无砟轨道结构抬升用高聚物注浆材料剪切黏结性能研究

为了研究高聚物注浆抬升后无砟轨道结构的稳定性,通过无砟轨道结构实尺模型抬升试验,揭示了高聚物注浆材料的扩展形态及固结体的密度分布规律,并模拟高聚物注浆材料与支承层混凝土的黏结,研究了高聚物注浆材料固结体的剪切黏结性能及压缩性能。结果表明,高聚物注浆材料在无砟轨道下方呈椭圆形扩展,与支承层混凝土形成良好黏结,距抬升孔越近固结体密度越高;随着固结体密度的增加,固结体的压缩强度及剪切黏结强度均逐渐增加,固结体的弹性模量和剪切黏结模量略有增大;固结体的压缩和剪切黏结强度明显高于级配碎石,但弹性模量和剪切黏结模量与级配碎石相当,这确保了服役中高聚物注浆材料固结体能够与级配碎石同步变形、协同受力,保证了抬升后无砟轨道结构的稳定性。     

高聚物注浆抬升技术在无砟轨道沉降整治中的应用

高速铁路无砟轨道开通运营后出现的路基沉降超标问题,直接影响线路的平顺性。通过对无砟轨道路基沉降整治思路分析,确定了注浆抬升的整治方案。介绍了高聚物注浆的抬升机理、机具配备、施工工艺流程、关键施工要点。工程实践表明,高聚物注浆抬升技术能够实现运营高速铁路无砟轨道结构的精确抬升,恢复沉降地段线路平顺性。     

高速铁路沉降无砟轨道结构注浆整体抬升修复关键技术

我国部分无砟轨道线路地基、路基的工后沉降量较大,超过扣件的可调整范围,导致线路平顺性无法修复,列车不得不限速行驶。针对这一难题,通过大量的室内缩尺试验、现场实尺模拟对沉降无砟轨道结构注浆抬升用材料、装备和工艺等进行了系统研究。首次在实尺模型的基础上,结合破坏检查试验,对抬升实施效果进行了全面验证,并结合工程实践,形成了无砟轨道结构整体注浆抬升成套技术。该技术采用在级配碎石层注浆的方式,利用注浆压力及注浆材料膨胀力实现轨道结构的平稳抬升,能在不影响线路正常运营的情况下,利用天窗时间对无砟轨道结构进行整体抬升,恢复沉降地段的线路平顺性及扣件系统可调整量。与传统水泥基注浆技术相比,本技术具有施工设备小型轻便、物流简单、组织灵活、精度可控、次生病害少等显著优点。本文从抬升原理、注浆材料、设备工装、施工工艺、技术特点及其现场应用等方面对沉降无砟轨道结构整体注浆抬升关键技术进行了系统介绍,可为我国无砟轨道沉降病害修复与整治提供借鉴。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区基础沉降整治对策

CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区的轨道和路基结构特征决定了其在出现基础沉降问题时难以整治。本文从端刺区CRTSⅡ型板式无砟轨道抬升技术难点及既有整治措施的局限性出发,提出了能够充分利用高聚物注浆抬升优势并克服其局限性的端刺区调整砂浆层抬升轨道板方案、相邻常规路基段高聚物注浆抬升方案以及2种方案结合位置一定长度范围内按照不超过2. 5‰的坡度设置顺坡过渡段的综合整治措施。该整治措施已在京津城际铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道端刺区基础沉降抬升修复工程进行了实践,效果良好。所形成的技术措施及经验可为我国CRTSⅡ型板式无砟轨道类似病害的养护维修提供借鉴。     

反压成型高聚物注浆材料膨胀特性及其固结体力学性能研究

为深入研究用于高速铁路无砟轨道结构沉降修复的高聚物注浆抬升技术,模拟无砟轨道结构抬升时的重力反压作用,研究反压成型高聚物注浆材料的膨胀特性及其固结体的力学性能,并利用扫描电子显微镜分析固结体的泡孔结构。结果表明:在反压成型条件下,高聚物注浆材料在起发时间以前(0~10s)的膨胀力基本为零,在起发至表干时间(10~20s)其膨胀力迅速增大,在表干时间之后(20s以后)其膨胀力基本趋于稳定;随着高聚物注浆量的增加,高聚物注浆材料的膨胀力增大、其固结体的密度增加、泡孔占有的体积减少、固结体的压缩强度和弹性模量呈线性增长;通过调整高聚物注浆材料的注入量,可以为不同约束阻力的无砟轨道结构提供足够的抬升力;服役中反压成型高聚物注浆材料固结体的受力处于弹性阶段,且固结体的弹性模量与基床表层级配碎石的弹性模量相当,可与级配碎石协同受力。     

基于高聚物化学解黏与气垫抬升的渡线道岔无砟轨道结构纠偏修复技术的研究与应用

针对渡线道岔无砟轨道结构发生较大偏移影响了线路平顺性的问题,通过理论分析、试验验证和工程实践,分析了在天窗时间内渡线道岔无砟轨道纠偏修复的技术难点,研究了基于高聚物化学解黏与气垫抬升的渡线道岔无砟轨道结构纠偏修复关键技术、工艺流程以及轨道动态性能同步监测技术。结果表明:底座板与基床表层间黏结系数对纠偏时千斤顶横向顶推力影响显著,黏结系数从0.5逐渐增加到1.0,2.0,5.0时,千斤顶横向顶推力最大值增幅分别为62.1%,144.9%,290.2%;通过高聚物化学解黏与气垫抬升技术相结合,确保了轨道结构与掺水泥级配碎石层的完全脱离,显著降低了底座板与基床表层间的黏结力与摩擦阻力,为纠偏的成功实施创造了条件。该技术实现了天窗时间内对道岔无砟轨道的无损伤纠偏,线形控制良好,线路平顺性改善显著,纠偏修复后道岔无砟轨道动态性能满足动车组高速运行时的安全性和平稳性要求。     

高速铁路无砟轨道底座板整体抬升方案设计及试验研究

针对高速铁路部分线路路基沉降造成无砟轨道结构整体下沉这一现状,提出通过整体抬升板式无砟轨道底座板而后实施板底注浆的整治方法。通过数值模拟和结构力学计算确定抬升方案,并分别采用等比例模型和短尺寸模型进行现场试验,试验结果验证了方案的合理性和可行性,从而为下一步的上道施工提供理论和实践依据。     

无砟轨道区段电分相地面感应装置的安装与设计

通过对遂渝无砟轨道及自动过分相系统的介绍，探讨了无砟轨道区段自动过分相系统地面感应装置的安装设置方式。该方式具有结构合理、性能稳定的特点，遂渝无砟轨道区段电气化工程试验及开通已近1年，经验证，能满足高速电气化铁路的安全运行要求。     

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。     

桥上复合轨枕无砟轨道垂向动力性能研究

桥上复合轨枕无砟轨道是一种新型轨道结构,轨枕由复合高分子材料及加劲材料等构成。为研究桥上复合轨枕无砟轨道结构的垂向动力性能,建立车辆-轨道-桥梁垂向耦合动力学模型,对比双块式轨枕分析车辆、轮轨系统、轨道系统以及桥梁的动力响应。结果表明:桥上复合轨枕无砟轨道垂向动力性能满足行车安全性、平稳性以及旅客乘坐舒适性标准要求;车辆、轮轨系统及轨道上部结构动力响应较双块式轨枕略有增大,轨道下部结构及桥梁动力响应较双块式轨枕有所减小。桥上复合轨枕无砟轨道结构在满足现有规范使用要求的同时具有一定减振作用。     

铁路钢桥面浇注式沥青混凝土保护层材料特性分析

针对铁路系统运营特征对钢桥面保护层材料的耐久性等提出的特殊要求,结合正交异性钢桥面板及浇注式沥青混凝土的特性,通过对铁路铺装保护层使用特点分析,开展浇注式沥青混凝土与常用的聚合物水泥混凝土性能对比分析。试验结果表明:浇注式沥青混凝土保护层材料疲劳耐久性、密水性及协调变形能力具有明显优势;与聚合物水泥混凝土相比,疲劳寿命大幅度提升,密水性提高50%。     

泡沫铝在高速动车组中的应用

高速动车组的运行速度使其对车辆的轻量化、低能耗、环保舒适性提出了更高的要求,泡沫铝是一种新型的多功能材料,其质轻、吸声、耐腐蚀、环保、不燃、强度高的特性正适合高速动车组内装材料的要求。文章分析了泡沫铝材料的特点及其在动车组内装设计中的应用,并以CRH380动车组为例,阐述了泡沫铝在动车组内装材料的应用前景。     

马丽散在铁路特长隧道径向注浆中的应用研究

为了提高关角隧道径向注浆堵水效果和注浆效率,通过市场调研分析,采用目前国内煤矿中得到广泛应用的新型高分子材料马丽散进行试验,并取得成功。该新型高分子注浆材料能有效封堵基岩裂隙水,注浆工艺简单,固结速度快,浆液损失小,耐久性好,减少钻孔数量,极大地提高了注浆堵水效果和注浆效率,加快了施工进度,在铁路隧道堵水中具有很好的推广应用价值。     

抗紫外老化剂对沥青性能的影响

为解决南方湿热地区沥青路面受紫外光老化影响问题，利用紫外老化环境箱和动态剪切流变仪研究老化时间和受阻胺类抗紫外老化卉l】（GW一944）对沥青高温动态力学性能、低温和疲劳性能的影响。试验结果表明：强紫外光降低了沥青疲劳性能和低温性能，改善了抗车辙性能，且随老化时间延长而加剧；受阻胺类抗紫外老化剂（GW-944）能较好地对SBS改性沥青进行抗老化性能改善，且对其性能改善存在合适的掺量范围，适宜掺量为0．5％，而对基质沥青性能改善并不适用。研究成果为沥青路面有效防治紫外光老化提供了技术依据。     

高速铁路声屏障材料的选择及安装

高速铁路声屏障受列车运行气动力影响,在噪声控制工程中选择声屏障材料时,除考虑它的声学特性外．还要求声屏障材料、构件及其连接具有一定的力学强度,以满足结构耐久性及抗疲劳和防共振的要求。试验研究高速铁路声屏障的声学和力学性能,给出适用于高速铁路的声屏障材料及其组装方式。     

高速动车组用制动夹钳材料的研究

对高速动车组用制动夹钳材料的化学成分、铸造性能及热处理工艺进行了介绍。浇铸了3种型号的制动夹钳,并对其进行了静强度试验、扭矩疲劳试验和振动疲劳试验。试验结果表明,该材料生产的制动夹钳各项性能指标完全满足200～300km/h动车组制动的要求。     

高速铁路路基复合注浆材料试验研究

高速铁路路基受施工质量、气候环境、列车荷载等因素影响,易出现冻胀、不均匀沉降等病害。铁路路基病害常采用注浆技术进行处理。为增强铁路路基注浆修复材料的工作性能,通过室内试验对复合注浆材料的力学及耐久性能进行研究,得出性能最佳的复合注浆材料种类及含量。结果表明:含量10%的粉砂使粉煤灰-水泥基注浆材料的28 d抗压强度、抗折强度达到最优值36.6 MPa、14.4 MPa,冻融前后的抗压强度差值最小;含量6%的硅灰使粉煤灰-水泥基注浆材料的28 d抗压强度、抗折强度达到最大值43.6 MPa、17.8 MPa,冻融前后的抗压强度差值最小;含量4.5%的膨胀剂使粉煤灰-水泥基注浆材料的28 d抗压强度、抗折强度达到最大值41.2 MPa、17.6 MPa,冻融前后的抗压强度差值最小。硅灰对复合注浆材料的增强效果最佳,膨胀剂次之,粉砂最差。     

车顶用复合外套绝缘子的风沙试验研究

介绍了动车组车顶用复合外套绝缘子材料的模拟抗风沙试验,了解复合外套的伞裙变形、撕裂、磨损及表面憎水性等情况。对绝缘子复合外套材料在风力强劲的高原沙漠环境下的适用性进行了试验研究。根据产品所使用的环境和特点,对高温硫化硅橡胶伞裙外套材料的配方进行了完善与改进;并通过模拟风带动沙尘悬浮形成沙尘的风沙试验;通过试验结果表明,复合外套绝缘材料具有耐磨、抗撕裂等特点,达到所确定的试验内容要求和技术规范要求。     

基于正交设计的水泥基注浆材料配比试验研究

应用正交设计方法,以水料比、硫铝酸盐水泥掺量、硅灰掺量定为3个因素,每个因素设置了3个影响水平,按照正交表共计设计9组配比方案,并经由试验得到不同配比下注浆材料的出机流动度、90 min流动度、12 h抗压强度、1 d抗压强度、28 d抗压强度。采用极差分析,确定各影响因素敏感性,绘制直观分析图反映各因素对注浆材料流动度、抗压强度的影响,分析了各因素对注浆材料性能的影响规律。试验结果表明:当水料比为0.19,硫铝酸盐水泥掺量为13%,硅灰掺量为7%时水泥基注浆材料浆体出机流动度为385 mm,90 min流动度为350 mm,12 h抗压强度为4.8 MPa,1 d抗压强度为23.3 MPa,28 d抗压强度为86.9 MPa,均满足技术要求。     

连续纤维在工程结构加固中的应用

纤维聚合物(Fiberreinforcedpolymer,简称FRP)复合材料由于其质轻、高强、耐腐蚀等特点,已被广泛应用于土木工程中。为了更好地维修加固桥梁、延长构件的使用寿命,文中对普通粘贴FRP加固法、嵌入式加固法(NearSurfaceMounted,简称NSM)以及预应力FRP加固法在工程结构加固中的应用进行了概述。提出了粘贴FRP加固工程结构中,被加固构件的长期性,包括复合材料和粘贴固化后的老化性能、耐久性能,胶粘剂徐变收缩对梁体性能的影响以及疲劳可靠性、加固结构的整体性能等问题,这些问题都有待进一步研究解决,并拟将预应力加固技术应用于铁路桥加固工程中。