CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板力学性能试验研究

通过七块CRTSⅡ型无砟轨道轨道板的静载和疲劳试验,发现轨道板在开裂前基本处于弹性状态,其控制截面实测应变值与实体单元、板单元有限元模型的理论计算结果较为吻合,而与初等梁理论的计算结果在轨下截面偏差较大;轨道板的静力强度均满足规范要求,但疲劳强度需进一步加强,施工过程中应加强对预应力工序的控制。     

CRTSⅡ型无砟轨道轨道板混凝土配合比设计

轨道板的制造是高铁CRTSⅡ型无砟轨道系统技术的关键。混凝土配合比的确定是轨道板制造的关键。轨道预制板与传统混凝土制品存在较大差异,且在国内无成熟经验借鉴。目前国内的轨道板场处于消化吸收国外博格板经验和自己摸索的阶段。铁一院石武客专中心试验室会同中铁十一局武汉板场试验室通过大量的试验研究和探索,确定了较成熟的CRTSⅡ型无砟轨道轨道板预制用混凝土配合比(C55),并在生产中应用结果良好。     

CRTSⅡ型无砟轨道板施工技术

随着高速铁路的不断发展,无砟轨道为铁路的高速运行提供了保证,CRTSⅡ型无砟轨道板作为高速铁路的核心技术,具有施工工艺新、质量要求高、过程控制重要、验收复杂等特点。结合京沪高速铁路四标段现场施工的实践,介绍CRTSⅡ型无砟轨道板的施工技术与质量控制措施。     

CRTSⅡ型无砟轨道板场建厂规划设计

按照CRTSⅡ型轨道板场的建厂规划设计流程,从板场选址、板场总体布局、各功能区设计三方面对主要设计原则及方法进行论述,列出主要参数的计算方法,并给出某CRTSⅡ型轨道板场的建厂工程实例。     

CRTSⅡ型轨道板翻转机主梁结构的有限元分析

通过研究CRTSⅡ型轨道板翻转机的翻转过程,结合传统翻转机的翻转过程,对传统翻转机的主梁结构进行改进。改进后的翻转机主梁采用箱式结构,这种主梁结构更紧凑,并且容易加工。对改进的翻转机主梁结构进行有限元分析,结果表明,改进后的箱式主梁结构满足强度和稳定性要求,可以实现在翻转过程中结构稳定,为主梁结构的优化设计提供依据。     

客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板场土建结构设计

作为轨道板制造和存储平台的制板台座、存板台座的设计直接影响轨道板的质量、安全和效率。结合多条客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板场设计实例,从制、存板的基本工艺和技术标准要求出发,对板场土建结构中的设计指标、荷载与工况、结构分析方法和构造等进行了分析和论述,有助于提高客运专线Ⅱ型板板场建设水平。     

客运专线CRTSⅡ型无砟轨道精调竖曲线使用分析

新建石家庄至武汉客运专线湖北段TJⅡ标采用CRTSⅡ型板式无砟轨道和CRTSⅠ型双块式无砟轨道。通过介绍CRTSⅠ双块式和CRTSⅡ板式无砟轨道右线线路参数的异同,提出CRTSⅡ型无砟轨道因没有单独设计右线竖曲线而产生的长轨精调阶段右线线路参数如何实现问题,分析解决方法及替代方案,可为以后的无砟轨道设计或施工提供参考。     

考虑界面初始黏结缺陷的CRTS Ⅱ型板式无砟轨道温度变形

针对中国高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道界面初始黏结缺陷导致轨道结构温度变形进一步增大的现象, 基于电荷耦合器件(CCD)工业相机与计算机图片处理技术, 建立了板式无砟轨道界面空隙率试验检测系统, 测试了3块CRTSⅡ型板式无砟轨道板与水泥沥青(CA)砂浆界面的初始空隙率; 在有限元模型中以界面空隙率定量表征了界面的黏结状态, 即根据界面空隙率检测结果, 考虑界面存在一定量值的初始空隙率, 并假设这些空隙均匀分布在整个界面上, 系统分析了界面初始黏结缺陷对板式无砟轨道温度变形的影响。研究结果表明: 3块轨道板样本界面的初始平均空隙率为22.3%, 界面四周的初始黏结状态明显差于轨道板界面中心; 在正、负竖向温度梯度作用下, CRTSⅡ型板式无砟轨道分别呈现中心上拱和四周翘曲的温度变形模式; 正温度梯度作用下轨道板最大温度变形与不考虑界面初始黏结缺陷相比增大了7.8%~10.1%, 且随着界面初始空隙率的进一步增大, 轨道板最大上拱温度变形呈线性增大趋势; 负温度梯度作用下, 界面空隙率的增大对轨道板温度变形的影响不大; 在分析CRTSⅡ型板式无砟轨道温度变形时应适当考虑轨道板与CA砂浆的界面初始黏结缺陷, 研究结果可为分析CRTSⅡ型轨道板上拱温度变形机理提供参考。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道开裂机理分析与处治方法研究

我国高速铁路中普遍应用了CRTSⅡ型板式无砟轨道,使用中发现CRTSⅡ型板式无砟轨道普遍存在底座板开裂和水泥乳化沥青砂浆填充层与轨道板间开裂现象,分析了产生原因并分别提出了处治措施。对于底座板裂缝大于0.3mm,建议采取扩槽、涂抹弹性树脂材料表面封闭处理;对于水泥乳化沥青砂浆填充层与轨道板间的开裂,建议使用专用的灌浆材料、采用低压注浆的原理对砂浆离缝进行整治。可为类似工程提供有益借鉴。     

高速铁路CRTSⅡ型轨道板精调技术

介绍京沪高速铁路CRTSⅡ型轨道板精调工艺流程,即在轨道基准点（GRP）上架设全站仪、固定定向棱镜,在承轨槽处放置测量标架,通过测量确定标架上每个棱镜存在的位差,进行轨道板调整。探讨轨道板精调施工技术,为今后提高CRTSⅡ型轨道板精调工艺和质量提供参考。     

CRTSⅡ型轨道板裂缝宽度的变化规律

为研究轨道结构的纵连成型过程对轨道板裂缝的影响,建立了1/4单元轨道板的分离式模型,对轨道板裂缝问题进行了分析.通过研究轨道结构的纵连成型过程,指出Ⅱ型板具有独特的纵连特征和结构特征,以该特征为研究基础,分析了轨道板在整体降温30℃和40℃作用下板端和板中裂缝宽度的影响因素和变化规律.研究结果表明:随着轨道板与砂浆层层间粘结状态的弱化,板端裂缝宽度ω_k略微增大,板中裂缝宽度ωz略微减小,板中不开裂时,ω_k最大增加0.032 1 mm,板中开裂时,ω_k最大增加0.026 9 mm,ωz最大减小0.024 4 mm;对ω_k影响最大的因素是宽接缝硬化时张拉钢筋端部的初始应力和窄接缝承力大小,以及板中是否开裂;对ωz影响最大的因素是宽接缝硬化时张拉钢筋端部的初始应力,且其减小的越多,ωz越小;轨道板的纵连特征使得ω_k和分布不均匀,纵连钢筋偏弱又使得ω_k数值较大,整体降温30℃和40℃时,ω_k的变化范围分别为0.182～1.906 mm和0.389～2.546 mm,且普遍大于ωz,这与目前Ⅱ型板式轨道的裂缝开裂特征相一致.     

桥上Ⅱ型板式无砟轨道纵向力智能分析系统

为实现桥上Ⅱ型板式无砟轨道无缝线路纵向受力与变形分析的智能化,考虑了桥梁结构、轨道板以及钢轨之间的相互作用,利用有限元法建立了多跨简支梁和大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路精细化有限元模型;采用C#语言对ANSYS进行二次开发,研发了集参数输入、有限元建模、荷载施加、自动计算、数据提取及数据智能处理于一体的纵向力智能分析系统。通过与已有文献对比,验证了智能分析系统的通用性和可靠性,可为桥上Ⅱ型板式无砟轨道无缝线路的设计提供参考。     

桥梁温度跨度对CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路的影响

为探索桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道的桥梁温度跨度的合理限值,运用线板桥墩一体化模型计算了不同温度跨度下钢轨制动力和伸缩力,基于弹性点支承梁理论分析了桥梁温度跨度对钢轨强度的影响,运用屈曲有限元分析了桥梁温度跨度对无缝线路稳定性的影响,根据钢轨与轨道板的相对位移分析了桥梁温度跨度对扣件耐久性的影响。结果表明,为保证无缝线路强度、稳定性及扣件耐久性,桥梁温度跨度的合理限值为482 m。     

高铁CRTSⅡ型轨道板生产线预应力损失测试

CRTSⅡ型无砟轨道板的质量是高铁安全运行的重要保证,对施工中预应力张拉的有效控制是保证轨道板施工质量的关键。结合CRTSII型无砟轨道板生产线具体结构形式及预应力损失机理,设计了预应力损失现场测试方案和预应力损失计算方法。实测结果表明CRTSⅡ型无砟轨道板生产线预应力损失不能忽略,应引起重视。     

纵连底座板断裂对桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道受力的影响

考虑纵连底座板断裂建立了CRTSⅡ型板式无砟轨道与桥梁纵向相互作用的力学模型, 采用有限元法求解力学模型, 确定了无砟轨道关键参数。以某大跨度连续梁桥为例, 降温幅度分别为10、20、30、40、50℃时, 纵连底座板在连续梁上7个代表性位置发生断裂后, 分析了钢轨、轨道板、砂浆和桥梁墩台的纵向力与位移。分析结果表明: 降温幅度为30℃时, 纵连底座板在连续梁上发生断裂时, 钢轨和轨道板的最大纵向附加力分别为155.75、233.21 kN, 断板对钢轨和轨道板纵向附加力有较大影响; 降温幅度不大于10℃时, 纵连底座板在连续梁上任意位置发生断裂, 轨道板与底座板的纵向相对位移均小于0.5 mm, 砂浆不会开裂; 降温幅度为50℃时, 纵连底座板在连续梁上任意位置断裂引起的固定支座纵向附加力最大为196.12 kN, 不会直接造成桥梁固定支座破坏; 建议在维修作业时, 锯切纵连底座板与其铺设时的温度差应不大于10℃, 并检算钢轨的强度是否能满足要求。     

时速350km CRTSⅢ型板式无砟轨道板预制技术

新建盘营客运专线是我国首条设计时速350 km的CRTSⅢ型板式无砟轨道客运专线。CRTSⅢ型板式无砟轨道板是在汲取了CRTSI型和CRTSⅡ型轨道板技术的基础上,通过技术创新所取得的成果。主要介绍时速350 km的CRTSⅢ型板式无砟轨道板预制工艺、检验方法及关键工序作业要点,对同类工程有借鉴意义。     

高速铁路CRTSⅡ型轨道板轨道精调测量技术

结合中铁十五局京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道精调测量施工经验,从轨道几何形态描述、轨道几何形态参数测量原理和测量要点、精测数据内业分析处理等几个方面对轨道精调测量技术进行分析总结,认为在测量过程中要特别注意以下两点：全站仪设站的位置应靠近线路中线,并且与近处控制点的距离至少大于15m;变更基准轨确定方法。     

桥墩温度梯度对桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道纵向力的影响

针对桥墩温度梯度引起的桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向附加力与变形, 以梁-板-轨相互作用原理和有限元法为基础, 建立了多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型, 详细考虑了钢轨、轨道板、CA砂浆、底座板及桥梁等主要结构和细部结构的空间尺寸与力学属性; 采用单位荷载法计算了桥墩纵向温差作用引起的墩顶纵向位移, 分析了墩顶位移影响下桥上无砟轨道无缝线路纵向力与位移的分布规律。分析结果表明: 当各墩顶发生均匀位移时, 多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力分布规律及其最大值一致, 且随着墩顶均匀位移的增加而线性增大, 轨板相对位移峰值均出现在两侧桥台、台后锚固结构末端以及第2跨和最后一跨固定支座墩顶处; 当墩顶均匀位移为5 mm时, 多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上钢轨最大纵向力分别为79.62和79.54 kN, 最大纵向位移分别为4.94和4.91 mm, 轨板最大相对位移均为0.23 mm; 当各墩顶发生不均匀位移时, 钢轨纵向力及轨板相对位移均在邻墩位移存在差异处发生突变, 多跨简支梁桥上固结机构纵向受力大于大跨连续梁桥; 对于高墩桥梁, 需重点关注相邻墩身高差最大处的轨板相对位移、底座板与桥梁相对位移及固结机构的纵向受力。     

CRTSⅢ型无砟轨道板智能粗铺及精调技术研究

为提高CRTSⅢ型无砟轨道板粗铺及精调工序自动化及智能化水平,研发了轨道板吊装及粗铺定位装置、轨道板智能精调装置及控制系统,可实现CRTSⅢ型无砟轨道板从粗铺至精调的自动智能一体化施工。阐述了轨道板智能粗铺及精调技术的原理与方法,介绍了智能精调控制系统软件应用场景,结合工程应用经验,验证了智能粗铺与精调技术的稳定性及实用性,具有一定的借鉴意义。