横向刚度、横向阻尼及纵向阻力均按实测值进行取值;轨道板、自密实混凝土层、底座板采用实体单元进行建模,所述底座板上预留限位凹槽,所述自密实混凝土层预留对应凸台,结合钢筋布设位置与扣件区域对所述轨道板、自密实混凝土层、底座板进行单元划分;所述自密实混凝土与所述底座板间设置土工布隔离层,所述限位凹槽四周设置弹性缓冲垫板,采用相应的线性刚度模拟所述弹性缓冲垫板;门型筋、预应力钢筋与普通钢筋采用桁架单元进行模拟,并结合轨道板网格进行单元划分。
3.根据权利要求2所述的无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,采用嵌入式约束模拟所述门型筋和所述普通钢筋的桁架单元与轨道板间的结合。
4.根据权利要求3所述的无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,所述荷载因素包括检算荷载,其进一步包括车辆荷载、升温荷载、降温荷载及基础变形荷载。
5.根据权利要求4所述的无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,采用先张法模拟施工,对所述预应力钢筋施加与预应力效应等效的降温荷载完成预应力效应的模拟;或者,采用后张法模拟施工,在预应力钢筋与轨道板间建立约束弹簧,沿所述预应力钢筋径向的弹簧刚度为零,沿所述预应力钢筋截面法向及周向的弹簧设置为刚性,所述预应力钢筋与所述轨道板间无相互侵入,所述预应力钢筋端部与所述轨道板节点区域耦合。
6.根据权利要求5所述的无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,采用后张法模拟预应力钢筋,在所述预应力钢筋端部建立锚固端。
7.根据权利要求6所述的无砟轨道结构配筋检算优化方法,其特征在于,检算方向明确的预应力效应时,采用典型路径上的应力、位移作为指标进行检算。