武广铁路客运专线雷大桥特大桥纵连底座板式无砟轨道底座板施工技术

结合武广客运专线雷大桥特大桥纵连底座板式无砟轨道底座板施工实例,介绍了CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工工艺及方法,总结了施工经验及措施,对CRTSⅡ型底座板施工有一定的指导意义。

铁路客运专线特大桥纵连底座板式无砟轨道底座板施工技术

本文主要以某铁路客运专线特大桥工程为例,对纵连底座板式无砟轨道底座板施工中的关键技术进行了分析,主要包括加高层的施工、防水层、滑动层的施工、底座板的施工、固定施工以及端刺施工。

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座混凝土优化及开裂性能研究

对于CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座混凝土的优化及开裂性能,文章通过进行工作性能、力学性能、体积稳定性能试验分析,得出不同的坍落度对混凝土的抗压强度、塑性收缩及干燥收缩的影响几乎可以忽略不计,但在施工时,坍落度影响底座混凝土的泌水层,因此应尽可能降低混凝土的坍落度;增加TK-ac型减缩抗裂剂会增加混凝土塑性收缩变形,降低干燥收缩变形,因此,在添加TK-ac型减缩抗裂剂后,要做好早期保湿养护工作,减少胶凝材料用量及用水量,以降低混凝土的早期塑性收缩,提高混凝土的抗裂性能。

不同基础条件下预制板式无砟轨道结构设计与检算

基于城市轨道交通工程建设需求,在非预应力轨道板结构设计基础上,采用有限元软件建立了不同基础条件下的无砟轨道结构耦合模型,结合极限状态法,研究开展了综合考虑列车荷载、温度梯度和基础变形作用下预制板的弯矩及配筋计算。结果表明:合理的非预应力板式无砟轨道结构设计,能够满足工程建设需求,路基段承载能力极限状态配筋设计受偶然组合作用控制,不同基础类型的轨道板纵横向配筋均受正常使用极限状态标准组合控制。

接缝弱化后纵连板式无砟轨道温度效应研究

目前,纵连板式无砟轨道夏季高温胀板问题严重。高温产生的巨大温度应力导致轨道结构发生众多病害,其中,轨道板上拱尤为严重,已威胁高速列车的运营安全。为有效释放结构内部的温度应力,减少病害发生,通过建立设有弹性填充层的纵连板式无砟轨道计算模型,引入内聚力单元和混凝土损伤塑性本构,探讨两种节段长度及不同弹性模量下,整体温升作用时,宽窄接缝弱化对轨道结构应力、变形及损伤的影响。研究表明:(1)设置弹性填充层后,轨道板和接缝的纵向应力均得到一定程度释放,但会伴随着发生局部偏心和应力增加;(2)弹性填充层的设置会使接缝、轨道板和层间界面损伤产生的临界温升降低,结构损伤较大时,轨道板和接缝的应力释放会受到限制,并且弹性填充层附近也会产生一定上拱增量;(3)两种节段长度下,损伤和应力释放量均会随着弹性模量降低逐渐增大,因此,节段长度为4块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于1775 MPa并低于3550 MPa,节段长度为3块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于355 MPa并低于1775 MPa;(4)两种节段长度下,随着弹性模量降低,轨道板和钢轨最大上拱增量逐渐增大,对于钢轨,两种节段长度下的竖向位移均在规范允许范围内。

路基冻胀-融化-沉降组合作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道的变形损伤

对于我国季节性冻土区高速铁路路基病害,只考虑单一冻胀作用对无砟轨道结构的影响存在一定缺陷。针对这一问题,本文建立CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化分析模型,研究了路基冻胀-融化-沉降组合作用下无砟轨道结构的损伤机理和变形规律。结果表明:相较于单一冻胀作用,路基冻胀-融化-沉降组合作用能更加准确反映路基从冻胀到融化过程中轨道结构的变形和损伤;在冻胀-融化-沉降过程中,钢轨、轨道板、底座板三者垂向位移幅值均呈现先增大再减小而后反向增大的趋势;在路基融化回落至4 mm时,底座板和自密实混凝土以及下部路基表层的层间离缝位置均呈现从冻胀波峰两端到冻胀波峰中部的迁移;轨道板损伤只发生在路基冻胀阶段,底座板损伤发生在路基冻胀和融化阶段。

寒区高铁隧道CRTS Ⅲ型先张板式无砟轨道施工技术

为保证寒区高铁隧道CRTS Ⅲ型先张板式无砟轨道施工过程的安全和质量,结合寒区高铁隧道施工现场实例,采用隧道内施工保温、科学的施工物流组织、先进的自动监测养护手段等,对试验段结果进行综合分析研究,并对相关技术要点进行阐述。研究结果表明,通过科学合理的组织及先进的技术方法可达到很好的施工效果,还有效降低了经济成本、安全风险。

基于广义柔度曲率信息熵的板式轨道脱空损伤识别

板式轨道填充层作为轨道结构关键部位,在高频列车荷载和环境共同作用下出现脱空损伤,引起脱空位置轨道结构刚度改变。为有效检测板式轨道的轨道板脱空情况,采用数值仿真分析得到无砟轨道模态信息,利用轨道脱空区域广义柔度曲率局部峰值进行轨道脱空损伤识别。结合广义柔度、均匀荷载面(Uniform load surface, ULS)、曲率和局部信息熵,提出可定位损伤的ULS曲率信息熵,并在CRTS III板式轨道上进行验证。研究结果表明:广义柔度曲率利用轨道脱空前后模态信息计算轨道脱空损伤曲率差,能够有效定位脱空位置;ULS曲率信息熵表征值只需要轨道的一阶模态信息便能够有效地反映轨道脱空位置及面积,且克服了广义柔度曲率需要健康模态信息的不足;轨道对称位置上相同面积脱空的ULS曲率信息熵值相同;ULS曲率信息熵值与脱空面积和厚度成正相关关系;ULS曲率信息熵表征值具有较好的损伤识别敏感性,能够识别小于单个测点布置面积的0.1 m×0.1 m小面积脱空,并且对轨道板边脱空识别敏感性高于轨道板中脱空识别敏感性。

CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板施工过程中常见病害分析及防治措施

交通是经济发展的重要命脉,高铁对于城市发展十分重要。作为其主要轨道形式CRTSⅢ型板式无砟轨道的施工必须保证品质。本文将围绕着CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板施工过程中常见病害分析及防治措施展开研究,对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工技术的流程和要点做出分析,结合具体的项目工程案例,针对其中的常见病害,提出针对性的防治措施,为相关施工项目提供参考,促进CRTSⅢ型板式无砟轨道底座施工高效、高品质进行。

浅谈CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板施工技术

合安铁路采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,其设计速度为每小时300公里。CRTSⅢ型无砟轨道在国内尚处于发展阶段,其各种施工工艺还不够成熟,施工难度大、技术含量高。本项目以合安铁路 CRTS III型板式无砟轨道为对象,以郑徐、郑阜、商合杭三条高速铁路为例,通过线下试验,观摩学习具有我国自主知识产权的 CRTSⅢ型板式无砟轨道的施工实践,推动 CRTSⅡ型板式无砟轨道在我国已建成的新线路中的应用。对无砟轨道施工方法进行了总结,对施工工艺进行了优化改进,最终形成了一套自己的 CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术,该技术效率显著,技术先进,产生了良好的社会效益和经济效益。

温度荷载作用下高铁纵连无砟轨道板间接缝界面损伤研究

高铁纵连板式无砟轨道的板间接缝作为一种后浇结构,在极端温度荷载作用下易出现界面脱黏等病害,不仅影响轨道结构整体纵向刚度及连接稳定性,同时对列车运行安全造成威胁。为探究温度荷载作用下板间接缝的界面损伤分布规律,首先,在无砟轨道内部布设温度传感器获取轨道板的温度场,基于实测数据制定轨道板温度分析工况;然后,基于双线性内聚力理论,建立同时考虑预应力钢筋作用及板间接缝界面损伤的纵连板式无砟轨道模型,并从垂直和水平方向分析实际温度场作用下接缝界面的损伤规律及分布差异;最后,将仿真结果与现场接缝损伤情况进行对比,确定接缝界面最不利受力位置,为指导工务部门精细化检修作业提供参考。结果表明:轨道板实际温度梯度存在超过高速铁路设计规范的情况;整体降温与负温度梯度耦合作用为最不利加载工况,垂直方向上宽接缝与轨道板垂直接触界面以及窄接缝与砂浆层接触界面损伤尤为严重;水平方向上接缝界面在邻近预应力钢筋区域可能存在隐蔽病害,在平均升温18.92℃时接缝界面在该区域均出现损伤,工务部门应加强关注接缝界面在预应力钢筋布置区域的损伤发展。

弱纵连下CRTS Ⅱ型板式无砟轨道解锁温度研究

在弱纵连施工过程中,为了避免轨道板凿除宽窄接缝后在解锁位置发生较大的位移变形,有必要明确不同解锁条件、不同解锁温度下轨道结构的受力变形特征,指导现场施工。基于梁轨相互作用原理和有限元法,建立无砟轨道-多跨简支梁桥精细化模型,利用有限元软件中“生死单元”的功能分步骤解锁轨道板,研究桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道在不同解锁工况下轨道结构受力变形规律,据此分析得出合理解锁条件及解锁温度,并对应仿真计算中板端植筋工况,在预加固植筋地段进行了现场解锁实验。研究结果表明:不松开钢轨扣件,解锁板温在初始施工锁定板温±5℃范围内,可以直接解锁宽窄接缝;解锁板温在初始锁定板温±5℃之外,轨道板纵向位移不满足规范限值要求,需严格控制解锁温度;松开扣件解锁轨道板,轨道结构整体受力变形增大,轨道板纵向位移超过规范允许限值,建议解锁时不松开钢轨扣件;板端植筋有利于减小解锁后结构的受力变形,但轨道板纵向应力除外,板端植筋可作为解锁时的预防性手段。现场试验表明,解锁时轨道板板端植筋,宽窄接缝位置处轨道板间相对位移几乎不发生变化。研究成果对于CRTS Ⅱ型板式无砟轨道高温胀板病害提出了一种新的解决思路—弱纵连CRTS Ⅱ型板式无砟轨道。

高速铁路解锁后纵连式无砟轨道纵向温度应力及界面损伤研究

针对持续高温作用下纵连板式无砟轨道结构因温度应力过大而产生严重病害的问题,提出部分解锁方案以释放其温度应力。为量化解锁后轨道结构温度应力的释放效果并探究其释放原理,建立部分解锁后CRTSⅡ板式无砟轨道数值计算模型,分析整体温升作用下层间界面损伤的演化规律和部分解锁后轨道结构对温度应力的释放效果。研究表明:整体温升作用下,由于解锁后轨道板和底座板纵向位移差较大,导致轨道结构层间损伤、离缝产生的临界整体温升较低;解锁后轨道结构层间离缝产生的临界整体温升为13℃。由于纵连板式无砟轨道结构体系的转变,且层间黏结强度随整体温升的升高而降低,解锁后轨道板和宽窄接缝的温度应力得到了部分释放;当整体温升为50℃时,轨道板纵向应力最大释放量可达17.5 MPa,相比于解锁前下降了95.5%;宽窄接缝纵向应力释放量最大可达17.35 MPa,相比于解锁前下降了95.3%。随整体温升的不断升高,层间界面损伤不断扩展,轨道板纵向约束减弱,故纵向应力反而降低;解锁后宽窄接缝温度应力随整体温升的变化规律受层间离缝面积影响,其随着整体温升升高呈先增大后减小再增加趋势。

底座板脱空对板式无砟轨道行车动力特性的影响

采用有限元动力学软件ANSYS/LS-DYNA,建立了底座板脱空条件下车辆-轨道-路基垂向耦合振动模型,以分析底座板脱空对车辆和轨道系统动力性能的影响.计算结果表明:当底座板下纵向脱空长度小于3.125 m(脱空面积10 m2)时,对车辆及轨道系统动力响应的影响较小;当底座板下纵向脱空长度超过3.125 m时,钢轨垂向位移、转向架及车体垂向加速度显著增大,可能危及行车舒适性和安全性,因此建议底座板下纵向脱空长度限值不超过3.125 m.

施工过程中温度变化对CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板的影响分析

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道施工期间连续底座板张拉过程中底座板存在变化的温度,基于有限元方法及钢筋混凝土粘结滑移理论,建立底座板混凝土-钢筋-桥梁纵向相互作用计算模型,计算分析当施工温度为5℃时,底座板钢筋和混凝土应力随温度变化和张拉过程中的变化规律。结果表明:底座板混凝土和钢筋拉力与混凝土段的长度有着直接联系,随着混凝土段长度增加,底座板混凝土和钢筋所受拉力相应变大;张拉过程中,底座板混凝土可能会在第二次张拉时开裂,而张拉连接器钢筋和齿槽后浇带钢筋未达到屈服。

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵连底座板受力计算模型比较

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道设计时采用"线-板-桥-墩"空间一体化模型计算纵向力,模型中轨道板与纵连底座板简化为一层复合结构。建立一种桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道"线-板-板-桥-墩"空间一体化模型,将轨道板与纵连底座板分别模拟,并通过砂浆阻力相互作用,模型采用有限单元法求解。采用两种模型对一座大跨连续梁桥上纵连底座板的制动力和伸缩力进行对比计算。结果表明,纵连底座板的制动力和伸缩力采用"线-板-板-桥-墩"空间一体化模型的计算结果更小,纵连底座板配筋设计采用"线-板-桥-墩"空间一体化模型具有更高的可靠性。

新型装配式CRTSⅢ型板式无砟轨道“直铺法”施工技术

以货运重载铁路新建铁路临沂临港铁路工程为实例,设计研发了一种新型的装配式CRTSⅢ型板式无砟轨道结构,采用预制装配式底座板,通过集中化、工厂化、机械化的生产方式,极大减少了支撑、模板等周转料具的投入,同时提高了混凝土施工质量。创新提出并应用了路基表层、底座板、轨道板间设置锚固体系限位,底座板与路基表层间设置快凝微表处混合料找平层结构,轨道板与底座板间设置橡胶与聚氨酯组合的减振垫结构等技术,可充分地利用路基沉降评估期的技术间歇时间,开展线上工程与线下工程平行施工,解决传统工艺无法连续作业和高效转序的技术难题,实现了无砟轨道快速化、经济化、优质化的建造目标。

纳米二氧化硅对板式无砟轨道混凝土的泛碱抑制与力学性能研究

以成绵乐高铁无砟轨道混凝土出现泛碱病害为工程背景,针对C60混凝土泛碱及相关力学问题,采用“半浸泡法”模拟泛碱多潮环境,证实了纳米二氧化硅百分含量低于3%时,对泛碱有明显抑制作用,单方面对于抑制其泛碱而言,纳米二氧化硅的最佳掺量值大于4%,但此后其泛碱抑制能力增益的速率随其掺量增加而减小。通过本文设计的“病害放大法”,对Y1组添加过量氢氧化钙(外加5%),致使其严重泛碱时,其抗压强度相对基准对照组下降了3.9%,验证了严重泛碱对C60混凝土的抗压强度具有负面影响。利用纳米二氧化硅、粉煤灰、减水剂三者的耦合效应,减小了纳米二氧化硅的团聚效应对混凝土后期强度的影响,纳米二氧化硅掺量值为3%以内时,对C60混凝土的抗压强度和抗折强度有积极贡献意义;纳米二氧化硅掺量值大于3%时,力学强度已低于标准值。综合考虑泛碱抑制和力学性能的提高,C60混凝土的纳米二氧化硅最佳掺量范围宜在3%以内。

底座板伸缩刚度对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力的影响

在结构特点分析的基础上,考虑层间传力关系和横向相邻股道的影响,建立了大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力计算的空间一体化模型和求解方法。计算分析了列车制动和温度变化作用下底座板伸缩刚度对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力的影响规律,结果表明:列车制动和温度变化作用下系统纵向力变化规律相同,随着底座板伸缩刚度降低,钢轨和桥梁墩台纵向力增加,复合板、剪力齿槽和端刺纵向力减小。

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道底座张拉纵连模拟分析

根据桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构特点,建立桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道底座施工全过程的有限元计算模型,分6个施工步骤分析底座从浇筑、张拉再到锁定整个过程中的受力及变形,研究表明:张拉前需确定底座锁定板温,以控制底座温度变化幅度;张拉时整个断面需均匀张拉,避免出现因应力集中而导致混凝土拉裂,当底座温差较大时,必须每隔24 h重复张拉1次,直到达到最终的张拉量;张拉完成后,BL2后浇带必须待混凝土浇筑段内应力均衡后方能浇筑。