中国铁道科学研究院2008年科技成果简介(续四)

50 客运专线桥梁用无机复合型混凝土电缆槽盖板和人行道步板暂行技术条件 无机复合型混凝土电缆槽盖板和人行道步板与传统混凝土板相比,具有承载能力高、重量轻、美观、耐用等优点;与RPC、RN等材料板相比,具有造价低等优点.     

高速铁路人行道步板和电缆槽盖板技术指标探讨

系统总结了现行高速铁路人行道步板和电缆槽盖板用活性粉末混凝土和无机复合型混凝土的技术指标,结合正在编制的活性粉末混凝土相关国家标准,分析了高速铁路人行道步板和电缆槽盖板现行技术条件中存在的问题,探讨了高速铁路人行道步板和电缆槽盖板用活性粉末混凝土和无机复合型混凝土的技术要求,可为高速铁路人行道步板和电缆槽盖板相关标准的编制提供参考。     

玄武岩纤维在铁路桥梁RPC盖板中的应用研究

玄武岩纤维是一种无机非金属纤维,具有抗拉强度高、耐腐蚀、耐高温的特点。铁路桥梁电缆槽盖板一般采用预制钢筋混凝土或活性粉末混凝土(RPC)盖板,后者厚度小,可有效降低桥梁二期恒载。RPC盖板中主要添加短切钢纤维,若不按规范要求进行养护加工,会降低材料力学性能,在实际人行荷载作用下存在脆断风险。通过在相同尺寸RPC试件中分别加入玄武岩纤维网和玄武岩短切纤维,研究其对铁路桥梁RPC盖板抗折性能的改善效果。根据对比试验的结果可以得出:玄武岩纤维网可以提高RPC盖板承载能力,有效改善脆断问题,但略微降低了开裂荷载;在一定掺量下,玄武岩短切纤维可适当提高RPC盖板抗折性能,但提高效果低于钢纤维。     

活性粉末混凝土配合比设计研究及生产工艺

新建铁路采用活性粉末混凝土(RPC)混凝土生产盖板,RPC组分包括水泥、石英砂、钢纤维、特殊掺合料和外加剂,导致了RPC成本偏高,通过研究影响RPC活性粉末混凝土质量的主要因素,建议用普通河砂取代石英砂.通过试验确定RPC配合比,介绍RPC盖板混凝土生产新工艺.     

活性粉末混凝土(RPC)配合比设计试验研究

活性粉末混凝土(RPC)是一种新型水泥基复合材料,具有高强度、高韧性、高耐久性、高经济性及稳定性等特点,其性能相较于普通混凝土和高强混凝土更具优越性。目前国内RPC混凝土只用于一些小型构件,如铁路人行道步板、市政下水井盖等,在大型构件领域尚属空白。本次针对RPC混凝土应用于桥梁工程进行试验研究,在基本配合比基础上,根据试验结果不断优化调整,得出满足工程要求的活性粉末混凝土(RPC)配合比;基于RPC混凝土养护温度、龄期、外加剂掺量、水胶比、砂胶比、硅灰掺量和钢纤维掺量等因素对活性粉末混凝土强度影响规律进行研究,以期为活性粉末混凝土应用提供参考。     

一种新型铁路综合电缆槽的研制及应用探讨

在借鉴当前广泛采用的铁路电缆槽应用经验基础上,结合既有普速铁路特点和现场需求研制一种新型铁路综合电缆槽,该电缆槽具有使用年限长、强度高、重量轻、承重性好等优点,并具有较完善的防松防盗设计,可在既有普速铁路改造中使用,也适用于设计时速200 km及以上客货共线铁路和客运专线铁路。     

钢筋RPC道砟槽板抗弯承载力试验及破坏特征研究

对铁路桥梁用钢筋 RPC( Reactive Powder Concrete 活性粉末混凝土)道砟槽板进行了抗弯承载力试验研究,探讨了其受力变形性能和试验破坏特征.试验表明:钢筋活性粉末混凝土道砟槽板在50 kN分级加载过程中,其受力变形特征及裂缝发展与普通钢筋混凝土板相似.由于钢纤维的承拉阻裂增强作用,钢筋 RPC道砟槽板初裂缝出现较普通钢筋混凝土板晚,整体刚度有所提高,具有良好的延性性能,破坏形式属于延性破坏,峰值压应变较普通钢筋混凝土板提高约1500×10-6.     

客运专线桥面附属设施设计研究

通过介绍铁路客运专线桥面附属结构的组成及各部分功能,分别阐述桥面附属设施:人行道遮板及栏杆,电缆槽、防水系统、排水系统、伸缩系统等的结构组成、设计要求,对桥面附属设施各部分的设计给出一般原则,对各部分的组成形式、材料、结构、安装等各方面的设计要点进行初步研究。     

人行道盖板生态纤维增强混凝土技术研究

采用生态型超高性能纤维增强混凝土(ECO-UHPFRC)代替活性粉末混凝土(RPC)生产人行道盖板,以达到节约成本,保护环境的目的。尝试用尾砂和河砂代替石英砂用于ECO-UHPFRC的配制,用河砂配制了各项性能符合要求的ECO-UHPFRC材料,并在生产中成功应用。     

单线特长铁路隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工技术

双线隧道内整体道床的施工可以通过另一条线运输材料,布设机具和行车调度都不是难点。但在单线隧道内,施工工序的安排受到很大影响,材料机具只能摆放在避车洞内或水沟及电缆槽盖板上,不但影响作业空间,而且对盖板破坏较为严重。托架式工具轨法所采用的材料机具简单,在经过工艺改进后,可以有效解决空间狭小的问题。拉日铁路盆因拉隧道整体道床施工的成功实践,可供类似隧道整体道床施工参考。     

高速铁路路基电缆槽对路基结构的影响分析及优化建议

高速铁路路基电缆槽由于布设位置、结构设计、施工等原因易发生横向排水困难,使地表水下渗基床,从而引起基床积水、翻浆、冻胀等路基病害,影响铁路安全运营。通过理论分析及数值计算,明确了电缆槽导致路基病害的演化规律,指出电缆槽及其与基床表层间离缝为地表渗水的便利通道,电缆槽埋设位置阻碍了基床积水及时排出。为降低电缆槽对路基的影响,避免铁路路基病害的产生,提出了新的电缆槽布设方式和结构设计方案,为我国高速铁路路基结构优化及病害预防提供了新思路。     

基于标准杆件的CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统精度评定

针对当前CRTSⅢ型轨道板检测方法缺乏精度评定标准的问题,以集成智能机器人和三维成像仪高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统为依托,提出了一种基于标准杆件的CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统精度评定方法。该方法给出了轨道板检测系统的测量标准精度及其计算方法,并设立了两个精度评价指标(即轨道板扣件间距方向及大钳口方向的横向检测精度),计算得出高速铁路CRTSⅢ型轨道板自动化检测系统的标准系统精度为0. 030 0 mm,标准偶然精度为0. 152 8 mm,标称精度为0. 155 mm/m。大量实验数据证明,该方法精确、稳定,能够在较短时间内定量评价轨道板外形尺寸和光学测量系统的精度,其评定结果对于其他轨道板及铁路工件的三维检测具有参考价值。     

铁路混凝土槽形梁弯扭耦合效应分析与设计优化

以西宁—大通铁路50 m单线混凝土槽形梁为实例,介绍铁路混凝土槽形梁的结构特点,分析直线混凝土槽形梁在曲线荷载作用下的弯扭耦合效应,阐述采用空间板壳模型进行结构分析的准确性和铁路混凝土槽形梁结构设计中普遍存在的问题。结果表明:对于铁路直线混凝土槽形梁曲线加载情况,平面杆系模型存在缺陷,空间板壳模型的分析结果较为全面,可以精确计算槽形梁弯扭耦合放大效应。对于梁板结合部位应力集中问题,可以通过分析空间实体模型得到全桥范围内该部位最大应力,从而采取相应措施优化构造或配筋率来降低局部应力。     

古城湾特大桥主桥1孔132m双线铁路钢桁梁设计

研究目的:古城湾特大桥是集包第二双线铁路的控制性工程。主桥受控于地形、结构高度、场地等诸多因素,采用1孔132 m下承式无竖杆三角型整体节点平弦简支钢桁梁跨越既有京包双线铁路,建成时为国内最大跨度的双线有砟铁路简支钢桁梁。本文针对该桥结构、桥面系比选、结构分析、低温防脆断跨繁忙铁路干线的桥梁施工方案进行研究和设计。研究结论:(1)桥面系采用纵横梁体系加RPC道砟槽板的方案,减轻了桥面系自重,解决了整体式道砟槽板后期维修和更换的难题,便于后期维护;(2)采用大跨简支结构的可行性,可以避免采用连续结构边跨的浪费;(3)采用合理的板厚、设计构造、焊缝分布、应力控制后,可以解决钢桥低温脆断的问题;(4)本桥采用无平衡重平转法施工方案,极大地减小了施工对既有铁路运输的影响;(5)本桥结构设计、新型的桥面系、创新的施工方案,可为今后设计和施工同类桥梁提供参考。     

高压电缆接头局部放电检测研究

针对高压电缆接头局部放电的危害,论述了声学检测法在高压电缆接头局部放电检测中的优势,阐述了国内外关于局部放电检测的研究进展,阐述了超声换能器的工作原理,通过搭建高压电缆局部放电检测系统对电缆放电现象进行检测分析,并进行了重复性实验及误差性实验分析,证明了检测装置的适应性,为铁路高压电缆局部放电检测与预警提供有效手段。     

铁路预应力混凝土箱形梁上复合材料整体电缆槽和遮板研究

现浇和预制钢筋混凝土电缆槽和遮板属于铁路预应力混凝土箱形梁的桥面附属设施,存在施工周期长、容易劣化等缺点。因此研制了一种采用真空灌注成型制作的复合材料整体电缆槽和遮板,其作为新型轻质化桥面附属设施的重要组成部分,能够装配化、工厂化、标准化施工。本文介绍了其构造细节,并对其进行了受力分析。新研制的复合材料整体电缆槽和遮板已在现场试用了2年,效果良好。     

有轨电车线路槽型轨自动清洁系统研究

针对有轨电车线路槽型轨内异物清洁效率低下的问题,提出了槽型轨异物快速检测算法及基于此算法研发的槽型轨自动清洁系统。通过该算法,自动清洁系统可快速检测且定位出槽型轨内异物的位置,并控制轨道清洁车利用高压水流和负压吸口进行自动清洁。试验结果表明:该快速检测算法对槽型轨内异物检测成功率超过92%;平均每帧图像的处理时间为31.6 ms;轨道清洁车能够在以20 km/h速度行驶过程中实现对槽型轨内异物的自动清理。该自动清洁系统既节约了水资源,又提高了槽型轨的清洁效率,有助于有轨电车在城市公共交通中的进一步推广。     

单线特长铁路隧道CRTSI型双块式无砟轨道施工技术

双线隧道内整体道床的施工可以通过另一条线运输材料,布设机具、行车调度都不是难点技术,但在单线隧道内,施工工序的安排受到很大影响,材料机具只能摆放在避车洞内或水沟电缆槽盖板上,不但影响了作业空间,而且对盖板破坏较为严重。托架式工具轨法所采用的材料机具简单,在经过工艺改进后,可以有效解决空间狭小的问题;通过拉日铁路盆因拉隧道成功实践,可供类似隧道整体道床施工参考。     

基于Ansys体外无粘结预应力筋加固铁路盖板涵静载分析

目前大秦铁路运输荷载日趋增加,原有盖板的各种病害日益突出,为了改善大秦重载铁路盖板掉块,钢筋锈蚀等病害,提高盖板的承载能力,对盖板进行了体外无粘结预应力筋加固试验研究。根据已加固盖板涵的室内静载试验和有限元模型,结合数据研究了无粘结预应力筋的加固效果。结果表明,无粘结预应力筋加固可以明显提高盖板的承载能力,在正常使用状态混凝土压应力最大降低约35%。最后,借助力学理论推导了无粘结预应力筋应力增量计算公式,根据试验结果验证了理论计算的准确性,为无粘结预应力筋加固的实际施工提供理论指导。     

加强型铁路整体道口铺面板在湛江港的应用

湛江港集团港区内共有114处铁路道口,传统的道口板都以橡胶道口板和普通钢筋混凝土道口板为主,但现场雨水的浸泡以及重载车辆的碾压使得传统道口板破损变形,钢轨枕木逐渐磨损失效,使道口维修工作量变大,影响了铁路的行车安全.随着湛江港集团货物吞吐量的不断增长,要求铁路线路有更强的承载能力,传统的铁路道口板已不能满足湛江港发展的需要,为此湛江港引入了新型钢筋混凝土整体道口板,该道口板承载能力强、维护成本低,安全性高寿命长,在湛江港试用一年效果较好,目前,该整体道口板在湛江港正在逐年更换,为湛江港疏运目标提供了坚实的保障.