横向地震作用下高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道-桥梁系统震致轨道不平顺研究

为探究高速铁路轨道−桥梁系统震后轨道不平顺的产生机理,以桥面铺设CRTSⅢ型无砟轨道结构的高速铁路轨道−桥梁系统为对象,考虑钢轨、扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层土工布、弹性橡胶垫、底座板等轨道结构部件,建立非线性动力仿真模型,分析轨道−桥梁系统在不同地震动强度下各关键构件的损伤规律及震致轨道残余位移分布规律,建立映射轨道不平顺计算模型,并将其与震致轨道不平顺有限元计算结果进行对比。研究结果表明:地震将引起显著的轨道不平顺,恶化钢轨的平顺程度,在设计地震和罕遇地震作用下,钢轨在梁缝处有明显折角,行车安全设计时应重点关注梁缝处的钢轨变形。钢轨的应力峰值出现在梁缝处,其应力大于钢轨的容许屈服应力。单元板式轨道结构的扣件极易在梁缝位置损坏,远离梁缝的扣件均处于健康状态。自密实混凝土与底座板不会相对滑动,二者的层间残余位移极小。在设计地震和罕遇地震下,固定支座以及滑动支座均产生显著的残余位移,而桥墩残余位移较小。隔离层以及桥墩的残余位移对于震致轨面几何形态变位的贡献可以忽略不计,震致轨道不平顺主要由扣件以及支座的残余变形引起。

大跨度混合梁斜拉桥CRTSⅢ型无砟轨道快速施工关键技术

为提高大跨度铁路桥梁CRTSⅢ型无砟轨道的施工工效,以(30+46+300+97+62.395)m高低混凝土塔混合梁斜拉桥——湖杭铁路富春江特大桥主桥为背景,提出了一种工效更高的CRTSⅢ型无砟轨道快速施工方案。该方案综合考虑施工过程中温度、桥面荷载对桥面线形的影响,针对类似工程CRTSⅢ型无砟轨道施工过程中CPⅢ控制点需多次测定、线形控制方式对工期影响较大的局限性,采用在每个底座板放样断面的桥面两侧埋设测钉作为线形观测点,以测点与放样点间高差为控制指标进行放样;基于防撞墙等附属设施施工前、后的桥面线形实测数据对有限元计算模型进行刚度修正,结合CRTSⅢ型无砟轨道的构造特点,采用刚度修正后的有限元模型计算施工预拱度以控制桥面线形。富春江特大桥主桥采用该CRTSⅢ型无砟轨道快速施工方案实际节省工期20 d,在保证施工质量的基础上达到了提高工效、节省工期的效果。

CRTSⅢ型混凝土轨道板生产建场规划

CRTSⅢ型轨道板板场规划设计应根据工程总体工期安排、制板数量、铺板计划等因素,结合当地气候、地形地质条件、板场生产规模、制板周期和生产速度,综合对比生产、运输、防洪、环保等多方案后,确定合理的位置和方案。板场规划设计可分为总体规划设计和施工规划设计,总体规划包括生产效率确定、制板台座与存板数量确定、主要设备配置和平面布置等;施工规划设计主要进行辅助工程规划设计,包括电力、给水、排水、蒸汽及其他工程管线系统规划设计等。该施工规划根据具体项目的总体规划进行。

高速铁路先张CRTSⅢ型轨道板场规划设计研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板,是目前我国使用的最先进的板式无砟轨道结构形式,具有完全自主知识产权。研究采用固定张拉台座法、工厂化预制生产的先张CRTSⅢ型轨道板场规划设计。该场占地规模小,布局规划合理,能满足轨道板生产需要,并且建设规模合理,与线路工程进度相匹配,投资造价较小。

CRTSⅢ型先张法预应力轨道板制造技术研究

我国工程科研技术人员通过引进、借鉴国外无砟轨道技术,技术再创新,不断优化设计及生产工艺,自主设计研发出CRTSⅢ型先张法预应力轨道板,从而使我国拥有了自主知识产权的无砟轨道技术。通过多条客运专线实际推广应用,不断进行工程经验总结,我国的轨道板生产目前已逐步建立系统化、标准化和现代化成套技术。基于此,本文将介绍CRTSⅢ型先张法预应力轨道板的发展应用,从原材料及生产工序系统性地阐述预制生产中的技术控制要点,为后续生产提供一定的经验参考。

CRTSⅢ型轨道板平整度检测方法对比分析

为确保CRTSⅢ型轨道板平整度符合标准,针对平整度检测方法展开进一步对比,深入剖析不同检测方法的优缺点及应用效果。通过文献综述法,详细介绍快速检测平台检测法、激光PSD检测仪快速检测法以及六工位测量机快速测定法,并将上述检测法进行对比展开研究。经过研究后发现上述方法在检测效率和精度方面存在差异,CRTSⅢ型轨道板平整度检测方法各有优缺点,适用范围也不同,需根据实际情况选择合适检测方法。

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CRTSⅢ型轨道板隔离层关键构件-弹性垫板试验

弹性垫板作为自密实混凝土填充层和底座板之间的缓冲构件,通过自身压缩变形达到减震耗能的目的,因此弹性垫板在平面压缩情况下的力学性能对CRTSⅢ型板式无砟轨道系统的抗震特性具有显著影响。为研究弹性垫板在平面压缩情况下的力学性能,开展弹性垫板的平面压缩试验。探究不同截面尺寸、不同厚度情况下弹性垫板试件的荷载-位移曲线变化规律,探讨弹性垫板试件在平面压缩情况下的刚度变化规律,提出考虑尺寸效应的弹性垫板荷载-位移力学模型。并利用该荷载-位移力学模型与弹性垫板平面压缩的试验数据进行对比。研究结果表明:弹性垫板荷载-位移力学模型能有效模拟弹性垫板的平面压缩力学特性;不同弹性垫板试件的荷载-位移曲线形状大体一致,均表现为位移随着荷载的增加非线性增大;弹性垫板的截面面积和厚度均对弹性垫板的荷载-位移曲线有显著影响,表现为相同荷载情况下,截面面积越大,厚度越小,弹性垫板的位移越小;弹性垫板试件的割线刚度与截面面积、厚度有关,表现为截面面积越大,厚度越小,弹性垫板割线刚度越大,平面可压缩性越低。

路桥过渡段折角型沉降致CRTSⅢ型无砟轨道效应研究

高速铁路路桥过渡段处由于桥梁和路基的支承刚度不同,桥台后侧路基因难以填筑压实,过渡段容易产生折角型沉降,导致无砟轨道结构产生层间离缝、结构裂缝和路基脱空等病害,影响高速列车运行的舒适性和安全性。以高速铁路路桥过渡段CRTSⅢ型板式无砟轨道为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立路桥过渡段无砟轨道空间耦合模型,研究过渡段沉降折角和轨道底座厚度对无砟轨道层间离缝的影响规律,并考虑混凝土塑性损伤特征,分析不同荷载组合和底座厚度对轨道结构受力和变形的影响规律。研究结果表明:折角型沉降角度对轨道结构受力和变形有很大的影响,当折角角度从0.5‰增大到1‰时,自密实混凝土层和底座之间的层间离缝长度从0增长到1.46 m,离缝幅值从0.99 mm增至3.13 mm;路基脱空长度从0增至0.92 m,脱空幅值从0.51 mm增至2.53 mm;在折角型沉降下端,与路基脱空相比,自密实混凝土层间离缝的分布范围较大,但幅值较小;在折角沉降上端,层间离缝的分布范围和幅值都比路基脱空大;底座厚度增加可以减小折角型沉降引起的轨道层间离缝和结构裂缝,使出现损伤的范围和损伤因子最大值都有所降低,底座厚度建议增加至50 cm,可有效改善规范规定的容许过渡段1‰折角沉降对CRTSⅢ型无砟轨道服役状态的不利影响。

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注过程应力和变形量分析及质量控制

在高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道施工中,自密实混凝土灌注易产生水击效应,导致轨道板上浮,进而对轨道标高控制产生影响。随灌注施工所用时间的减少,轨道板上浮量迅速增加,当灌注时间为2.5min时,上浮量达2.7mm,给后续扣件安装、调板等带来较大困难。本文通过ANSYS有限元分析,研究不同扩展度自密实混凝土在不同灌注速度下轨道板、底座板和扣压装置的受力状况及轨道板上浮量,以期为最佳灌注速度及灌注时间提供理论依据。

基于点激光的CRTSⅢ型无砟轨道板轮廓尺寸快速检测方法

CRTSⅢ型无砟轨道板是现代高速铁路运行的基石。但由于轨道板的尺寸较大,且其承轨台的轮廓复杂,对表面精度的要求较高,传统的抽样检测方法无法实现每块轨道板的生产溯源。为此,提出了一种基于点激光测量技术的立式CRTSⅢ型无砟轨道板轮廓尺寸的快速检测方法。首先,采用点激光传感器配合磁栅尺同步采集轨道板及其承轨台轮廓的关键数据。然后,设计了基于差值处理的点激光数据预处理方法,并采用最小二乘法拟合计算关键轮廓尺寸,以实现在轨道板生产线要求的生产节拍内完成轮廓尺寸的自动检测。分别采用所提出的检测方法和三坐标检测法对同一轨道板的9个承轨台进行检测并对比两者的精度,结果显示2种检测方法的测量结果相差较小;利用所提出的检测方法对承轨台的小钳口距进行5次重复测量,结果显示最大极差为0.010 mm。研究结果验证了基于点激光的检测方法具有较高的精度和良好的一致性,能够大幅提高轨道板的检测速度,具有很高的应用价值。

曲线地段CRTSⅢ型先张法轨道板模具调整方案

近年来,具有我国自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道在高速铁路中得到了快速的发展。CRTSⅢ型板式无砟轨道在固定台座上采用反向模筑法生产,通过高精度、高刚度的定型钢模,保证轨道板制造精度。曲线轨道板在预制过程中需要通过调整承轨台的空间几何位置,确保曲线轨道板的外形几何尺寸,从而实现无砟轨道铺设后曲线段轨道的高精度、高平顺性。文章以京沈客专巨各庄制板场模具调整方法为例,对模具调整方案阐述,为同类工程提供可借鉴经验。

自主创新CRTSⅢ型板式无砟轨道系统研发及应用

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国自主研发的新型无砟轨道,通过轨道结构及接口、轨道板制造、自密实混凝土制备及施工、布板及精调等关键技术的系统创新,基本形成了设计、制造、施工等成套技术,建立了系统的标准体系和知识产权保护体系。盘营客运专线综合试验期间,动车组列车最高试验速度397 km/h,系统验证了轨道结构对高速行车的适应性,并在我国高速铁路建设中推广应用。

CRTSⅢ型板式无砟轨道建造一体化管理系统设计与应用

为了提高CRTSⅢ型板式无砟轨道的铺设精度,保证建造质量和效率,提升铁路建设的信息化管理水平,研发了高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道建造一体化管理系统。该系统基于B/S(浏览器/服务器)架构进行开发,针对不同工序的数据管理需求,创建了CRTSⅢ型板式无砟轨道建造过程标准化数据库,构建了无砟轨道建造一体化管理平台,实现了对无砟轨道建造过程的质量、进度、生产要素等的管控,将建造信息的查询、统计分析、归档变得更加便捷。该系统应用互联网技术将传统的建造模式与现代信息技术相融合,为高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道建设提供了信息化支撑和系统保障。目前该系统已经在多条高速铁路线路中得到应用,系统运行稳定、可靠,功能符合现场需求,具有广阔的应用前景。

CRTSⅢ型无砟轨道板智能粗铺及精调技术研究

为提高CRTSⅢ型无砟轨道板粗铺及精调工序自动化及智能化水平,研发了轨道板吊装及粗铺定位装置、轨道板智能精调装置及控制系统,可实现CRTSⅢ型无砟轨道板从粗铺至精调的自动智能一体化施工。阐述了轨道板智能粗铺及精调技术的原理与方法,介绍了智能精调控制系统软件应用场景,结合工程应用经验,验证了智能粗铺与精调技术的稳定性及实用性,具有一定的借鉴意义。

CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板平整度控制措施试验研究

针对个别线路CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板预制阶段平整度超标问题,以不采取辅助措施工况为基准,对预应力筋中心向轨道板顶面偏移2 mm、轨道板混凝土养护早期两次洒水、模具设置0.5 mm朝向轨道板底面的反向预拱度、模具设置0.5 mm反向预拱度+轨道板混凝土养护早期两次洒水四种平整度控制措施进行试验研究。结果表明:就单一措施而言,模具设置反向预拱度对轨道板平整度控制效果较好,其次是对轨道板混凝土洒水养护,预应力筋中心偏移对轨道板平整度控制效果较差。为保证轨道板长期平整度,轨道板预制过程中宜采取模具设置反向预拱度+轨道板混凝土养护早期洒水的综合措施。

高速铁路CRTSⅢ型轨道板平面度控制主要措施分析

当前,中国高铁事业发展迅速,CRTSⅢ型轨道逐渐成为350 km/h高铁线路主导板型,因为承轨台高度不足、对底板刚度等方面影响,导致轨道的平面出现翘曲问题,还有可能是养护工作不到位,导致混凝土材料收缩,产生裂纹,对于轨道板平面耐久性产生严重影响。对此类型轨道板的平面度监测过程进行了分析,提出了平面度的控制方法。

双线铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道布板设计系统研制

深入研究了CRTSⅢ型板式(简称Ⅲ型)无砟轨道布板设计关键技术,设计并研制了基于C/S(客户端/服务器)结构模式的Ⅲ型无砟轨道布板设计系统,可以实现双线铁路并行等高段的布板计算并获得轨道板各承轨台轨顶中心(简称承轨台定位点)的线路空间三维坐标信息。文中阐述了双线铁路Ⅲ型无砟轨道布板设计关键技术和系统设计实现流程,对我国Ⅲ型无砟轨道技术体系向智能化发展具有一定借鉴和参考意义。

浅谈CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板施工技术

合安铁路采用CRTSⅢ型板式无砟轨道,其设计速度为每小时300公里。CRTSⅢ型无砟轨道在国内尚处于发展阶段,其各种施工工艺还不够成熟,施工难度大、技术含量高。本项目以合安铁路 CRTS III型板式无砟轨道为对象,以郑徐、郑阜、商合杭三条高速铁路为例,通过线下试验,观摩学习具有我国自主知识产权的 CRTSⅢ型板式无砟轨道的施工实践,推动 CRTSⅡ型板式无砟轨道在我国已建成的新线路中的应用。对无砟轨道施工方法进行了总结,对施工工艺进行了优化改进,最终形成了一套自己的 CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术,该技术效率显著,技术先进,产生了良好的社会效益和经济效益。

路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道设计方案比较分析

路基上CRTS(China railway track system)Ⅲ型板式无砟轨道结构存在单元式和纵连式两种设计方案.通过建立纵横垂向空间耦合有限元计算模型,对两种设计方案在温度荷载、列车荷载、混凝土收缩及基础沉降变形作用下的力学特性进行了计算与对比分析.计算结果表明:对于严寒地区,基于温度荷载的影响较大以及轨道的可维修性,建议采用单元式结构.