高速铁路无砟道床真空脱水机制砂混凝土抗冻性能

冻融损伤是严寒地区高速铁路无砟道床机制砂混凝土耐久性下降的主要原因,提升无砟道床机制砂混凝土抗冻性对于保障道床板的长期服役性能有重要的意义。采用006、008 MPa的真空度对C40现浇道床机制砂混凝土分别真空脱水1、3、5、10 min,研究真空脱水处理后机制砂混凝土的单面抗冻性,通过真空脱水率、表面回弹值和孔隙结构等方法分析真空脱水处理对机制砂混凝土的影响。结果表明:与未处理的机制砂混凝土相比,真空脱水机制砂混凝土在单面冻融循环12次后单位面积冻融剥落物质量降低258%~955%,单面吸水率降低79%~770%;真空脱水处理降低表层混凝土的实际水胶比,改善表层混凝土的孔隙结构,增加混凝土密实度。以真空度和真空脱水时间作为真空脱水处理指标,建立机制砂混凝土单位面积剥落物质量与真空度、真空脱水时间之间的关系模型。混凝土表层真空脱水技术为严寒地区现浇机制砂混凝土抗冻性能提升提供了技术方案。

地铁工程减振垫浮置板无砟道床施工技术研究

随着当今社会经济的发展,人们对在市区内安全且高效的出行方式需求逐渐增大,为缓解城市交通压力,满足人们日常出行,各大城市在地铁建设方面加大了建设力度。为更好打造舒适环保型地铁,广大设计人员在减振降噪方面做出较大努力,将地铁对居民生活影响降到最低。结合青岛地铁4号线减振垫整体道床施工,从施工工法流程方面着手,采用轨排架轨法施工,是目前应用较广泛,减振等级高的减振道床之一,总结一套行之有效的工艺流程,解决关键控制技术,是广大建设人员共同的目标。

路桥过渡段双块式无砟轨道道床板上拱整治方案

针对路桥过渡段连续型双块式无砟轨道端梁位置道床板上拱病害,建立理论分析模型,研究了层间黏结状态和端梁支承条件对道床板上拱变形的影响规律;提出五种植筋方案,并对比分析了各方案的整治效果。结果表明:整体上,道床板在路基侧距离端梁中心10 m范围内上拱,最大上拱位置距离端梁中心约3 m;随着层间抗拉和抗剪强度增加,道床板最大垂向位移呈非线性减小趋势,层间黏结强度显著抑制了道床板的上拱变形;层间摩擦因数以及支承层、级配碎石、AB组填料造成的端梁侧向支承刚度变化对道床板上拱变形的影响相对较小;在距离端梁20 m范围以外植筋对道床板上拱变形的限制较小,增加路基侧距离端梁10 m范围内植筋可以明显减小道床板上拱变形。

温度和列车动荷载作用下双块式无砟轨道道床板损伤特性研究

采用混凝土损伤塑性模型描述双块式无砟轨道道床板的力学行为,以变温作用下道床板最大损伤状态作为初始条件、车辆—双块式轨道耦合动力分析得到的各钢轨支点压力作为轨道—路基的外部激励,进行变温和列车动荷载共同作用下道床板损伤的演变规律及道床板损伤对结构受力影响的研究。结果表明:在降温过程中道床板会发生横向弯曲变形,产生损伤,导致受拉承载力下降;在升温过程中由于降温导致的道床板拉伸损伤不可恢复,所以道床板损伤值不变,最终保持在0.23左右,但刚度出现恢复现象;车辆经过已损伤的道床板时,道床板内部裂纹交替张开与闭合,刚度出现短暂的部分恢复阶段,刚度退化系数最大幅值为0.057,而道床板损伤值不变,且道床板的位移和加速度幅值、支承层与基床表面的动应力幅值均比无损伤时增大,拉应力幅值减小;损伤塑性模型能很好地反映道床板混凝土的软化及刚度退化行为。

基于早期温度应力的道床板施工方式

建立考虑水化热、混凝土收缩和弹性模量等时变参数的双块式无砟轨道道床板早期温度应力瞬态分析有限元模型,分析道床板内部水化热与外部环境温度共同作用下的道床板早期温度应力分布特征,比较不同施工季节、浇筑时刻以及钢模支撑条件对道床板早期温度应力的影响。研究结果表明:道床板早期温度应力受水化热和外界环境温度影响较大,内部应力主要受控于水化热,表面应力主要受控于环境温度,轨枕侧边是容易产生早期温度裂缝的薄弱环节。在施工温度降低条件下,道床板侧边和顶面容易产生裂纹。为减少混凝土早期裂缝的开展,应选择在傍晚时分浇筑混凝土,适当延长拆模时间,气温较低时拆模至少为3 d后,浇筑温度较高时拆模至少为4 d后。

板式无砟轨道基床翻浆病害快速整治设备的方案设计

针对板式无砟轨道基床翻浆病害频发且传统人工作业方式难以满足病害整治实际需要的现状,本文在总结病害成因和现行整治措施的基础上,对适用于此类病害的快速整治设备和与之配套的整治技术进行了研究,详细阐述了快速整治设备的设计思路和相应的设计方案。经比选,认为采用功能模块化设计思路的方案优于将所有装置集成在一台平板车上的方案。

CRTSⅡ型轨道板磨床激光测量方法研究

CRTSⅡ型无砟轨道板承轨台的磨削精度直接影响到高速铁路轨道的平顺性与稳定性。基于CRTSⅡ型无砟轨道板承轨台的数控磨削,介绍了轨道板专用磨床激光测量系统的测量点、测量方法和测量数据的建模。

路基双块式无砟轨道裂缝控制试验研究

研究路基地段双块式无砟轨道道床裂缝的产生发展规律及特征,以期为路基地段双块式无砟轨道道床的设计、施工提供一定的参考。通过对郑西客运专线路基段双块式无砟轨道防开裂试验段施工中的裂缝研究,从设计、材料、施工工艺、支承层及道床施工间隔时间方面解析了道床板的裂缝成因,并提出双块式无砟轨道道床板裂缝控制建议及措施,防止非正常裂缝影响道床板结构的耐久性。

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。

简支梁桥上Ⅰ型板式无砟轨道制动力与位移分析

基于有限元法,建立多跨简支梁桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,研究列车制动荷载作用下钢轨、轨道板及底座板的受力与变形特性,并对相关影响参数进行分析。研究结果表明:在制动荷载作用下,钢轨制动力的峰值出现在两端桥台及中间活动支座上方,钢轨的纵向位移呈现先增后减的趋势,在中间活动支座达到最大值,钢轨和轨道板的纵向伸缩趋势基本一致,表明扣件起到了很好的约束作用;制动力加载方式对轨道结构纵向力及位移有较大影响,在紧急情况下,应尽量避免两列列车同时在桥上同向制动,以免钢轨承受过大的拉力,防止因相对位移过大而导致扣件失效;采用小阻力扣件对桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道的受力是有利的,但要充分考虑轨板相对位移不能过大,保证钢轨在桥台处的爬行能够得到有效控制;随着桥墩纵向刚度的增大,轨道结构的受力随之减小,因此,为改善桥上轨道结构的受力条件,在可能的情况下,应尽量采用纵向刚度较大的低墩桥。

假缝设置间距对道床板裂缝性能的影响

为实现假缝设置对道床板裂缝发育的有序引导及其裂缝性能的控制,针对假缝设置间距对相邻假缝间轨道力学状态和假缝处裂缝性能的影响展开研究。基于理论推导建立假缝设置间距与假缝处裂缝宽度和钢筋应力的数学关系,结合现场试验验证,提出假缝设置间距计算方法,并分析其适用环境及应用建议。研究结果表明:假缝处裂缝宽度和钢筋应力均随着假缝设置间距减小而降低,在温降不大于25°C的一般温度环境地区,1.0~6.0m范围内的假缝设置间距降低50%,对应的裂缝宽度和钢筋应力将分别降低约50%和28%;改变假缝设置间距可以灵活控制裂缝宽度,但对于降低钢筋应力的能力却存在上限;线路所处地区的温降越大,满足其裂缝宽度控制要求的假缝设置间距上限越小,对应的钢筋应力下限越高;此外,道床板设置假缝时,其上层钢筋的断开对裂缝性能影响较小。

单元式无砟轨道板间传力杆设置的计算方法

为控制单元道床板的板端变形,加强其板间整体性,兰新高铁等线路采用板间传力杆设置方案,进而保障轨道结构的稳定性和线路行车的平顺性,然而目前我国铁路系统尚缺乏传力杆设置的相关理论和计算方法。基于数值仿真及工程实际建立力学模型,通过理论推导和现场试验验证等确立简单可靠的传力杆配置计算方法。研究结果表明:传力杆的设置可有效加强单元道床板间的整体性,其控制板端变形的能力随着板间传力杆和单元道床板横截面抗弯刚度比值、单元道床板长度和伸缩缝宽度比值的增大而逐渐提高;受制于传力杆不能传递纵向轴力,传力杆设置抑制的板端横向变形幅值存在上限,该上限幅值小于原有变形幅值的50%;实际工程应用中传力杆须适量配置,过量的传力杆配置引起的控制效果改变不明显。

干旱风沙地区无砟轨道道床板混凝土防裂技术

针对大风干旱环境下无砟轨道混凝土易开裂的技术难题,从双块式无砟轨道结构设计、道床板混凝土配制和施工等方面,提出了干旱风沙地区无砟轨道道床板混凝土裂缝的控制措施,并开展了现场工程应用试验。现场观测结果表明,所采取的技术措施满足了干旱风沙地区无砟轨道混凝土裂缝宽度规范验收要求。

极端日气温差对单元道床板伸缩变形的影响分析

严寒地区双块式无砟轨道大单元道床板的日伸缩位移幅值与日气温均值存在阶梯型跳跃式的非线性关系,且跳跃时间点对应的日伸缩变化幅值显著放大。为掌握大单元道床板特殊的伸缩变形规律,明确其力学机理,通过对试验数据的统计分析和力学模型的理论推算,得出如下主要结论:严寒地区大单元道床板特殊的伸缩变形行为与极端日气温差的存在密切相关;极端日气温差20℃引起的板端日伸缩变形幅值可达到常见日气温差5~10℃的3.2~10.0倍;大单元道床板日伸缩变化幅值的放大效应与其温度梯度日变化幅值成正比,与其整体温度日变化幅值成反比;极端日气温差引起的极大温度梯度消失时对应的道床板整体温度值存在一定的随机性,由此引发道床板日伸缩位移均值的阶梯型跳跃式发展行为。

双块式无砟轨道道岔间夹直线段道床板裂缝的分析及其防治

以解决双块式无砟轨道道岔间夹直线段道床板裂缝为目的,通过现场工程实例,阐述了裂缝的发展状况及特征,并对其形成原因进行了定性及定量分析,同时结合规范给予了相应的修复措施,最后对夹直线段道床板混凝土施工进行了总结,提出了夹直线段无砟轨道按合拢段施工的思路。对今后客运专线无砟轨道混凝土的施工具有借鉴意义。

CRTS双块式无砟轨道道床板成套施工技术

以郑万高速铁路湖北段无砟轨道工程为依托,研发了自动分枕平台、新型嵌套式轨排、智能精调机等成套自动化和智能化施工设备,应用中取得了较好的效果,实现了轨排智能化组装、铺设、精调,成品道床板承轨槽数据自动化采集,扣件精准配置等,施工作业效率明显提高,数据实时可控并实时上传,提高了无砟轨道施工精度,减小了后期扣件更换率。施工质量和安全得到了有效控制,实现了从传统既费时又费力的人工施工方法向成套自动化设备智能化施工的根本转变,对类似工程有很好的借鉴意义。

双块式无砟轨道混凝土裂缝成因及控制措施

通过对成渝铁路客运专线黄帝山2号双线特大桥及路基地段CRTS-1双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝进行的观察、分析、研究,总结了CRTS-1无砟轨道道床板混凝土裂缝原因及形式,并针对不同形式的裂缝采取了有针对性的控制措施,后续施工的实践表明,道床板混凝土裂缝得到了有效控制。

浅谈现代有轨电车路基沉降控制方法

路基沉降直接导致无祚轨道结构发生几何变形,过大的路基沉降甚至会破坏轨道结构,影响列车的行车安全。因此,如何控制无祚轨道路基沉降是工程界非常重视的问题之一。本文以弥勒有轨电车路基沉降控制为实例,对路基沉降原因及控制方法进行探讨,结合地质勘察资料及工程经验,采取软土地基换填、强化基床结构层及板式无祚轨道结构预留沉降处理条件等方法,有效控制了弥勒有轨电车路基工后沉降,为相关工程提供借鉴和参考。

高速铁路无砟轨道道岔区结构偏移整治技术

针对运营高速铁路轨枕埋入式无砟道岔及道岔前后含端梁的双块式无砟轨道偏移导致线路平顺性不良的具体工况,以最大限度降低纠偏阻力为前提,提出基于无砟道床层间解离的结构纠偏技术及质量控制技术。同时,结合主要工艺流程和关键工序,明确质量控制要点为纠偏位移量控制和轨道应力应变控制。实践表明:技术研究路线及质量控制要点合理可行,可有效恢复结构强度,显著改善线路平顺性。

多物理场耦合作用下地铁双块式无砟轨道道床板疲劳损伤开裂行为研究

为研究复杂作用条件下的道床板损伤变化规律,以混凝土塑性损伤模型为基础,对其施加温度荷载以及地铁列车-轨道耦合动力学分析下得到的外部激励,建立地铁列车-轨道-路基耦合动力学模型并进行分析。结果表明:当温度下降时,道床板会产生横向变形,其内部会产生裂缝,出现损伤并使刚度下降,混凝土材料出现软化,结构受拉承载力下降;而在随后的温度上升过程中,道床板损伤值保持不变,最终稳定在0.19左右。列车通行会加速混凝土道床板的裂缝发展,虽然当列车动荷载施加于道床板上时,其内部裂缝短暂闭合、刚度出现暂时性恢复,但由于裂缝周期性开合,最终导致混凝土道床板裂缝扩大,最后形成贯通裂缝。