郑徐高铁CRTSⅢ型板式无砟轨道结构服役状态监测

为掌握CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的温度场、受力和变形规律,在郑徐高铁跨京杭大运河徐州特大桥的CRTSⅢ型板式无砟轨道结构开展监测服役状态监测的基础上,对监测数据进行了统计分析,研究表明:(1)轨道板板中温度高于自密实混凝土层和底座板;(2)轨道板上半部分温度梯度较大,下半部分温度梯度较小;(3)连续梁跨中地段轨道板板端翘曲位移高于板中翘曲位移,板端最高翘曲位移为1.9mm。连续梁梁端地段轨道板板端翘曲位移与板中翘曲位移接近;(4)随着大气温度的升高,桥梁梁缝的相对位移值逐渐减小;(5)轨道板压应力、拉应力大小变化随着温度的升高和降低而相应发生变化。     

CRSⅡ型轨道板混凝土配合比设计及施工

无砟轨道是以混凝土轨道板和砂浆弹性垫层取代散粒道砟道床而组成的轨道结构形式,具有良好的稳定性、平顺性和耐久性,道床整洁美观.CRTSⅡ型混凝土轨道板是无砟轨道的重要组成部分,其混凝土的强度和耐久性直接关系着无砟轨道的承载能力和长期耐久性,质量的优劣直接关系着高速列车的行车安全和旅客乘座舒适性.因此,生产出符合高速铁路高标准要求的CRTS Ⅱ型轨道板混凝土至关重要.1工程概况京沪高速铁路齐河第二轨道板场承担生产CRTSⅡ型轨道板18 050块,供应里程为DK326+192-D K385+400,共58.7 km.京沪高速铁路CRTS Ⅱ型轨道板混凝土使用比表面积高达600 m2/kg的超细水泥,京津城际高速铁路CRTSⅡ型轨道板混凝土同样使用的也是比表面积在550～ 600 m2/kg的超细水泥.超细水泥在我国属非标准化产品,需要单独研制,成本相对较高.为了降低成本,且满足轨道板质量要求和生产工艺要求,经过多次试验,使用国产P·Ⅱ 42.5水泥、普通磨细矿渣粉和早期型高效减水剂成功配置出满足设计和生产工艺要求的CRTSⅡ型轨道板混凝土.     

严寒地区客运专线CRTSⅠ型轨道板预制质量控制

哈大客运专线全线采用CRTSⅠ型板式无砟轨道混凝土板,轨道板预制质量对于轨道的平顺性和安全性有重要作用。文章介绍了CRTSⅠ型轨道板板厂的规划和建设,分析了严寒地区轨道板生产工艺的特点和流程,介绍了轨道板生产所需原材料和结构配件的检验方法,及轨道板预制过程中质量控制措施,经检验全线16个预制轨道板厂生产的352 246块轨道板,未发生质量事故。     

环境因素引发的CRTSⅢ型无砟轨道板温度场和竖向变形特征分析

针对轨道交通CRTSⅢ无砟轨道板在环境因素作用下产生的翘曲变形,在实际运营线路上采用传感器对其温度和竖向变形进行现场测试,分析在不同的环境条件下轨道板的变形规律以及轨道板变形后对列车运行的平稳性和舒适性的影响.研究发现:板内温度梯度是CRTSⅢ型轨道板产生翘曲变形的主要影响因素,在夏季晴天,轨道板在太阳辐射和环境温度共同作用下,白天时轨道板变形呈现上凸变形,夜晚时轨道板变形呈现下凹变形,且上凸变形幅度大于下凹变形;阴雨天气由于太阳辐射程度减小,轨道板变形相对较小;在不同的环境条件下的轨道板变形中,轨道板边缘处的竖向变形要大于其他部位;轨道板变形会对钢轨的不平顺产生影响,但其变形量对列车的平稳性和舒适度影响不大,且在极端工况下,列车的平稳性指标和舒适性指标均为优.     

CRTSⅡ型轨道板混凝土配合比设计及施工

正无砟轨道是以混凝土轨道板和砂浆弹性垫层取代散粒道砟道床而组成的轨道结构形式,具有良好的稳定性、平顺性和耐久性,道床整洁美观。CRTSⅡ型混凝土轨道板是无砟轨道的重要组成部分,其混凝土的强度和耐久性直接关系着无砟轨道的承载能力和长期耐久性,质量的优     

郑徐铁路客运专线CRTSⅢ型板式无砟轨道施工关键技术

郑徐铁路客运专线是首次大规模采用CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板铺设的无砟轨道线路,轨道板预制、铺设精调以及自密实混凝土施工工艺、工装设备及施工效率、质量控制等都需要进行有针对性的研究。无砟轨道施工前,通过对正在施工的CRTSⅢ型后张法预应力混凝土轨道板铺设线路的参观学习,进行板场规划建设、线下工艺性揭板试验、专家评估验收、应用BIM技术管理,施工各项技术参数符合相关技术条件要求,工装设备满足作业要求,已正式上线施工的无砟轨道试验段满足设计要求。     

CRTSⅢ型后张板式无砟轨道预应力损失及翘曲影响

CRTSⅢ型后张板式无砟轨道(简称Ⅲ型板)是我国无砟轨道结构的主要形式之一,其轨道板采用双向后张预应力结构,施工及使用过程中预应力损失不可避免。预应力损失影响轨道结构的受力及变形,根据Ⅲ型板预应力特征,计算施工锚固阶段及使用过程中的轨道板预应力损失,分析轨道板预应力损失对轨道结构翘曲变形及翘曲应力的影响,并得到以下结论:(1)Ⅲ型板纵向预应力总损失为158.69MPa,长期预应力损失为82.56MPa,横向预应力总损失为164.98MPa,长期预应力损失为78.62MPa;(2)预应力损失对轨道板翘曲位移影响较小;(3)正温度梯度作用下预应力损失使轨道板受压,应力略有减小;(4)负温度梯度作用下预应力损失导致轨道板受拉,应力有所增加。     

郑徐客运专线CRTSⅢ型先张无砟轨道板创新技术及生产工艺

文章通过CRTSⅢ型先张板与CRTSⅢ型后张板设计技术和制造技术的对比,介绍了CRTSⅢ型先张无砟轨道板创新技术,即(1)以双向先张工艺为前提的结构设计能使预应力钢筋与混凝土形成很强的握裹力,提高了轨道板的整体耐久性,避免了预应力钢筋断裂窜出的可能;(2)锚穴尺寸减小,增加了其周围混凝土的厚度,可有效控制锚穴处混凝土浅薄性微裂纹,减小了锚穴开裂的可能性;(3)实现了双向先张工艺制板的规模化生产,以矩阵坑单元生产模式取代后张板的单台座模式,每坑可生产2×4块板,实现了整体张拉及放张,有利于流水线生产,辅之以自动张拉设备,张拉精度及效率均得到提高;(4)由于结构中钢筋布置优化,使得钢筋用量大幅减少,节约了成本。基于郑徐客运专线的制板实践,介绍了有别于后张板的先张轨道板制造工艺流程及工装设备,并对有显著区别的张拉、蒸汽养护及放张工序的操作要点进行了介绍。     

CRTSⅢ型轨道板预制场布设方案及投资分析

无砟轨道具有高平顺性、高稳定性、高可靠性、维修量少等优点,在高速铁路工程建设中得到推广应用。我国在引进无砟轨道技术消化、吸收的基础上,通过技术创新研制开发出具有自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道结构,并成功应用于工程建设。为保证工程建设的开展,首先应建设CRTSⅢ型轨道板预制场,此文就CRTSⅢ型轨道板预制场设置原则、建设规模及标准进行论述,并对其投资进行分析,可为今后工程的建场提供借鉴。     

郑徐高铁CRTS Ⅲ型板式无砟轨道主要技术创新

研究目的:郑徐高速铁路是我国CRTSⅢ型先张板式无砟轨道扩大应用的首条试验线,CRTSⅢ型板式无砟轨道的设计理论、结构设计、工程材料、建造技术等方面都需要系统创新,轨道结构及接口优化、轨道板制造、岔区无砟轨道、路基防水层优化、自密实混凝土制备及施工、布板及精调等关键技术都需要进一步深入研究,本文旨在丰富、发展和完善CRTSⅢ型板式无砟轨道技术体系。研究结论:(1)形成了具有自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道设计、制造、施工等成套技术;(2)郑徐高速铁路开通运营以来,无砟轨道系统状态良好,结构稳定,列车运行平稳、舒适;(3)本研究成果对于提升我国在高速铁路国际市场的竞争力和顺利实施我国高速铁路"走出去"发展战略具有重要意义。     

CRTSⅡ型无砟轨道轨道板模板的安装与调整技术

CRTS Ⅱ型轨道板为有挡肩、单向先张预应力板,通过在高精度的钢制模型中浇筑混凝土,经过养护、脱模及自然存放后的混凝土预制毛坯板,然后利用数控磨床依据设计数据对轨道板承轨台进行精确打磨加工,实现高速铁路高精度、高平顺性的要求,毛坯板的制作精度(直线度为±0.3 mm)是保证打磨质量的前提,而模板的安装精度直接影响毛坯质量,以及轨道板打磨的质量和效率。     

先张法预制CRTSⅢ型轨道板技术研究

CRTSⅢ型先张法轨道板采用工厂化批量预制,确保质量可靠,精度可控。京沈客专苏家屯板场对制板技术不断研究实践,过程中通过信息化采集绝缘检测、质量预警数据,自动化控制预应力筋张拉、混凝土蒸汽养护,构配件移动、混凝土布料、轨道板码放的机械化操作,定尺定位配筋、工序流水作业的标准化等措施,保证了CRTSⅢ型先张法轨道板的预制质量、安全和进度,可为类似制板生产提供参考。     

蒸汽养护对CRTSⅢ型轨道板翘曲变形影响

论述轨道板蒸汽养护工艺,从静置阶段、升温阶段、恒温阶段和降温阶段分析轨道板蒸汽养护机理。针对CRTSⅢ型轨道板预制过程中产生的翘曲变形问题,设计一系列工艺试验,验证静置时间、升温速率、恒温温度和降温速率对轨道板翘曲变形的影响,并对该工艺试验进行分析。试验结论为:静置时间越长、升温速率越低、恒温温度越低、降温速率越低,轨道板翘曲变形越小。该研究为蒸汽养护环境下CRTSⅢ型轨道板的翘曲变形研究提供借鉴。     

CRTSⅢ型轨道板先张流水机组法制造技术

根据高速铁路线路运行平顺度要求,设计并制作了用于CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法生产线可控、能自动流转的单体钢模。该生产线由动力电源与机械、计算机控制与电器、电液伺服工作系统和监测检验系统4套主要功能设备组成完整体系。阐述了CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法制造关键技术,并对轨道板模型系统,预应力张拉/放张控制系统,混凝土的输送、浇筑与振捣系统,蒸汽养护系统4个环节进行了技术创新。CRTSⅢ型无砟轨道板先张流水机组法生产线以混凝土灌注工序效率为控制指标,合理布置生产工位实现连续生产,具有广阔的应用前景。     

基于信息化的CRTSⅢ型板式无砟轨道几何形位控制技术

CRTSⅢ型板式无砟轨道采用单元分块式结构,已成为我国300 km/h及以上高速铁路主要轨道结构形式。无砟轨道几何形位是保障列车运营舒适性的关键。为对CRTSⅢ型板式无砟轨道全过程实现几何形位控制,为列车提供高速、稳定、舒适的运营条件,在设计、制造、施工3方面进行研究。在设计阶段采用布板软件实现纵向、平面布板方案智能生成;在制造阶段依据轨道板生产流程,研发了配套的模具、工装、软件,实施自动化测量、自动化管控,以信息化手段保障轨道板承轨台制造精度;在施工阶段采用施工控制软件动态修正轨道板几何形位、实施无砟道床分层控制,可有效提升高速铁路线路平顺性。该技术先后应用于昌赣、商合杭、合安等高速铁路,在无砟道床结构控制、精调平顺指标控制等方面起到了决定性作用。     

高速铁路CRTSⅢ型预制轨道板平面度关键影响参数

针对个别线路CRTSⅢ型轨道板脱模时已存在上拱的问题,建立了轨道板-模板一体化分析模型,研究预应力施加、混凝土收缩等因素对预制轨道板平面度的影响规律。结果表明:预应力及其偏心、轨道板顶面和底面弹性模量差异、养护过程中温度梯度对预制轨道板平面度影响较小,底模承轨槽约束条件下的混凝土收缩是影响预制轨道板平面度的关键因素。轨道板预制过程中混凝土收缩控制试验表明,在保证模板精度条件下,养护过程中补水可显著减小预制轨道板平面度上拱幅值。     

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道底座施工防裂技术研究

目前,高速铁路大面积采用CRTSⅢ型板式无砟轨道.无砟轨道底座在施做时难免出现裂纹缺陷,影响轨道板的耐久性和线路运营的安全性.本文介绍了轨道底座裂纹情况,分析了产生的原因,通过现场反复实践,提出了优化混凝土性能、增加防裂钢筋网等一系列有效防裂措施,经现场实施验证取得良好的效果,对今后无砟轨道底座的防裂有一定的借鉴作用.     

高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道板钢模系统设计与应用

基于CRTSⅠ、CRTSⅡ型高速铁路无砟轨道板的优缺点及轨道板的现场施工技术,研发了一种能够实现在圆曲线段及缓和曲线段一次成型的新型轨道板—CRTSⅢ型有挡肩后张双向预应力绝缘无砟轨道板。本文对其设计思路、结构形式以及轨道板的制造与测量技术做了系统的阐述,得出以下结论:该轨道板的调整精度符合设计标准,达到轨道线路曲线地段对轨道板的特殊要求,成功地实现了用预制方式生产有挡肩高精度轨道板的设计思想;研发的新型有挡肩二维钢模专用检测系统能够实现对钢模和轨道板成品质量的自动测量,成功地实现了根据空间线形的需求来精确测量并调整定位的目标。CRTSⅢ型轨道板在成灌高速铁路、武汉城际铁路、京沈高铁及成绵乐客运专线的成功运用充分说明了其设计理念是先进的,经济效益是明显的。     

京唐铁路与津秦高铁接轨设计及施工方案研究

研究目的:在老庄子线路所处,已运营的津秦高铁正线采用的是CRTSⅡ型板式无砟轨道。京唐津秦联络线由津秦正线42号板式道岔侧股引出,预留接轨条件,上、下行各代建了约150 m范围有砟轨道,而京唐津秦联络线设计采用CRTSⅢ型板式无砟轨道。本次研究目的主要是看在既有高铁预留有砟轨道接轨条件的情况下,能否通过对无砟轨道结构进行特殊设计来实现新建无砟轨道与既有高铁的接轨。研究结论:根据既有的工程情况,考虑不同轨道结构高度的差异及施工、运营后的养护维修情况,分别研究了有砟轨道接轨和无砟轨道接轨的轨道设计及施工方案,对无砟轨道接轨方案中的有砟轨道拆除及无缝线路技术、新建无砟轨道的特殊设计及临近高铁的施工方案进行了深化研究,得出结论如下:(1)可以对无砟轨道结构高度进行特殊设计来适应已预留的有砟轨道结构高度,避免下挖路基对临近高铁产生影响;(2)可以对路基CRTSⅠ型双块式无砟轨道宽度进行特殊设计,借鉴路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道设计原理,采用桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道单元式结构,来解决无砟轨道在宽度上适应预留有砟轨道宽度的问题;(3)施工时需控制好施工温度及工后沉降,做好对既有高铁的检测工作;(4)在既有高铁预留有砟轨道接轨的情况下,通过对新建无砟轨道结构进行特殊设计,能实现与既有高铁接轨;(5)该研究成果可对日后临近高铁正线既有线改建的设计和施工等类似工程提供参考。     

CRTSⅢ型先张轨道板翘曲变形成因分析及控制措施研究

针对郑徐客专CRTSⅢ型先张轨道板翘曲变形现象,利用ABAQUS有限元仿真软件建立轨道板翘曲分析模型,从轨道板的结构设计(轨道板自身上下不对称)和生产工艺(预应力筋偏位、混凝土收缩、温度梯度、弹性模量不同、模具承轨台约束)两个方面进行了分析,研究了轨道板翘曲变形的原因(轨道板自身的上下不对称、预应力筋偏位、混凝土收缩以及弹性模量不同等因素综合导致轨道板翘曲,其中混凝土收缩是主要原因),从而给出了相应的控制措施(优化模具柔性支座质量、设置模具整体上移量、设置预拱度、洒水养护等措施),取得了良好的控制效果,以期为同类工程提供参考和借鉴。