高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土性能研究

为解决高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构高施工性、高平顺性和高耐久性要求,采用具有高流动性、高塑性稳定性和低收缩变形的自密实混凝土作为无砟轨道充填层材料。针对充填层的封闭结构空间和承载功能,并结合设计和无砟轨道结构对自密实混凝土的要求,制备了C30,C40和C50三种强度等级自密实混凝土,进行体积稳定性试验、氯离子渗透试验和单边冻融试验,研究其工作性能、体积稳定性和耐久性能。结果表明:三种自密实混凝土均具有适合板式无砟轨道充填层施工的良好工作性能;其塑性收缩变形均随着强度等级的提高而增大;在水胶比相同和单方用水量相同两种情况下三种自密实混凝土的干燥收缩变形呈现出完全相反的变化规律;三种自密实混凝土均具有良好耐久性,抗氯离子渗透能力随强度等级的提高而降低,抗盐冻性能则随着强度等级的提高而增强。     

高速铁路CRTSⅢ型板充填层自密实混凝土灌注车的研制

CRTSⅢ型无砟轨道板的自密实混凝土灌注方式不同于CRTSⅠ、CRTSⅡ型轨道板,需研制CRTSⅢ型无砟轨道板充填层自密实混凝土灌注车。根据CRTSⅢ型无砟轨道板自密实混凝土施工性质,提出了灌注车的系统组成和技术参数,并成功研制出了自密实混凝土灌注车,为施工单位提供了一种针对高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道板充填层自密实混凝土灌注施工的设备。     

CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土充填层施工技术研究

CRTSIII型板式无砟轨道是我国自主研发并具有完全自主知识产权的无砟轨道结构形式。论述自密实混凝土充填层施工工艺流程,从灌注漏斗、轨道板扣压装置和模板装置方面开展灌注工装研究;从轨道板腔湿润工艺、自密实混凝土灌注工艺改进和拆模与养护方面开展灌注工艺研究。通过自密实混凝土工艺性试验和施工改进与完善,确定关键工艺参数。通过揭板检验表明,自密实混凝土充填层施工质量稳定,施工技术满足工程要求。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土技术研究与应用

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道是我国具有自主知识产权的新型无砟轨道结构,其结构特点之一是采用了高稳定性自密实混凝土作为充填材料,与轨道板形成复合结构,共同承受列车动荷载。从CRTS Ⅲ型板式无砟轨道复合结构特点及其对充填材料的特殊要求、自密实混凝土性能指标、施工关键工艺以及工程应用等方面详细介绍CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土研究与应用现状。研究和工程应用实践表明,自密实混凝土技术在我国高速铁路建设中具有广阔的应用前景,但也存在一些技术问题有待解决,应进一步加强板式无砟轨道结构用自密实混凝土配合比设计理论、施工技术和实体质量无损检测评估技术研究。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土碳化及力学性能演变的研究

研究了CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座板、充填层和轨道板所用3类典型混凝土材料的碳化性能,并对上述3类混凝土材料单一和复合试件在碳化前后的抗压应力-应变特性进行了实验测试。研究结果表明:与普通自密实混凝土相比,掺入橡胶粉和乳化沥青的自密实混凝土碳化系数显著降低。碳化作用后混凝土底座板、轨道板和普通自密实混凝土充填层材料均呈现韧性降低,脆性增大,但掺入了橡胶粉和乳化沥青的自密实混凝土充填层材料碳化前后应力应变曲线变化不显著,材料的韧性得到改善。当充填层自密实混凝土掺入韧性组分后,由底座板、充填层和轨道板材料组成的复合体(试件)在标养和碳化条件下均呈现较好的韧性,有助于改善CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的动力学性能。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道施工技术

高速铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道是具有我国自主知识产权的新型轨道结构形式。论述CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工布板、底座施工、轨道板铺设与自密实混凝土灌注主要施工技术。阐述无砟道床施工工艺流程,从底座浇筑、轨道板铺设及精调、自密实混凝土灌注等方面分析施工关键工序,提出施工中应保证底座钢筋保护层厚度、控制轨道板精调精度、控制自密实混凝土的实料拌制性能稳定和加强混凝土养护措施等注意事项,可为CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工技术优化和完善提供借鉴。     

天气变化对自密实混凝土灌注质量及性能的影响

基于郑阜(郑州—阜阳)客运专线CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土线外工艺性灌揭板试验,结合自密实混凝土充填层的结构设计与施工特点,分别研究了秋季晴天、秋季小雨和冬季低温天气下自密实混凝土的灌注质量及性能。结果表明:天气变化对自密实混凝土的工作性能和力学性能有显著影响;小雨和低温天气严重影响了自密实混凝土充填层的外观质量、断面均匀度、孔隙率和吸水率。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道用自密实混凝土粘接性能研究

在CRTSⅢ型板式无砟轨道结构中,现浇的自密实混凝土与预制的轨道板形成复合板结构,共同承受列车荷载。自密实混凝土与轨道板的粘接性能影响着整个轨道结构的平稳性、安全性和使用寿命。本文研究了自密实混凝土坍落扩展度、含气量和胶凝材料用量对自密实混凝土与轨道板粘接性能的影响。结果表明:随着自密实混凝土坍落扩展度的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有降低的趋势,坍落扩展度不宜超过690 mm;随着自密实混凝土含气量的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有增加的趋势,在满足工作性能和强度的条件下,自密实混凝土的含气量宜取技术条件规定的上限值6.0%;随着自密实混凝土胶凝材料用量的增大,自密实混凝土与轨道板的粘接强度有增加的趋势。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土制备及施工工艺研究

通过在混凝土中加入黏度改性材料及其他外加剂,结合施工现场的灌板工艺参数和揭板效果分析,进行了自密实混凝土配合比优化设计,总结了自密实混凝土施工工艺,对CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层用自密实混凝土的制备和施工具有一定的借鉴作用。     

细骨料对充填层自密实混凝土施工稳定性的试验研究

自密实混凝土是CRTSⅢ型板式轨道充填层结构的关键材料,原材料的稳定性是自密实混凝土充填层施工稳定性和施工质量的重要保证。本文重点研究了细骨料的细度模数、砂率以及0.15 mm及以下颗粒含量对充填层自密实混凝土工作性的影响。结果表明,砂子细度模数过大时,自密实混凝土的粘聚性将降低,施工过程中易出现离析、粗骨料下沉、浆体上浮等现象,且仅通过提高砂率的方法不能有效改善自密实混凝土工作性;细度模数在2.20～2.70范围内,且0.15 mm及以下颗粒含量为15%～30%时,充填层自密实混凝土具有较好的施工稳定性。     

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道层间离缝原因分析

针对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构轨道板与自密实混凝土层之间的离缝问题,建立有限元模型,分析在温度、自密实混凝土收缩、列车荷载和基础变形作用下的层间受力情况。结果表明:自密实混凝土收缩是引起层间离缝的主要因素,在其收缩率达到4.5×10-4时,可能引起裂纹产生;在列车高频荷载和温度循环荷载作用下层间离缝由外向内扩展。同时,对可能造成离缝的自密实混凝土原材料配比及施工中的养护流程进行了分析。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层质量控制技术与管理探讨

水泥乳化沥青砂浆充填层是铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道的重要组成部分,具有配方复杂、环境敏感性高、施工工艺要求严格等特点,是无砟轨道施工质量控制的关键和难点。从砂浆充填层的功能作用、性能要求、施工工艺、常见质量缺陷、质量控制技术措施和过程管理等方面,探讨了CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层施工关键技术和质量控制措施等。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实砼配合比设计及施工技术研究

为了自密实混凝土拌和物能经过密集钢筋充满整个模板内空间,自密实混凝土必须具有高抗离析性又能容易流动通过障碍的性能。通过对时速350 km京沈客专辽宁段TJ-13标CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土配合比设计及施工,总结了自密实混凝土配合比设计中注意的一些要点,针对配合比设计及施工中的常见问题进行分析,并提出了应对措施,以供工程实践中参考使用。     

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土疲劳损伤初探

主要讨论 CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土调整层在反复荷载作用下的疲劳损伤特性,根据自密实混凝土损伤本构关系,分析了自密实混凝土疲劳损伤演变过程和几种疲劳寿命S-N曲线。在反复荷载作用下,由于自密实混凝土某些区域存在交变应力或复杂应力区域而容易发生疲劳损伤,最后计算并验证了其疲劳损伤主要集中在自密实混凝土自身微缺陷处和调整层端部边缘处。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道泵送工艺研究

泵送施工是通过调整自密实混凝土出机扩展度,使自密实混凝土性能满足现场工程需要。本文通过现场大量实验,研究了泵送对自密实混凝土各项性能指标的影响。经现场试验证明:CRTSIII型板式无砟轨道泵送施工工艺方法可行;通过与自密实混凝土采用吊车或龙门吊运输上桥和灌筑支架滑槽灌筑的施工工艺对比,发现泵送施工工艺有其独特的优越性。研究成果可供同类工程施工技术人员参考。     

自密实混凝土技术特点及其在高速铁路中的应用

重点介绍国内外不同行业自密实混凝土技术特点;阐述国内外自密实混凝土常用配合比设计方法特点以及原材料特性和配合比参数对自密实混凝土性能的影响规律和制备要点;对比分析中国大陆、中国台湾、日本、欧洲、英国、美国等国家及地区自密实混凝土标准中工作性能评价方法和评价指标的不同。结合我国高速铁路板式无砟轨道结构(道岔区结构和CRTSⅢ型板式无砟轨道结构)特点,分析板式无砟轨道结构功能定位对自密实混凝土性能的特殊要求,重点介绍自密实混凝土技术在我国高速铁路无砟轨道结构中的应用历程和现状。工程实践表明,自密实混凝土技术在我国高速铁路中的规模应用较好地完善了自密实混凝土技术体系,推动自密实混凝土技术进步。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层施工关键工艺

CRTSⅡ型板式无砟轨道是杭甬铁路客运专线的主要轨道结构型式,水泥乳化沥青砂浆充填层是其重要组成部分,直接影响轨道结构的耐久性、安全性和运营成本。水泥乳化沥青砂浆具有组成复杂、敏感性高、施工工艺复杂等特点。经过多条高速铁路客运专线的建设,我国已基本形成了CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层的成套施工技术,并编制了相应作业指导书。但工程实践表明,砂浆充填层的施工质量仍是无砟轨道质量控制的难点和关键点。以杭甬客专无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层施工为例,分析和总结影响砂浆充填层施工质量的关键点,为完善我国CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层的施工工艺、提高充填层施工质量提供参考。     

郑徐客运专线CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土施工工艺探讨

针对高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道调整层结构特点,在大量灌板试验的基础上,分析了自密实混凝土性能控制指标、灌注方式、轨道板压紧工艺参数、防溢管高度及自密实混凝土养护方式。结果表明:自密实混凝土塌落扩展度650 mm,中间孔灌注效果最优;每块轨道板压紧装置设置数量直线段为4道、曲线段为5道,每个螺母通过扭矩扳手施加80 N·m的力矩比较合理;防溢管高度宜设置为50 cm;自密实混凝土采用养护剂养护较好。     

基于强度分布的CRTSⅢ板式轨道充填层灌注质量的影响因素研究

依托郑阜客专线下工艺性试验,得到不同拌合物性能、灌注时间、排浆时间的充填层强度分布特征,提出基于强度标准差的充填层匀质性指标,研究结果表明:充填层匀质性随自密实混凝土拌合物扩展度增大而减小且当扩展度小于620mm,充填层自密实混凝土匀质性降低。随着出浆口排浆时间增长,充填层自密实混凝土匀质性越好,当排浆时间大于30 s时,充填层匀质性变化不大;随着灌注时间增长,充填层自密实混凝土匀质性略有提升且灌注时间超过8 min后,灌注时间对充填层匀质性的提升较小;得到现场最佳混凝土拌合物状态及灌注工艺为:拌和物扩展度范围620～670 mm,出浆口排浆时间为30 s,灌注时间6～8 min。研究结果为充填层现场施工提供参考。     

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道连续性结构施工技术

以京沈高铁三棱山隧道为工程背景,借鉴既有高铁CRTS Ⅲ型板式无砟轨道技术研究与应用经验,对施工技术进行再创新。取消隔离层土工布、自密实混凝土轨道板与底座形成牢固的复合结构,底座设置为素混凝土,取消底座钢筋、限位凹槽弹性缓冲垫层,并对优化设计的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道进行试验性施工;通过线下大量工艺性揭板试验总结最佳浇筑方式,实现了2块轨道板自密实混凝土的同时浇筑;通过钢筋或网片整体绑扎使钢筋连续,且每隔2块轨道板设置1道横隔带以方便混凝土浇筑,实现了多块轨道板下自密实混凝土连续形成整体。连续性无砟轨道具有更好的经济性,可简化施工工艺,改进施工工装,降低工程投资。