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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

采用冲击回波法检测CRTSⅢ型板式无砟轨道离缝的研究

为解决CRTSⅢ型板式无砟轨道板底与自密实混凝土层界面离缝缺陷检测精度要求高、检测难度大的问题,设计建造了等比例CRTSⅢ型板式无砟轨道模型,采用冲击回波法进行无砟轨道板底离缝检测,分析了离缝检测的最佳条件和缺陷的判识方法。研究结果表明:冲击回波法能有效检测CRTSⅢ型板式无砟轨道板底离缝,离缝检测的最佳时期为自密实混凝土终凝后,可通过频率-振幅谱、卓越频率强度反射图综合判识离缝缺陷。     

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。     

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。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构技术研究

CRTSⅢ型先张板式无砟轨道是具有中国自主知识产权的新型轨道结构,具有稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强等优点,在京沈客专首次推广应用。文章总结论述桥梁段CRTSⅢ型先张板式无砟轨道成套施工技术,重点介绍底座板浇筑、轨道板精调、自密实混凝土灌筑等关键工序控制要点,为类似工程提供施工参考。     

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。     

高温荷载下植筋加固CRTS Ⅱ型板式无砟轨道变形及损伤规律

采用拉拔试验,研究不同强度等级混凝土基材内销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系,并将其应用于植筋加固CRTS Ⅱ型板式无砟轨道有限元模型,分析高温荷载作用下植筋加固对无砟轨道变形及损伤的影响规律.结果表明:销钉与混凝土的黏结性能与混凝土强度有关,C30混凝土和C55混凝土试件中销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系分别可...     

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。     

基于等寿命设计理念的CRTSⅢ型板式无砟轨道配筋优化

针对非预应力轨道板在CRTSⅢ型板式无砟轨道上的适应性开展研究,将组成复合道床板的普通钢筋混凝土轨道板与自密实混凝土层考虑为等寿命的结构层,基于极限状态法对复合道床板进行配筋设计。考虑列车荷载、温度荷载和基础变形的共同作用,确定自密实混凝土层配筋,轨道板配筋时还需考虑其在制造、运输和施工时的受力状态。计算结果表明:自密实混凝土层纵向钢筋由耐久性要求确定,横向钢筋按照最小配筋率进行配筋即可满足要求;理论计算得到的轨道板下层纵、横向钢筋还需根据构造要求进行相应调整;与现有普通钢筋混凝土轨道板对比,优化后的轨道板配筋节约18.4%,复合道床板整体配筋节约4.4%。研究结果可为普通钢筋混凝土CRTSⅢ型板式无砟轨道技术在温暖地区推广使用提供理论支撑。     

CRTSⅢ型板自密实混凝土冒浆状态下动力特性计算及试验研究

根据 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构特性,运用大型有限元软件 ANSYS 建立有限元梁板模型,并在成灌线上的 CRTSⅢ型板式无砟轨道冒浆区段进行了现场试验.在轨枕、轨道板质量和扣件、支承层刚度不变情况下,研究自密实混凝土冒浆状态下各轨道部件的垂向位移及垂向加速度,为 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计提供参考.     

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。     

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。