客运专线Ⅱ型板式无砟轨道CA砂浆灌注施工技术

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道CA砂浆施工原材料存储条件严、工艺要求高、工期紧的特点,对以往CA砂浆施工工艺进行了改进,详细介绍了原材料存储与加料、封边、灌注等施工工艺,总结了一系列CA砂浆灌注质量控制经验,对同类工程有借鉴意义。     

石武客专CRTSⅡ型轨道板精调和CA砂浆灌注施工技术

结合施工实践,从轨道板精调前作业准备、轨道板精调、轨道板和底座润湿、封边及排气孔设置、轨道板压紧、CA砂浆灌注等方面阐述了CRTSⅡ型轨道板精调和CA砂浆灌注施工技术。     

考虑界面初始黏结缺陷的CRTS Ⅱ型板式无砟轨道温度变形

针对中国高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道界面初始黏结缺陷导致轨道结构温度变形进一步增大的现象, 基于电荷耦合器件(CCD)工业相机与计算机图片处理技术, 建立了板式无砟轨道界面空隙率试验检测系统, 测试了3块CRTSⅡ型板式无砟轨道板与水泥沥青(CA)砂浆界面的初始空隙率; 在有限元模型中以界面空隙率定量表征了界面的黏结状态, 即根据界面空隙率检测结果, 考虑界面存在一定量值的初始空隙率, 并假设这些空隙均匀分布在整个界面上, 系统分析了界面初始黏结缺陷对板式无砟轨道温度变形的影响。研究结果表明: 3块轨道板样本界面的初始平均空隙率为22.3%, 界面四周的初始黏结状态明显差于轨道板界面中心; 在正、负竖向温度梯度作用下, CRTSⅡ型板式无砟轨道分别呈现中心上拱和四周翘曲的温度变形模式; 正温度梯度作用下轨道板最大温度变形与不考虑界面初始黏结缺陷相比增大了7.8%~10.1%, 且随着界面初始空隙率的进一步增大, 轨道板最大上拱温度变形呈线性增大趋势; 负温度梯度作用下, 界面空隙率的增大对轨道板温度变形的影响不大; 在分析CRTSⅡ型板式无砟轨道温度变形时应适当考虑轨道板与CA砂浆的界面初始黏结缺陷, 研究结果可为分析CRTSⅡ型轨道板上拱温度变形机理提供参考。      

联调联试阶段CRTSⅡ型板式无砟轨道底座病害处理技术

由于京广高速铁路某路基地段的CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层施工未采用钢筋混凝土结构,联调联试过程中发现受温度变化、列车制动、起动及行车振动等的综合影响,可能会出现开裂病害现象。为确保高速铁路运营安全,决定将交界处的CRTSⅡ型板式无砟轨道C15素混凝土支承层变更为C40钢筋混凝土底座板,以加强CRTSⅡ型板端部底座,防止因轨道板温度力、制动力等纵向力导致CA砂浆层及底座开裂。详细介绍了处理方案和详细的施工工艺措施。支承层变更方案得到了成功应用,对运营中的类似高铁轨道系统病害整治具有很好的参考价值。     

CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆层脱空的瞬态机械阻抗法检测试验研究

针对目前高速铁路CA砂浆层出现脱空没有有效准确的检测手段的问题,采用瞬态机械阻抗法对CRTSⅡ型无砟轨道CA砂浆层脱空进行检测试验研究。以石家庄铁道大学内全尺寸模型中的预设CA砂浆层脱空缺陷为检测对象,分析了轨道板支撑不同状态下的导纳频谱曲线和平均导纳值呈现的规律,发现与正常区域相比脱空区域平均导纳值较大,且导纳频谱曲线出现多峰等剧烈变化,可以识别支撑情况;但是由于动刚度的变化规律较为混乱,不能很好的反映板底支撑情况,故不选择其作为本次检测的识别参数。分析与试验结果表明:瞬态机械阻抗法可以有效地对轨道板底的支撑情况做出检测识别,反映CA砂浆的离隙和脱空状况。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道开裂机理分析与处治方法研究

我国高速铁路中普遍应用了CRTSⅡ型板式无砟轨道,使用中发现CRTSⅡ型板式无砟轨道普遍存在底座板开裂和水泥乳化沥青砂浆填充层与轨道板间开裂现象,分析了产生原因并分别提出了处治措施。对于底座板裂缝大于0.3mm,建议采取扩槽、涂抹弹性树脂材料表面封闭处理;对于水泥乳化沥青砂浆填充层与轨道板间的开裂,建议使用专用的灌浆材料、采用低压注浆的原理对砂浆离缝进行整治。可为类似工程提供有益借鉴。     

严寒地区CRTS Ⅰ型轨道板施工技术

通过对严寒地区客运专线CRTS Ⅰ型板式无砟轨道进行施工试验,重点解决严寒地区条件下板式无砟轨道的耐久性及抗冻性问题,并形成施工工艺。介绍了CRTSⅠ型板式无砟轨道路基与防排水系统设计与施工、后张预应力承台式绝缘型轨道板制造及严寒地区CA砂浆研制与施工技术,对同类工程有借鉴意义。     

客货共线砂浆离缝高度对轨道结构的动力影响

客货共线条件下CRTS I型板式无砟轨道CA砂浆与轨道板普遍存在离缝,为了得到CA砂浆离缝高度对轨道结构动力响应的影响规律,基于车辆-轨道耦合动力学以及子结构模态叠加法,将ANSYS计算的轨道部件子结构的自振特性输入SIMPACK,使用力元连接轨道各部件形成轨道系统,通过轮轨接触面及柔性钢轨节点间的位移和力的数据传递,实现列车和轨道子系统的耦合,建立了含CA砂浆离缝的CRTS I型板式无砟轨道的垂向耦合模型,研究了客货混运条件下CA砂浆离缝高度对轨道结构动力响应的影响. 研究表明:随CA砂浆离缝高度增大,钢轨动态位移、轨道板振动响应及CA砂浆动应力均显著提高;当CRH380通过,板端离缝高度为1.0 mm和2.0 mm时,钢轨位移分别增大了0.24 mm和0.27 mm,轨道板在25 Hz处振级分别增大了21.0 dB和21.7 dB,离缝根部砂浆最大动应力均达到0.2 MPa,离缝高度超过1.0 mm后,离缝高度对轨道结构动力响应的影响趋于平缓;当SS7E通过,板端离缝高度为1.0 mm和2.0 mm时,钢轨位移分别增大了0.48 mm和0.66 mm,轨道板在8 Hz处振级分别增大了15.5 dB和19.4 dB,离缝根部砂浆动应力分别达到0.24 MPa和0.36 MPa,离缝高度超过1.0 mm后,离缝高度对轨道结构动力响应的影响仍有较大的增长.      

CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的毛细吸水特性

为探讨CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆中水的迁移规律,对水在不同表面的接触角和毛细吸水质量随吸水时间的变化进行了测定,并对不同砂浆断面进行了扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析.结果表明:与普通多孔材料一样,水泥乳化沥青砂浆单位面积的吸水质量与吸水时间的1/2次方成正比;CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆与灌注袋界面处的"三明治"结构是其毛细吸水系数随吸水时间延长而大幅度降低的原因;CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆表面打磨可形成富沥青膜层,增大水在其表面的接触角,并使毛细吸水系数降低45%以上;施工时,灌注袋袋口砂浆的自然断面宜进行处理,以降低其毛细吸水系数.     

CRTSⅠ型无砟轨道弹性减振垫层施工技术

广深港铁路客运专线狮子洋隧道采用CRTSⅠ型板式无砟轨道,为减少振动、噪音及提供舒适度,在CA砂浆层下设置弹性减振垫层,此工艺在国内时速350km的铁路客运专线项目中首次应用。详细介绍弹性减振垫层的设计、材料控制及铺设技术,对同类工程有借鉴意义。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆施工技术研究

结合京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的施工,详细阐述了水泥乳化沥青砂浆施工中的原材料质量控制、施工准备、质量控制措施等,介绍重点是轨道板及底座的清洗、安装压紧装置、底座预湿、封边、灌注速度控制等关键施工技术,可为类似工程提供有益的借鉴.     

客运专线CRTSⅡ型无砟轨道精调竖曲线使用分析

新建石家庄至武汉客运专线湖北段TJⅡ标采用CRTSⅡ型板式无砟轨道和CRTSⅠ型双块式无砟轨道。通过介绍CRTSⅠ双块式和CRTSⅡ板式无砟轨道右线线路参数的异同,提出CRTSⅡ型无砟轨道因没有单独设计右线竖曲线而产生的长轨精调阶段右线线路参数如何实现问题,分析解决方法及替代方案,可为以后的无砟轨道设计或施工提供参考。     

基于探地雷达的高铁无砟轨道结构层病害检测

为了检测高速铁路(高铁)无砟轨道混凝土结构内部在施工过程中产生的缺陷,避免在高速列车荷载作用下发展成路基病害,运用探地雷达技术对高铁无砟轨道结构进行了二维正演模拟分析.基于有限差分法,在时间域上推导了探地雷达二维正演模拟方程.针对易形成高铁无砟轨道病害缺陷的多种复杂工况,建立了CRTSⅡ型板式无砟轨道的地电模型,分别对CA砂浆层不同填充程度、CA砂浆层硬化过程进行了二维正演数值模拟,分析了探地雷达二维正演模拟图像的特征.模拟结果表明,二维正演模拟可以清楚地分辨板式无砟轨道结构内不同介质层的分界面,以及钢筋的数目和位置.      

CRTS Ⅱ型板断裂条件下桥上无缝线路伸缩力特性

为了研究桥上CRTSⅡ型轨道板断裂条件下轨道、桥梁结构纵向受力变形规律及其影响，基于有限元法和梁-板-轨相互作用机理，建立桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型，分析不同轨道板断缝位置、断缝宽度、裂缝深度及轨道板、底座板伸缩刚度对断板条件下桥上无砟轨道无缝线路伸缩力分布规律的影响. 研究结果表明:在计算轨道板断裂条件下桥上无砟轨道无缝线路伸缩力时，应根据不同检算部件选取最不利的断板位置，建议将轨道板断缝宽度和深度分别取2 mm和200 mm、轨道板、底座板伸缩刚度折减至10%～50%，计算结果是偏安全的且不失一般性；轨道板断裂增加了断缝处CA （cement asphalt）砂浆层及底座板断裂的风险，断板侧的钢轨纵向位移及轨板相对位移均在断缝处急剧变化.      

CRTSⅡ型无砟轨道板场建厂规划设计

按照CRTSⅡ型轨道板场的建厂规划设计流程,从板场选址、板场总体布局、各功能区设计三方面对主要设计原则及方法进行论述,列出主要参数的计算方法,并给出某CRTSⅡ型轨道板场的建厂工程实例。     

基于相空间重构的CRTSII型轨道板温度梯度预测分析

为研究和预测CRTSⅡ型轨道板非线性温度梯度随时间的变化规律,达到及时预警和降低轨道板病害发生的目的。本文运用C-C方法对CRTSⅡ型轨道板非线性温度梯度时间序列进行最优相空间重构;在相空间重构的基础上,采用有反馈和记忆功能的NARX动态神经网络对非线性温度梯度时间序列进行预测分析。结果表明:基于对CRTSⅡ型轨道板温度梯度时间序列的最优相空间重构,利用NARX动态神经网络方法对未来时间T=30γ·tau,γ=1,2,3,…,内的CRTSⅡ型轨道板温度梯度进行预测。当γ=1时,即2016-11-17T08:00/2016-11-17T13:00时间内共11个部分采样节点的温度梯度预测结果表明,预测值与真实值有较好的吻合度。所以该方法在CRTSⅡ型轨道板的非线性时间序列系统预测中具有一定的科学价值和实用价值。     

时速350km CRTSⅢ型板式无砟轨道板预制技术

新建盘营客运专线是我国首条设计时速350 km的CRTSⅢ型板式无砟轨道客运专线。CRTSⅢ型板式无砟轨道板是在汲取了CRTSI型和CRTSⅡ型轨道板技术的基础上,通过技术创新所取得的成果。主要介绍时速350 km的CRTSⅢ型板式无砟轨道板预制工艺、检验方法及关键工序作业要点,对同类工程有借鉴意义。     

膨胀剂对CA砂浆依时变形特性的影响

为保持板式轨道关键弹性垫层CA（cement asphalt）砂浆的体积稳定性,研究了膨胀剂种类、掺量和养护湿度对CA砂浆依时变形特性的影响．结果表明,铝粉作膨胀剂时,CA砂浆在0—12h内膨胀,16h后收缩,铝粉掺量对其硬化后变形基本无影响．U型膨胀剂对CA砂浆12h内的收缩补偿作用较小,20h后体积产生明显膨胀,7d时膨胀率最大,后收缩,且其收缩率随膨胀剂掺量增加而降低．复掺铝粉和U型膨胀剂的CA砂浆7d时膨胀率达到最大,后收缩,收缩率随养护湿度增大而减小,介于0．035％0～0．100％o之间．M型膨胀剂能明显地降低CA砂浆的后期收缩,180d龄期收缩率降低0．16％o以上．     

复杂地形条件下桥上CRTSⅡ型轨道系统地震响应

为了研究复杂地形对桥上CRTS Ⅱ型轨道系统地震响应的影响, 以沪昆高速铁路线16~32 m简支梁桥为例, 考虑钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、底座板、滑动层、桥梁、固结机构、端刺与挡块等部件, 建立了多跨简支梁桥-双线CRTS Ⅱ型轨道系统非线性动力学仿真模型, 研究了桥上CRTS Ⅱ型轨道系统纵向力分布特征; 设置了4种典型地形工况, 分析了不同墩高条件下桥上CRTS Ⅱ型轨道系统地震响应规律。分析结果表明: 与非纵连轨道结构相比, 桥上CRTS Ⅱ型轨道结构最大钢轨应力相对较小, 约为138.8 MPa, 应力包络曲线呈反对称, 线形平滑; 轨道板和底座板共同承受纵向力, 其最大值均出现在桥台附近, 最大拉应力分别达到25.2、27.1 MPa, 将在地震中发生开裂; 在地震中, 端刺承受着巨大的纵向力, 可达14~20 MN; 底座板与桥面之间相对位移超过24 mm, 对系统有隔震耗能作用; 地形对钢轨、轨道板和底座板纵向力的影响约为30%左右, 对墩底剪力影响较大, 在地形发生突变处, 墩底剪力增幅达4倍; 靠近桥台处的滑动层横向变形较大, 可达2.7 mm, 随着墩高增大, 扣件与滑动层纵横竖变形增大; 在地震作用下, 滑动层普遍存在着较大的竖向变形, 桥台附近滑动层竖向变形可达43.5 mm; 在地震中, 挡块与底座板之间存在着频繁的碰撞现象, 桥台附近挡块碰撞力可达38 MPa, 挡块将发生损坏。      

CRTSⅡ型无砟轨道板施工技术

随着高速铁路的不断发展,无砟轨道为铁路的高速运行提供了保证,CRTSⅡ型无砟轨道板作为高速铁路的核心技术,具有施工工艺新、质量要求高、过程控制重要、验收复杂等特点。结合京沪高速铁路四标段现场施工的实践,介绍CRTSⅡ型无砟轨道板的施工技术与质量控制措施。