Stress on Ballast-Bed and Deterioration of Geometry in a Railway Track

In Greece extended cracking of twin-block concrete sleepers （ties） and fouling of the ballast-bed were observed with implied problems of gauge widening and deterioration of track＇s geometry. This led to a ten-year investigation program, during which a new method was developed for the estimation of actions on track panel as well as of the pressures / stresses that develop under the seating surface of the sleeper on the ballast-bed. Results from the tests performed on the ballast used in the Greek network are also presented, conducted in laboratories in France, Austria, and Greece. The influence of the actions -static and mainly dynamic- on the track response and the stress and strain of the ballast-bed are also discussed as derived from the tests and theoretical analysis.

橡胶混凝土道床车致振动能量俘获研究

随着城市轨道交通运营里程的不断增加,为保证运营安全,需对轨道等结构进行健康监测。目前,既有监测传感器的供电方式主要采用外部市电或蓄电池。如何将列车运行产生的振动能量俘获并用于监测传感器供电,已经成为近些年的研究热点。针对橡胶混凝土道床,设计了一种全新的球型俘能器。通过构建列车荷载作用下橡胶混凝土道床的计算模型,对垂向位移、应力、电压、总电能等指标进行分析。主要结论如下:(1)采用阵列形式将球型俘能器埋入橡胶混凝土道床,最优位置在轨枕之下5 mm;(2)在6 m长橡胶混凝土道床范围内布设10个俘能器,一辆8节编组A型列车驶过可产生毫焦级别的电能,若按照5 min发车间隔估算,1 h俘获总电能122.4 mJ;(3)橡胶混凝土道床较普通混凝土道床更有利于能量俘获,当橡胶含量为10%时,道床内部俘能器阵列所俘获的总电能较普通混凝土提高5%,应力等力学性能指标也在安全范围内。

高速铁路土路基上无碴轨道的应用

主要介绍国外高速铁路和提速线路土路基上有代表性的无碴轨道结构类型。

隧道内整体道床的破裂原因分析及整治

研究目的：随着铁路客运专线的建设发展，无砟轨道铺设里程不断增加。随着运量的增长和运营年限的延长，隧道内整体道床的病害相继产生并发展，严重影响行车安全，尤其是60～70年代早期修建的隧道，如今隧道内整体道床的破裂已成为一种常见病害。分析其产生的原因，总结切实可行的、科学的整治措施已成为隧道内线路养护维护的重要课题。研究结论：隧道内整体道床裂损的发生具有隐蔽性、发展急剧性及连续性的特点。其产生的原因主要有地下水的溶蚀、浸蚀作用及结构、工程施工、养护维护等方面的缺陷和不足。其整治原则及措施主要有疏导地下水、局部调整线路坡度、压浆填塞及翻修等。实践证明，这些整治措施都收到了较好的效果。

养护剂对道床板现浇混凝土收缩开裂性能的影响

为解决道床板现浇混凝土养护难、易开裂的问题,研究了自制高效养护剂对道床板现浇混凝土的强度、塑性收缩变形和抗裂性的影响。结果表明,采用养护剂养护有利于提高混凝土的抗压强度,其早期(7d)抗压强度高于标准养护下的抗压强度,后期(28d和56d)抗压强度与标准养护下的抗压强度相近,但其7d和28d抗折强度略低于标准养护下的抗折强度。在混凝土浇筑成型后立即喷涂养护剂,可有效降低混凝土塑性收缩。72h后,TJ-A、TJ-B和C型3种养护剂分别降低混凝土塑性收缩率为42%、27%和27%,同时,这3种养护剂养护下的混凝土表面水分蒸发量比自然养护下分别降低了60%、54%、60%。养护剂养护有效地防止了混凝土早期裂缝的产生,提高了混凝土的抗裂性能。

整体道床混凝土施工阶段裂缝控制试验研究

为研究不同施工工艺和结构构造对铁路整体道床混凝土在施工阶段抗裂性能的影响,进行了整体道床抗裂性能试验研究。研究时考虑的因素包括:轨枕端部的整体道床抹面方式、采用圆端形轨枕、增加轨枕端部整体道床内U型钢筋、增加轨枕端部整体道床内纵向钢筋。研究结果表明:仅沿整体道床纵向(近似垂直于八字形裂缝开展的方向)进行混凝土抹面,会导致裂缝产生的几率增加;采用圆端形轨枕可以有效地降低裂缝开展的几率;增加轨枕端部整体道床内的U型筋和纵向钢筋,对控制裂缝最初的产生作用不大,但当裂缝发展到钢筋部位后,则对控制裂缝的进一步开展具有重要的作用。研究成果对控制整体道床混凝土在凝结硬化阶段的收缩裂缝,具有重要的指导意义。

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。

基床沥青混凝土的温度效应影响因素及预估模型

为了解无砟轨道结构中底座板接缝处沥青混凝土层的最大拉应变的影响因素,采用有限元软件建立了温度效应模型,探析底座板接缝处最大拉应变与环境温度、附加内部温度梯度、双侧设置土工布长度、沥青混凝土层厚度等参数之间的关联性,并联合了响应面法建立了温度效应的预估模型。结果表明:在沥青混凝土防水封闭层表面、相邻底座板的结构缝处,铺设一定长度的土工布能有效减轻上部轨道结构翘曲变形引起的应力和应变集中,推荐在结构缝两侧各设置1~2 m复合土工布;基于响应面法建立的温度梯度、沥青混凝土层温度、沥青混凝土层厚度及复合土工布长度与最大纵向拉应变的响应面函数模型预测结果与有限元模型计算结果相关度超过0.95,可有效预测相邻底座板结构缝处沥青混凝土表面的最大拉应变;基于响应面法建立的温度效应预估模型中,与其他3个因子相比,沥青混凝土层厚度对最大拉应变的影响并不显著。

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。

夏茂隧道双块式无砟轨道施工关键技术

双块式无砟轨道作为一种新型轨道,属于"四新"项目,对施工提出了很高要求,尤其是对轨道几何形位和道床板混凝土等关键环节的质量要求更高。通过阐述向莆铁路夏茂隧道CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨排精调、道床板混凝土浇筑、施工组织等关键施工技术,提出并分析施工中出现的问题,主要得出以下结论:1)轨排精调测量作业是无砟轨道施工中最为关键的一环,通过精调作业来控制轨排线型达到规范要求,保证轨道的几何形位准确及轨道平顺性是精调作业要达到的目标;2)精调作业必须严格按照一定的测量原则和程序进行,如定点定位、两点一线、顺序进行、由远及近及反复测量、多次调整、先大后小、步步接近的测量原则;3)道床板作为无砟轨道结构最重要组成部分,它的施工质量将直接影响无砟轨道结构的性能,以及将来长期运营,是满足使用功能的根本要求;4)达到道床板混凝土强度、耐久性等重要设计指标,除严格对混凝土原材料、外加剂、拌合、运输等质量控制外,还需在施工现场对其浇筑准备、工艺、振捣、收面、养护等各个环节进行严格控制、检测;5)选择先进、成熟的施工方案及专业设备进行施工组织是保证工程质量、施工安全、工程进度的前提和关键,轨排框架工法是当前双块式无砟轨道施工较为先进的技术,便于实现钢轨的精确定位、作业标准化、施工机械化、检测现代化、管理信息化及确保工期。

基于新老混凝土粘结性能的道床翻修力学分析

针对无轨枕现浇整体道床式地铁轨道的道床翻修工程,提出一种基于新老混凝土粘结性能的整体剪断方法.此方法通过使用合理的剪切力直接破坏道床混凝土和盾构片之间的粘结,从而实现道床与盾构片的整体分离.首先根据经验公式计算出剪应力的大小,然后利用有限元模型,同时考虑材料、大变形和接触等非线性因素,对此过程进行模拟,最终证实了该方法的有效性.

高铁岔区长寿命现浇道床混凝土施工技术

按照以低胶材用量、低用水量、低坍落度、高含气量为基础,内掺适量抗裂剂为关键的技术路线,制备出抗裂、防冻性能优异的高铁岔区长寿命现浇道床混凝土。依托京沈客运专线试验段,对于18号单开道岔无砟轨道实体结构,采用斗送入模的方式,辅以研发的高频振捣台架,实现坍落度≤100mm的混凝土入模成型,同时结合“零暴露期”综合养护技术,基本解决道床板常见的八字角裂纹、横向贯通裂缝及表面冻融粉化等病害。

高速铁路现浇道床混凝土防裂措施对比研究

研究了优化配合比参数设计以及掺入内养护材料、化学减缩剂和玻璃纤维等功能材料对高速铁路现浇道床板抗裂性能的影响。室内试验结果表明:“低胶凝材料用量、低用水量、低坍落度和高含气量”的制备技术路线可显著降低混凝土的早期塑性收缩及干燥收缩,同时大幅降低平板抗裂试件的24h总开裂面积;化学减缩剂和内养护材料均可显著降低混凝土的塑性收缩,而玻璃纤维未表现出显著减缩效果。实体浇筑试验段表明:“三低一高”+内养护材料的综合技术实际抗裂效果最佳。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床混凝土施工装备研究

针对CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床混凝土施工时,浇筑及振捣作业施工效率低、施工质量不高等问题,提出相匹配的机械化浇筑和振捣方案,并设计了一种施工装备,以实现道床断面匹配式连续浇筑及道床混凝土逐断面式连续振捣,有效保证道床混凝土的均匀浇筑,避免漏振和过振等问题。施工装备可有效提高混凝土施工效率、降低人工作业强度、减少人为因素影响,对于解决CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板开裂及冻害问题有重要作用。

城市轨道交通轨道结构型式的选择

分析了无砟轨道与有砟轨道的特点,提出了城市轨道交通轨道结构的设计原则,并针对不同的轨道结构(钢轨、扣件、道床结构)进行了选型比较,同时对目前国内外常用的轨道结构减振降噪技术做了综合论述,为轨道结构选型设计提供参考。

浅谈荒漠戈壁地区双块式无砟轨道防开裂技术与措施

兰新铁路第二双线甘青段酒泉以西地区地质条件复杂,气候恶劣,无砟轨道施工过程中混凝土裂缝等质量通病极易发生。从设计、施工、配合比以及养护等方面分析了无砟轨道的裂缝成因,提出裂缝控制、处理及防护措施,为后期兰新铁路无砟轨道及类似工程施工积累宝贵经验。

矿区铁路装卸线一体化道床技术的研究应用

铁运处对整体式道床进行调查研究,并首次在东庄站万路达货物线上实施,以便于清扫落地煤和排除污水,改善道床环境,避免道床板结和翻浆冒泥等病害。之后又对岱庄站煤仓下既有道床进行调查分析,在探索中完成了岱庄矿煤仓下整体道床设计,并采用边生产边施工的办法,完成了对道床的硬化,取得了较好的经济效益和安全效益。

关于大温差环境下无砟道床板混凝土养护方法

随着我国高速铁路建设规模的不断扩大,尤其是高速铁路在西部地区的修建与运行,对高速铁路的施工质量提出更高的要求。道床板是无砟轨道的重要组成部分,根据实践调查,在大温差环境下道床板混凝土存在裂缝、上拱等现象,而这些病害严重影响无砟道的施工质量,威胁高速铁路的安全运行。因此做好混凝土的养护工作是预防混凝土病害的重要举措。本文以大温差环境下无砟道床板混凝土常见的病害作为论述切点,分析无砟道床板混凝土养护所存在的问题,最后提出提升混凝土养护方法的具体对策。

CRTS双块式无砟道床抗裂混凝土性能及应用研究

针对CRTS双块式无砟轨道道床现浇混凝土开裂普遍的问题,采用“三低一高”和“三低一高+抗裂材料”的道床混凝土配合比设计,研究了不同配比混凝土的强度性能、干缩变形和开裂敏感性。试验和工程结果表明:两种技术方案均可有效降低道床混凝土收缩变形和开裂敏感性,其中以“三低一高+抗裂材料”方案效果最佳,开裂降低率达到79%。

湿度影响下双块式无砟轨道道床板新旧混凝土界面力学特性研究

在湿度影响下,混凝土的力学性能会随其内部不均匀的湿度场产生不同程度的变化,故水环境中的双块式无砟轨道各混凝土部件(轨枕、道床板及支承层)内部的材料性能存在差异,在长期荷载作用下易产生伤损。因此,探明由湿度导致材料性能变化对水环境中无砟轨道局部力学行为及损伤所带来的影响,对研究无砟轨道水致损伤形成和发展机理具有一定参考价值。通过建立双块式无砟轨道有限元实体模型,对水环境中双块式无砟轨道道床板新旧混凝土界面位置处的应变分布及疲劳损伤情况进行分析。结果表明:考虑湿度影响后,水环境中双块式无砟轨道道床板新旧混凝土界面位置处的变形性能与抗疲劳特性均有一定程度的削弱,长边接触面所受影响最为显著,其最大主拉应变增长31.6%,剪切疲劳寿命减短30.4%,出现在该面中上方位置,该处将是裂纹较早萌生的位置。