客货共线砂浆离缝高度对轨道结构的动力影响

客货共线条件下CRTS I型板式无砟轨道CA砂浆与轨道板普遍存在离缝,为了得到CA砂浆离缝高度对轨道结构动力响应的影响规律,基于车辆-轨道耦合动力学以及子结构模态叠加法,将ANSYS计算的轨道部件子结构的自振特性输入SIMPACK,使用力元连接轨道各部件形成轨道系统,通过轮轨接触面及柔性钢轨节点间的位移和力的数据传递,实现列车和轨道子系统的耦合,建立了含CA砂浆离缝的CRTS I型板式无砟轨道的垂向耦合模型,研究了客货混运条件下CA砂浆离缝高度对轨道结构动力响应的影响.研究表明:随CA砂浆离缝高度增大,钢轨动态位移、轨道板振动响应及CA砂浆动应力均显著提高;当CRH380通过,板端离缝高度为1.0 mm和2.0 mm时,钢轨位移分别增大了0.24 mm和0.27 mm,轨道板在25 Hz处振级分别增大了21.0 dB和21.7 dB,离缝根部砂浆最大动应力均达到0.2 MPa,离缝高度超过1.0 mm后,离缝高度对轨道结构动力响应的影响趋于平缓;当SS7E通过,板端离缝高度为1.0 mm和2.0 mm时,钢轨位移分别增大了0.48 mm和0.66 mm,轨道板在8 Hz处振级分别增大了15.5 dB和19.4 dB,离缝根部砂浆动应力分别达到0.24 MPa和0.36 MPa,离缝高度超过1.0 mm后,离缝高度对轨道结构动力响应的影响仍有较大的增长.

CA砂浆离缝对桥上CRTS Ⅰ型板式无砟轨道的影响分析

我国高速铁路无砟轨道无缝线路发展迅速,但随着列车的运营,轨道板与CA砂浆层之间常会出现离缝,这将对无砟轨道的长期服役性能产生一定的影响。以高速铁路多跨简支梁上CRTS Ⅰ型板为例进行分析,研究板边、板端、板角、板中4种典型CA砂浆离缝病害对轨道几何形位及对无缝线路受力变形情况的影响。研究结果表明:离缝病害作用下,随着桥轨间温差变大,轨道水平偏差增幅较大,轨道高低偏差最值偏大,并且板端病害对离缝区平顺性影响大。在温度荷载作用下含病害的轨道结构伸缩受力更加明显,尤其体现轨道板、底座板上,其中板边位置的病害受力变形最为明显。在列车荷载作用下在离缝病害区域轨道结构挠曲受力情况变化较大,其中板角及板端病害影响大。根据计算结果建议在无缝线路养护维修时着重检查轨道板及底座板下表面的情况,及要注意检修钢轨正下方病害情况。

灌注法整治CRTSⅡ型轨道板CA砂浆离缝施工

以某高速铁路全线施工为例,介绍了灌注施工方法在整治CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆离缝的施工工艺,提出了施工中应注意事项,并对其处理效果进行了探讨,实践证明,采用该方法恢复了轨道结构的整体性和连续性,延长了轨道寿命。

CRTSI型无砟轨道CA砂浆离缝处理材料研究

研究目的:分析高速铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆离缝产生的原因,研究修补材料在CRTSⅠ型无砟轨道CA砂浆离缝的处理时的适应性,提出离缝修补填充材料的基本技术要求,并从施工性、填充适应性和耐久性等方面对环氧树脂与高性能改性树脂材料进行对比研究。通过对比试验研究,最终优选出更具施工性、填充适应性和耐久性的CA砂浆离缝修补填充材料。研究结论:(1)通过施工性与填充适应性的比较分析显示,RX-SI适用于实际CRTSⅠ型CA砂浆离缝施工处理,施工工艺简单可行;(2)通过耐久性研究结果显示,RX-SI的弹性模量和CA砂浆的弹性模量完全匹配,RX-SI可确保维修处理的无砟轨道板整体结构安全耐久性;(3)该研究成果专门针对CRTSⅠ型无砟轨道CA砂浆离缝,可以在CRTSⅠ型无砟轨道CA砂浆离缝的修补上推广运用。

CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆离缝原因分析及整治措施

分析京沪高铁蚌埠工务段管内CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆离缝病害产生的原因,阐述其对列车运行及轨道结构造成的影响,并提出整治措施和要求。

高速铁路无砟轨道砂浆层离缝对车轨耦合振动系统的动力影响

文章为研究CA砂浆层离缝状态对车轨耦合系统振动响应的影响,建立了考虑砂浆层离缝损伤的车辆—轨道耦合动力学模型,仿真分析了离缝状态及离缝区行车速度对车轨耦合振动响应的动力影响。结果表明:单一离缝脱粘对车轨系统振动响应影响较小;当砂浆层离缝上拱高度超过1 mm时,轮轨垂向力、轮对振动加速度、钢轨振动加速度显著增大,其中钢轨振动尤为剧烈,而车体垂向加速度变化相对较小;当行车速度低于200 km/h时,离缝损伤主要影响轨道结构振动,对行车舒适性和安全性影响较小;当行车速度高于300 km/h时,离缝损伤显著加剧了轮轨垂向相互作用,恶化了车辆运行品质。因此,对高速铁路离缝损伤问题须加以重视。

砂浆层离缝对高速铁路轨道-桥梁系统自振频率的影响分析

在哈密顿原理的基础上,推导综合考虑剪切变形、层间脱空影响的轨道-桥梁系统自由振动控制微分方程及边界条件,提出轨道-桥梁系统自振频率计算方法。基于本文所提计算方法,讨论轨道-桥梁系统弯曲刚度、砂浆层竖向、纵向刚度、脱空位置以及脱空长度对轨道-桥梁系统自振频率的影响规律。研究结果表明:轨道-桥梁系统固有频率对桥梁层抗弯刚度变化更为敏感;砂浆层纵向刚度和离缝位置变化对轨道-桥梁系统自振频率影响不明显,层间竖向刚度对系统自振频率影响显著;脱空长度变化对轨道-桥梁系统4-5阶固有频率影响更明显,受脱空影响的轨道-桥梁系统自振频率范围随脱空长度增大而增大。

温度作用下桥上CRTSⅡ型轨道离缝及变形分析

采用实体单元模拟轨道结构、接触单元模拟层间约束关系、仅受压的杆单元模拟桥梁对轨道的支撑和非线性弹簧单元模拟扣压型侧向挡块的约束作用,建立高速铁路简支梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构空间有限元模型,采用相关文献案例验证本模型的准确性,分析温度作用下桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道离缝发展规律及变形。研究结果表明:整体升温对轨道板与砂浆层界面纵向剪应力影响较大,温度越高,纵向剪应力越大,但在正常使用范围内,界面不会发生纵向剪切破坏;温度梯度主要引起界面竖向拉裂破坏,进而产生砂浆离缝,离缝从轨道板边缘开始出现,在正负温度梯度交替作用下,沿横向深度加深,深度可达50 cm;当界面黏结强度为0.02 MPa时,砂浆离缝产生的临界正温度梯度为5.3℃,临界负温度梯度为-4.8℃,且二者呈线性关系,黏结强度越高,临界温度梯度越大。轨道板板端接缝缺陷引起接缝位置及纵向一定范围内界面拉裂破坏,沿横向贯通,导致砂浆离缝和轨道板板端上拱;提高砂浆层施工质量和加强轨道板板端接缝施工控制有利于抑制砂浆离缝和轨道板上拱变形。

基于混凝土塑性损伤模型的轨道板损伤规律

基于混凝土塑性损伤模型,建立CRTSⅠ型轨道板损伤分布计算模型,将Tekscan传感器测得的钢轨支点压力作为荷载输入,以轨道板竖向位移及拉伸损伤因子作为评价指标,分析客货共线条件下水泥乳化沥青(CA)砂浆离缝状态时锚穴周边轨道板上表面混凝土的内部损伤规律.结果表明:随着离缝长度的不断扩展,损伤产生及完全损伤的临界离缝高度均逐渐变小;当离缝长度扩展至第2、3锚穴时,客车荷载下损伤产生的临界离缝高度分别约为0.8、1.0mm,货车荷载下约为0.5、0.8mm;一旦超出损伤产生的临界离缝高度,由于轨道板损伤的发展,轨道结构整体抗弯刚度迅速降低导致板端竖向位移迅速增大;对于客车荷载,当离缝扩展至第3锚穴且高度大于1.0mm后,CA砂浆形成脱空,板端位移不再增长,对于货车荷载,当离缝扩展至第3锚穴且高度大于1.3mm后,由于二次损伤带的产生,板端竖向位移随离缝高度的增大迅速增大.

TLV移动加载下轨道结构不良状态仿真识别

针对我国轨道加载试验车(Track Loading Vehicle,简称TLV)加载测试时无法系统识别轨道不良状态的问题,在充分考虑TLV移动加载为恒载的前提下,通过建立TLV—高速板式无砟轨道/重载有砟轨道—路基动力学耦合模型,研究TLV移动加载经过轨道薄弱区段时轨道结构的动态特性,得出了砂浆离缝、道床板结、轨枕空吊等轨道结构不良状态的识别特征,可为我国利用TLV识别轨道病害、指导轨道养护维修提供理论依据。

京津城际铁路武清站翠亨路中桥病害整治

京津城际铁路武清站翠亨路中桥位于沉降区域,其北京、天津方向两侧路桥结合部的轨道板与CA砂浆层出现离缝。分析离缝病害成因和整治方案,论述CA砂浆层与轨道板离缝填充施工、施工工艺流程和离缝灌注施工,以及施工注意事项和处理措施。针对沉降区域轨面高程2种调整方案分析对比。阐述轨面高程调整施工的线路整治作业方法和施工作业技术标准。检查整治后的病害区段,轨面高程没有较大偏差,轨面平顺性良好。

CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层离缝病害整治

本文对CRTSⅠ型板式无砟轨道病害进行了分析,并提出了相应的整治方法。

CRTS Ⅱ型板式桥上无砟道岔病害特征及整治方法

桥上道岔区CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层与道岔板及底座板间的离缝病害较为普遍。文章针对这一现象,结合砂浆层离缝破损病害特征,考虑不同离缝状态下不同砂浆层纵向阻力,建立非线性计算模型,分析在纵向温度荷载和列车制动荷载作用下的结构变形规律。计算表明,在植筋锚固前提下,当砂浆粘结纵向阻力大于理论设计值50%以上时,桥上道岔区板式无砟轨道系统受力和变形在合理范围内。据此采取板底离缝注胶和植筋加固相结合的处理措施。实践证明,能有效改善设备运营条件,提高结构耐久性。