刚构桥上无砟轨道无缝线路病害研究

谢铠泽，王平，徐浩，陈嵘

(西南交通大学 高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都，610031)

摘 要：

两端CRTSⅠ型框架型板式无砟轨道无缝线路扣件复合垫板窜出、半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂以及半圆形凸形挡台周围填充树脂与轨道板产生较大离缝等病害，基于桥上无砟轨道无缝线路受力特点，采用有限元的方法建立线-板-桥-墩一体化计算模型，分析树脂强度、桥上铺设小阻力扣件以及设置钢轨伸缩调节器对轨道结构受力和变形的影响。结果表明：刚构桥两端扣件复合垫板窜出主要是由于采用小阻力扣件时，桥梁两端位置处的钢轨与轨道板的相对位移过大所致；半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂、树脂大离缝等病害主要是因为在扣件纵向阻力过大以及树脂层的强度未达到设计强度，钢轨与桥梁温度变化使凸形挡台周围树脂层受力过大所致；桥上采用小阻力扣件时应该研究其铺设范围以期达到既能降低钢轨伸缩附加力又不显著增加钢轨与轨道板的相对位移。

关键词：

刚构桥；无砟轨道；无缝线路；病害；

中图分类号：U213.9          文献标志码：A         文章编号：1672-7207(2014)06-2085-07

Diseases of continuous welded rail of ballstless track on rigid frame bridge

XIE Kaize, WANG Ping, XU Hao, CHEN Rong

(Key Laboratory of High-speed Railway Engineering, Ministry of Education,

Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)

Abstract: In order to find out the reason for composite backing plates of fastener springing, tension crack of the joint between semicircular convex and base and big open joint between the resin layer around the semicircular convex and the slab in rigid frame bridge both ends, a rail-slab-beam-pier integrated model was established which is based on the stress characteristics of the continuous welded rail of ballstless track on rigid frame bridge and the finite element method to analyse the effect of the strength of resin and laying small resistance fastener or rail expansion joints on bridge on the track structure stress and deformation. The results show that the main reason for backing plates springing is the use of small resistance fastener which made the relative displacement between rail and slab too large. When the temperature of rail and bridge changes, large fastener longitudinal resistance and insufficient strength of the resin layer make the resin layer bear excessive force which make the tension crack and big open joint. It is necessary to study the covering range of small resistance fastener on bridge to reduce the additional rail expansion force without significant increase in relative displacement between rail and slab.

Key words: rigid frame bridge; ballstless track; continuous welded rail; diseases

为了适应高速行车的需要，提高线路的稳定性、可靠性和耐久性，减少线路养护维修工作量，世界各国研发了多种形式的无砟轨道，我国在引进国外无砟轨道技术的基础上，形成了CRTS(China Railway Track System)Ⅰ，Ⅱ型双块式和Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型板式无砟轨道，并广泛应用于京沪、哈大、成灌、成绵乐等高速铁路或客运专线上。由于无砟轨道是暴露在大气环境中，随着其服役时间的延长，不可避免地将出现病害。曾真^[1]通过对秦沈客运专线板式无砟轨道病害进行调研分析，认为板式无砟轨道的主要病害有CA砂浆层剥离、碎裂，轨道板与凸形挡台开裂以及凸形挡台周围填充树脂层开裂等。向俊等^[2-3]分别采用理论和试验的方法研究了CA砂浆层劣化对板式轨道变形和受力的影响，研究表明：CA砂浆层劣化将显著增加轨道结构的动力响应，尤其是轨道板竖向位移；王平等^[4]则研究了路基上轨道板开裂对CRTSⅡ型板式轨道的影响，结果表明：轨道板开裂将增大轮轨作用力和轨道结构的动力响应。由于无砟轨道病害会对轨道结构受力和变形产生很大的影响，因此需要对其成因进行研究分析，从而采取相应的措施控制无砟轨道的病害发生。赵伟^[5]通过建立带凸形挡台的板式轨道实体模型，分析凸形挡台受力，认为轨道板内的温度荷载是造成凸形挡台开裂的主要原因；向俊等^[2]也从材料类型、结构受力、外部环境等方面对各种无砟轨道病害的成因进行了定性分析，并定量研究了CA砂浆层病害的修补方法；付二兰等^[6-8]以实践经验为基础提出了不同无缝线路病害的防治措施，但未进行理论分析。综上可知，关于无砟轨道无缝线路病害的研究存在一定的片面性。

广东至珠海城际铁路于2011年7月开通运营，其中某刚构桥的桥跨布置为(115+2×185+108) m，共5个桥墩，其中间3个桥墩为刚构墩，桥上铺设CRTSⅠ型框架板式无砟轨道，由于该桥位于曲线地段，桥上铺设小阻力扣件而未设置钢轨伸缩调节器，开通后该桥上、下行大跨度连续刚构两端均出现了半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂、梁端小阻力扣件复合垫板在铁垫板上均有不同程度的窜出现象、半圆形凸形挡台周围填充树脂与轨道板产生离缝，最大离缝宽度约为12 mm，图1所示为病害表现形式。这些病害会随着运营时间的推移不断恶化并造成桥上其他位置出现新病害，因此有必有对病害进行原因分析与防治，以免影响无砟轨道的耐久性。本文作者将结合无砟轨道的结构特点及无缝线路的受力特点进行桥上无砟轨道无缝线路病害分析。

图1  病害表现形式

Fig. 1  Disease manifestations

1  计算模型

1.1  模型建立

结合CRTSⅠ型框架板式无砟轨道的结构特点以及传力特点，针对该刚构桥，基于桥上无缝线路梁轨相互作用原理，建立如图2所示线、板、桥、墩一体化计算模型，其中钢轨采用弹性点支承梁模型，扣件采用非线性弹簧模拟；轨道板由于其厚度方向上的尺寸远小于长度和宽度方向上的尺寸，符合弹性薄板的结构特点，采用板壳单元模拟；桥墩刚度、弹性垫层刚度及轨道板与砂浆层之间的摩阻力均可简化为弹簧表示^[9-12]。对于CRTSⅠ型框架板式无砟轨道，其底座板通过钢筋与桥面相连，两者间一般不会产生相对滑动，故在模型中可简化为一体；凸形挡台周围设置有树脂层，具有一定的弹性，模型中考虑了树脂层弹性层的影响，通过计算弹性层的压缩变形，从而判断病害产生的原因。

计算时考虑轨道板由于收缩、徐变及温度变化等对桥上无缝线路、凸形挡台及树脂层等受力造成的影响。

图2  刚构桥线-板-桥-墩一体化计算模型

Fig. 2  Rail-slab-beam-pier integrated model of rigid frame bridge

1.2  模型假定

无砟轨道桥上无缝线路计算中所采用的计算假定大部分与有砟轨道桥上无缝线路^[13-14]相同，由于该模型对无砟轨道结构系统进行了部分简化，因此增加以下几点假设：

(1) 树脂层视为梁板间的纵向弹簧约束，位于板端，其位移阻力特性与扣件系统不一样，其值在计算中依据实际测量结果取值。

(2) 轨道板与CA砂浆层的摩擦阻力为轨道自重与两者接触面间摩擦系数的乘积，有列车荷载时需考虑列车的活载作用，为简化计算，将摩擦阻力视为扣件节点下的纵向弹簧约束，只要轨道板与梁面存在纵向相对位移，该摩擦力即存在，且为定值。

(3) 不考虑长大连续梁端部过渡板对梁轨相互作用的影响。

(4) 轨道板位于梁面上且体积较小，受气温变化的影响较大，与梁体间存在着温度梯度，其日温差取值可略大于混凝土桥梁。

1.3  计算参数

刚构桥依据实际跨度取值，考虑到简支梁桥梁跨数与受力特点之间的关系^[9]，刚构桥左右两侧简支梁桥分别取5跨，计算中桥梁和道床板温度差均取为30 ℃。

对于CRTSⅠ型框架板式无砟轨道，其扣件类型为WJ-7型常阻力或小阻力扣件，其纵向阻力取值参考文献[15]取值。

轨道板与CA砂浆层之间的摩阻力以及凸形挡台周围树脂层的刚度取值，依据西南交通大学在现场测试结果取值，其测试结果如图3所示。

从图3测试结果计算得袋装CA砂浆与轨道板间的摩擦因数为0.55，在计算中根据框架板及其上部钢轨的质量可得框架式轨道板与CA砂浆层间的摩擦力为5.3 kN/m；凸形挡台周围树脂层在压缩变形小于0.5 mm时，其刚度约为80 kN/mm，大于0.5 mm时，其刚度约为10 kN/mm。出现这种现象的原因可能是由于测试时间与树脂浇注时间相隔仅1 d，树脂还尚未达到设计强度，因此计算中考虑树脂层强度达到设计强度值时(下文简称强度足够)，其刚度取值为80 kN/mm，当由于施工等各种原因使树脂层强度低于设计强度时(下文简称强度不足)，其刚度为10 kN/mm。树脂层刚度取值为：树脂层压缩变形在0.5 mm范围内，其刚度取为80 kN/mm，大于0.5 mm时，其刚度约为10 kN/mm。

图3  砂浆层摩阻力及树脂弹性测试及结果

Fig. 3  Test and result of frictional resistance of mortar and resin elasticity

2  结果与分析

主要从凸形挡台周围树脂层强度足够、树脂层强度不足及设置钢轨伸缩调节器或全桥铺设小阻力扣件等不同条件下比较分析轨道结构的位移及各部件的变形及受力特点，从而分析病害产生的原因及提出相应的建议方法。

2.1  树脂层强度足够

考虑钢轨、桥梁及轨道板的升温变化，计算中考虑主桥全桥铺设小阻力扣件、常阻力扣件2种情况。计算得到的钢轨伸缩附加力、各部件的纵向位移、凸形挡台树脂压缩量、凸形挡台纵向力如图4所示。表1所示为考虑轨道板不同温度变化幅度的计算结果。

从图4及表1可知：钢轨最大伸缩力受轨道板的升温幅度影响较小，受扣件纵向阻力的影响较大，小阻力扣件相对于常阻力扣件使钢轨的伸缩附加力的最大值降低了41.3%，可见大跨桥上采用小阻力扣件是降低伸缩附加力的有效措施。连续刚构桥以跨中向两端伸缩，将在连续刚构两端出现较大的伸缩附加力，计算得左侧温度跨度约为275 m，右侧温度跨度约为268 m，因而主桥左端出现最大伸缩附加力。在桥梁中部较长范围内钢轨与轨道板的伸缩位移相同，在此范围内凸形挡台所受纵向力、树脂的压缩量均较小；而在连续刚构桥两端出现较大的梁轨相对位移，扣件阻力越小，钢轨与轨道板的相对位移越大，当采用小阻力扣件时可达到61.0 mm，板轨相对位移过大极易带动轨下复合垫板从铁垫板上窜出。

图4  桥上无缝线路计算结果

Fig. 4  Results of CWR on bridge

表1  轨道板不同温度变化对桥上无缝线路的影响

Table 1  Influences of temperature of slab on CWR on bridge

当扣件纵向阻力较大时，凸形挡台所受纵向力出现在刚构桥两端，当扣件纵向阻力较小时，其所受最大纵向力出现在与连续刚构相连的简支梁上；轨道板受力如图5所示，凸形挡台所受纵向力F₃及树脂的压缩量只与单元板上的扣件纵向力F₁、轨道板与袋装CA砂浆层的摩阻力F₂有关，其最大值不会超过整块板扣件所提供的最大阻力。由于无论采用何种扣件阻力，轨道板与CA砂浆层之间的摩擦力是不变的，因此随着扣件阻力的增加，凸形挡台所受的纵向力就会增加，凸形挡台周围的树脂层的压缩量就会增大，从图4(d)与图4(e)及图4(f)与图4(g)的结果也验证了上述的分析，因此该刚构桥两端出现的半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂病害以及半圆形凸形挡台周围填充树脂与轨道板产生离缝可能是由于扣件纵向阻力过大或者摩擦力降低引起的。

图5  轨道板受力图

Fig. 5  Force diagram of slab

从以上分析可知：凸形挡台的受力、树脂层的离缝以及树脂层的压缩量主要与扣件的纵向阻力及轨道板与袋装CA砂浆层的摩阻力有关。该桥两端出现半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂、树脂层离缝过大等病害还与以下几方面的原因有关：扣件螺栓扭矩过大导致扣件纵向阻力超过设计值；扣件的绝缘轨距块卡紧轨底导致钢轨不能沿垫板滑动，相当于严重增大了扣件纵向阻力；凸形挡台周围树脂层树脂未达到强度导致树脂变形过大，另一侧的凸形挡台树脂出现较大离缝；半圆形凸形挡台底部配筋量不足导致其承载力不够；施工导致凸形挡台周围的树脂厚度出现较大偏差，导致其纵向水平刚度偏离设计值等。

2.2  树脂强度不足

若凸形挡台周围树脂层强度未达到设计值即树脂层在压缩量未达到0.5 mm以前其抗抵变形的作用力呈线性增长，其刚度取为80 kN/mm，而变形大于0.5 mm以后呈缓慢增加，其刚度取为10 kN/mm，其他参数取值与2.1节相同。当树脂强度不足时计算得树脂压缩量及凸形挡台受力如图6所示。

图6  桥上无缝线路计算结果

Fig. 6  Results of CWR on bridge

从图6可见：若凸形挡台周围的树脂层强度不足，当桥梁伸缩时，在连续刚构桥端部及相邻简支梁上的树脂最大压缩量为10.1 mm，树脂与凸形挡台间的最大离缝达到了9.9 mm，与现场实际情况较为吻合；若卸载后树脂按80 kN/mm的斜率恢复弹性，则残余变形量可达8.4 mm。凸形挡台所受最大纵向力约为68.0 kN，小于树脂强度足够的情况，且与框架板摩阻力之和小于扣件纵向阻力之和，说明钢轨没有完全沿轨道板纵向移动，而是带动框架板一起发生了纵向移动。

以上分析表明，当树脂强度足够时，凸形挡台所受最大纵向力不会超过轨道板上所有扣件纵向阻力之和，因而树脂压缩量不会超过3 mm，树脂与凸形挡台间的离缝不会超过4.5 mm，且以上数值不会随桥梁温度跨度的增大而改变，这种无砟轨道形式是能适应在大跨度桥梁上铺设的。但是由于原材料、配方、施工等原因导致树脂强度不足，在大变形情况下出现软化现象时，树脂抵抗轨道板纵向移动的能力将大幅度下降，在长大跨度的桥梁上，树脂的压缩量及离缝就有可能达到10 mm以上，残余变形量也远大于其允许限值2 mm^[16]，长期运营中将导致树脂开裂、破损、失效，无疑将限制其在长大跨度桥梁上的使用。

表2  树脂强度对桥上无缝线路的影响

Table 2  Influence of strength of resin on CWR on bridge

2.3  设置钢轨伸缩调节器或全桥铺设小阻力扣件

若在该连续刚构两端铺设钢轨伸缩调节器或全桥铺设小阻力扣件，并考虑树脂强度不足、钢轨升温40℃、桥梁及框架式轨道板升温30 ℃的情况，则桥上无缝线路伸缩力的计算结果比较如表2所示，表中钢轨伸缩力是指钢轨纵向力与钢轨基本温度力的差值。

从表2可见：全桥采用小阻力扣件时，钢轨伸缩力、钢轨相对轨道板的纵向位移、凸形挡台受力及树脂变形均较仅主桥铺设小阻力扣件时有所降低，特别是当树脂强度不足时，树脂的压缩变形及离缝均有较大程度的减缓，这主要是由于小阻力扣件传递至轨道板上的总纵向力大幅度降低所致。对于带凸形挡台及树脂的单元板式无砟轨道，全桥配套采用小阻力扣件对凸形挡台及树脂的受力是较为有利的。对于长大连续梁桥及两端为多跨简支梁的情况，若全桥不能设置小阻力扣件时，根据凸形挡台受力的衰减情况看，至少应在连续梁及两端各3跨简支梁上设置小阻力扣件。

连续刚构两端铺设钢轨伸缩调节器并配套在基本轨端设置小阻力扣件时，钢轨相对于轨道板的纵向位移、凸形挡台受力及树脂变形较全桥铺设小阻力扣件又有进一步的降低，可见在大跨度桥梁上铺设钢轨伸缩调节器对减缓凸形挡台及树脂的受力十分有利。

总体来看，在大跨度桥上铺设单元板式无砟轨道时，除了需要检算钢轨、墩台的受力与变形外，还应检算凸形挡台受力及树脂变形，必要时还应检算钢轨相对于轨道板的纵向位移，这是与有砟轨道桥上无缝线路及无隔离层的无砟轨道桥上无缝线路设计中的不同之处。同时，在设计中还要考虑到树脂强度的实际情况，在最不利情况下可按前述测试值进行检算。

3  结论

(1) 刚构桥梁端的轨下垫板窜出病害主要是由于桥上无砟轨道无缝线路采用小阻力扣件在桥梁伸缩条件下钢轨与轨道板的相对位移过大导致的；桥上采用小阻力扣件可以明显降低钢轨的伸缩附加力，但是会造成钢轨与轨道板的相对位移显著增加，从而产生一定的病害，我国在无砟轨道无缝线路上并未规定钢轨与轨道板的相对位移，因此需要通过规定钢轨与轨道板的相对位移限值或者选择小阻力扣件的使用范围来防止轨下垫板的窜出。

(2) 刚构桥两端的半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂病害出现的原因主要是由于扣件螺栓扭矩过大、扣件的绝缘轨距块卡紧轨底导致钢轨不能沿垫板滑动等从而造成扣件纵向阻力增大使刚构桥两端的半圆形凸形挡台受到的纵向力过大，造成凸形挡台与底座板处拉裂；半圆形凸形挡台周围填充树脂与轨道板产生离缝的主要原因一方面是由于扣件纵向阻力增加，另一方面可能是由于树脂层原材料、配方、施工等原因导致树脂强度不足，在大变形情况下出现软化现象时，其抵抗轨道板纵向移动的能力将大幅度下降，从而出现离缝；建议在线路检查过程中，检查内容应包括扣件扭矩是否过大、绝缘轨距块是否卡紧轨底等可能导致扣件纵向阻力过大的问题，还应该包括检查凸形挡台周围树脂层的状态，确保其处于正常工作状态。

(3) 桥上无砟轨道采用小阻力扣件虽然能降低钢轨的伸缩附加力，但是会增大钢轨与轨道板的相对位移，因此在桥上铺设小阻力扣件时应进行铺设长度及铺设范围的研究以期达到既降低钢轨的伸缩附加力又不会显著增加钢轨与轨道板的相对位移，使钢轨附加伸缩力与板轨相对位移两者协调。

参考文献：

[1] 曾真. 高速铁路板式无昨轨道破损分析及工务修程修制研究[D]. 成都: 西南交通大学土木工程学院, 2009: 24-48.

ZENG Zhen. Study on the damage of slab ballastless track structure and the railway maintenance system for high-speed railway[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University. School of Civil Engineering, 2009: 24-48.

[2] 向俊, 赫丹, 曾庆元. 水泥沥青砂浆劣化对板式轨道动力学性能的影响[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2009, 40(3): 791-796.

XIANG Jun, HE Dan, ZENG Qingyuan. Effect of cement asphalt mortar disease on dynamic performance of slab track[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2009, 40(3): 791-796.

[3] 蔡世昱, 周建, 杨荣山. 某线框架板式轨道CA砂浆伤损动力试验研究[J]. 铁道标准设计, 2013(2): 22-25.

CAI Shiyu, ZHOU Jian, YANG Rongshan. Dynamic experimental research of CA mortar injury of framework-slab track of a railway line[J]. Railway Standard Design, 2013(2): 22-25.

[4] 王平, 徐浩, 陈嵘, 等. 路基上CRTS Ⅱ型板式轨道裂纹影响分析[J]. 西南交通大学学报, 2012, 47(6): 929-934.

WANG Ping, XU Hao, CHEN Rong, et al. Effects analysis of cracking of CRTS Ⅱ slab track on subgrade[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2012, 47(6): 929-934.

[5] 赵伟. 单元板式无碴轨道伤损及纵向受力分析[D]. 成都: 西南交通大学土木工程学院, 2008: 32-62.

ZHAO Wei. Study on damages and the longitudinal forces of element slab ballastless track[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University. School of Civil Engineering, 2008: 32-62.

[6] 付二兰. 浅析无缝线路病害整治及对策[J]. 内蒙古科技与经济, 2011(19): 111-114.

FU Erlan. Simple analysis of disease control and countermeasures on continuous welded rail[J]. Inner Mongolia Science Technology & Economy, 2011(19): 111-114.

[7] 姜秀芹. 浅谈无缝线路的养护与维修[J]. 施工技术, 2008, 37(S): 194-199.

JIANG Xiuqin. Discussion on maintenance and repair in continuous welded rail[J]. Construction Technology, 2008, 37(S): 194-199.

[8] 沈志, 薛建美. 青藏铁路无缝线路胀轨、跑道和断轨问题预防及处理[J]. 安徽建筑, 2008, 158(1): 73-74.

SHEN Zhi, XUE Jianmei. Prevention and treatment of rail expansion excel-out and breakage in jointless rail along railway Qinghai-Xizang[J]. Anhui Architecture, 2008, 158(1): 73-74.

[9] 赵经文, 王宏钰. 结构有限元分析[M]. 2版. 北京: 科学出版社, 2008: 22-48.

ZHAO Jingwen, WANG Hongyu. Structural finite element analysis[M]. 2nd ed. Beijing: Science Press, 2008: 92-115.

[10] 王勖成, 邵敏. 有限元基本原理和数值方法[M]. 2版. 北京: 清华大学出版社, 1997: 92-115.

WANG Xucheng, SHAO Min. Fundamental principle of finite element method and numerical method[M]. 2nd ed. Beijing: Tsinghua University Press, 1997: 92-115.

[11] 徐庆元, 张旭久. 高速铁路博格纵连板桥上无砟轨道纵向力学特性[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2009, 40(2): 526-532.

XU Qingyuan, ZHANG Xujiu. Longitudinal forces characteristic of Bogl longitudinal connectedballastless track on high-speed railway bridge[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2009, 40(2): 526-532.

[12] WANG Ping, REN Juanjuan, XIANG Rui, et al. Influence of rub-plate length on forces and displacements of longitudinally coupled slab track for a bridge turnout[J]. Journal of Rail and Rapid Trasit, 2012(226): 284-293.

[13] 广钟岩, 高慧安. 铁路无缝线路[M]. 4版. 北京: 人民交通出版社, 2010: 203-261.

GUANG Zhongyan, GAO Huian. Welded turnout of railway[M]. 4th ed. Beijing: China Railway Press, 2010: 203-261.

[14] 李秋义, 孙立. 桥墩温差荷载引起的桥上无缝线路钢轨附加力[J]. 中国铁道科学, 2007, 28(4): 50-54.

LI Qiuyi, SUN Li. Additional longitudinal force of cwr track on bridge caused by temperature different between one side and another side of pier[J]. China Railway Science, 2007, 28(4): 50-54.

[15] 陈杨. 桥上CRTSI 型板式无砟轨道纵向力分析[D]. 成都: 西南交通大学土木工程学院, 2009: 18-42.

CHEN Yang. Study on the longitudinal forces of CRTSⅠ ballastless track slab on bridge[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University. School of Civil Engineering, 2009: 18-42.

[16] 科技基[2008]74号. 客运专线铁路CRTS I型板式无砟轨道凸形挡台填充聚氨酯树脂(CPU)暂行技术条件 [S].

The Science and Technology Department of the Ministry of Railways [2008] No.74. Provisional technical specifications of casting polyurethane resin (CPU) around shear cam of CRTS I ballastless track on passenger dedicated line[S].

(编辑  陈爱华)

收稿日期：2013-08-15；修回日期：2013-11-26

基金项目：国家自然科学基金高铁联合基金资助项目(U1234201)

通信作者：王平(1969-)，男，湖北宜昌人，教授，博士生导师，从事高速重载轨道结构及轨道动力学研究；电话：13608007071；E-mail：wping@home.swjtu.edu.cn

摘要：为分析某刚构桥两端CRTSⅠ型框架型板式无砟轨道无缝线路扣件复合垫板窜出、半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂以及半圆形凸形挡台周围填充树脂与轨道板产生较大离缝等病害，基于桥上无砟轨道无缝线路受力特点，采用有限元的方法建立线-板-桥-墩一体化计算模型，分析树脂强度、桥上铺设小阻力扣件以及设置钢轨伸缩调节器对轨道结构受力和变形的影响。结果表明：刚构桥两端扣件复合垫板窜出主要是由于采用小阻力扣件时，桥梁两端位置处的钢轨与轨道板的相对位移过大所致；半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂、树脂大离缝等病害主要是因为在扣件纵向阻力过大以及树脂层的强度未达到设计强度，钢轨与桥梁温度变化使凸形挡台周围树脂层受力过大所致；桥上采用小阻力扣件时应该研究其铺设范围以期达到既能降低钢轨伸缩附加力又不显著增加钢轨与轨道板的相对位移。