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。     

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型板式轨道充填层自密实混凝土温度敏感性及对策

自密实混凝土是CRTSⅢ型板式轨道充填层结构的关键材料,其施工性能的稳定对无砟轨道运行期间性能的稳定有重要影响。由于自密实混凝土材料组成的特点,其对环境温度的敏感性较普通混凝土更显著,主要体现在环境温度高时容易出现扩展度损失,造成灌板失败,环境温度低时容易出现扩展度返大,造成混凝土离析,这些均造成了充填层自密实混凝土施工过程的不稳定。本文主要介绍了由于环境温度变化对自密实混凝土施工稳定性的影响及其带来的主要施工质量缺陷,并结合实践经验提出了降低自密实混凝土温度敏感性的针对性技术措施,以期为无砟轨道充填层自密实混凝土现场施工稳定性的控制提供相应技术措施。     

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。     

组合荷载作用下CRTSⅢ型板式无砟轨道层间离缝影响分析

在车辆荷载和温度作用下,CRTSⅢ型板式无砟轨道由于自密实混凝土层与底座板间产生离缝,发生应力集中和局部变形,对无砟轨道服役状态和使用寿命造成明显影响。基于ABAQUS有限元模型,计算车辆与温度不同荷载组合下,层间离缝横向和纵向发展对无砟轨道结构受力变形的影响,探究伤损演变规律和维修限值。研究结果表明:层间离缝宽度小于1.5m,轨道结构受力和变形的影响很小;离缝发展至两侧钢轨正下方后,轨道结构变形和应力均增大明显;离缝长度大于1.2m,对轨道板出现受拉裂缝和无离缝端上翘;正温度梯度荷载对轨道板弯折变形和自密实混凝土层纵横拉应力以及负温度梯度荷载对轨道板上翘和纵横拉应力均有叠加放大效应。     

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型板式无砟轨道智能化铺设关键技术研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道采用目前施工技术,存在底座线形控制不理想、轨道板翘曲、自密实混凝土层离缝、钢轨精调次数多、施工完成后扣件更换率居高不下等问题,结合我国智慧铁路发展需要,对底座自动寻迹施工技术、轨道板智能化精调技术、自密实混凝土灌注质量监测技术、钢轨精调和精调信息化施工技术等进行了研究,形成了我国自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道智能铺装技术及配套关键设备,为进一步提高我国板式无砟轨道关键工序的施工效率和施工质量提供了技术支撑。     

板底脱空对无砟轨道结构模态的影响

基于CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构参数,研究了不同脱空状态对无砟轨道模态的影响,并对轨道板自振应力进行了分析。结果表明:分析脱空对轨道结构模态的影响时,脱空厚度方向不宜处理为完全损坏,而应取一定的脱空厚度;板端脱空组合对轨道结构模态的影响最大,板中脱空影响最小;板中脱空时脱空形状对轨道结构的模态几乎没有影响;无脱空时轨道板自振应力在扣件处最大,不同脱空状态下轨道板自振应力在脱空区域与自密实混凝土接触边缘较大。研究成果可供无砟轨道脱空识别和结构优化设计参考。     

高速铁路路基不均匀沉降对CRTS Ⅲ板式轨道受力变形的影响

应用有限元方法建立土质路基上CRTS III型板式无砟轨道系统空间耦合模型,研究路基不均匀沉降作用下板式轨道的受力和变形特性,以及路基发生不均匀沉降时底座板和路基表层之间接触应力和脱空区域的变化规律。结果表明:路基发生不均匀沉降时,无砟轨道结构在重力作用下会发生跟随性变形;轨道板、自密实混凝土和底座板在路基沉降作用下的应力受路基沉降波长和幅值的综合影响,路基沉降幅值越大,轨道各层受力越大,波长为20~30 m的路基沉降对轨道应力的影响较大;底座板和路基表层间的接触应力和脱空区域随着路基沉降幅值的增大而增大,随着路基沉降波长的增大出现先增大后减小的变化趋势。由此可见,路基不均匀沉降会对轨道结构的受力和变形产生明显影响,严重时会造成轨道脱空,对行车安全舒适性产生较大影响,应加以严格控制。     

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟道床施工关键工序质量控制

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国自主研发的一种新型无砟轨道,是总结以往无砟轨道技术优缺点再创新的研究成果,具有完全自主知识产权。以郑阜铁路河南段工程某标段桥梁地段CRTSⅢ型板式无砟道床施工为依托,介绍其施工工艺流程,重点探讨CRTSⅢ型板式无砟道床底座施工、轨道板铺设、精调及精度控制、自密实混凝土灌注等关键工序的质量控制要点及常见质量问题处理,为类似工程项目提供借鉴。     

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。     

隧道内CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土纵向连续方案研究

隧道内CRTS Ⅲ型板式无砟轨道服役环境较好,既有的单元分段式轨道结构具有一定优化空间。通过ABAQUS有限元软件建立不同长度自密实混凝土纵向连续的轨道结构空间模型,计算考虑轨道结构的横向稳定性及整体温度荷载作用时轨道板和自密实混凝土的受力和变形,研究自密实混凝土的合理纵向连续长度。结果表明:为满足轨道结构横向稳定性和较小的内部应力,推荐3块轨道板长度的自密实混凝土纵向连续;为实现较小的轨道结构变形,推荐自密实混凝土全部纵向连续,且为防止板端横向裂纹出现后自密实混凝土内钢筋屈服,建议自密实混凝土内纵向钢筋在板端位置设置1.5 m的伸缩套管。     

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。     

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。     

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。     

RPC在无砟轨道中的应用研究与展望

针对目前高速铁路无砟轨道结构在荷载及环境因素综合作用下存在易开裂、耐久性差、维修困难等问题,提出将材料性能优异的活性粉末混凝土应用于无砟轨道结构。对比普通混凝土和活性粉末混凝土无砟轨道结构的受力性能和经济性指标,发现活性粉末混凝土无砟轨道结构具有较高的技术经济性。活性粉末混凝土在无砟轨道结构中的应用为解决目前无砟轨道结构所存在的问题找到了一条新的途径,同时为实现资源节约利用、发展轻型化高速铁路提供了参考。     

基于高速铁路路基冻胀的无砟轨道受力特征

研究目的:季冻区高速铁路路基冻胀变形较为普遍,局部冻胀变形会给无砟轨道受力带来较大影响,甚至有可能带来结构层开裂。为此,本文建立高速铁路无砟轨道-路基冻胀耦合计算模型,以路基冻胀变形曲线作为冻胀变形的输入条件,分析路基冻胀变形波长和幅值对不同类型无砟轨道结构受力的影响,同时对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板凹槽限位优化为凸台限位方案以及下部设置沥青混凝土封闭层的影响进行分析。研究结论:(1)路基冻胀变形幅值越大,冻胀波长越小,无砟轨道结构层应力均越大;(2)双块式无砟轨道在路基冻胀下道床板和支承层应力较大,易产生开裂,不宜应用于季冻区;(3)底座板限位凹槽是CRTSⅢ型板式无砟轨道在基础冻胀变形下的受力薄弱环节,将其优化为凸台后,能够较大程度降低结构在基础变形下受力;(4)在CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板下设置沥青混凝土层时,轨道板及底座板应力均有降低趋势,沥青混凝土层弹模越低,应力降低幅度越大;(5)本研究结论可为基础冻胀变形控制标准的制定和季冻区高速铁路无砟轨道的选型提供参考。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道施工精调装置拆除时间的研究

为了研究CRTSⅢ板式无砟轨道在施工过程中精调装置拆除的最优时间,采用有限元方法建立单元板式无砟轨道的实体模型,通过考虑精调爪的安装数量以及不同地区存在的温度梯度的差异情况,进行其最优安装数目及拆除时间的研究。计算结果表明:精调爪数目为4组时可最有效地减小轨道板的翘曲变形;在温暖地区,当自密实混凝土强度达到35%之后可拆除精调爪;在寒冷地区,当自密实混凝土强度达到45%之后可拆除精调爪;在严寒地区,当自密实混凝土强度达到50%之后可拆除精调爪。由此可最大限度地加快施工进度且不影响轨道施工质量。     

岔区板式无砟轨道自密实混凝土配合比的选定

根据岔区板式无砟轨道结构的特殊性以及施工特点,结合以往的施工经验,对自密实混凝土配合比进行了优化改良,为确保津秦铁路客运专线岔区板式无砟轨道铺设任务的顺利进行提供了可靠有利的帮助,同时也为今后此类施工提供参考.