CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道施工技术

CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道施工技术的关键在于轨排模板组装和轨道精度,通过对京张铁路双块式无砟轨道施工过程的介绍,论述了CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道施工工艺,主要包括铺设条件的评估、CPⅢ控制网测设、轨排组装、轨道粗调、精调等关键流程,希望对以后CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道施工提供一定的借鉴。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土抗裂技术研究

CRTSⅠ型双块式无砟轨道受施工工艺及环境因素等影响,在一些薄弱环节易产生裂缝,影响高铁运营,引发安全事故。根据CRTSⅠ型无砟轨道预埋轨枕周边约束条件、底座板、道床板结构受力特点,平衡改善结构收缩变形和收缩应力,建立“水化-温度-湿度-约束-应力”多场耦合开裂风险模型,采用多场耦合模型、抗裂风险预控、抗裂措施管控、实时原位监测、动态措施保障相结合的方法,解决了CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土裂缝病害,保证了混凝土结构施工质量。

武广客运专线CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工设备配套研究

研究目的:由于无砟轨道的突出优点,我国在建或拟建的高速铁路广泛应用无砟轨道技术。武广客运专线建设在我国铁路建设史上具有重要的意义,其应用的CRTSⅠ型双块式无砟轨道系统是在德国RHE-DA2000双块式无砟轨道系统上发展起来的,该技术对于我国还是一项新技术、新工艺,也需要使用新设备。其施工设备的配套性能决定了无砟轨道的施工质量与施工效率;合理的施工设备配套,能为无砟轨道施工提供强有力的支持。研究结论:根据武广客运专线工程实际情况,结合前期同德方技术交流和施工设备引进谈判及施工设备国产化情况,从施工质量、效率和经济性方面系统分析了施工设备的配套,提出了在满足施工质量、施工效率前提下的成套施工设备配套。通过对RHEDA2000双块式无砟轨道系统技术的消化吸收和武广客运专线的无砟轨道施工实践证明,除了精调设备外,我国已经能够独立完成其它CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板施工专业设备的研制。

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型双块式无砟轨道轨枕松动修复试验研究

在运营的无砟轨道线路上调查发现,CRTSⅠ型双块式无砟轨道在预制轨枕与现浇道床板接触面间出现裂缝和道床板面混凝土掉块。本文分析了CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨枕松动的原因,通过现场测试对比分析了松动轨枕在修复前后钢轨、轨枕、道床板的垂向位移及加速度的变化情况。研究结果表明,松动轨枕修复后,钢轨、轨枕的垂向位移及加速度均明显减小,轨枕纵横向翻转幅度也明显减小,修复前后道床板的加速度变化较小。及时修复轨枕块松动应作为该类型无砟轨道日常养护维修工作的主要内容之一。

高速铁路长大桥梁CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道无缝线路影响因素分析

研究目的:当大跨度连续梁桥上铺设了CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构之后,其梁轨相互作用机理更加复杂,原有的计算方法、计算模型及设计参数可能不再适用。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,对道床板和底座板年温差、扣件纵向阻力、橡胶垫板弹性模量和隔离层摩擦系数等设计因素的影响规律进行计算与分析,为高速铁路长大桥梁CRTSⅠ型双块式无砟轨道无缝线路的设计参数的选择提供参考。研究结论:在进行设计与检算时,应根据不同地区的实际情况分别选取当地不同的年温差作为道床板和底座板的温差取值;通过在桥上采用小阻力扣件,可以明显降低钢轨最大纵向附加力及轨道结构的受力,但当扣件纵向阻力较小时,在长大桥梁的梁端处,扣件的爬行量较大,需要重点加以关注;在限位凹槽周围侧面应设置高弹橡胶垫板;道床板和底座板之间应尽量采用较小摩擦系数的隔离层。

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。

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。

以列车平稳性优化CRTS Ⅰ板式无砟轨道下路涵过渡段的研究

以京沪高铁廊坊段路涵过渡段为背景,采用Abaqus软件建立了CRTS Ⅰ型板式无砟轨道-车体-过渡段动力系统耦合模型,研究不同因素对列车通过路涵过渡段的动力响应。以列车平稳性为评价指标,通过极差和方差分析方法,确定影响列车运行平稳性的因素重要性次序,提出高速铁路路涵过渡段最佳设计方案。分析可得,以车体横向加速度或垂向Sperling舒适度为试验指标优化时,行车速度为第一影响因素;以横向Sperling舒适度指标为试验指标优化时,填土厚度为第一影响因素;以车体垂向加速度为试验指标优化时,扣件垂向刚度为第一影响因素。建议在路涵过渡段设计时采用倒梯形过渡、过渡段长度20 m、涵洞跨径4 m、填土厚度3 m、行车速度280 km/h、扣件竖向刚度50 k N/mm,列车运行平稳状态最佳。

CRTS Ⅰ型板式无砟轨道凸型挡台纵向力分析

针对我国客运专线广泛应用的CRTS Ⅰ型板式无砟轨道结构,建立简支梁桥上计算模型。为研究凸型挡台细部受力特性,将轨道结构模拟为实体,分析了凸型挡台纵向受力特性。计算结果表明,凸型挡台纵向力从台顶往下逐渐减小,沿线路纵向变化明显。温度荷载对凸型挡台纵向力影响较大,应作为设计和检算的控制因素。

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。

CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道路基的力学特性分析

我国无砟轨道铁路主要铺设有双块式无砟轨道、板式无砟轨道等。文章基于ABAQUS有限元软件,仿真分析不同轴重作用下CRTS I型双块式无砟轨道路基各部位的受力特性,研究列车轴重对无砟轨道的影响。研究表明轮载力作用下双块式无砟轨道的影响范围主要为5根轨枕。ZK标准荷载作用下,基床表层表面、基床表层底面、基床底层底面的压应力最大值分别为19.1kPa、18.1kPa、7.51kPa,竖向位移最大值分别为0.3mm、0.27mm、0.115mm。

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。

简支梁桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板纵向力分析

针对我国客运专线广泛应用的CRTS I型板式无砟轨道结构,建立简支梁桥上实体计算模型,分析了轨道板纵向受力特性。计算结果表明,轨道板纵向力呈波动状分布,沿线路纵向变化明显,且不同纵向力的极值出现在桥跨不同位置。温度荷载对轨道板纵向力影响较大,应作为其设计和检算的控制因素。

CRTSⅠ型板式无砟轨道凸形挡台树脂离缝成因分析

针对目前在桥梁地段CRTSⅠ型板式无砟轨道凸台周围树脂离缝,建立CRTSⅠ型板式轨道力学模型,采用可压缩超弹单元模拟树脂层,分析不同扣件阻力、轨道板与CA砂浆间的摩擦阻力条件下的填充树脂层受力。结果表明:在纵向荷载作用下,一旦树脂层发生塑性变形,随着荷载消失和温度下降,树脂层将无法完全回弹,因而产生离缝,并在梁端转角和列车振动荷载作用下进一步发展;在扣件纵向阻力较大时,树脂层会从轨道板下表面与树脂层相接触的位置剪切破坏;轨道板与CA砂浆层之间的摩擦阻力对树脂层的压缩位移和剪切应力的影响不大。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨排框架法施工影响因素

CRTSⅠ型双块式无砟轨道在道床板施工过程中,轨排结构各部件的微小定位偏差将导致轨道几何形位不平顺,增加后期精调工作量。根据轨排框架法施工特点,建立有限元模型,分析道床混凝土浇筑之前的轨道几何形位变化,研究不同轨排支撑间距和部分支撑失效对轨排框架法的影响。结果表明:在自重作用下,当轨排支撑间距增大到7倍扣件间距时,轨面高低值超限,建议施工时支撑间距不宜超过6倍扣件间距;当支撑间距为3倍扣件间距时,单个轨向锁定器失效和单个螺柱支腿失效对轨排结构的变形和受力状态不会产生太大影响,随失效部件的增多,轨距和轨底坡变化量增大; 2组支撑系统失效时,轨面高低值超限,施工时应严格检查,避免出现此极端失效情况。

客运专线桥梁挠曲变形对CRTSⅠ型板式无砟轨道结构受力影响分析

对列车荷载通过桥梁而梁体发生挠曲变形时,CRTSⅠ型板式无砟轨道结构受到的附加挠曲力进行分析。首先推导了桥梁挠曲变形对无砟轨道结构受到的附加挠曲力的计算方法,然后分别对我国时速300～350km、200～250km的几种主要桥梁`上CRTSⅠ型板式无砟轨道的轨道板和底座板受到的附加挠曲力进行计算,为CRTSⅠ型板式无砟轨道的结构设计提供参考。

350km/h客运专线CRTSⅠ型板式无砟轨道施工关键技术

研究目的:武广客运专线武汉综合试验段CRTⅠS型板式无砟轨道,是我国首次整区段铺设的速度350 km/h的板式无砟轨道结构形式。通过对施工测量、轨道板精调、砂浆制备与灌注等关键技术的研究,总结出一套有效适合国情的Ⅰ型板式无砟轨道施工工艺和与之相配套的施工设备,为今后类似工程施工提供借鉴。研究结论:通过试验段的初步动车试验,速度达到351 km/h,试验验证CRTSⅠ型板式无砟轨道施工技术是成功的。采用三角规和小型龙门架对轨道板进行精调速度快、精度高,调整后的轨道板板顶面高程偏差小于1 mm,轨道板中心线与凸形挡台中心线偏差小于1 mm,轨道板与挡台的间隙差小于5 mm,两轨道板的高低和方向平顺性均小于2 mm,该项技术可在CRTSⅠ型板式无砟轨道施工中推广应用。

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。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构优化设计研究

针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构特点,提出技术合理,经济性好的优化设计方案。对传统和优化后的CRTSⅠ型双块式无砟轨道在各种荷载作用下的结构受力进行计算对比分析,为优化设计方案提供理论指导。研究结论:(1)优化后的CRTSⅠ型双块式无砟轨道可应用于高速铁路、城际铁路项目;(2)通过轨道结构受力计算可知,在列车荷载作用下,路基地段优化后道床板弯矩比传统CRTSⅠ型双块无砟轨道减少,底座弯矩比传统CRTSⅠ型双块无砟轨道增加;桥梁地段优化后道床板弯矩比传统CRTSⅠ型双块无砟轨道增大,增大幅度不大。单元式结构道床板在整体温度荷载作用下受到的轴力可大幅度减小。