高速铁路铺设CRTS Ⅲ型板式无砟轨道地段的路基冻胀限值

我国冻土地区高速铁路分布广泛,路基冻胀对高速铁路无砟轨道结构损伤影响较为突出,危害行车安全。但是目前尚未建立针对铺设CRTS Ⅲ型板式无砟轨道地段的路基冻胀控制限值。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论和混凝土塑性损伤理论,考虑混凝土结构损伤和车轨相互作用,建立车辆-无砟轨道-冻胀路基静动力分析模型,分析路基冻胀对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构的损伤和车辆动力性能指标的影响。综合静、动力控制指标,提出一种针对冻胀变形的分级控制限值;分别考虑轨道结构层间离缝和结构损伤、钢轨垂向动位移、乘车舒适性和行车安全性等多项控制指标,将路基冻胀限值划分为5个区域。研究结果表明:路基冻胀作用于轨道板中部时损伤和离缝量出现极值;结构损伤和车辆动力学响应均随波长减小和波峰增大而呈增大趋势,且均对波长的影响更为敏感。可以根据不同分区的冻胀限值保障车辆运营安全,为冻土区无砟轨道养护维修提供参考。

不同气象因素下CRTSⅢ型板式无砟轨道结构热力学响应

CRTSⅢ板式无砟轨道是我国自主研发的一种竖向多层轨道结构,其热力学响应容易受到气象多因素的影响,本文建立了桥上CRTSⅢ板式无砟轨道有限元模型并进行了模型验证,然后分析了不同气象因素(环境温度、太阳辐射、风速)对无砟轨道结构热力学性能的影响规律。结果表明:该三维有限元模型可以较好反映无砟轨道热力学性能,三种气象因素中,太阳辐射是影响结构热力学响应的最重要因素,导致轨道内多层结构较大的温度、应力、位移变化,其次是环境温度作用,风速作用影响最小,特别是轨道板的热力学响应变化幅值明显大于自密实混凝土层与底座板。研究结果有助于揭示CRTSⅢ板式无砟轨道的温度荷载效应,为无砟轨道的长期结构性能评估与养维提供重要的意义。

CRTS III型无砟轨道板生产管理信息系统设计与实现

针对板场借助信息化手段辅助管理轨道板快速、批量生产的需求,研发了CRTS III型无砟轨道板生产管理信息系统。系统基于协同工作平台,采用参数配置和二次开发的方式实现。经过7个环节扫描RFID电子标签和12个生产环节的质量控制,实现了生产和仓储各阶段信息的关联。整个生产过程的信息实现了整合,生产及质量信息可以追溯,使得查询、归档、统计和分析更加便捷。将III型板生产管理过程从传统记账式单机信息化,提升到系统性的信息化程度。目前,此系统已在多条高速铁路线路的板场中应用,验证了系统功能的可行性、准确性和稳定性。

CRTSIII型板式无砟轨道桥梁段环境振动测试分析

为研究CRTS III型板式无砟轨道环境振动特点，对成灌铁路某桥梁段地面振动进行现场测试，分析不同测点地面振动加速度时程特点、频谱特征，并进行1/3倍频程分析和Z振级的衰减分析。结果表明，列车以180 km/h速度通过时，地面振动持续时间约6 s，距线路中心10 m处振动峰值加速度为60 mm/s2；在10 m处振动频谱分布范围在20～90 Hz，高频振动随距离衰减更快，大于20 m处振动主要以15～45 Hz为主；地面振动Z振级的衰减符合对数衰减规律。

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注过程应力和变形量分析及质量控制

在高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道施工中,自密实混凝土灌注易产生水击效应,导致轨道板上浮,进而对轨道标高控制产生影响。随灌注施工所用时间的减少,轨道板上浮量迅速增加,当灌注时间为2.5min时,上浮量达2.7mm,给后续扣件安装、调板等带来较大困难。本文通过ANSYS有限元分析,研究不同扩展度自密实混凝土在不同灌注速度下轨道板、底座板和扣压装置的受力状况及轨道板上浮量,以期为最佳灌注速度及灌注时间提供理论依据。

高速铁路路基不均匀沉降对CRTS Ⅲ板式轨道受力变形的影响

应用有限元方法建立土质路基上 CRTS III 型板式无砟轨道系统空间耦合模型，研究路基不均匀沉降作用下板式轨道的受力和变形特性，以及路基发生不均匀沉降时底座板和路基表层之间接触应力和脱空区域的变化规律。结果表明：路基发生不均匀沉降时，无砟轨道结构在重力作用下会发生跟随性变形；轨道板、自密实混凝土和底座板在路基沉降作用下的应力受路基沉降波长和幅值的综合影响，路基沉降幅值越大，轨道各层受力越大，波长为20～30 m 的路基沉降对轨道应力的影响较大；底座板和路基表层间的接触应力和脱空区域随着路基沉降幅值的增大而增大，随着路基沉降波长的增大出现先增大后减小的变化趋势。由此可见，路基不均匀沉降会对轨道结构的受力和变形产生明显影响，严重时会造成轨道脱空，对行车安全舒适性产生较大影响，应加以严格控制。

路基不均匀沉降对车辆-CRTSⅢ型轨道系统动力特性影响

为研究路基不均匀沉降对车辆—CRTSⅢ型板式轨道系统动力特性的影响,以多体动力学和有限元方法分别计算车辆和轨道系统的动力响应,2个子系统通过轮轨关系实现耦合。建立考虑重力作用的车辆—CRTSⅢ型板式轨道空间耦合动力分析模型,利用该模型研究不同行车速度、路基不均匀沉降幅值和波长对系统动力响应的影响。研究结果表明:系统动力响应随行车速度和路基不均匀沉降幅值增加而相应增加,影响行车的路基不均匀沉降幅值限值应由舒适度指标控制,数值应控制在20 mm/20 m以下;系统的动力响应随路基不均匀沉降波长的增加呈先增大后减小的趋势,制定路基不均匀沉降标准时,应将沉降波长与幅值进行综合考虑。

CRTⅢ板式无砟轨道高铁底座板混凝土整平机的研制

在CRTⅠ和CRTⅡ无砟轨道高速铁路技术中无砟轨道钢筋混凝土底座板需先在制梁场制好,运送到工地再进行安装。然后经铣刨机进行表面处理才能达到设计要求。这种施工过程既费时又成本高。而CRT III型无砟轨道技术中钢筋混凝土底座板是在工地现场的路基上直接制做,用料节省、施工便捷、施工工效相对提高,造价相对降低。但其面层需要相应的整平机来对其进行整平提浆以满足高平整度的要求。为满足此需求,研制了轨道底座板混凝土面层整平提浆专用的框架式混凝土整平机。经过现场实际运用检验,工作效率高,使用效果良好。

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土冬季施工技术

为保证京沈客专工期,某施工标段采用CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土冬季施工技术。介绍了该标段在施工自密实混凝土过程中,从原材料储存、运输过程、施工过程、成品养护四个方面所做的保温措施及温度监控工作。采用该工艺施工的CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土经检测符合后续施工工艺要求,对类似工程有借鉴意义。

CRTSⅢ型板式轨道结构充填层自密实混凝土拌合物稳定性测试方法及评价

自密实混凝土充填层是CRTSⅢ型轨道结构的核心部件,要求其与上部蒸养混凝土预制轨道板形成复合板结构。自密实混凝土拌合物稳定性直接影响这一复合板结构设计理念和功能的实现。基于提出的自密实混凝土稳定性测试评价装置和现有的相关试验方法,探讨了不同组成自密实混凝土拌合物坍落扩展度、T50时间、J环高差与稳定性指数L的变化及其相关关系;同时通过室内模拟灌注试验,分析了自密实混凝土拌合物稳定性对充填层与轨道板间黏结强度的影响关系。结果表明:自密实混凝土拌合物稳定性指数与其坍落扩展度、T50时间、J-环高差等参数之间存在良好的相关关系;随浆体体积、减水剂掺量增加,拌合物稳定性指数呈现显著增加趋势;存在合适的拌合物稳定性指数范围,使得自密实混凝土与蒸养混凝土间的黏结强度最佳。

CRTSⅢ轨道板模具设计与检测技术研究

轨道板模具是CRTSIII型无砟轨道板预制中的关键设备之一,模具的设计直接影响到高速铁路建设的平顺性与稳定性。结合盘营客运专线施工,介绍轨道板模具的设计要点,其中包括模具的组成及其各构件的结构形式。对CRTSIII型无砟轨道板的检测技术进行系统研究,并用ABAQUS软件对轨道板模具及基础进行强度和变形分析,确保模具的使用精度。

砂率和水胶比对CRTSⅢ型板式无砟轨道填充层自密实混凝土性能的影响

为了解砂率和水胶比对CRTSⅢ型板式无砟轨道填充层混凝土性能的影响，设计制备了9组C40自密实混凝土进行对比试验，研究不同砂率和水胶比条件下混凝土间隙通过性及抗离析性的变化规律。结果表明：填充层C40自密实混凝土的最佳砂率为50％；当砂率处于50％左右，水胶比为0．33～0．37时，填充层自密实混凝土性能达到最优，且满足CRTSⅢ型板式无砟轨道所需的间隙通过性与抗离析性要求。

先张法预制CRTSⅢ型轨道板工艺及经济性分析

我国高速铁路建设中采用的无砟轨道,分为板式无砟轨道和双块式无砟轨道,而板式无砟轨道又分为CRTSⅠ型、CRTSⅡ型和CRTSⅢ型板。CRTSⅢ型板与CRTSⅠ型和CRTSⅡ型板相比,技术更趋完善,且拥有完全自主知识产权。此文根据采用先张法预制CRTSⅢ型板的特点,在阐述其技术创新和生产工艺流程的基础上,从生产CRTSⅢ型板的人员和机械设备配备,消耗的材料方面进行经济性分析。

高寒地区高铁CRTS Ⅲ型后张法预应力轨道板设计生产研究

结合沈丹客专CRTS Ⅲ型后张法预应力轨道板预制生产的全过程,针对高寒地区施工周期短、质量要求高、控制标准严等特点,从轨道板生产的图纸审查、工艺选择、板场建设、过程控制、质量通病等各个方面,对轨道板设计生产进行了研究,全面总结过程中遇到的问题及质量顽症,并提出改进措施及建议,其中有部分措施及建议已有效应用在京沈高铁CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板的设计与预制生产中。

CRTSⅢ型轨道板限位控制施工技术

CRTSⅢ型无砟轨道板在城际铁路建设中应用越来越广泛。然而，由于城际铁路存在曲线半径小、超高值大等特点，轨道板自密实砼灌注施工过程中容易产生浮浆泡沫层、轨道板上浮及侧向位移等缺陷，给高速铁路安全运营带来很大隐患。本文结合新建武冈城际铁路中采用门式扣压装置，创新性解决了自密实砼灌注施工过程中产生浮浆泡沫层、轨道板上浮及侧向位移等问题，延长了无砟轨道的使用寿命并保障列车行驶的安全性、舒适性，对类似工程有重要的参考和借鉴意义。

自密实混凝土的流变性能与新旧界面粘结强度研究

针对我国CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构中充填层所应用的自密实混凝土,文中研究了配制矿物掺合料、粘改剂用量不同的自密实混凝土,测试新拌自密实混凝土的流变性能及自密实混凝土与蒸养混凝土之间的新旧界面粘结强度,并分析二者之间的相关性.

高速铁路路桥过渡段不均匀沉降与钢轨变形的映射关系及动力学应用

路桥过渡段不均匀沉降对高速车辆的行车安全性及舒适度影响较大.本文研究了路桥过渡段不均匀沉降与钢轨变形的映射关系,并将其应用于分析高速动车通过该区域时的动力学特性.首先,分析了路桥过渡段不均匀沉降引起钢轨变形的机理.然后,建立了铺设有CRTS-Ⅲ型板式轨道的路桥过渡段有限元模型,通过大量计算,分析了高速铁路路桥过渡段不均匀沉降与钢轨变形的映射关系.在此基础上,基于最小二乘多项式拟合原理,得到该映射关系的函数表达.最后,基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析了高速动车以不同方向通过路桥过渡段的动力学性能.研究结果表明:路桥过渡段发生不均匀沉降后的钢轨变形可通过函数式进行描述.轮轨垂向力随着过渡段不均匀沉降差的增加变化不明显,车体垂向加速度随着过渡段沉降差的增加而增大.动力学分析结果可为高速铁路路桥过渡段的施工与养护维修提供技术参考.