予应力钢筋混凝土轨枕

由于铁路线路需要大批轨枕,所以过去曾经有很多专门学者及工程师们企图以钢筋混凝土轨枕来代替木枕,以期达到节约木材的目的。但是,因为普通钢筋混凝士轨枕在列车的动载荷下易于碎裂,所以钢筋混凝土轨枕的使用一直受到限制。这种情况,直到予应力混凝土出现后才得到改善。在混凝土内对钢筋予加应力就有条件使用高强度的混凝土并提高混凝土的抗裂性,这样就消弭了妨碍钢筋混凝土轨枕发展的主要障凝。     

铁路新技术四则

一、塑料轨枕问世铁路线上的轨枕一般为木枕和钢筋混凝土轨枕。前者富于弹性且便于加工、铺设及更换,但耐久性较差,即使经防腐处理后也仅能使用     

新老混凝土结合面抗剪性能试验研究

对6组共18个Z型抗剪试件的新老混凝土结合面进行了全过程抗剪试验，考察了新老混凝土结合面不同处理方法对其抗剪性能的影响．试验结果表明：结合面的不同处理方法对其抗剪性能影响较大，涂刷水泥净浆的效果远好于直接浇筑新混凝土和涂刷商品界面剂，植入抗剪钢筋能显著提高结合面抗剪性能．根据研究结果建议，在实际加固工程中，抗剪钢筋植入深度最好大于钢筋直径的10倍．     

考虑横向预应力效应的钢-混组合梁桥PBL剪力键试验研究

为研究钢-混组合梁桥PBL剪力键的抗剪承载能力及其影响因素,以兰州小砂沟大桥为工程背景,设计3类13组共33个试件,采用推出试验的方法进行试验研究,对比分析了PBL剪力键的破坏形态、破坏机理以及抗剪承载能力的影响因素,提出了考虑横向预应力效应的PBL剪力键抗剪承载能力的计算公式.研究结果表明:贯穿钢筋直径、钢板开孔孔径以及钢板厚度的增加均能有效提高PBL剪力键的抗剪承载能力;横向预拉应力的存在促进了混凝土的开裂,使得混凝土、钢板及贯穿钢筋的强度和刚度无法得到充分发挥,从而降低了PBL剪力键的承载能力,对单孔抗剪承载能力降低可达10%;横向预压应力的约束作用延缓了混凝土的开裂,使得混凝土、钢板及贯穿钢筋的强度和刚度得到充分发挥,提高了PBL剪力键的承载能力,对单孔抗剪承载能力提高可达20%;考虑横向预应力效应的公式计算结果与试验结果吻合较好.      

预制混凝土梁湿接缝环形钢筋搭接长度研究

先通过比较分析了一般钢筋搭接的传力机理与环形钢筋搭接传力机理的差异,得到环形钢筋搭接的传力原理是环形钢筋通过搭接段钢筋间的核心混凝土柱的自锁锚固作用,通过核心混凝土柱的抗剪作用,而不是钢筋与混凝土的黏结作用来平衡搭接钢筋拉力,这与PBL键通过孔间混凝土柱抗剪承载的机理基本类似。     

应用改进的稳健设计法分析短牛腿的抗剪承载力

介绍了改进的稳健设计法,并引入新的信噪比.用软化桁架模型分析钢筋混凝土短牛腿抗剪承载力,并应用改进的稳健设计法分析影响钢筋混凝土短牛腿抗剪承载力的几个基本因素,考虑的因素包括混凝土抗压强度、剪跨比和钢筋屈服强度.通过分析可知钢筋屈服强度这个因子对短牛腿抗剪承载力最为敏感,剪跨比和混凝土抗压强度次之.与田口方法相比改进的稳健设计法的分析结果与试验结果吻合较好,应用更加准确、方便.     

轨枕空吊对轨枕动态性能的影响

为研究轨枕空吊对轨枕动态响应的影响,建立了车辆-轨道垂向耦合动力学模型.假设车辆模型为多刚体系统,用Euler梁模拟离散支撑的钢轨,轨枕视为弹性地基上的Euler梁,利用显式积分法求解车辆-轨道非线性动力学方程.结果表明:当轨枕部分悬空或完全悬空时,影响轨枕最大弯矩的位置;轨枕空吊数目越多,轨枕的弯矩越大;轨枕底座的完全悬空对邻近空吊区的轨枕动态行为影响较大.     

南京长江第四大桥钢筋混凝土榫传剪器群施工技术

结合南京长江第四大桥实际工程,主要介绍了其锚碇施工过程中钢筋混凝土榫传剪器群的施工技术要点,主要包括优化混凝土配合比、芯棒钢筋桁架定位和锚固区混凝土单侧多层浇筑等施工工艺,有效的解决了钢筋混凝土榫传剪器群施工过程中的技术难题,为类似工程提供施工技术支持。     

框架优化型Ⅲc轨枕道床横向阻力试验研究

为对标准Ⅲc型轨枕进行外形优化及揭示轨枕优化前后道床横向阻力特性,针对Ⅲc型轨枕特定部位增设混凝土加宽（加厚）块,形成3种框架式轨枕,结合道床横向阻力测试实验,分析对比不同道床断面形式下（砟肩宽度300 mm堆高0 m;砟肩宽度500 mm堆高0 m;砟肩宽度500 mm堆高150 m）各框架轨枕与标准Ⅲc型轨枕道床横向阻力数值.研究结果表明:在不同道床断面型式下,各型框架轨枕均能有效增大道床横向阻力,相较于标准Ⅲc型轨枕,A型框架轨枕（轨枕承轨台双翼缘型）可提升道床横向阻力37.8%~50.8%,B型框架轨枕（枕中截面十字型）可提升道床横向阻力25.5%~41.0%,C型框架轨枕（轨枕承轨台下底部加厚型）可提升道床横向阻力13.3%~23.0%.      

轨枕支撑硬点对轨枕动力响应的影响

采用35自由度的多刚体车辆系统与三层弹性离散点支撑轨道模型,建立了基于Timosh-enko梁模型的车辆/轨道耦合动力学模型,应用新型显式积分法求解其运动特性。考虑钢轨横向、垂向和扭转运动对轮轨滚动接触几何关系的影响,分别由Hertz法向接触理论和沈氏蠕滑理论计算了轮轨法向力和轮轨滚动接触蠕滑力。假设轨枕垂向支撑高度沿纵向非均匀分布来模拟轨枕支撑硬点,基于移动轨下支撑模型,分析了不同轨枕支撑硬点个数和高度对系统动力响应的影响。分析结果表明,轨枕支撑硬点对轨枕的动力响应影响显著。当硬点高度为1.0 mm时,最大钢轨/轨枕作用力约为正常状态下的2倍,最大钢轨/轨枕拉力约为正常状态的10倍,这将加速轨枕、轨下垫层及钢轨扣件状况的恶化。而支撑硬点个数对系统动力响应的影响很小。     

梯形轨枕长线台座先张法生产线及模具设计

梯形轨枕具有极好的降噪性能,在国内的应用越来越多,梯枕的生产技术随之越发成熟,生产线及模具作为生产梯形轨枕最为重要的工装设备,需要进行深入研究。主要介绍了梯形轨枕长线法生产工艺下的生产线设计和模具设计,探索带1∶30轨底坡承轨台的梯枕模具的加工方法,对同类产品生产有借鉴作用。     

PBL剪力键荷载-滑移关系试验研究

为研究PBL剪力键(perfobond rib shear connector)加载全过程的结构行为,对11组37个试件进行了静载破坏试验,研究了PBL剪力键在各工作阶段下的荷载-滑移曲线及破坏特征.采用归一化方法分析了混凝土榫抗剪刚度、贯穿钢筋抗拉能力对PBL剪力键各工作阶段荷载-滑移关系的影响,提出了加载全过程的荷载-滑移关系公式.研究结果表明:在弹性段内,PBL剪力键的荷载-滑移关系呈线性,曲线斜率与混凝土榫抗剪刚度有关,在弹塑性段和强化段内,荷载-滑移关系呈幂函数,其系数与混凝土榫抗剪刚度、贯穿钢筋抗拉能力成线性关系;开孔孔径45、60 mm的PBL剪力键中,贯穿钢筋的合理直径分别为16、20 mm.     

Ⅲ型混凝土轨枕配置根数的研究

以轨道强度理论（包括静态和动态）及线路稳固性为基础，综合计算、分析了混凝土轨枕配置根数对线路的影响。为Ⅲ型混凝土轨枕配置根数的减少找到了理论依据，并在该枕铺设试验段现场测试的基础上，通过与其它类型轨枕有关的对照，提出了Ⅲ型混凝土轨枕每公里的合理配置根数。     

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.      

箱梁腹板斜裂缝的抗剪加固设计

一座预应力连续箱梁在运营车辆荷载的作用下,产生了较明显的多条斜向超限裂缝,经详细检算分析出产生的原因,采用了箱梁内部增设体外预应力束及竖向预应力钢筋的方法,进行了有针对性的抗剪加固设计,保证了运营期间结构的安全性和耐久性.     

智能化流水作业法SK-2型双块式轨枕预制关键成套装备研究

流水作业法SK-2型双块式轨枕预制施工工艺已成熟多年,配套工装设备基本满足正常预制需求,但是关键装备未得到大的发展,劳动力密集、施工环境差、效率低、质量把控难等问题难以解决。从实践出发,运用智能机械人、精准定位系统、激光图像检测、大数据分析等技术,针对清模、钢筋安装、精准布料、高精度检测等装备进行不断研究改进,形成双块式轨枕预制智能化关键成套装备。智能化关键成套装备的成功应用,减少了劳动力、提高了生产质量、提升了生产效率,真正意义上实现了减人提质增效,为PC构件生产线提升技术水平提供了参考。     

轨枕破坏及养护措施

过去几十年,传统轨枕的破坏极大的增加了轨道养护的费用。缺乏对轨枕破坏的机理的理解成为管控这一问题的主要障碍。本文探讨混凝土轨枕破坏的机理,指出混凝土轨枕易发生轨座破坏,易受荷载和环境影响发生破坏,并提出问题的解决方案。此外,介绍了可以有效代替传统轨枕的新型材料。     

PBL传剪器极限承载力的试验研究

为了考查PBL传剪器在拉一剪组合环境应力下的性能,设计了4组12个PBL传剪器试件,对其极限承载力和滑移量进行了试验研究．试验结果表明,PBL传剪器的极限承载力受孔中钢棒强度、混凝土轴心抗拉强度、钢板开孔直径、钢筋直径和环境应力类型等因素的影响．上述参数可以组合为无量纲外荷载与传剪器抗力,二者之间的关系可以用直线拟合,用于确定PBL传剪器的极限承载力．较之环境应力为拉应力,环境应力为压应力时,PBL传剪器的极限承载力绝对值大．     

基于离散元方法的道床捣固及吹砟维护机理

为从细观上研究捣固和吹砟的维护机理,建立了离散元道砟箱数值模型,并耦合多体动力学的捣固镐模型和计算流体力学的吹砟管模型,对捣固与吹砟的作业全过程进行可视化模拟,基于离散元耦合数值模拟,对比分析了2种道床维护方法对道床扰动及作业后轨枕沉降.结果表明：吹砟作业各阶段对道床的扰动和道砟平均接触力均小于捣固,且扰动主要集中在下插阶段,吹砟作业过程中道砟颗粒速度峰值和接触应力峰值仅为捣固的37.5%和38.9%;捣固后,轨枕底部区域密实度提高了约13.6%,轨枕间上部和下部区域密实度分别降低了约21.0%和提高了约4.8%;吹砟后,轨枕底部区域密实度提高了约6.5%,轨枕间上部和下部区域密实度几乎无变化;在轨枕底部吹入碎石,吹砟作业极大地改善了轨枕底的接触状态和应力扩散,轨枕与道砟颗粒接触数增加了约243%,荷载传递更均匀;1 000次循环加载后,吹砟作业后的轨枕沉降相较捣固和未维护工况分别减少了约18.1%和44.4%.     

小阻力扣件桥上无缝线路附加力

在铁路桥梁上铺设无缝线路，为了降低梁跨结构和钢轨之间的相互作用力，往往采用小阻力扣件。在有碴桥上无缝线路采用小阻力扣件，在钢轨、轨枕及梁跨结构三者之间将产生较明显相对位移，以往的计算模型没有考虑轨枕和钢轨相对位移的影响，与有碴轨道小阻力扣件桥上无缝线路工况存在较大偏差。在吸收国内外研究成果的基础上，建立了一种能综合考虑钢轨、轨枕、梁体三者相互作用的有碴轨道小阻力扣件桥上无缝线路附加力计算力学模型，给出了算例，对不同力学模型计算结果作了对比。计算结果表明，新模型计算结果要小于既有模型，对于柔性墩台结构，差分尤其明显。不考虑轨枕位移，该模型也适用于无碴轨道小阻力扣件桥上无缝线路附加力计算，相比有碴桥，小阻力扣件无碴桥上无缝线路附加力有较大幅度增加。