高速铁路道岔区无砟轨道冒浆整治技术及效果评价

高速道岔作为重要的铁路转线设备,其服役状态直接关系到高速列车的安全性和平稳性,也是影响高速铁路提速的重要因素之一。为确保道岔区无砟轨道在设计年限内安全服役,完善高速铁路道岔区无砟轨道修复技术体系,提出了一种以离缝注浆、防水封闭和排水疏堵相结合的综合技术措施,形成集整治工艺、整治材料和整治装备为一体的道岔区无砟轨道冒浆整治技术。通过对比选用弹性波法无损检测技术作为道岔区无砟轨道冒浆整治效果的评价手段,验证了该整治技术是有效的。     

高原大风地区双块式无砟轨道伤损现状及主要特征

以兰新高速铁路作为研究对象,总结出高原大风地区双块式无砟轨道伤损类型主要为道床板裂缝、轨枕离缝、道床板上拱、支承层混凝土粉化和聚氨酯嵌缝材料伤损,分析其伤损特点及形成原因。同时,对聚氨酯嵌缝材料离缝和无砟轨道道床板裂缝进行了跟踪观测,结果表明,聚氨酯嵌缝材料离缝病害仍在发展,而桥梁段、路基段和隧道段无砟轨道道床板裂缝病害已趋于稳定。     

高速铁路无砟道床伤损判定关键指标优化北大核心

结合TG/GW 115—2012《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》和工程实践经验,对无砟道床伤损等级判定指标进行了优化。建议《高速铁路线路维修规则》(报批稿)中高速铁路无砟道床伤损分类沿用现行维修规则中的分类方法,并增加CRTSⅢ型板式无砟道床伤损形式。无砟道床伤损等级划分由三级调整为两级,对Ⅰ级伤损应做好观测、记录、分析,对Ⅱ级伤损列入维修计划并适时修补;将CRTSⅠ型板式无砟道床砂浆层离缝判定指标中的对角线长度替换为离缝长度,并给出了其等级判定标准;将CRTSⅡ型板式无砟道床砂浆层伤损等级判定指标中的“离缝深度、离缝对角线长度”修改为“离缝面积比”,并给出了其等级判定标准;将无砟道床伸缩缝嵌缝材料的离缝、开裂、缺损统一判定为失效。     

某高铁湖北段无砟轨道病害整治技术研究

以某高铁湖北段无砟轨道病害整治工程为例,分析无砟轨道路基段出现的基床翻浆、封闭层嵌缝失效、线间排水不畅等病害成因,重点介绍基床翻浆、封闭层嵌缝失效、线间排水不畅病害的整治方案设计及施工工艺,并对施工过程中的注意事项提出建议,研究成果可为无砟轨道类似病害工程提供参考。     

无溶剂低黏度聚氨酯灌浆材料的制备研究

基于灌浆材料等体积混合要求,制备了无溶剂的低黏度聚氨酯灌浆材料。灌浆材料性能测试结果显示:固化剂为高活性含活泼氢化合物的灌浆材料黏度低,早期力学强度高;异氰酸酯为液态MDI类单体的灌浆材料力学强度和黏结强度高,并具有一定的柔顺性;随低黏度酯类降黏剂用量提高,灌浆材料的黏度、力学强度和黏结强度下降,断裂伸长率无明显变化。优化后的聚氨酯灌浆材料黏度低于50 m Pa·s,2 h拉伸强度和7 d拉伸强度分别在10 MPa和20 MPa以上,2 h抗压强度和7 d抗压强度分别在15 MPa和30 MPa以上,断裂伸长率在5%以上,湿黏结强度在2 MPa以上。同时,聚氨酯灌浆材料的可灌性好,可采用专用注浆设备长时间持续注浆,满足无砟轨道道床与路基层间离缝快速填充需求。     

板式无砟轨道轨道板与砂浆层离缝快速维修技术研究

板式无砟轨道轨道板与砂浆层离缝造成轨道结构应力集中,影响无砟轨道结构平顺性和耐久性。本文针对我国板式无砟轨道轨道板与砂浆层出现的离缝问题,结合国外高速铁路维修经验,提出了适合于我国客运专线运营的快速维修工艺,并对设备和材料进行了可行性分析,确定了异丁烯树脂低压注浆方案。结合已运营的客运专线出现部分轨道板与砂浆层的离缝问题,采用异丁烯树脂注浆加固填充后,轨检数据良好,经过两年运营,表明这套离缝快速维修技术行之有效。     

高速铁路无砟轨道水致伤损现状及模拟分析

由于积水和高速列车的作用,我国无砟轨道服役过程中出现了材料软化、掉块、冒泥冒浆等水致病害。通过资料收集、成果总结与现场调查,对高速铁路无砟轨道水致伤损的类型、产生原因及危害进行了系统的总结。按照病害成因及水的不利影响程度将无砟轨道水致伤损分为积水导致的材料软化问题和冲刷导致的掉粒、离缝、冒浆问题。针对典型的层间离缝冒浆现象,建立列车与水耦合作用下层间离缝流固耦合三维计算模型予以分析,发现离缝内动水压力与行车速度的二次方成正比。建议在无砟轨道运营过程中及时做好排水工作,在遭遇强降雨时或对积水严重的路段列车应减速运行。     

高原大风严寒地区无砟轨道嵌缝材料伤损及修复技术研究

对兰新高速铁路不同区段无砟轨道聚氨酯嵌缝材料伤损情况进行现场调研,分析无砟轨道聚氨酯嵌缝材料伤损类型及发展规律。针对高原大风严寒地区嵌缝材料伤损特点,优选相容性好的有机硅柔性密封嵌缝材料进行现场试验性修补。提出无砟轨道嵌缝材料表面封面、离缝嵌填和整体更换修复技术,为西北特殊环境下高速铁路无砟轨道嵌缝材料伤损的修补提供技术支撑。     

轨道交通无砟轨道防排水设计方法

结合无砟轨道防排水设计的研究成果和工程经验,总结了铁路无砟轨道和城市轨道交通整体道床防排水主要的设计方法。铁路无砟轨道排水设计通常采取道床顶面设置横向排水坡、伸缩缝处采用弹性材料封闭、两线间填平处理、钢筋混凝土底座内设横向排水管、钢筋混凝土底座间设横向排水通道等方法;城市轨道交通整体道床防排水设计通常采取道床顶面设置横向排水坡、伸缩缝密封处理、道床上设置排水沟等方法。     

无砟轨道层间冻胀特性研究

针对严寒、富水地区高速铁路无砟轨道层间冻胀问题,采用有限元软件,利用升温方法对离缝区域材料施加温度荷载使其体积膨胀来模拟冻胀,开展了无砟轨道层间冻胀特性研究。结果表明:无砟轨道层间冻胀可使钢轨、道床板产生类似于半波正弦分布的上拱变形,但对行车平顺性影响较小;层间拉应力随离缝深度的增加在离缝深度小于1. 25 m时增加较快,在大于1. 25 m之后趋于稳定;层间拉应力随离缝长度的增加在离缝长度小于1. 00 m时基本呈线性增加趋势,在大于1. 00 m之后增加趋势变缓;层间拉应力随离缝开口量的增加而线性增加。建议加强富水地段排水措施,对长度大于1. 40 m、深度大于1. 25 m和开口量大于1. 60 mm的离缝及时进行注浆修复,以减小层间离缝的进一步扩展及层间伤损。     

成灌线某晃车地段CRTS Ⅲ型板式无砟轨道层间离缝整治研究

为了对成灌线某晃车地段采取科学的整治措施,基于晃车地段的无砟轨道层间相对位移和钢轨垂向加速度现场测试数据,分析得到自密实混凝土层与底座板层间离缝导致二者的垂向相对位移达到0. 2 mm以上,是导致该地段晃车的主要原因,并建立有限元模型进行验证。对晃车地段采用离缝注浆修复的整治措施,主要工艺分为切割开槽、钻孔布管、离缝封闭、离缝注浆和侧面防水处理等,整治后的轨检车动态检测数据显示下行线左侧钢轨的轨向不平顺和轨距及轨距变化率不平顺得到改善,证明该离缝注浆整治工艺的有效性。     

CRTSI型无砟轨道CA砂浆离缝处理材料研究

研究目的:分析高速铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道CA砂浆离缝产生的原因,研究修补材料在CRTSⅠ型无砟轨道CA砂浆离缝的处理时的适应性,提出离缝修补填充材料的基本技术要求,并从施工性、填充适应性和耐久性等方面对环氧树脂与高性能改性树脂材料进行对比研究。通过对比试验研究,最终优选出更具施工性、填充适应性和耐久性的CA砂浆离缝修补填充材料。研究结论:(1)通过施工性与填充适应性的比较分析显示,RX-SI适用于实际CRTSⅠ型CA砂浆离缝施工处理,施工工艺简单可行;(2)通过耐久性研究结果显示,RX-SI的弹性模量和CA砂浆的弹性模量完全匹配,RX-SI可确保维修处理的无砟轨道板整体结构安全耐久性;(3)该研究成果专门针对CRTSⅠ型无砟轨道CA砂浆离缝,可以在CRTSⅠ型无砟轨道CA砂浆离缝的修补上推广运用。     

地面沉降对路基上单元板式无砟轨道平顺性的影响分析

为揭示地面沉降对路基上单元板式无砟轨道平顺性的影响规律,通过建立路基上板式无砟轨道-路基有限元实体模型,充分考虑无砟轨道和路基的特性及其之间的接触方式,改变轨道结构层厚度和粘结方式,以此来进行地面沉降幅值、轨道结构层厚度和结构层间离缝对轨道不平顺的影响的研究。结果表明:地面发生沉降时,无砟轨道会发生跟随性的沉降,从上到下各层沉降值依次增大,且地面沉降幅值越大,轨道不平顺越明显;轨道结构层厚度越大,地面沉降对轨道平顺性的影响越小;轨道结构层间离缝对轨道平顺性有很大影响,尤其是无砟轨道与道床之间出现离缝时。     

铁路隧道内无砟轨道结构病害检测与快速修复技术

分析北京一通辽快速铁路梨树沟隧道内无砟轨道基底结构病害现状,提出病害整治原则。论述基底换填、整体轨道板维修、加强或增设排水设施、增加扣件可调变形量和灌注水泥浆整治方法。针对梨树沟隧道整体道床裂缝、下沉等病害,采用高强发泡树脂（4．75＃）进行注浆加固处理,对注浆前后动变形进行对比测试、物探测试和原位探测并进行分析,检验实际效果。结合我国无砟轨道结构病害类型及产生机理,进一步研究无砟轨道结构病害检测与快速修复技术。     

桥上纵连板式无砟轨道结构的温度翘曲变形及整治

介绍桥上纵连板式无砟轨道特点,观测和分析高速铁路桥上轨道板温度梯度及温度翘曲变形,对轨道板离缝进行统计,并对其机理进行分析,提出轨道板CA砂浆离缝整治可根据离缝宽窄及所处区段,采用接缝凿除释放应力、钻孔下压锚固与注浆相结合方案.     

高速铁路无砟轨道区段路基上拱整治技术

高速铁路桥涵过渡段路基上拱造成无砟轨道高程异常,超出扣件调整范围,成为高速铁路运营维护的一大难题。为恢复上拱段无砟轨道结构的稳定性、平顺性和线路允许速度,开展了路基上拱整治技术研究,提出合理整治措施,并予以实施。通过安装分层自动监测系统和钻芯取样,分析上拱原因。采用切割、减薄支承层、注浆植筋、落道整治等措施解决了无砟轨道高程超限问题。并制定了防排水措施。上述探索初步给出了一套完善、切实可行的高速铁路无砟轨道区段路基上拱整治技术和方法。     

高速列车作用下双块式无砟轨道与路基垂向耦合振动分析

针对双块式无砟轨道和路基的结构特点,建立车辆-轨道-路基垂向耦合动力学频域分析模型,模型充分考虑机车车辆、双块式无砟轨道和路基的相互耦合作用。车体、转向架和轮对被视为多刚体系统,一系和二系悬挂用弹簧阻尼元件模拟;双块式无砟轨道和路基系统视为多层叠合梁模型,彼此用弹簧阻尼元件联结。推导双块式无砟轨道和路基系统振动响应的解析表达式,计算得出轨道和路基耦合系统的动柔度特性,结合虚拟激励法提出该模型在轨道随机不平顺激励时动力学响应的求解方法,分析高速列车荷载作用下双块式无砟轨道和路基的随机振动响应及其振动传递特性。研究结果表明:在10～5 000Hz频率范围内,钢轨的动柔度幅值远大于道床与路基的动柔度幅值,而道床动柔度幅值在30Hz以上频段大于路基的动柔度幅值;钢轨振动的能量分布频段较道床和路基要宽,道床和路基振动主要集中于163.9Hz左右频段;对于无砟轨道和路基耦合系统的振动功率,钢轨最大,道床次之,路基最小;道床和路基振动功率在100Hz以上中高频段,衰减比较快,而在100Hz以下低频段,其衰减不明显;在300Hz以上高频段,钢轨-路基间振动衰减较大,其主要原因是受钢轨-道床间振动衰减波动的影响。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道常见施工质量问题及控制关键技术

针对CRTSⅢ型板式无砟轨道施工过程中存在的轨道板铺设精度不足、自密实混凝土与轨道板离缝、底座混凝土开裂、嵌缝材料离缝等常见问题,分析了其产生原因,并提出了相应的质量控制措施。相关措施能提高无砟轨道实体质量,减少后期养护维修工作量,延长结构使用寿命,并可为CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术的优化和完善以及后续相关工程质量控制提供参考和借鉴。     

雪峰山隧道无砟轨道板拱起病害分析与整治

雪峰山隧道上行线无砟轨道板出现拱起病害,主要是由地下水侵入隧底仰拱填充层与无砟轨道垫层间接触面,在列车动载荷及水压力的作用下,接触面间隙扩展扩大,无砟轨道底板受到的总水压力随之加大,导致无砟轨道道床板局部抬升。为抑制隧道基础继续拱起,对拱起段打探测孔减压,在轨道板两侧增设锚杆锚固,再利用探测孔作为注浆孔对仰拱填充层间接触面进行填充注浆。通过整治后持续观测,进口段基础基本稳定,说明整治方案合理,可为同类工程提供参考。     

高速铁路无砟轨道聚氨酯嵌缝胶快速修复技术

通过调研高速铁路无砟轨道聚氨酯嵌缝胶的服役情况,总结其伤损类型为聚氨酯嵌缝胶开裂、离缝、发泡起鼓、分层和凝胶未固化5类;结合在役"天窗期"修补特点,提出了局部修复、表面封闭和整体更换的快速修复工艺;优选硅酮嵌缝胶和非硫化丁基橡胶作为聚氨酯嵌缝胶的修复材料,并提出相关性能要求。该研究对高速铁路无砟轨道失效嵌缝材料快速修复方法提供技术支持。