大温差地区CRTSⅠ型板式无砟轨道层间动态受力特征

大温差地区单元式轨道板受日照影响会产生较大温度梯度,导致轨道板翘曲变形,诱发轨面不平顺,增加高速列车轮轨冲击响应,加速轨道结构损伤。针对这一问题,采用有限元方法,首先建立考虑层间关系的无砟轨道静力分析模型,对大温度梯度下轨道板翘曲变形及轨面周期性不平顺进行分析;然后,建立车辆-轨道系统动力学模型,模拟分析温度梯度作用下无砟轨道层间动态受力特征,研究高速行车条件下无砟轨道真实服役状态。结果表明:温度梯度作用下,轨道板呈椭球形变形趋势,正温度梯度时轨道板中部向上鼓起、4角支承,负温度梯度时轨道板4角翘起、板中支承;温度梯度会导致轨道板与CA砂浆间产生不同程度离缝,板下接触面积减小,高速行车时层间接触面积逐渐增加,但离缝不会完全闭合;负温度梯度对轨道结构振动和砂浆层受力影响较小,正温度梯度影响较大,温度梯度为90℃·m^(-1)时,轨道板振动加速度增大10倍左右,轨道板与CA砂浆层间压力最大值增加6.6倍,板角处CA砂浆应力较无温度梯度下钢轨正下方CA砂浆应力增加5.4倍,正温度梯度下轨道板侧边及4角位置处CA砂浆受力加剧效应显著,是导致该区域CA砂浆出现结构性破坏的主要原因。

350km/h高速铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工工艺

在我国目前在建的350km/h高速铁路其轨道系统目前以无砟轨道结构为主,主要分为板式和双块式。板式因其施工工艺较为复杂、施工难度大、经济效益差等原因,从目前建设情况来看已逐渐被双块式所淘汰。CRTSⅠ双块式无砟轨道因其结构稳定、受力好、现场实际施工操作便捷,施工难度较小,目前普遍应用于各个高速铁路项目建设中,本文结合新建武汉至十堰铁路CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工工艺作简略介绍。

浅述CRTSⅠ板式无砟轨道静态精调施工工艺

本文以沈大高速线CRTSⅠ型板式无砟轨道为例,着重介绍了轨道静态调整的施工工艺,紧扣高铁客专线系列无砟轨道精调的各项作业步骤,对精调中高低、轨向、水平、轨距、变化率等关键几何尺寸进行把控,提出一些现场精调中更能有效降低轨道质量指数(TQI值),消除线路晃车及轨道动态不平顺I、II、III、IV级超限,保证旅客乘车舒适度,及高铁运行安全。

高速铁路长大桥梁CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路力学特性分析

在桥上铺设CRTSⅠ型板式无砟轨道后,梁轨相互作用机理、计算模型及设计参数与传统的有砟轨道明显不同。特别是在大跨度连续梁上采用CRTSⅠ型板式无砟轨道结构之后,其梁轨相互作用机理更加复杂。针对既有研究的不足,本文基于有限元方法建立纵横垂向空间耦合模型,对树酯填充层弹性模量、砂浆充填层弹性模量和扣件纵向阻力等设计因素的影响规律进行了计算与分析,对高速铁路长大桥梁CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路的设计参数的选择提出了建议。

严寒地区CRTSⅠ型板式无砟轨道温度场及变形研究

通过对哈大线TJ-Ⅱ标和TJ-Ⅲ标路基段及桥梁段CRTSⅠ型板式无砟轨道温度梯度及变形的观测,获得严寒地区CRTSⅠ型板式无砟轨道温度场。通过对该区段轨道板翘曲变形的调研发现砂浆充填层灌注质量的关键在于时机选择,圆曲线地段曲线外侧灌注质量尤为重要。采用有限元方法建立CRTSⅠ型板式无砟轨道模型,通过改变板厚及温差条件,对比分析了轨道板的翘曲规律。分析结果表明:随着温差的增大,翘曲值呈线性增大;相同温差作用下,轨道板厚度越大,翘曲值的增长速率越大。

CRTSⅠ型板式无砟轨道梁端凸形挡台纵向力分析

针对近几年大跨桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道梁端半圆凸形挡台的剪切破坏现象,参考国内某连续刚构桥实际参数,根据桥梁梁端半圆形凸形挡台的配筋计算出凸形挡台的设计承载力,基于有限元方法,建立线-板-桥-墩一体化计算模型,计算分析在不同扣件阻力,桥梁温度跨度和桥墩线刚度等因素下的梁端半圆形凸形挡台受力。结果表明:扣件纵向阻力是梁端凸台剪切破坏的主要影响因素,随着扣件纵向阻力的增大,梁端半圆形凸形挡台所受纵向力也随之增大,当扣件纵向阻力达到17.0k N/m/轨时,凸形挡台所受纵向力将会超过凸形挡台的抗剪承载力,即发生破坏;桥梁温度跨度、桥墩线刚度、有无起制动力对梁端半圆形凸台所受纵向力影响很小。

CRTSⅠ型板式无砟轨道路基沉降快速维修技术

根据CRTSⅠ型板式无砟轨道结构为单元板的特点,提出CRTSⅠ型板式无砟轨道路基沉降快速维修技术。通过抬升轨道板并增加填充层厚度的方式,在不破坏轨道结构的条件下对CRTSⅠ型板式无砟轨道路基沉降实现天窗内快速维修。通过采用乙烯基树脂和发泡橡胶材料克服了抬板后快速充填和密封两大技术难点,并制定了完善的施工工艺。本文所介绍的维修技术2013年在某线路沉降区得到实际应用,轨道结构抬升精确,效果良好。

CRTSⅠ型无砟轨道板预应力筋破坏所致附加荷载的影响分析

针对CRTSⅠ型无砟轨道板在运营过程中出现部分预应力筋破坏的现象,本文建立CRTSⅠ型无砟轨道板及其预应力分析模型,对不同位置、不同数量纵横向预应力筋破坏引起的轨道板附加荷载进行计算分析。计算结果表明:纵向预应力筋的破坏会带来轨道板附加弯矩,引起轨道板翘曲变形;预应力筋破坏对纵横向应力峰值影响较小;轨道板整体预压力随着预应力筋破坏数量的增加而减小,其中预压力在端部损失较明显,轨道板中部由于层间黏结约束,预压力损失小于端部。预应力钢筋应力计算结果显示,预应力钢筋受力基本不受相邻预应力筋破坏的影响。

动荷载作用下轨道板离缝对CRTSⅠ型框架轨道板竖向变形影响分析

建立了路基上CRTSⅠ型框架式无砟轨道的弹性地基梁—板模型,以列车动荷载为加载条件,对比分析了离缝区域位于板端和板中两种工况,研究离缝值分别为1.00 mm,1.50 mm,2.00 mm,2.50 mm时轨道板的竖向变形情况。计算结果表明:板端离缝较板中离缝对轨道板竖向变形的影响更大。若板端出现离缝现象,则离缝值不应大于1.50 mm,否则板端下探位移及板中上拱位移均有较大幅度的增加,过大的板端下探位移会增加线路的动态不平顺性,过大的板中上拱位移可能诱发新的离缝区。若板中出现离缝现象,则离缝值也不应大于1.29 mm,否则板中离缝会使离缝区轨道板底面因完全悬空而仅受拉应力作用,影响轨道板使用。

客货共线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道疲劳寿命预测

针对客货共线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道的疲劳寿命问题,采用有限元软件,通过应力等效原理及列车运行速度确定了室内混凝土疲劳试验的加载值和加载频率;在各组合工况下对混凝土试件进行重复加载,分析了抗折强度和动弹性模量的关系,确定采用动弹性模量衰减幅值来评价混凝土疲劳寿命;将试验结果拟合为混凝土损伤曲线,并基于Palmgren-Miner疲劳累积伤损准则得到不同荷载作用下轨道板疲劳寿命预测值。结果表明:混凝土动弹性模量和抗折强度之间存在良好的相关性;荷载频率越低或应力水平越高,混凝土损伤发展速度越快;忽略其他荷载耦合作用时,客车荷载作用下轨道板的疲劳寿命约为货车荷载作用下的2倍,而客、货车荷载交替作用下无砟轨道的疲劳寿命则介于上述2种荷载作用之间。

沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺试验研究

在沪宁城际铁路CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆工艺性试验过程中,首先对砂浆搅拌车计量系统进行校准,保证了砂浆配合比的准确性,然后对水泥乳化沥青砂浆的搅拌制备、性能测试、灌注、养护和揭板等过程进行试验研究。结果表明:自行研制的CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆施工性能、力学性能良好;垫层砂浆灌注饱满,表面平整,断面材料分布均匀、无分层离析以及起皮等,灌注效果良好,满足沪宁城际铁路水泥乳化沥青砂浆大规模施工的要求。砂浆的制备和施工工艺对后续施工质量控制有一定指导意义。

CRTSⅠ型板式无砟轨道抬板维修力学行为分析

路基下沉地段采用抬板注浆工艺抢修后,CRTSⅠ型板式无砟轨道的凸台受力将发生变化,因此建立有限元模型对凸台加高后CRTSⅠ型板式无砟轨道的主要部件受力情况进行了对比分析。结果表明：轨道板抬高高度在10 cm以下时,可不对凸台和树脂进行加高处理;轨道板抬高10~15 cm时,需加高凸台和树脂5~10 cm;凸台及树脂加高高度不能超过10 cm。

基于动刚度的CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆层病害评估方法

以CRTSⅠ型板式无砟轨道结构CA砂浆层为研究对象,采用冲击荷载作用下轨道板的动刚度变化指数作为评估指标,进行CA砂浆层粉化和局部脱空病害评估研究。提出CA砂浆层病害分步评估方法,首先利用轨道板上少量测点初步定位病害,然后通过在初步定位病害区域密布测点对病害进行精细化评估。运用数值模拟方法分析CA砂浆层病害位置和程度对动刚度变化指数的影响规律,确定对应关系,据此提出用于CA砂浆层病害状态评估的建议准则,即将CA砂浆层病害状态分为AA,A1,B和C共4级,对应的动刚度变化指数分别为≥0.5,[0.2,0.5),[0.1,0.2)和<0.1。对1个实际轨道结构进行现场试验,并应用所提方法和准则对CA砂浆层的病害进行评估,评估结果和实际病害状况一致,证明所提方法的可靠性。

我国CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆技术的研发和特点

介绍日本CA砂浆的研发应用和我国CRTSⅠ型砂浆的研发、应用历程。阐述我国自主创新砂浆技术在配方体系、技术指标体系、关键原材料类型与生产方式、砂浆制备和施工等方面的特点。我国CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆在技术标准、制备、施工及质量控制管理等方面取得系列成果,砂浆及专用乳化沥青等关键技术获得国家发明专利,建立具有自主知识产权,适应我国国情、路情的成套技术体系。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道散枕装置的液压系统设计

散枕装置是CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工专用设备之一。该文在介绍了散枕装置的主要结构基础上,着重研究设计了其液压系统以实现抓取、旋转、散布双块式轨枕的各种动作,控制其回转起动与制动的平稳性、散枕的同步性以及松枕时的限速锁紧,并对伸缩液压缸、夹持液压缸的行程进行计算,最终实现布枕操控灵活、定位准确和安全防护的目的。

严寒地区CRTSⅠ型无砟轨道板四角离缝成因研究

研究目的:针对严寒地区哈大客专CRTS(China railway track system)Ⅰ型轨道板与充填层砂浆四角离缝呈现规律变化的实际情况,为减少或消除四角离缝对无砟轨道结构的影响,从理论上探讨CRTSⅠ型无砟轨道板四角离缝成因,并提出应对措施,以供我国板式无砟轨道结构设计与施工参考。研究结论:(1)造成CRTSⅠ型轨道板四角离缝的主要原因是板面、板底温差引起的翘曲变形及铺轨后相邻轨道板间低高程轨道板的'空吊'现象;(2)砂浆灌注施工宜选择夜间或昼夜温差小的季节,以21:00-06:30之间为最佳,同时,应确保轨道板精调准确、扣压有效以及砂浆灌注施工充填饱满;(3)应提高轨道板调整精度,尤其是最大限度地消除相邻轨道板的高差;(4)研究成果对CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式无砟轨道施工减少板角离缝具有重要意义。

哈大客专CRTSⅠ型板式无砟轨道板模具工装振动时效工艺

着重介绍了利用振动时效工艺技术对哈大客专CRTSⅠ型板式无砟轨道板模具工装进行处理,消除和均化其内部焊接残余应力,使得工装在后期机械加工乃至使用过程中防止变形和开裂,保证工装尺寸精度的稳定性技术。

CRTSⅠ型板式无砟轨道先导段施工控制要点分析

针对CRTSⅠ型板式无砟轨道先导段施工,系统总结底座与凸台施工、轨道板铺设、砂浆灌注和凸台树脂施工4个方面的控制要点。结果表明,通过换手复测、控制放样精度、模板定位准确牢固且拼装不漏浆等关键环节,可提高底座凸台混凝土施工精度;通过橡胶垫片/圈保护、方木条引导、精调爪同步受力等措施,可提高轨道板铺设时成品质量;用百分表监控轨道板上浮量确定CA砂浆灌注终点、在进浆口处增加压板装置等措施,可有效减少CA砂浆施工对精调轨道板状态的扰动影响;通过调节外加用水量,控制CA砂浆流动度在上限附近,可减少轨道板四角离缝和曲线段高侧离缝。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床混凝土坍落度的试验优选

针对混凝土浇筑机的道床浇筑方案,分析了轨道线路条件,并进行了一系列试验,优选出了在不同线路情况下适合于混凝土浇筑机的混凝土坍落度范围,有效地提高了浇注速度和质量。

CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板与CA砂浆离缝维修技术

随着我国客运专线的快速发展,CRTSⅠ型板式无砟轨道作为无砟轨道结构型式中的一种,已经大批量铺设并投入运营中;运营一段时间后,CRTSⅠ型板式无砟轨道段出现轨道板与CA砂浆离缝、轨道板掉块、轨道板封锚松动脱落等情况,如果不进行处理,在列车运行时轨道板的振动以及钢筋锈蚀情况的加重,会影响到轨道板的使用寿命,严重时,会影响到行车安全。本文针对CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板与CA砂浆离缝的问题,对CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板与CA砂浆离缝维修技术进行阐述。