CRTSⅡ型轨道板-CA砂浆界面离缝高度可靠度分析

轨道板与CA砂浆层间离缝损伤是CRTSⅡ型板式无砟轨道的主要损伤形式之一。通过分析轨道板与CA砂浆离缝产生机理,提出温度作用下轨道板与CA砂浆层间离缝高度功能函数;基于轨道板与CA砂浆层间内聚力模型,建立CRTSⅡ型板式无砟轨道多层结构体系层间离缝高度计算有限元模型;将一维减维点估计与有限元方法结合求解功能函数的前四阶矩,并基于高阶矩法计算可靠度指标;在不同离缝损伤形式下,分析温度梯度对离缝高度可靠度指标的影响规律。研究结果表明:整体升温时,轨道板中心离缝高度可靠度指标随正温度梯度增加而减小;整体降温时,轨道板板角离缝高度可靠度指标随负温度梯度增加而减小;在极端温度条件下轨道板与CA砂浆层离缝高度超限的概率较大,建议加强CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的养护维修。

考虑板间接缝伤损的CRTSⅡ型轨道板上拱稳定性公式

考虑板间接缝伤损状态下的轨道板上拱稳定性,是CRTSⅡ型轨道板上拱研究中的重要内容。基于结构稳定性评判标准中的能量原理,采用等波长模型推导考虑板间接缝伤损时的CRTSⅡ型轨道板上拱稳定性临界力计算公式;建立可反映伤损接缝对CRTSⅡ型轨道板上拱实际影响效果的二维数值计算模型;将所推导的临界力计算公式的计算结果与数值模型的计算结果进行对比分析,确定临界力计算公式的适用性。结果表明:推导临界力公式时所采用的轨道板上拱变形曲线无法始终与不同程度的伤损接缝造成的板体上拱变形曲线一致,因此,当接缝的伤损程度较小时,计算结果准确,当接缝的伤损程度较大时,计算结果明显偏大;建议当接缝处的伤损高度不大于2 cm时,可采用本文推导的公式计算轨道板上拱临界力,当接缝处的伤损高度大于2 cm时,宜采用数值模型计算轨道板上拱临界力。

基于改进Faster R-CNN的CRTSⅡ型轨道板裂缝检测方法

高速铁路无砟轨道伤损检测维修的准确率和时效性关乎高速铁路的运营安全,采用机器视觉技术进行高速铁路无砟轨道板裂缝伤损检测可极大提升检测工作的准确率和效率,为此根据CRTSⅡ型轨道板裂缝伤损样本数据特点,提出一种基于改进Faster R-CNN的方法对轨道板裂缝进行检测。该改进方法将检测问题转化为定位问题,精简网络模型,其主干网络选用残差网络,避免网络深度过深而导致学习速度下降;引入引导锚框,以减少冗余锚框,提高检测针对性;采用Soft-NMS算法,改善轨道板裂缝检测的重叠状况,提高裂缝检测效果。为评估该改进方法的可靠性,建立CRTSⅡ型轨道板裂缝检测评价标准,并依据该评价标准将改进方法与R-FCN,YOLO-v5,Faster R-CNN及YOLOx网络算法进行对比测试。结果表明:提出的改进方法综合表现优于其他算法,具有更高的准确率以及最小的漏检率,最佳模型查准率为95.9%,查全率为89.6%,相较于其他几种经典算法分别提高了约2%~4%和2%~6%,能够较好地应用于CRTSⅡ型轨道板裂缝检测场景。

高速铁路CRTSⅡ型轨道板精调技术

介绍京沪高速铁路CRTSⅡ型轨道板精调工艺流程,即在轨道基准点(GRP)上架设全站仪、固定定向棱镜,在承轨槽处放置测量标架,通过测量确定标架上每个棱镜存在的位差,进行轨道板调整。探讨轨道板精调施工技术,为今后提高CRTSⅡ型轨道板精调工艺和质量提供参考。

基于矩法的CRTSⅡ型轨道板裂缝宽度可靠性研究

目前研究者们针对轨道板的裂缝问题做了一些研究,但轨道板最大裂缝宽度的可靠度的相关研究较少,且已有可靠度计算方法存在繁琐、耗时等弊端。在分析轨道板横向裂缝及纵向裂缝产生原因的基础上,建立温度作用与列车荷载共同作用下CRTSⅡ型轨道板横向与纵向最大裂缝宽度的功能函数,应用矩法求解横向裂缝及纵向裂缝的功能函数随温度梯度变化的可靠度指标,并探究了降温幅度对可靠度指标的影响,计算结果表明:矩法具有计算次数少、计算结果准确的优点;分析结果同时表明:轨道板纵向裂缝宽度基本不会发生超限的现象,在降温幅度较大时,横向裂缝宽度超限的概率较大,这可能会对轨道结构的耐久性造成影响;同时研究成果对轨道结构设计规范修订具备一定参考价值。

CRTSⅡ型轨道板的高频振动疲劳特性分析

列车轮载作用会引发轨道板的高频自振效应.为分析高频荷载下CRTSⅡ型轨道板的疲劳特性以及板体自振效应对疲劳寿命的影响程度,基于现有的疲劳损伤准则,探究轮对作用间隙阶段轨道板自振影响下的疲劳特性.对脱空长度影响下轨道板的疲劳寿命进行预测,并与仅考虑荷载作用次数的结果进行对比.结果表明:轨道结构完好时,列车轮载引发轨道板伤损的可能性较小;若列车行车速度为360 km/h,列车轮载在引发轨道板共振前即发生板底开裂;轨道结构完好时,列车轮载引发的板体自振效应对轨道板疲劳损伤影响程度最大,此时列车轮载对轨道板产生约1.8倍的疲劳荷载当量;当轨道板脱空长度大于2.0倍枕距后,可忽略板体自振对疲劳损伤的影响;轨道板的脱空长度大于3.2倍枕距后,现场无砟轨道难以维持60 a的使用寿命.

石武客运专线CRTSⅡ型轨道板生产技术

结合中铁二十局集团石武客运专线河南段项目部二分部轨道板厂的建厂和生产情况,介绍CRTSⅡ型轨道板厂的厂房总体布置和8个生产及生活区的建设情况;轨道板生产的设施、设备建设情况;CRTSⅡ型轨道板生产过程中钢筋热缩管加工、焊接接地装置、钢筋网片制做、模板清理、钢筋网片入模、预应力筋张拉、混凝土浇筑、拉毛、养护,预应力筋放张、切割、毛坯板脱模、运输,轨道板翻转、打磨及安装扣件,成品板的出板堆放和检测的技术和物流组织方案。

基于三阶矩法的CRTSⅡ型轨道板横向抗裂时变可靠度研究

建立列车荷载与环境共同作用下考虑简支箱梁上CRTSⅡ型轨道板预应力损失的、不同位置处单一失效模式的横向抗裂功能函数以及多重失效模式下的体系功能函数,发展基于三阶矩方法的、分别考虑单一以及多重失效模式的轨道板横向抗裂时变可靠度分析方法。算例结果表明:本文方法与蒙特卡洛方法相比,在计算精度几乎相同的情况下,大幅提高了计算效率。时变可靠度同时表明:轨道板不同位置处的混凝土抗裂可靠度相差较大,轨下截面下缘混凝土抗裂可靠度处于最低水平,较好地预测了轨道板服役的真实状态。建议提高轨道板薄弱部位混凝土抗裂可靠度设计值,以进一步提升体系可靠度。

基于矩法的CRTSⅡ型轨道板横向抗弯承载力时变可靠度研究

建立列车荷载与环境共同作用下轨道板横向抗弯承载力极限状态函数,利用该极限状态函数,提出基于矩法的CRTSⅡ型轨道板横向抗弯承载力时变可靠度分析方法。算例假定轨道板处于3种不同侵蚀环境中(低速退化、中等退化和严重退化)。分析结果表明:矩法易与结构有限元分析技术结合,方便用于具有隐式功能函数的无砟轨道结构可靠度分析;与蒙特卡洛方法相比,在计算结果几乎相同的情况下,提高了计算效率。时变可靠度分析结果同时表明:当轨道板处于中等或严重退化环境中时,其横向抗弯承载力可靠度会低于规范限值。本文研究结果对无砟轨道的使用寿命预测和维修养护有一定的参考意义。

CRTSⅡ型轨道板混凝土技术

介绍了武广客专综合试验段CRTSⅡ型轨道板的混凝土技术,批量生产证明采取复合型早强矿物掺合料和国产优质早强型聚羧酸系高性能减水剂双掺制作无砟轨道板的技术路线是可行的。利用硅酸盐水泥(普通硅酸盐水泥)配制出的混凝土16h早期强度大于48MPa;新拌混凝土流动性能等满足施工要求;硬化混凝土的力学性能及耐久性能满足《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的要求,且混凝土材料成本大幅度降低。批量生产发现:水泥中混合材品种和掺量、拌和温度、混凝土粘度等因素对混凝土早期强度发展、板面外观质量有直接影响。

沪昆高铁CRTSⅡ型轨道板上拱整治方案

CRTSⅡ型板式无砟轨道通过水泥乳化沥青砂浆层与下部支撑层或底座板连接形成整体受力结构,在轨道服役过程中,由于砂浆层损坏或砂浆层与轨道板间裂缝等原因造成的层间连接破坏难以避免,从而影响Ⅱ型板轨道的整体性,给轨道结构的受力安全带来隐患。本文从实际情况出发,以沪昆高铁湖南段K1006+798-K1084+400段CRTSⅡ型板式无砟轨道的上拱病害整治为例,分析施工过程中如何修复病害和注意事项,为今后高铁类似病害的修复提供参考。

高速铁路CRTSⅡ型轨道板几何尺寸检测技术及方法

介绍CRTSⅡ型板检测技术及方法在轨道板生产厂房中的应用情况,总结了有关CRTSⅡ型板检测涉及到的基本概念、外业具体作业流程及工作内容,并介绍了一种内业数据处理的方法。

CRTSⅡ型轨道板翻转机主梁结构的有限元分析

通过研究CRTSⅡ型轨道板翻转机的翻转过程,结合传统翻转机的翻转过程,对传统翻转机的主梁结构进行改进。改进后的翻转机主梁采用箱式结构,这种主梁结构更紧凑,并且容易加工。对改进的翻转机主梁结构进行有限元分析,结果表明,改进后的箱式主梁结构满足强度和稳定性要求,可以实现在翻转过程中结构稳定,为主梁结构的优化设计提供依据。

基于高阶矩法的CRTSⅡ型轨道板抗裂可靠度

文章提出了基于高阶矩的CRTSⅡ型轨道板抗裂可靠度分析方法。首先,利用ANSYS有限元软件建立列车竖向荷载作用下的CRTSⅡ型板式无砟轨道力学模型,同时考虑列车横向荷载及梯度温度作用,建立轨道板抗裂功能函数;接着,将二维减维点估计方法与结构有限元分析相结合求解考虑竖向荷载作用效应的隐式函数前四阶矩;最后,利用随机变量的前四阶矩,根据Monte-Carlo模拟计算抗裂功能函数的前四阶矩并基于高阶矩法计算功能函数的可靠指标。算例分析表明:文章提出的点估计-有限元方法计算的前四阶矩与Monte-Carlo模拟结果相对误差小于5%;计算的可靠指标为4.63,满足规范要求。该法具有简单、实效、模拟次数少的优点,为解决CRTSⅡ型轨道板在隐式函数情况下的抗裂可靠度分析提供了高效合理的工具。

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。

CRTSⅡ型轨道板上拱变形及对钢轨的影响

运营过程中发现CRTSⅡ型轨道板边角位置与砂浆层之间存在离缝,而现有研究除考虑宽窄接缝破损外,均未涉及宽窄接缝处上拱变形的情况。本文根据推板试验结果对砂浆层与轨道板的水平连接施加不同的约束方式,分析轨道板上拱的成因及其对钢轨变形的影响。研究结果表明:轨道板上拱主要由CA砂浆层的水平约束刚度不均匀引起;当轨道板各层温度均高于施工锁定温度处于升温状态时,轨道板的最大上拱变形纵向上出现在宽窄接缝处,横向上出现在板中;轨道板变形随着离缝区域的增大逐渐趋于平稳;变形传递系数在正温度作用下为0.63,在负温度作用下为0.31。

CRTSⅡ型轨道板制板中张拉横梁和油缸的定位调整测量系统

结合CRTSⅡ型轨道板的制造,自主研发了CRTSⅡ型轨道板制板检测系统中的张拉横梁和油缸定位调整测量系统,从张拉横梁和油缸的布置、精确安装等方面入手,论述了张拉横梁和油缸定位调整测量系统的操作过程和解决的问题。

CRTSⅡ型轨道板预制场的规划设计

CRTSⅡ型轨道板场是CRTSⅡ型板式无砟轨道建设的重点工程,结合承担的中铁建总公司课题《客运专线无砟轨道板(枕)场规划研究》的研究成果及京沪、沪杭等高速铁路部分CRTSⅡ型轨道板场的规划设计经验,重点对CRTSⅡ型轨道板板场生产效率的确定、功能区划分及相互联系、总体规划布局原则、重点功能区的规划设计等进行论述。

不同荷载工况下的CRTSⅡ型轨道板混凝土开裂分析

目前对轨道板开裂计算都局限于一些特殊位置,且忽略了多种荷载工况组合,同时规范计算轨道板拉压应力并未细化,不便于实际应用。为了更为全面地反映处于多种荷载工况组合下的单块轨道板各个位置处裂纹情况,本文借助通用软件ANSYS自带混凝土开裂分析模块,分析了轨道板在不同荷载工况组合下的混凝土开裂情况,结果表明:单独列车荷载或者正温度梯度作用条件下轨道板混凝土裂纹甚微,列车荷载与负温度梯度共同作用使轨道板混凝土裂纹现象最严重,其对轨道板结构抗裂设计具备一定的参考价值。

高速铁路无砟轨道CRTSⅡ型轨道板精调技术

高速铁路客运专线对轨道的高平顺、高稳定性要求非常高,给设计与施工提出了很高的标准。结合石武客运专线建设的经验,阐述了采用GRP点进行CRTSⅡ型轨道板精调施工方案,这一精调方案既保证了施工测量中的精度,又进一步提高了轨道板精调施工效率。