隧道内长枕式无砟轨道结构性能分析

针对长大隧道内轨道养护维修困难、基础上拱变形、病害整治难度大的问题,在弹性长枕式无砟轨道的基础上优化,提出了隧道内长枕式无砟轨道,通过扣件和枕下垫板组成的双调高系统进行垂向调高;基于有限元法和车辆-轨道耦合动力学理论,对其进行受力状态和参数分析。结果表明:隧道内长枕式无砟轨道可通过更换枕下垫板实现向下80 mm的调整量,列车通过时,安全性与平顺性能够满足要求;为保证轨道结构刚度合理,建议枕下垫板刚度取值在60~140 kN/mm之间。

高铁隧道内地下水作用下双块式无砟轨道道床板裂缝扩展研究

针对我国高速铁路隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工阶段道床板开裂问题,运用有限元软件建立隧道-无砟轨道三维实体模型,研究地下水作用下隧道内无砟轨道各结构层位移隆起变化规律,并结合FRANC3D软件,在道床板结构受力最不利位置插入不同形状的预制三维裂缝,分析水压、裂缝长度对道床板裂缝扩展的影响。研究结果表明:(1)三角形荷载作用相较于均布荷载作用时,道床板位移隆起量虽有所减小,但地下水压的反复作用始终会影响轨道结构的平顺性,甚至导致道床板与仰拱填充间出现离缝;(2)裂缝长度是裂缝失稳扩展的控制因素,在排水系统完全堵塞时,建议将裂缝长度控制在200 mm以内;(3)水压为裂缝扩展的关键影响因素,同等条件下水压越大,道床板裂缝扩展越迅速,均布荷载下道床板裂缝尖端应力强度因子是对应三角形荷载下的1.2~1.4倍。

地下水作用致隧道底鼓和双块式无砟轨道变形规律研究

水压作用会导致隧道底鼓变形,变形传递至轨道会引起轨道几何状态不良。本文从轨道几何形位变化角度出发,对水压力作用导致隧道底鼓时引发的轨道几何状态劣化问题展开深入研究,提出了水压力的近似计算方法;基于荷载-结构法建立了隧道内双块式无砟轨道数值计算模型,分析了不同找平层水压作用下轨道的几何不平顺特征和变化规律。结果表明:隧道底鼓-无砟轨道几何不平顺现象是道床板与找平层接触状态变化、沿线路纵向与隧道横断面内的横向变形叠加作用的结果;水压作用除引起轨道高低几何状态劣化外,还可导致轨道轨向、水平变化及扭曲变形;受承压水头和水压分布长度影响,水压引起的内外轨的高低、轨向以及轨道水平变化曲线具有各自形态特征,而并非单一抛物线或正弦线。通过数值模拟,验证了隧底找平层底鼓变形的接触状态非线性力学行为,揭示了底鼓变形下轨道线路三角坑的形成机理。

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。

高速铁路新型大调整量弹性长枕式无砟轨道结构研究

针对复杂艰险山区隧道内无砟轨道调整量小、基础变形病害整治难度大的问题,提出一种高度可调、主动适应基础变形的新型弹性长枕式无砟轨道。该轨道调高系统由“扣件+承轨台+枕下垫板”组成,可实现垂向-106~46 mm的调整量,适用于隧道基础变形过大地段。通过建立新型弹性长枕式无砟轨道力学模型,分析该轨道结构在不同调高状态下的受力与变形。结果表明:为满足轨道结构调高的要求,并兼具减振降噪,建议新型弹性长枕式无砟轨道的橡胶套靴弹性模量取9 MPa;该新型弹性长枕式无砟轨道在不同调高状态下钢轨位移及各部件受力均小于其限值。

隧道内CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道轨枕离缝修复技术研究

随着运营时间的增长,隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨枕离缝病害持续恶化,严重影响隧道内轨道结构的服役性能和耐久性,甚至危及行车安全。鉴于此,文章建立了隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨枕离缝病害有限元模型,通过施加等效降温荷载和列车荷载,对轨枕早期离缝病害的成因和修复材料的力学性能进行了分析。研究结果表明:道床混凝土收缩荷载是导致双块式轨枕早期离缝的主要原因,混凝土较小的收缩率可降低其对道床与轨枕粘结面的损伤程度;轨枕离缝修复材料环氧树脂的弹性模量建议取为4000~6000MPa;"轨枕离缝注浆+表面封闭"的双块式轨枕离缝修复工艺具有较高的工程价值。

重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道施工中不同工装的对比分析

结合山西中南部铁路通道红岭隧道弹性支承块式无砟轨道施工,简要介绍了整体轨排框架法、简易轨排架法两种无砟轨道施工工装的基本构成、施工工艺流程及其物流组织选择,同时从施工过程中投入的费用、物流循环速度、混凝土收面质量、直曲线地段精调、混凝土浇筑前后轨道几何形态控制、施工功效等方面对比了两种工装的优劣,提出了两套工装在保证质量、提升功效方面的优化方案,可为类似工程在工装选择时提供参考。

隧道内双块式无砟轨道施工技术

结合温福铁路某隧道内轨道施工实例,重点介绍了隧道内双块式无砟轨道的结构组成、组合式轨道排架法施工工艺、施工方法及施工注意事项,为双块式无砟轨道施工提供了一定的技术参考。

基于JIT方法的隧道内双块式无砟轨道施工技术创新

在建筑业逐步迈向工业化的进程中,将工业化生产理论运用到工程建设实践中,进行有益的探索与尝试。本文基于JIT生产技术与管理方法,结合当前高铁建设大规模推行标准化、工厂化、信息化、专业化的生产管理方式,将JIT生产技术与管理方法引入到高速铁路隧道内双块式无砟轨道施工实践中;结合目前隧道内无砟轨道主要采用钢轨排架法技术流程,运用JIT生产组织方式与管理方法,作业面布置及物流组织等特殊工况条件,解决隧道内无砟道床工艺流程及物流组织问题,实现了隧道内双块式无砟道床主要工序流程化,生产均衡化,工艺标准化,生产效率与质量控制得到有效提高,可为JIT生产方式在类似工程中的运用提供借鉴与参考。

宜万铁路野三关隧道Ⅱ线双块式无砟轨道施工控制技术

简述野三关隧道Ⅱ线整体道床双块式无砟轨道施工控制技术,通过现场的施工及精度控制,使成品合格率达到100%,可供同类工程参考。

基于极限状态法的桥上长枕埋入式无砟轨道结构设计

长枕埋入式无砟轨道在我国桥上铁路应用较少,为了能够给今后桥上无砟轨道设计和建造提供参考,在某大桥工程情况的基础上,运用极限状态法,在考虑耐久性的情况下,采用简化模型,对桥上客货共线长枕埋入式无砟轨道进行结构设计。我国铁路极限状态法设计规范尚未系统的建立起来,因此参照德国无砟轨道极限状态法设计规范进行荷载取值和设计计算。计算结果表明,桥上客货共线单层长枕埋入式无砟轨道满足静力要求,而且对桥梁的适应性较好;当配筋率达到1.1%~1.2%即可满足耐久性要求。

铁路隧道双块式无砟轨道整体道床施工技术

通过工程实例,提出了双块式无砟轨道整体道床施工形成分区、分幅平行流水作业的成熟工艺,就其操作要点进行了详细论述,为今后双块式无砟轨道整体道床施工积累了经验。

石太客运专线特长隧道Ⅰ型板式无砟轨道施工与造价

为了满足客运专线铁路的快速发展需要,进一步推广Ⅰ型板式无砟轨道的应用,结合石太客运专线太行山特长隧道Ⅰ型板式无砟轨道施工的成功经验,对特长隧道无砟轨道物流组织、施工测量、底座混凝土、铺板、铺轨等关键技术以及施工造价做深入详细的剖析,使客运专线铁路特长隧道Ⅰ型板式无砟轨道施工工艺标准化、规范化,为今后的客运专线长大隧道内无砟轨道的推广应用以及城市轨道交通无砟轨道施工提供有益的参考。

重载铁路长大隧道内板式无砟轨道结构研究

基于有限元方法建立了重载铁路长大隧道内CRTSⅠ型板式无砟轨道结构空间耦合静力分析模型,对列车轴重、砂浆充填层刚度、轨道板刚度和轨道板厚度等设计因素的影响规律进行了计算与分析,对重载铁路长大隧道内铺设CRTSⅠ型板式无砟轨道结构时采用的设计参数的选择提出了建议。

桥上长枕埋入式无砟轨道疲劳试验

为了研究客货共线条件下桥上长枕埋入式无砟轨道结构的受力特性与耐久性,基于应力相似原则设计一组纵梁,采用与施工现场相同的材料、工序制作出足尺无砟轨道模型,开展桥上长枕埋入式无砟轨道疲劳试验,得出客货共线条件下长枕埋入式无砟轨道模型的应力、应变与变形的分布规律以及疲劳损伤的发展形态。试验结果表明,长枕埋入式无砟轨道可以较好地适应客货共线条件下的铁路桥梁,在疲劳荷载全过程中,轨道结构整体性良好,应力、应变水平较为稳定,未出现明显的结构破坏与应力重分布现象。在4.5 Hz和12.5~37.5 kN荷载作用下,桥上长枕埋入式无砟轨道整体为受压状态,最大压应力3.3 MPa出现在轨下位置,最大拉应力1.04 MPa出现在桥面板板底位置,门型筋最大拉应力为10.2 MPa。疲劳荷载作用下,长枕与道床板新旧混凝土交界处率先出现裂缝,随后长枕端部出现朝向道床板边缘的延伸裂缝,累计300万次疲劳荷载后,道床板板中出现纵向、横向贯通裂缝。针对长枕埋入式无砟轨道新旧混凝土界面开裂问题,进行界面剂黏结性能对比试验,试验结果表明,硅灰水泥基界面剂可以有效抑制疲劳荷载作用下界面处裂缝开展。

隧道内CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土纵向连续方案研究

隧道内CRTS Ⅲ型板式无砟轨道服役环境较好,既有的单元分段式轨道结构具有一定优化空间。通过ABAQUS有限元软件建立不同长度自密实混凝土纵向连续的轨道结构空间模型,计算考虑轨道结构的横向稳定性及整体温度荷载作用时轨道板和自密实混凝土的受力和变形,研究自密实混凝土的合理纵向连续长度。结果表明:为满足轨道结构横向稳定性和较小的内部应力,推荐3块轨道板长度的自密实混凝土纵向连续;为实现较小的轨道结构变形,推荐自密实混凝土全部纵向连续,且为防止板端横向裂纹出现后自密实混凝土内钢筋屈服,建议自密实混凝土内纵向钢筋在板端位置设置1.5 m的伸缩套管。

隧道内新型活动承轨台框架板式无砟轨道力学检算

线下基础上拱是隧道内无砟轨道线路常见病害之一,基础变形过大会破坏无砟轨道结构整体性,危害列车安全平稳运行。为快速适应隧道内轨下基础形变,结合弹性支承块式无砟轨道与框架板式无砟轨道优点,提出具有立体式调节系统的新型活动承轨台框架板式无砟轨道。基于有限元法分析不同结构参数对轨道结构力学的影响,验证大调整量下CA砂浆灌浆袋、承轨台高度的安全性能,根据计算结果,建议橡胶套靴下部刚度取450 kN/mm,CA砂浆弹性模量取250~300 MPa。通过动力学计算验证160、200、250 km/h速度下列车运行安全平稳性,表明列车横垂向振动加速度、轮轨横向力、轮重减载率、脱轨系数标均低于规范限值。研究成果对隧道内大调整量无砟轨道改良提供新参考方向。

山区隧道内双块式无砟轨道道床板分块长度研究

针对复杂艰险山区高速铁路隧道内所采用的CRTSⅠ型双块式无砟轨道,文章建立了CRTSⅠ型双块式无砟轨道有限元模型,从列车荷载、温度荷载及基础变形等方面分析了双块式无砟轨道的受力情况,并结合工程实践经验,对不良地质条件下的隧道内双块式无砟轨道分块长度展开分析。结果表明:(1)当道床板长大于4. 375 m时,列车荷载对道床板不同分块长度的意义不明显;(2)在温度荷载作用下,道床板分块长度不宜超过32 m,为尽量避免基础变形对道床板造成影响,道床板分块长度宜较短。结合既有工程实践经验,建议隧道洞口200 m范围内道床板分块长度6. 25 m,隧道距洞口200 m往内,道床板分块长度为25 m,同时加强道床板与仰拱回填层之间的连接。

隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工关键技术

研究目的:以柳林隧道无砟轨道工程为例,阐述了隧道内采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工关键技术,如CPⅢ点的测设技术、轨排组装、粗调、轨道精调及混凝土浇筑等,这些关键技术对保证无砟轨道的施工精度起到了关键作用,可为类似工程提供借鉴。研究结论:无砟轨道工程建设中,控制各道工序的精度是关键;轨道铺设施工的前提有可满足精度要求的测量控制网;但实际施工质量取决于粗调、精调和混凝土浇筑质量;在保证轨向锁定器、支腿螺柱、精调轨检系统调整精度的条件下,开展程序化、规范化施工也是确保无砟轨道施工质量的关键。

隧道内新型组合轨枕块式无砟轨道结构分析

针对复杂艰险山区铁路隧道内区段较为严重且整治难度较大的基础变形病害,提出了一种隧道内新型组合轨枕块式无砟轨道,能充分适应轨道下部基础的变形,并基于有限元法对该结构的不同参数进行了力学分析。结果表明:为保证钢轨垂横向位移及轨道结构各部分所受拉应力值较小,建议组合式轨枕块的长宽高分别为830,276,140 mm;凹槽的深度宽度分别为80,970 mm;凸出高度为60 mm;为保证结构的整体性,建议组合式轨枕块选取聚氨酯材料;列车在新型组合轨枕式无砟轨道上运行时,其安全性与平顺性均满足要求。