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。

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。

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。

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。

CRTSⅠ型板式无砟轨道板精调技术

无砟轨道设计标准高,施工控制严,对轨道几何尺寸要求极为精确,且施工一步到位。轨道精调是无砟轨道施工中非常关键的一道工序,它对轨道的几何尺寸最终位置能否达到设计及验标的要求起着决定性作用。以宁安城际铁路CRTSⅠ型板的施工为例,就如何保证轨道板精调的精度从设备选择、作业方法及标准、施工过程控制等方面进行了阐述。

高速铁路CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道施工技术

结合实际工程,分析了桥梁底座板及路基支承层施工的工艺要点,并对道床板施工技术展开了具体的探讨,从而做好CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道施工。

严寒地区客运专线CRTSⅠ型无砟轨道板制造蒸养阶段裂纹控制技术

为了适应严寒地区环境特征,减少裂纹发生,哈大客专CRTSⅠ型无砟轨道板预制全部采用自动温控系统进行室内蒸汽养护。分析了蒸养各阶段裂纹产生机理,提出采取延长升温阶段和降温阶段的持续时间、降低恒温阶段的恒温温度、缩短恒温阶段时间、尽量降低芯部与表面温度差,改进模具保证蒸养棚内湿度等技术控制裂纹产生,对我国今后的轨道板制造和裂纹控制具有借鉴和指导作用。

CRTSⅠ型板式无碴轨道线路动态调整施工

详细介绍了根据轨道检测车的检测数据和波形图进行线路动态调整的施工技术,并对CRTSⅠ型板式无碴轨道在施工过程的质量控制要点以及如何提高线路精确调整的施工效率提出一些建议。

CRTSⅠ型板式无砟轨道施工

无砟轨道目前已成为我国客运专线建设的主要轨道选型,其工程材料以及施工控制要求标准高。以杭甬铁路客运专线钱江铁路新桥南引桥为背景,分别对CRTSⅠ型板式无砟轨道底座板及凸台施工、轨道板敷设、CA砂浆灌筑及凸台树脂灌筑等关键工艺进行探讨和工程实践。结果表明,所探讨的施工工艺合理、可行,能为今后其他同类工程建设提供参考。

CRTSⅠ型无砟轨道板张拉施工技术

根据哈（尔滨）大（连）铁路客运专线无砟轨道的实际施工情况,主要介绍了CRTSⅠ型轨道板自动张拉施工技术,同时总结了施工技术要点,以积累相关施工经验,保证轨道板施工质量。

CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆充填层施工工艺研究

通过宁安铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道首件工程CA砂浆充填层的施工,从CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆搅拌工艺、灌注工艺进行了论述,提出了CA砂浆施工准备工作、CA砂浆灌注及防污染处理等工序的施工方法,解决了CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆充填层施工中常见的难点问题。

近断层脉冲型地震作用下高速铁路桥梁-轨道系统响应分析

为了研究在近断层脉冲型地震作用下高速铁路桥梁-轨道系统的动力响应规律,针对高速铁路线上最常用的简支梁形式结构,以某8×32.7 m高速铁路简支箱梁桥为例.建立了考虑简支梁与CRTS Ⅰ型板式无砟轨道之间相互作用的桥梁-轨道模型,讨论了具有破裂前方脉冲、滑冲脉冲、无脉冲型近断层地震动对桥梁-轨道系统的影响及扣件阻力改变时桥梁-轨道系统动力响应的变化.结果表明:三种脉冲类型地震动作用下钢轨的受力和变形规律保持一致,脉冲型地震动较无脉冲型地震动增加了约20%钢轨应力和位移.相对于轨道系统,桥墩对脉冲类型更为敏感,在破裂前方脉冲和滑冲脉冲地震作用下,桥墩的墩顶最大位移比无脉冲地震动分别增大了106.6%和148.6%,墩底弯矩和剪力也有明显增大,在进行高速铁路桥梁抗震设计时应考虑脉冲类型对桥梁结构的影响.扣件纵向阻力从5 kN/组增大到15 kN/组时,墩顶最大位移降低了10%,但钢轨应力和位移峰值约为原来的2倍.

高速列车荷载作用下水泥乳化沥青砂浆层的应变速率研究

水泥乳化沥青砂浆主要承受列车垂向荷载,且处于动态加载过程。为研究CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆层的应变速率,基于车辆-轨道耦合动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立列车-CRTSⅠ型板式无砟轨道-路基垂向耦合振动模型,研究CA砂浆层的应变速率及其影响因素。结果表明:路基上板式无砟轨道CA砂浆层的应变速率大于其他基础。随着CA砂浆层和列车速度的增加,CA砂浆层的应变速率增大。CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆层的应变速率在4.763×10-3/s^2.025×10-2/s范围内变化。与仿真得到的应变速率相比,规范规定的应变速率不能完全反映CA砂浆层的实际应变速率。