CRTSⅢ型先张预应力轨道板设计及制造技术

为进一步完善板式无砟轨道预应力混凝土轨道板体系和无砟轨道系统技术,开展CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板的系统研究。从CRTS Ⅲ型先张预应力轨道板型式尺寸、预应力体系选择、预应力钢筋选型和结构及接口设计方面进行论述和分析。阐述轨道板"矩阵单元法"生产工艺流程,以及钢筋骨架入模、连接器安装、预应力钢筋张拉、混凝土浇筑及养护和预应力放张及轨道板脱模主要生产工序。为降低建场成本、提高轨道板生产机械化程度和实现关键工装设备的可重复利用,提出应进一步深化轨道板制造技术研究。

基于极限状态法的宽轨距CRTSⅢ型板式无砟轨道配筋研究

针对CRTSⅢ型板无砟轨道适应性研究,建立宽轨距CRTSⅢ型板式无砟轨道的板壳模型,在路基和桥梁上,按不同设计荷载(列车竖向荷载、横向荷载、温度梯度和基础不均匀沉降荷载)作用,分别将轨道板和自密实混凝土在黏结性较强时折合为等效单层复合板结构和粘结性弱时的双层结构,采用极限状态法,按基本组合和偶然组合对宽轨距CRTSⅢ型轨道板进行配筋计算和设计,对轨道板中钢筋混凝土应力、配筋率、受压区高度、裂缝宽度和承载能力进行验算,并对轨道板在运输、吊装、施工和维修中可能出现的临时荷载进行强度检算。检算结果符合设计要求,为宽轨距CRTSⅢ型板无砟轨道适应性提供技术理论支撑。

CRTS Ⅲ型先张法轨道板生产线预应力筋张拉模具的静力分析

CRTS Ⅲ型双向先张法预应力轨道板是我国自主研发的新型轨道板。其生产制作正在由原有的固定式作业向生产线作业转变。原有的基坑式生产模具依靠模具本身的结构来消除先张法预应力对模具造成的变形。本文提出一种全新的适合生产线生产的模具,在其模具上增加预应力反力张拉杆,通过给模具横向和纵向施加规定的预应力钢筋张拉反力,减小模具自身变形,实现改善轨道板上拱变形的目的,提高轨道板的合格率。全新的轨道板模具承受载荷大,受荷时间长,其结构强度和刚度直接影响成品板的质量。利用ANSYS软件对该轨道板生产线预应力筋张拉模具进行有限元分析,研究模具在各种作业工况下的应力和变形,验证了模具设计的合理性,为模具设计提供可靠依据。

CRTSⅢ型轨道板先张流水机组法制造技术

根据高速铁路线路运行平顺度要求,设计并制作了用于CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法生产线可控、能自动流转的单体钢模。该生产线由动力电源与机械、计算机控制与电器、电液伺服工作系统和监测检验系统4套主要功能设备组成完整体系。阐述了CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法制造关键技术,并对轨道板模型系统,预应力张拉/放张控制系统,混凝土的输送、浇筑与振捣系统,蒸汽养护系统4个环节进行了技术创新。CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法生产线以混凝土灌注工序效率为控制指标,合理布置生产工位实现连续生产,具有广阔的应用前景。

CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板预制场模块化整体规划技术研究

为了规范铁路CRTSⅢ型无砟轨道板预制场规划与布置,优化物流交通和机械配备,保证轨道板预制质量,降低建设成本,针对预制场规划布置关键技术进行研究。通过总结近年来CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板预制场规划布置成熟经验,并结合课题科研成果,对预制场功能区划分、规划原则、关键参数和规划设计技术等方面进行深入分析和研究。在预制场平面设计中针对不同功能区进行模块化设计,在各模块中均采用以生产能力为基础指标的参数化设计。通过上述规划设计技术可实现规范化、标准化预制场建设,在保证预制场功能和产品质量的前提下,满足经济适用的原则。

CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板流水机组法生产工艺预应力筋张拉力锁紧方式研究

在轨道板预应力筋采用单根同步张拉方式基础上,分析了插入楔块顶紧、皮带摩擦旋紧、螺母机械拧紧3种预应力筋张拉力锁紧方式的技术特点。为验证3种方式的锁紧效果,进行了有效张拉力对比试验,通过对不同锁紧方式时轨道板预应力筋有效张拉力的大量测试,得到了其概率分布特性。试验结果表明,采用螺母机械拧紧方式时,预应力筋有效张拉力离散性小,更有利于保证预应力筋有效张拉力及其均匀性。

CRTS Ⅲ型轨道板流水机组生产工艺预应力筋张拉方式研究

分析整体张拉、单根张拉、单根与整体结合张拉3种方式对CRTS Ⅲ型双向先张预应力轨道板流水机组生产工艺的适应性,试验研究了整体张拉和单根同步张拉对预应力筋张拉力及均匀性的保证能力。结果表明:整体张拉方式不同预应力筋之间张拉力的均匀性、单根与整体相结合方式的张拉效率难以满足流水机组生产工艺需求;单根同步张拉方式能够满足流水机组生产工艺高精度、高效率的张拉要求,但锁紧过程会产生张拉力精度损失,应加强控制。

郑徐客运专线CRTSⅢ型先张无砟轨道板创新技术及生产工艺

文章通过CRTSⅢ型先张板与CRTSⅢ型后张板设计技术和制造技术的对比,介绍了CRTSⅢ型先张无砟轨道板创新技术,即(1)以双向先张工艺为前提的结构设计能使预应力钢筋与混凝土形成很强的握裹力,提高了轨道板的整体耐久性,避免了预应力钢筋断裂窜出的可能;(2)锚穴尺寸减小,增加了其周围混凝土的厚度,可有效控制锚穴处混凝土浅薄性微裂纹,减小了锚穴开裂的可能性;(3)实现了双向先张工艺制板的规模化生产,以矩阵坑单元生产模式取代后张板的单台座模式,每坑可生产2×4块板,实现了整体张拉及放张,有利于流水线生产,辅之以自动张拉设备,张拉精度及效率均得到提高;(4)由于结构中钢筋布置优化,使得钢筋用量大幅减少,节约了成本。基于郑徐客运专线的制板实践,介绍了有别于后张板的先张轨道板制造工艺流程及工装设备,并对有显著区别的张拉、蒸汽养护及放张工序的操作要点进行了介绍。

基于极限状态法的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构设计研究

基于可靠度理论的极限状态设计法已经成为国际工程结构设计的主流方法。目前CRTSⅢ型板式无砟轨道主体结构设计采用传统的容许应力法,基于极限状态法的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构设计还需更多深入研究,以便我国铁路技术更好地与国际接轨。本文以商合杭铁路某工点为例,研究分析了基于极限状态法的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道底座板配筋设计过程,结果表明:底座板配筋设计时,起控制作用的为裂缝宽度要求而非承载力要求,与长期采用容许应力法得出的设计经验一致。由目前规范给出的极限状态法表达式设计的配筋稍低于容许应力法配筋,但总体差别不大。

CRTS Ⅱ型轨道板模具制作难点与控制办法

CRTS Ⅱ型轨道板是目前中国新建高速铁路最常用的无砟轨道板,制作该轨道板的专用模具是高速铁路建设的关键设备。为保证CRTS Ⅱ型轨道板在磨削时有合理的加工余量,并且磨削后能满足时速350公里的技术要求,在制作CRTS Ⅱ型轨道板模具时需要对各个要点进行控制。