无砟轨道施工CPⅢ控制网的设置与维护

对武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段无砟轨道施工基桩平面控制网(CPⅢ)的位置、测设方法、设置的精度要求、CPⅢ高程控制网精密水准测量方法、CPⅢ控制网站点的位置和编号方法,以及CPⅢ控制网的维护要求等进行了详细的介绍,为无砟轨道铺设施工的测量工作提供了宝贵经验。     

CPⅢ控制测量技术在有轨电车铺轨中的应用

为保证有轨电车铺轨精度,确保有轨电车运行安全性、稳定性和平顺性,将CPⅢ控制网测量技术引入有轨电车铺轨施工中,研究了控制网建网、平面控制测量和高程控制测量外业观测和内业平差的方法及技术指标要求。成都有轨电车蓉2号线工程采用CPⅢ控制网进行平面和高程测量,测量成果满足施工规范要求,为有轨电车高精度轨道铺轨及高平精调提供了测量保障。     

CPⅢ技术在城市轨道交通铺轨施工中的应用

调线调坡是指高架、隧道等结构工程完成建设后,对其进行空间三维坐标测量,然后与原设计线路做数据对比,进行线路剖面优化,以满足设备限界与建筑限界的要求。轨道基础控制网(CPⅢ)测量控制技术可以有效提高铺轨精度,保证轨道的平滑性,降低后期维护成本。以上海市轨道交通5号线南延工程调线调坡测量为例,阐述了CPⅢ技术在城市轨道交通铺轨施工中的应用,并针对闵浦二桥老桥段埋点这一难题提出了相应的解决方案。     

CPⅢ控制网测量实验场建设方案设计与实施

CPⅢ控制网(测量控制网)已广泛运用在高铁、地铁、轻轨等精度要求较高的交通轨道基础建设领域。结合CPⅢ控制网的特点,研究设计出了一种新型CPⅢ控制网测量实验场,它可以有效地模拟高速铁路CPⅢ控制网进行实验,并对实际测量数据进行赫尔默特平差处理和平差结果精度评定。结果表明:新型CPⅢ控制网测量实验场地数据平差结果的平面点位误差、方向观测值改正数和距离观测值改正数均满足规范要求,该实验场建设方案设计及实施切实可行。     

有砟轨道线路精测网控制法误差研究

对有砟轨道精测网线形控制中存在的误差进行研究,分析精测网线形控制引起测站坐标轨道不平顺指标的误差大小,其误差产生来源主要包括两个方面:三维平差误差、点位变化误差。计算不同位置、不同数量的CPⅢ点发生变化时本测站、相邻测站平面坐标、高程误差,以及轨道平顺性指标受到的影响。结果表明:测站坐标误差随着CPⅢ点坐标变化量增大而增大,控制点距离测站越近,则其变化,对测站坐标的影响越大,与测站相距较远的控制点,其变化,对测站坐标的影响不敏感;本测站坐标误差最大值分别为1.732,1.668,1.626 mm,相邻测站坐标误差最大值分别为1.500,1.397,1.343 mm;轨道不平顺指标中,误差最大的为轨向,其次为轨距和水平,误差最小的为高低;距离测站最近的CPⅢ点各方向坐标变化量为1.0 mm时,轨距、水平、高低、轨向误差最大值分别为0.559,0.534,0.479,0.582 mm。     

有砟客运专线CPⅢ控制网测量方法与实践

有砟客运专线的列车运营速度较一般列车快,对轨道的平顺度要求较高,借鉴无砟客运专线CPⅢ控制测量技术对有砟客运专线进行CPⅢ控制网测量。以胶济铁路为例,详细论述平面控制测量、高程控制测量和数据处理方法,实践验证该方法可行,能够为类似工程提供借鉴。     

高速铁路路基运营维护沉降监测技术设计研究

针对高速铁路线路高平顺性特征及路基线下工程的日常维护与整治,通过布设监测断面、选择桥梁上稳定CPⅢ点作为路基沉降监测基准点和采用监测线路中CPⅢ点作为转点尺承的观测方法,设计了高速铁路路基运营维护沉降监测技术方案,解决了地面沉降区沉降监测基准点选择难和维护监测施工时间短的难题,并在长三角高铁网路基运营维护沉降监测中得以实施,取得了良好效果,能够满足高速铁路运营期三等变形测量技术要求。     

板式无砟轨道关键施工技术及工装研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国具有完全自主知识产权的新型无砟轨道结构型式,但由于应用时间短,施工技术尚不成熟。依托商合杭铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道工程,在现有施工技术基础上,对底座板机械化施工,嵌缝、限位凹槽施工,轨道板铺设与精调控制,自密实混凝土的质量控制等方面进行研究,研制了配套工装,解决了施工质量不稳定、工效低的问题,应用效果良好。     

高寒地区CRTSⅢ型板式无砟轨道技术特点

我国在总结既有无砟轨道研究与应用经验的基础上,结合无砟轨道技术创新研究成果,研发并铺设了具有完全自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道,但在高寒地区CRTSⅢ型板式无砟轨道的应用仍需进一步研究。结合盘锦客运专线的设计与施工,对时速350km、高寒地区应用的CRTSⅢ型板式无砟轨道进行较为详细的介绍,并总结了其技术特点。对CRTSⅢ型板式无砟轨道的发展及应用具有借鉴意义。     

高速铁路CP Ⅲ交会网必要测量精度的仿真计算

为合理布设CPⅢ网的测量网形,确定CPⅢ网中观测值的必要精度,结合CPⅢ网的标准和改进测量网形,采用边角网间接平差的严密精度估算方法,对CPⅢ网的相对点位精度进行仿真计算,并据此确定了CPⅢ网中观测值的必要测量精度:方向测量精度≤±1,″距离测量精度≤±(1 1×10-6)mm.研究结果对高速铁路测量规范的修订和在建高速铁路CPⅢ网的测量具有重要参考价值.     

基于轨道动检数据的轨道板的变形识别及预测

现有对高速铁路板式无砟轨道变形病害的检测效率不足,检测成本过高,而通过轨道动检数据能够一定程度上反映轨道板变形程度.因此,搜集了CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板线路3 a内的动检数据,引入小波能量作为轨道板变形评价指标,通过建立时空数据挖掘模型实现了不同轨道板的变形定位识别和劣化预测.研究结果表明:受当地气温影响,轨道板变形程度...     

基于离散元分析的高速铁路桥上轨枕选型

为合理选择高速铁路桥上有砟轨道轨枕形式,在轨枕形式的综合调研基础上,采用PFC 3D离散元软件,建立了Ⅲ型轨枕、宽轨枕、梯子式轨枕和框架型轨枕的轨枕-道床模型,对高速铁路桥上有砟轨道结构进行了数值分析.结果表明:4种轨枕都具有较大的轨道框架刚度,具备持久保持轨道几何形位和稳定性的能力;宽轨枕和框架型轨枕与道床的接触力分布较均匀,最大接触力也较小,比Ⅲ型轨枕更适用于高速铁路桥上有砟轨道结构.但考虑到框架型轨枕的优势不明显以及尚未开发相应的养护维修设备,建议高速铁路桥上有砟轨道采用宽轨枕.      

CRTSⅢ型板式无砟轨道横向弯曲疲劳试验

为了研究列车疲劳荷载作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道结构横向受力性能,采用实际工程施工现场的材料及施工工艺,利用足尺模型,切割制作6个单承轨台或双承轨台的板式无砟轨道试件,进行橡胶板模拟路基上板式无砟轨道结构的横向弯曲疲劳试验,得出列车疲劳荷载引起的横向弯矩作用下板式轨道试件的应力、变形分布规律及疲劳损伤的发展形态.试验结果表明,在15.0~255.0 kN和42.5~425.0 kN疲劳荷载作用下,模拟路基上单承轨台和双承轨台的试件板中位置轨道板上表面先出现纵向裂缝,随后轨道板横向预应力筋锚固端出现由锚头向轨道板上表面的劈裂裂缝,累计疲劳500万次后,三点弯曲模式下轨道板-充填层复合板试件的自密实混凝土开裂荷载和层间滑移荷载分别减小20%~30%和25%以上,疲劳损伤、层间离缝对轨道板与充填层的协同工作性能有不利影响.      

单元板式轨道脱空伤损识别的柔度曲率特征值法

为了实现对CRTS Ⅲ板式无砟轨道结构中轨道板板底脱空伤损的识别和定位,首先通过轨道结构模型的模态分析,获取其结构的柔度矩阵,结合高斯曲率和降噪数据处理构建柔度曲率特征值矩阵,利用非伤损区域内反映不规则突起对伤损定位影响的准确性指标和反映识别伤损范围的有效性指标得到合理的测点密度,最后建立多种伤损工况,研究该指标识别的应用范围. 研究结果表明:已脱空轨道板的柔度曲率特征值在伤损区域内存在明显突起,且峰值位置与伤损区域中心吻合,可在无基准参数下有效识别CRTS Ⅰ及CRTS Ⅲ型两种材料性能不同的单元板式轨道板底的隐蔽伤损;针对板底大于0.4 m × 0.4 m的脱空伤损,采用测点密度为0.2 m时有利于降低噪声对伤损定位准确性的影响,提高伤损范围识别的有效性;当轨道板底伤损区域边长大于0.3 m时,可利用柔度曲率特征值进行伤损识别和定位;轨道板柔度曲率最大绝对值随脱空尺寸变大而增加,二者基本呈线性关系,结合柔度曲率特征值的可视化图形可进行伤损面积识别.      

基于综合指数法的无砟轨道配筋方案检算与分析

为优化无砟轨道配筋后结构受力的均衡性,基于综合指数法提出了轨道配筋检算评估方法,选取形状改变能密度与高斯曲率作为评价分量构造了量化的配筋检算指标;建立了无砟轨道配筋检算有限元模型,以CRTSⅢ型普通板式无砟轨道板配筋为例,研究了不同钢筋排布方式对无砟轨道板整体受力性能的影响. 研究结果表明:相较传统应力变形指标,构建的综合指数指标能够凸显轨道板的不均匀受力区域;配筋时在轨下位置额外密布钢筋能够提升轨道板抵抗垂向车辆荷载的能力;局部配筋过于集中的方案会降低轨道板适应温度荷载的能力;在升温荷载作用下其轨道板端部的综合指数较最优工况时至少增大了1倍;综合来看,钢筋直径较大、排列稀疏的方案受力均衡性较差,无砟轨道板应选择钢筋直径较小、排列密布且轨下位置适当加密的配筋方案.      

列车荷载下桥上CRTS Ⅲ型板式无砟轨道挠曲力与位移

针对中国自主研发的CRTSⅢ型板式无砟轨道在运营阶段的受力变形问题, 以梁-板-轨相互作用原理为基础, 考虑钢轨、轨道板、自密实混凝土层及底座板等细部结构的空间尺寸与力学属性, 运用有限元法建立了高速铁路桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路精细化空间耦合模型; 计算了列车荷载作用下轨道及桥梁结构的挠曲力与位移, 分析了不同列车荷载作用长度、桥上扣件纵向阻力及墩台顶固定支座纵向刚度对挠曲力与位移的影响。研究结果表明: 在全桥加载情况下, 多跨简支梁桥上钢轨挠曲力在支座处表现为拉力, 跨中表现为压力, 大跨连续梁主桥上钢轨挠曲力在两侧边跨表现为拉力, 中间跨表现为压力, 单线加载时2种桥上有载侧钢轨挠曲力分别达到了38、53 kN, 约为双线加载时的1/2;轨道、桥梁结构纵向力与位移最大值不同时出现在同一工况下, 需要根据不同的检算部件选取最不利的列车荷载作用长度, 并将ZK活载中的集中力设置在跨中位置; 采用小阻力扣件可以改善钢轨受力与变形, 简支梁桥和连续梁桥上钢轨最大挠曲力分别减小了35%和22%, 钢轨纵向位移分别减小了7%和5%, 但轨板相对位移分别增大了26%和30%, 需加强观测以控制钢轨的爬行; 从轨道及桥梁结构的安全性与耐久性角度考虑, 建议将墩台顶纵向刚度控制在设计值的1.0~1.5倍范围内。      

减振CRTS Ⅲ型板式无砟轨道路隧过渡段动力分析

为了设置合理的过渡段长度,最大限度地减小路基与隧道之间变形差对行车安全性和舒适性的影响,基于有限元方法和车辆-轨道垂向耦合动力学理论,建立了列车-轨道-路隧过渡段垂向耦合动力分析模型.以钢轨挠度变化率、车体加速度和轮轨力等作为评价指标,对路隧过渡段动力特性进行分析,提出了路基与隧道内同时设置过渡段时,减振橡胶垫层的刚度建议值和布置方式,以及仅在隧道内设置过渡段时过渡段长度的建议值.研究结果表明:过渡段橡胶垫层的刚度可采用分级过渡的方式,减振橡胶垫层的刚度比不宜超过2;在过渡段,以车体振动加速度为控制指标,从保障行车安全和减小过渡段维修工作量的角度出发,建议隧道内过渡段的设计长度为25~30 m.      

有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析

梯形轨枕具有稳定性好、振动小的优点,并能减弱传递给轨道的动荷载,使得梯形轨枕在高速铁路、重载铁路、城市轨道交通中均有较好表现,但是其横向阻力一直未进行系统试验研究. 本文研究了不同砟肩宽度（200、300、400、500 mm）梯型轨枕道床横向阻力,分析了阻力构成,并与Ⅲc型轨枕对比. 结果表明,在砟肩宽度均为500 mm道床上,平肩式梯形轨枕与平肩式及砟肩堆高150 mm、Ⅲc型轨枕相比,阻力分别提升了约55%、14%,并且,平肩式道床砟肩宽度由200 mm增加至500 mm过程中,梯形轨枕道床横向阻力无明显增长,其横向阻力主要由3部分构成,其中轨枕底面与道床摩擦提供约34%,枕心部位提供约47%,轨枕端部提供约19%. 试验表明,采用梯形轨枕,可选用较小截面尺寸的道床,从而大幅节约建设用地及道砟用量.      

摩擦型轨枕道床的横向阻力研究

川藏铁路有砟道床断面尺寸受限，所处环境地震多发、日温差大且变化剧烈，这些情况容易导致横向阻力不足，对无缝线路稳定性和震区轨道韧性提出挑战. 为合理设计轨枕底部设有箭头型凹槽的摩擦型轨枕，并量化其提升无缝线路稳定性与韧性，采用道床横向阻力试验，测量摩擦型轨枕对道床横向阻力增幅情况；合理设计并优化了轨枕底部凹槽，制作了3种不同箭头型凹槽，除去凹槽排列方式不同外，箭头型凹槽面积、尺寸完全一致；并且验证砟肩宽度减小情况下摩擦型轨枕提供的横向阻力是否可以满足川藏铁路运维要求. 结果表明:各型摩擦型轨枕均可增大道床横向阻力，可最少提升横向阻力7%，最高提升21%；单向箭头型双向阻力存在较大阻力值差异，相比于普通轨枕顺向可增大7%，逆向可增大24%，因此在曲线地段铺设时候，应严格注意铺设方向；砟肩宽度由50 cm降低到30 cm，采用单向箭头型轨枕逆向仍然可达到Ⅲ型轨枕砟肩宽度50 cm横向阻力值.