CRTSⅢ型先张预应力轨道板设计及制造技术

为进一步完善板式无砟轨道预应力混凝土轨道板体系和无砟轨道系统技术,开展CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板的系统研究。从CRTS Ⅲ型先张预应力轨道板型式尺寸、预应力体系选择、预应力钢筋选型和结构及接口设计方面进行论述和分析。阐述轨道板"矩阵单元法"生产工艺流程,以及钢筋骨架入模、连接器安装、预应力钢筋张拉、混凝土浇筑及养护和预应力放张及轨道板脱模主要生产工序。为降低建场成本、提高轨道板生产机械化程度和实现关键工装设备的可重复利用,提出应进一步深化轨道板制造技术研究。     

CRTSⅢ型无砟轨道先张法轨道板预制工艺研究

新建北京至沈阳铁路客运专线设计速度为350 km/h,设计采用先张法CRTSⅢ型板式无砟轨道结构形式。CRTSⅢ型先张法轨道板具有一次性成型、工艺新、精度高等特点,包括预应力体系设计、钢筋、混凝土及封锚材料以及制造等一系列新工艺、新材料和新技术,需要在施工中结合工程实际做进一步的研究,来优化施工工艺,加快施工进度,确保工程质量。本技术采用多套固定台座模具联合整体张拉、养护、放张的施工工艺,通过汲取CRTSⅡ、Ⅲ型轨道板施工工艺经验,创新使用带锚固板的先张预应力体系。该技术通过在京沈客专苏家屯板场CRTSⅢ型无砟轨道先张法轨道板的预制生产中的成功应用,取得显著的经济、社会和环保效益,实现了先张法轨道板在350 km/h客运专线上的首次规模化应用,为同类产品的预制提供了生产经验和技术支持。     

无砟轨道板张拉工艺的自动控制

哈大客运专线轨道板采用双向后张法预应力混凝土结构,预应力张拉是决定预应力结构安全与无砟轨道板稳定性的重要条件之一,可提高轨道板的整体抗压能力和耐久性,使用寿命更加长久。在原有的液压系统基础上通过对张拉千斤顶的液压油路中安装传感器,将传感信号传送到中央控制器,通过控制器实现张拉过程的自动控制。自动张拉系统的应用更好地控制了预应力施工的精度,使预应力钢棒均匀受力、均匀变形,使张拉质量安全可靠,并实现一个泵站带4个千斤顶同时作业,大大提高了生产效率。     

城市轨道交通先张法预应力混凝土轨道板试验研究

为适应城市轨道交通建设对于道床结构施工速度和精度的要求,便于后期运营维护,研发城市轨道交通用先张法预应力混凝土轨道板。该板采用先张法预应力结构,并针对轨道交通的特点进行优化设计。为了验证该板的疲劳性能和抗裂性能,基于有限元计算方法对轨道板进行受力分析,并对轨道板进行疲劳荷载试验和静载开裂试验,结果表明:双向先张法预应力轨道板静载抗裂理论分析结果和全尺寸模型试验结果吻合度较好,按照设计要求生产的双向先张法预应力轨道板,其静载和疲劳抗裂性能满足工程需要。     

先张法预制CRTSⅢ型轨道板技术研究

CRTSⅢ型先张法轨道板采用工厂化批量预制,确保质量可靠,精度可控。京沈客专苏家屯板场对制板技术不断研究实践,过程中通过信息化采集绝缘检测、质量预警数据,自动化控制预应力筋张拉、混凝土蒸汽养护,构配件移动、混凝土布料、轨道板码放的机械化操作,定尺定位配筋、工序流水作业的标准化等措施,保证了CRTSⅢ型先张法轨道板的预制质量、安全和进度,可为类似制板生产提供参考。     

半卧式钢混台座法CRTSⅢ型先张轨道板制造关键技术

结合郑徐客运专线工程实践,针对CRTSⅢ型先张轨道板结构型式设计及技术难点进行分析,通过对张拉台座、模具、自动张拉控制系统、精调及检测等关键工装及设备的选型研究,总结出张拉台座施工、模具安装及检测、预应力张拉、混凝土浇筑、养护、存放等关键施工流程和关键工艺,从而形成轨道板生产的成套技术,为CRTSⅢ型先张轨道板制造提供借鉴经验。     

双向先张轨道板制造关键技术研究

双向先张轨道板是铁路总公司立项研制的新型轨道板。板内纵横向共有3层预应力钢筋,外层有钢筋笼。预应力钢筋采用定长设计,端头加装锚固板,预应力钢筋在轨道板中不露头,端头用砂浆封锚。轨道板制造工艺设计了矩阵单元张拉坑,连接器、连接杆等专用工装,开发了初张拉设备,全自动控制整体张、放设备,模型自动复位支座等关键工装和设备。流水生产线通过行车、地面轨道车转移物流,生产效率达到24 h周转1次。并用可调承轨台模型实现预制生产直线轨道板和曲线轨道板。     

先张CRTSⅢ轨道板张拉技术研究

双向先张法CRTSⅢ型板是具有我国自主知识产权的高速铁路无砟轨道结构,是在总结了日本Ⅰ型板,德国Ⅱ型板,国产道岔板以及后张法Ⅲ型板的优点上开发出来的一种新的无砟轨道结构。通过优化轨道板中预应力体系,采用双向先张预应力结构,既提高了轨道板整体强度,又克服和改变了由于钢厂或PC钢棒生产中因材质缺陷及加工制造工艺瑕疵造成成品板的钢棒"延时断裂"的问题;通过在预应力钢筋端部设置锚固板,既减小预应力的建立起来的长度,又可长久保持预应力值不损失,提高轨道板耐久性;预应力钢筋定尺下料,专用张拉千斤顶单根初张拉,然后整体终张拉,整体同步放张。     

CRTSⅢ型先张预应力轨道板平面度变化规律研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国自主知识产权的新型无砟轨道结构形式,其双向先张预应力轨道板具有精度高、工艺简单、可工厂化生产等特点,已广泛应用于我国高速铁路工程建设。由于轨道板为长薄型混凝土结构,在运输、储存和吊装过程中,因混凝土预应力、温度应力和重力等影响,易产生翘曲变形,影响轨道板的平面度,增加轨道精调成本。针对CRTSⅢ型先张预应力轨道板在不同施工阶段和不同环境状态下平面度的变化,研究其平面度的变形规律,以期为轨道板制造和铺设提供参考。     

CRTSⅢ型轨道板先张流水机组法制造技术

根据高速铁路线路运行平顺度要求,设计并制作了用于CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法生产线可控、能自动流转的单体钢模。该生产线由动力电源与机械、计算机控制与电器、电液伺服工作系统和监测检验系统4套主要功能设备组成完整体系。阐述了CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法制造关键技术,并对轨道板模型系统,预应力张拉/放张控制系统,混凝土的输送、浇筑与振捣系统,蒸汽养护系统4个环节进行了技术创新。CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法生产线以混凝土灌注工序效率为控制指标,合理布置生产工位实现连续生产,具有广阔的应用前景。     

高原冻土区8 m先张法预应力混凝土T梁预制施工技术

高原冻土区8 m先张法预应力混凝土T梁预制施工技术是国内首次在特大桥上成功实践的一项新技术,结合青藏铁路清水河特大桥施工实例,介绍了该T梁预制施工的模具设计、混凝土浇筑及预应力张拉等一整套施工技术.     

CRTSⅢ型轨道板生产管理信息化系统应用与发展研究

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板生产具有产品单一、工厂化、机械化、自动化程度高、施工作业集成度高等特点。生产过程采用信息化系统进行管理,以信息化工序流程管理为主线,实现生产全过程管控,通过信息化控制生产过程的关键节点,可有效提升轨道板产品质量。     

先张CRTSⅢ型轨道板模具制造技术研究

双向先张CRTSⅢ型轨道板为有挡肩设计,且轨道板在浇筑后无需打磨承轨槽的程序,承轨槽精度全部靠模具制造精度控制,需要轨道板模具具有很高的刚度和制造精度;先张预应力的施加又需要模具具有较高强度。缓和曲线段的轨道板生产时,还需要调整承轨台模具位置使线路曲线地段轨道板承轨槽空间位置符合超高和加宽要求。本文研究了先张CRTSⅢ型轨道板模具各配件加工制造和组装要点,并结合轨道板预制生产过程中的经验,研究了灌浆孔内模和张拉孔内模的优化改进方法。     

高速铁路无砟轨道双向先张预应力轨道板研究及实践

高速铁路无砟轨道双向先张预应力轨道板是我国自主研发的新型轨道板预应力体系,通过部分预应力"复合锚固"设计技术和"矩阵单元"生产工艺等系统创新研究,系统形成双向先张预应力轨道板设计和制造技术,研发了轨道板生产配套设备和工装,形成24 h生产工艺,在国际上首次实现双向先张预应力轨道板的规模化生产,并在西宝客运专线CRTSⅢ型先张板式无砟轨道试验段系统验证的基础上,在高速铁路建设中全面推广应用。     

CRTSⅢ型先张法预应力轨道板侧面气泡控制方法

CRTSIII型先张法预应力轨道板是我国具有自主知识产权的无砟轨道结构,它吸收了当今世界上两大主流板式无砟轨道(日本的CRTSI型板及德国的CRTSII型板)的优点并加以创新。但是在生产过程中,轨道板四周仍然会出现气泡,影响轨道板的外观质量。本文依托北京巨各庄制板场轨道板生产过程,介绍了CRTSⅢ型轨道板侧面气泡的控制方法。     

先张法轨道板预应力传递长度的关键影响因素研究

预应力传递长度是高速铁路先张法预应力轨道板设计需解决的核心问题。采用有限元软件ANSYS建立了先张法预应力小梁计算模型,分析了钢筋直径、混凝土强度、锚固板的设置及尺寸对先张法轨道板中预应力传递长度的影响,并通过现场试验验证计算结果的可靠性。分析结果表明:预应力传递长度随预应力筋直径的增大而增加,最终建立的预应力也随之增大;随着混凝土强度的增加,预应力传递长度有减小的趋势;锚固板的设置能显著减小预应力传递长度,保证混凝土预应力在板端第一扣件节点处完全建立,但锚固板的尺寸对传递长度影响不大。     

高速铁路先张法轨道板预应力传递长度研究

预应力传递长度是先张法预应力轨道板结构设计的关键参数。基于直径10mm螺旋肋钢丝与混凝土黏结-滑移本构关系,运用有限元软件ANSYS,分析预应力钢筋端部不设置和设置锚固板时先张预应力轨道板的混凝土压应变、预应力钢筋轴力和滑移区长度,研究预应力钢筋端部设置锚固板对减小预应力传递长度的作用机理。结果表明:锚固板承担了大部分预应力钢筋的张拉力,从而有效减小预应力钢筋和混凝土间的滑移区长度和滑移量,使得轨道板的预应力传递长度也显著减小。在直径为10mm的螺旋肋钢丝端部不设锚固板和分别设置直径为20和40 mm的锚固板,进行轨道板试件传递长度试验,得到的预应力传递长度分别为425,225和225mm,可见设置锚固板后可减小预应力传递长度47.06%;当锚固板的直径达到一定值后,其对轨道板试件预应力传递长度的影响较小;随时间的增加,无锚固板的轨道板试件预应力传递长度呈增大趋势,而设置锚固板的轨道板试件预应力传递长度则相对稳定。     

CRTSⅡ型轨道板2×42预制生产线关键技术

根据混凝土平板预制构件长线台座法生产经验,生产线最佳长度为120 m,结合CRTSⅡ型轨道板特点提出了42块CRTSⅡ型轨道板生产线设计方案,建立有限元模型进行了受力计算,开展了张拉台座设计;对42块轨道板生产线张拉和放张时模板位移、回弹、预应力和摩阻力损失、张拉梁中间挠度等进行了探讨;研究了2×42一场两线布置的轨道板场生产组织.     

CRTSⅢ型先张轨道板翘曲变形成因分析及控制措施研究

针对郑徐客专CRTSⅢ型先张轨道板翘曲变形现象,利用ABAQUS有限元仿真软件建立轨道板翘曲分析模型,从轨道板的结构设计(轨道板自身上下不对称)和生产工艺(预应力筋偏位、混凝土收缩、温度梯度、弹性模量不同、模具承轨台约束)两个方面进行了分析,研究了轨道板翘曲变形的原因(轨道板自身的上下不对称、预应力筋偏位、混凝土收缩以及弹性模量不同等因素综合导致轨道板翘曲,其中混凝土收缩是主要原因),从而给出了相应的控制措施(优化模具柔性支座质量、设置模具整体上移量、设置预拱度、洒水养护等措施),取得了良好的控制效果,以期为同类工程提供参考和借鉴。     

用先张法解决预应力混凝土轨道板钢筋绝缘的难题

针对钢筋绝缘问题给板式无砟轨道带来的困扰,提出了采用先张法生产预应力轨道板的方法,通过张拉使钢筋之间保持一定的间距,利用混凝土良好的绝缘性能,在不增加其他绝缘措施的条件下,解决轨道板内的钢筋对轨道电路的影响,同时避免了增加涂层钢筋或绝缘卡对轨道板耐久性产生的不利影响,也降低了轨道板的生产成本。在理论分析和室内试验的基础上,铺设试验段进行现场测试,并经过运营考验,验证了先张法轨道板解决钢筋绝缘问题的优越性。