随着我国高铁网建设的全面启动和运营里程、运营时间的增长,轨道病害尤其是轨道板层间离缝与板间宽窄接缝变形等问题逐渐受到人们的重视。本文主要针对轨道板的表面伤损进行调查,并研究轨道板板温对宽窄接缝变形的影响。为实现上述目标,本文通过现场对轨道板伤损的实际调查与分析;搭建有效监测板温与宽窄接缝变形平台、分析板温变化与宽窄接缝的变形规律;建立LSTM模型,通过轨道板温度参数对轨道板宽窄接缝变形进行预测,并与时间序列ARIMA模型预测效果进行对比,验证预测效果的好坏,以达到对宽窄接缝病害进行及时预警的目的。主要研究内容及研究结果如下:(1)轨道板病害现场调研工作。针对华东某区域轨道板伤损进行现场调查工作,并对无砟轨道板表面不同种类伤损进行分析:现场轨道板最普遍的伤损为层间离缝以及板间宽窄接缝病害,其中通过对离缝的病害统计分析,发现轨道板离缝多集中于板端;对相邻多块轨道板离缝病害做三维立体示意图,发现轨道板呈四周翘曲现象,且轨道板存在两侧温度场分布不完全相同的情况,造成轨道板两侧的板边翘曲不一致。通过对所拍摄宽窄接缝图片统计,发现轨道板的窄接缝病害较为严重,最常见的为,宽接缝完好,窄接缝破坏;病害发展的大致趋势为:宽窄接缝连接处断裂——窄接缝失效——窄接缝脱空——宽接缝破坏;宽窄接缝的变形对周围病害,如轨道板裂纹,板端离缝的发展等,有较大影响。(2)以伤损调查地区的某(路基)段为试验场地,通过对轨道板内部温度荷载进行分类,进行平台的搭建,对轨道板内部的温度及表面宽窄接缝变形尺寸进行监测,并对监测数据进行检验:测温度以及宽窄接缝变形均是以天为周期呈现周期性变化,且不同深度层间温度以及纵向温度梯度均存在约2小时的滞后性,与宽窄接缝变形滞后性一致,可说明监测数据有效。(3)分别从层间温度,竖向温度梯度以及纵向温度梯度三个方面对轨道板宽窄接缝变形规律进行研究。结果表明:层间温度、纵向温度梯度与宽窄接缝变形相关性较强,层间温度与宽窄接缝变形基本一致,而纵向温度与宽窄接缝尺寸变化趋势相反;竖向温度梯度与窄接缝变形的一致性相较于宽接缝不太明显;竖向温度梯度变化率与层间接缝变形尤其是与窄接缝变形之间存在较强相关性。对温度进行分区段划分,拟合宽窄接缝的变形情况,发现轨道板内部,轨道板板端相较于板中对温度变化更为敏感,且深度50mm处相较于深度150mm处对温度变化更加敏感;升温时,层间温度变化、纵向温度梯度变化均和宽窄接缝变形呈线性关系,降温时,二者与宽窄接缝均呈二次函数变化;在夜间温度下降较平稳的过程中,当轨道板深度50mm的层间温度低于28.05℃时,宽接缝压缩尺寸随层间温度的下降而减少,呈系数为0.03的线性变化。在轨道板深度150mm内部,当层间温度大于31.4℃(31.4℃～36℃),层间温度与窄接缝变形呈系数为0.0082的线性关系;竖向温度梯度变化小于-500(-500～-100),竖向温度梯度变化率与窄接缝变形呈系数为-0.0072的线性关系。(4)基于神经网络建立LSTM模型,通过层间温度、竖向温度梯度以及纵向温度梯度对宽窄接缝变形量进行预测。并与ARIMA模型的分析比较,发现模型整体预测性良好,但由于温度参数与窄接缝相关性较宽接缝弱,因此窄接缝预测效果偏差性较大。可将长短记忆模型作为预测宽窄接缝变形尺寸的方法,为轨道板养护维修工作做好预警准备。