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CRTSⅡ型板式无砟轨道在中国高速铁路上广泛应用，其行车安全性、平稳性等整体性能良好。然而在外界复杂因素影响下，轨道结构产生了不同种类的病害，其中，轨道板端上拱是目前CRTSⅡ型板式轨道最为突出的病害之一。上拱病害降低了线路的平顺性，严重时直接影响高速列车的安全平稳运营，因此亟需开展轨道板端上拱病害机理及整治研究。
轨道板端上拱往往伴随着层间界面损伤和板间接缝病害的发生，演化过程复杂且具有明显的非线性特征。目前针对轨道板端上拱的模拟方法还存在不足，不能考虑上拱过程中层间界面损伤以及相邻板间接缝连接病害，从而制约了对轨道板端上拱病害机理、影响规律等的研究。本文结合CRTSⅡ型板式轨道典型结构特征，将内聚力和混凝土损伤塑性模型引入到轨道板上拱分析中，系统开展了轨道板端上拱病害机理、影响规律及整治方案研究，主要研究内容和成果如下:
(1)基于内聚力和混凝土损伤塑性理论，建立了可同时考虑层间界面损伤和相邻板间连接病害的CRTSⅡ型板式无砟轨道上拱非线性分析有限元模型。
基于CRTSⅡ型板式轨道层间和板间结构特征，采用混凝土损伤塑性模型考虑板间接缝损伤的产生和演化，采用内聚力模型模拟层间界面和相邻板间界面的黏结特性，建立了可同时考虑层间界面黏结损伤和相邻板间连接病害的上拱非线性分析有限元模型，并通过对比既有方法和试验测试结果，验证了建模所取非线性参数及所建上拱非线性分析模型的正确性。
(2)研究了整体升降温荷载作用下板间接缝的损伤特性，并基于热传导理论，研究了夏季高温条件下轨道板端的上拱演化过程。
基于混凝土损伤塑性本构关系，对整体升降温荷载作用下的板间接缝损伤演变规律进行了研究;在此基础上，引入热传导理论，研究了夏季高温条件下轨道板端的上拱演化过程。研究表明，在较大的整体升降温荷载作用下，宽窄接缝会在张拉锁件位置出现较大的受拉损伤，降温荷载作用还会导致板间接缝界面出现离缝，整体降温对板间接缝损伤的影响更大。板间接缝混凝土施工质量越差，损伤和破坏产生的临界升温幅度越低，当板间接缝混凝土折减到C35时，破碎产生的临界升温幅度下降至38.2℃，在浇筑板间接缝时应严格控制施工质量。轨道结构在板间接缝损伤位置呈以接缝为中心的“扁斑”状上拱。轨道结构最大垂向上拱变形发生在板表和板中到达各自最高温度时刻之间，现场整治维修时，应重点关注板表与板中高温极值时段下无砟轨道的上拱变形情况。
(3)基于上拱非线性分析模型，研究了不同影响因素对轨道板端上拱变形的影响规律。
基于上拱非线性分析模型，对外部温度荷载条件、层间界面黏结状态以及板间接缝连接状态对轨道板端上拱变形的影响规律进行了研究。研究表明，整体升温为轨道板上拱的主要温度荷载条件，正温度梯度会加剧轨道板上拱病害的发生。提高界面黏结强度和韧度有利于控制轨道结构上拱变形以及层间界面损伤;提高界面刚度，会加速层间界面损伤的产生。层间离缝能加速轨道板上拱病害的发生，板中离缝相比于板边离缝更为不利。窄接缝损伤会使轨道结构处于向上偏心受压状态，直接导致上拱发生，且损伤程度越大，上拱幅度越大;当窄接缝损伤高度超过60mm时，上拱变化速度有明显增加趋势。窄接缝垂向损伤高度相比于横向损伤长度更为不利，当窄接缝损伤高度为20mm，整体升温14℃时就已达到线路离缝养护维修限值，整体升温29℃时需要对行车进行限速处理;当窄接缝损伤高度为100mm时，限速处理的整体升温幅度下降至18℃;现场应重点关注窄接缝服役状态，一旦发现窄接缝损伤应及时修补。加强相邻板间接缝界面黏结能一定程度抑制轨道板端上拱变形，现场应对板间界面离缝病害进行及时的养护维修。
(4)基于不同的上拱整治思想，提出了不同的上拱整治方案，研究了不同整治方案的可行性和整治效果。
基于纵连、半单元半纵连、单元化三种整治思想，提出了不同的上拱整治方案，对不同整治方案的可行性和整治效果进行了研究。研究表明，纵连整治时，板端植入2根钢筋，轨道板上拱位移能减小64％，继续增加植筋数量对上拱整治效果提升不大，建议板端植入2根钢筋;另外，植筋越靠近板端，整治效率越高。半单元半纵连整治时，板间接缝位置切缝可以有效地释放部分温度力，极端升温荷载作用下的轨道板端最大上拱位移能减小至2mm以内，线路离缝维修升温幅度限值能提高至34℃以上，整治效果明显，但需特别注意降温荷载作用下切缝界面离缝问题;另外，靠近切缝一侧的轨道板受力会相对好于远离切缝一侧;建议切缝应沿线路走向等距布置。单元化整治时，轨道板植筋限位可作为过渡处理方案;扣压型限位方案可以作为临时或者辅助限位措施;圆形和矩形凸台限位，轨道结构受力变形状态良好，但矩形凸台的应力集中现象要相对高于圆形凸台。
轨道板端上拱往往伴随着层间界面损伤和板间接缝病害的发生，演化过程复杂且具有明显的非线性特征。目前针对轨道板端上拱的模拟方法还存在不足，不能考虑上拱过程中层间界面损伤以及相邻板间接缝连接病害，从而制约了对轨道板端上拱病害机理、影响规律等的研究。本文结合CRTSⅡ型板式轨道典型结构特征，将内聚力和混凝土损伤塑性模型引入到轨道板上拱分析中，系统开展了轨道板端上拱病害机理、影响规律及整治方案研究，主要研究内容和成果如下:
(1)基于内聚力和混凝土损伤塑性理论，建立了可同时考虑层间界面损伤和相邻板间连接病害的CRTSⅡ型板式无砟轨道上拱非线性分析有限元模型。
基于CRTSⅡ型板式轨道层间和板间结构特征，采用混凝土损伤塑性模型考虑板间接缝损伤的产生和演化，采用内聚力模型模拟层间界面和相邻板间界面的黏结特性，建立了可同时考虑层间界面黏结损伤和相邻板间连接病害的上拱非线性分析有限元模型，并通过对比既有方法和试验测试结果，验证了建模所取非线性参数及所建上拱非线性分析模型的正确性。
(2)研究了整体升降温荷载作用下板间接缝的损伤特性，并基于热传导理论，研究了夏季高温条件下轨道板端的上拱演化过程。
基于混凝土损伤塑性本构关系，对整体升降温荷载作用下的板间接缝损伤演变规律进行了研究;在此基础上，引入热传导理论，研究了夏季高温条件下轨道板端的上拱演化过程。研究表明，在较大的整体升降温荷载作用下，宽窄接缝会在张拉锁件位置出现较大的受拉损伤，降温荷载作用还会导致板间接缝界面出现离缝，整体降温对板间接缝损伤的影响更大。板间接缝混凝土施工质量越差，损伤和破坏产生的临界升温幅度越低，当板间接缝混凝土折减到C35时，破碎产生的临界升温幅度下降至38.2℃，在浇筑板间接缝时应严格控制施工质量。轨道结构在板间接缝损伤位置呈以接缝为中心的“扁斑”状上拱。轨道结构最大垂向上拱变形发生在板表和板中到达各自最高温度时刻之间，现场整治维修时，应重点关注板表与板中高温极值时段下无砟轨道的上拱变形情况。
(3)基于上拱非线性分析模型，研究了不同影响因素对轨道板端上拱变形的影响规律。
基于上拱非线性分析模型，对外部温度荷载条件、层间界面黏结状态以及板间接缝连接状态对轨道板端上拱变形的影响规律进行了研究。研究表明，整体升温为轨道板上拱的主要温度荷载条件，正温度梯度会加剧轨道板上拱病害的发生。提高界面黏结强度和韧度有利于控制轨道结构上拱变形以及层间界面损伤;提高界面刚度，会加速层间界面损伤的产生。层间离缝能加速轨道板上拱病害的发生，板中离缝相比于板边离缝更为不利。窄接缝损伤会使轨道结构处于向上偏心受压状态，直接导致上拱发生，且损伤程度越大，上拱幅度越大;当窄接缝损伤高度超过60mm时，上拱变化速度有明显增加趋势。窄接缝垂向损伤高度相比于横向损伤长度更为不利，当窄接缝损伤高度为20mm，整体升温14℃时就已达到线路离缝养护维修限值，整体升温29℃时需要对行车进行限速处理;当窄接缝损伤高度为100mm时，限速处理的整体升温幅度下降至18℃;现场应重点关注窄接缝服役状态，一旦发现窄接缝损伤应及时修补。加强相邻板间接缝界面黏结能一定程度抑制轨道板端上拱变形，现场应对板间界面离缝病害进行及时的养护维修。
(4)基于不同的上拱整治思想，提出了不同的上拱整治方案，研究了不同整治方案的可行性和整治效果。
基于纵连、半单元半纵连、单元化三种整治思想，提出了不同的上拱整治方案，对不同整治方案的可行性和整治效果进行了研究。研究表明，纵连整治时，板端植入2根钢筋，轨道板上拱位移能减小64％，继续增加植筋数量对上拱整治效果提升不大，建议板端植入2根钢筋;另外，植筋越靠近板端，整治效率越高。半单元半纵连整治时，板间接缝位置切缝可以有效地释放部分温度力，极端升温荷载作用下的轨道板端最大上拱位移能减小至2mm以内，线路离缝维修升温幅度限值能提高至34℃以上，整治效果明显，但需特别注意降温荷载作用下切缝界面离缝问题;另外，靠近切缝一侧的轨道板受力会相对好于远离切缝一侧;建议切缝应沿线路走向等距布置。单元化整治时，轨道板植筋限位可作为过渡处理方案;扣压型限位方案可以作为临时或者辅助限位措施;圆形和矩形凸台限位，轨道结构受力变形状态良好，但矩形凸台的应力集中现象要相对高于圆形凸台。