复合轨枕发展应用及标准对比分析

复合轨枕具有可再生、适用范围广、安装维修方便、种类多样等优点,被广泛应用。根据复合轨枕内所含玻璃纤维的不同,对复合轨枕进行分类,并分析比较不同种类复合轨枕代表性产品的发展及其应用。由于复合轨枕种类较多且运用条件各异,因此其技术标准与既有混凝土轨枕差异较大。从适用范围及性能指标等方面对美国、日本、中国复合轨枕技术标准进行总结对比,旨在促进我国复合轨枕的进一步发展和标准化进程,为我国铁路可持续发展提供支持。     

复合轨枕道床横向阻力试验及优化分析

复合轨枕设计应用灵活,适应性强,可适用于不同速度、轴重、轨距的线路;维修工作量小和寿命周期成本低;可循环利用,绿色环保。但由于复合轨枕自身密度及材质原因,其道床横向阻力较低,一定程度上限制了复合轨枕的应用。针对复合轨枕提出多种结构优化及细部优化方案,通过道床横向阻力试验,对比研究不同道床断面形式下各型复合轨枕与Ⅲ型混凝土轨枕道床横向阻力。结果表明,原型复合轨枕道床横向阻力为Ⅲ型混凝土轨枕的78%～84%,其随道床断面影响规律与Ⅲ型轨枕一致。A1型结构优化、A2型结构优化、B1型细部优化、B2型细部优化可使横向阻力分别提高至Ⅲ型混凝土轨枕的88%～91%、91%～96%、87%～90%、94%～97%。综合考虑生产、维修、成本等因素,本文推荐采用B2型细部优化。     

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。     

我国铁路有砟轨道预应力混凝土轨枕的研究与发展综述

我国混凝土轨枕的研究和应用的时间超过60年,从早期的探索阶段到目前分别适用高速铁路和重载铁路的各型轨枕的研发应用,轨枕成套技术体系不断丰富完善。总结我国混凝土轨枕的研究与发展的详细历程,并分析不同阶段混凝土轨枕的结构特点及设计条件。基于我国铁路有砟轨道预应力混凝土轨枕的研究与发展总结,分析得出混凝土轨枕在当前和可见的未来仍是我国有砟轨道首选的结构形式;未来我国混凝土轨枕的设计需融入轨道结构的整体设计中并与其他相关技术的进步紧密结合;特殊的运营需求以及信息化、智能化等技术的进步将会推动我国混凝土轨枕技术不断进步。     

复合轨枕道床横向阻力增强方法

为解决复合轨枕道床横向阻力不足的问题,基于复合轨枕材料和结构,提出横向阻力增强方案。采用3D扫描技术生成道砟颗粒模板库,构建轨枕-道床离散元三维模型,模拟分析了各种纹理复合轨枕对道床横向阻力的分担规律及其增强效果,并从细观层面分析了轨枕与道砟颗粒相互作用机理。结果表明:与普通条形复合轨枕相比,A1型,A2型,A3型,A4型,A5型纹理复合轨枕道床横向阻力可分别提高9.3%～11.4%,17.8%～23.6%,27.4%～32.0%,16.6%～21.8%,17.7%～21.2%;在复合轨枕与道砟接触表面设置纹理可增强轨枕表面与道砟颗粒之间的咬合,有效增大轨枕底面与道砟颗粒接触数目及轨枕侧面与道砟颗粒间平均接触力,提高枕底及枕侧阻力。     

复合轨枕有砟轨道温度 适应性试验研究

针对复合轨枕线膨胀系数较大的特点,在步入式高低温室内铺设复合轨枕有砟轨道实尺模型,对轨道施加温度荷载,研究其温度适应性。试验中测试了不同温度下的轨距、轨枕长度变化量、钢轨和轨枕的温度。研究结果表明:复合轨枕随温度变化热胀冷缩现象明显,进而引起轨距变化,环境温度变化10℃,复合轨枕有砟轨道轨距变化约0.78～0.81 mm。建议复合轨枕有砟轨道最好铺设在较恒温地区,如隧道内;若在高速铁路中铺设,复合轨枕年温差最大应不超过50℃,同时要注意控制铺枕温度。本文的研究可为复合轨枕的进一步推广提供技术指导。     

复合锚固技术在混凝土轨枕中的应用

采用分离式有限元模型,分别对复合锚固混凝土轨枕和普通混凝土轨枕中的纵向主筋与混凝土之间的相对粘结滑移进行了分析,揭示出这两种轨枕的钢筋滑移规律以及纵向主筋应力沿轨枕长度分布的不同,通过对比分析得出复合锚固结构在抑制钢筋滑移,缩短预应力筋锚固长度方面有显著作用,增强了轨枕的抗疲劳性能.     

复合轨枕无砟轨道疲劳试验研究

复合轨枕无砟轨道是一种新型轨枕无砟轨道结构,通过开展复合轨枕无砟轨道疲劳试验研究其疲劳性能。试验建立复合轨枕无砟轨道实尺模型并对其施加300万次疲劳荷载,观察轨道各部件在疲劳加载前后的伤损情况,测试疲劳加载前后钢轨、复合轨枕、道床板相对位移变化、轨距变化和道床板受力变化。试验结果发现:无砟轨道及其各部件在疲劳试验中均未出现疲劳损伤;轨道结构部件位移在加载前期略有波动,后逐渐减小并趋于稳定,道床板受力满足规范要求。研究结果表明:复合轨枕无砟轨道具有一定耐久性,为其进一步推广和应用奠定了基础。     

铁路用塑料轨枕与合成材料轨枕设计方法分析

轨枕是有砟轨道结构中重要的部件,目前轨枕材料主要是木材、钢材和混凝土。近年来,由于耐久性好、不易腐蚀、便于运输铺设等特性,塑料轨枕与合成材料轨枕在世界铁路领域逐渐得到发展和应用。目前尚无塑料轨枕与合成材料轨枕的设计规范,仅依据工程经验及相关技术指南来设计。本文总结梳理了不同材质轨枕的使用和设计情况,对比了不同材质轨枕的材料特性、伤损类型及伤损主要影响因素,重点分析了目前常用的容许应力法和极限状态法2种结构设计方法的特点。对比分析结果表明,极限状态设计法具有更大优势。建议利用该方法对塑料轨枕与合成材料轨枕开展标准设计和产品优化工作。     

装配式可调间距的X形抗滑动轨枕研究

为增强轨枕的工作性能和减少钢筋混凝土用量，对传统条形轨枕进行结构优化，提出预制装配式X形可调间距轨枕，并对X形轨枕的结构特点、制作流程、轨道维护和钢筋混凝土用量进行分析。同时，建立三维有砟轨道有限元数值模型，对比循环荷载作用下传统轨枕与X形轨枕的竖向、侧向位移和轨枕应力分布。预制装配式X形轨枕由上、下轨枕两部分拼装组成，轨枕间距设计成600,700,800 mm三档，可在自研的X形轨枕制作模具中直接浇筑成形；相同轨枕间距下，铺设X形轨枕每千米混凝土用量相较于Ⅲa型轨枕减少16.7%,钢筋用量减少2.6%;当X形轨枕间距从600 mm增至700,800 mm时，每千米所需铺设的轨枕根数分别减少14.8%和25.5%。模拟结果表明，相较于传统轨枕，采用X形轨枕的轨道竖向沉降减少了5.8%,侧向位移减少了8.4%。新型X形轨枕具有降低道床沉降和促进碳减排的潜能。     

国内外弹性轨枕的研究与应用

铺设弹性轨枕是减少有砟轨道结构道床养护维修工作量的一项重要技术措施,国内外均对此开展了大量研究工作。国内外研究现状的总结分析表明:弹性轨枕对于轨道的刚度均匀化、减少道床应力、减轻道床及下部基础的冲击效应具有一定的效果,但铺设弹性轨枕的线路存在轨枕横向阻力降低、钢轨和轨枕振动加速度增大、道床不稳定、线路噪声增加等问题;设计时枕下弹性垫板刚度应与轨道结构的整体受力统一考虑,硬的轨下垫板与非常软的枕下弹性垫板组合使用可能会导致轨枕出现裂纹,软的轨下垫板与硬的枕下弹性垫板组合为较合理的配置方式。总体来看,弹性轨枕对于改善整个轨道结构弹性是有利的,可在下部基础刚度较大的特殊区段使用。     

我国铁路混凝土轨枕的现状和发展

目前,世界各国铁路混凝土轨枕铺设范围逐步扩大,大多数国家都发展预应力整体式轨枕。我国在高速铁路、客运专线和既有主要干线要求全部采用混凝土轨枕。其主要优点是纵、横向阻力大,提供足够的稳定性,轨枕承载能力可根据不同高速运行条件进行设计,寿命长和维修工作量小等。在高速铁路和客运专线的建设中,混凝土轨枕应采用国际标准。高速铁路明确了混凝土结构寿命应达到100年。高速铁路和客运专线轨枕标准在原材料选择、制造工艺、质量要求、检验方法等方面都要参照 EN 标准,充分考虑耐久性要求。应加强混凝土轨枕在基础理论和轨枕结构等方面的研究。     

基于极限状态法的轨枕板式轨道结构配筋设计研究

以新建广州南沙港铁路大跨度钢桁梁桥上采用的一种新型轨枕板式轨道结构为工程背景,建立大跨度钢桁梁上轨枕板式轨道结构的分析模型,采用极限状态法对轨枕板进行配筋设计和检算;同时考虑横向预应力筋的影响,对轨枕板预应力筋的预应力损失、混凝土和钢筋应力等进行检算.结果表明:轨枕板式轨道结构在桥梁挠曲变形荷载作用下的弯矩很小,对大跨...     

合武铁路无砟轨道双块式轨枕设计

研究目的:Pandrol扣件为无挡肩弹性分开式扣件,在我国无砟轨道结构中尚属首次使用.在合武铁路之前,我国从未设计和生产过与Pandrol扣件相匹配的双块式轨枕.本文通过介绍与Pandrol扣件相匹配的双块式轨枕的设计,为铁路无砟轨道的设计提供借鉴.研究结论:Pandrol扣件在与钢轨和轨枕的匹配、锚固方式、绝缘系统乃至扣件及垫板的固定系统等方面都与其它扣件有很大的不同,因此双块式轨枕的设计必须综合考虑模具制造、脱模工艺、尺寸精度、成品存放、装卸与运输、与道床板的连接及无砟轨道结构的耐久性等各种因素的要求.     

双块式无砟轨道轨枕的优化设计研究

针对目前我国双块式无砟轨道轨枕在设计、生产、运输、铺设等过程中存在的一些问题进行探讨和分析，并在此基础上对双块式轨枕进行优化设计，以供我国双块式轨枕的设计作参考。     

齿轨铁路活性粉末混凝土轨枕结构与力学性能研究

齿轨铁路以其爬坡能力强、缩短线路长度、占地面积小等技术优势,在我国以观光旅游为主的大坡度山地轨道交通领域具有广阔的应用前景。齿轨铁路轨枕是轮轨系统重要传力部件,其受力特点和应用环境与普通铁路轨枕区别较大,基于山地齿轨铁路的工程特点,通过分析齿轨铁路轨枕技术需求和活性粉末混凝土用于齿轨轨枕的性能特点和设计配比,提出齿轨铁路活性粉末混凝土轨枕结构方案,并通过理论分析和试制试验研究了轨枕结构的力学性能。结果表明,山地齿轨铁路轨枕应满足轨排结构稳定性保持能力、较高的结构强度、易于养护维修、较好的抗震性能的技术需求。活性粉末混凝土具有超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的材料特点,采用RPC140混凝土,8根?7 mm螺旋肋钢丝双层配筋,截面高度160 mm的混凝土轨枕结构,可满足12 t设计轴重、40 km/h最大时速的齿轨铁路承载能力要求。     

市域快线双块式轨枕结构参数优化研究

相较城市轨道交通线路,市域快线的设计要求更高,采用双块式轨道结构可以进一步提高其安全性、平稳性和舒适性.针对广州某市域快线的技术特点和运营需求,设计了该线路双块式轨枕结构方案;并以降低混凝土温度收缩应力为原则,确定了较为合理的双块式轨枕倒圆角半径取值.建立堆放状态下的双块式轨枕结构力学分析模型,研究钢筋桁架参数对轨枕堆放力学性能的影响规律;并以钢筋等效应力和钢筋用量综合较小为优化目标,提出了较为合理的双块式轨枕钢筋桁架结构参数.     

铁路既有线成段更换轨枕设计与施工分析

轨枕是铁路轨道结构的重要部件之一,因此成段更换技术状态较差的轨枕对保持良好的轨道结构状态尤为重要。本文对铁路既有线成段更换轨枕设计的原则、要点及注意事项进行梳理,并以大列换枕施工为例,介绍成段更换轨枕施工的流程、要点及注意事项,在此基础上对成段更换轨枕设计与施工提出建议。     

宽轨枕“中厚板”模型的结构分析,计算与配筋方案

在传统的设计与计算中，为了简化问题便于工程应用，常选择“梁”、“薄板”作为宽轨枕的力学模型。作者根据宽轨枕的几何形状和载荷特点，提出取“中厚板”作为宽轨枕力学模型的设计思想，利用胡海昌的“中厚板”理论对宽轨枕进行结构分析与计算，并进一步给出了相应的配筋方案。结果表明，正在使用中的宽轨枕横向配筋欠缺，这也解释了宽轨枕出现较严重纵向开裂的现象。     

铁路轨枕现状及发展

研究目的:本文对轨枕的主要功能和分类方法加以论述,同时简述我国铁路轨枕的发展过程及存在的问题。研究方法:通过搜集资料了解我国铁路轨枕及城市轨道交通轨枕的发展历程;总结轨枕分类方法;介绍木枕、混凝土枕及城轨交通用特殊轨枕的主要特点,并调查研究了各类轨枕在设计、制造、使用、养护维修中存在的问题。研究结果:提供了先进国家适用于高速铁路轨枕的发展动态,以及我国已运营4年的秦沈客运专线用轨道板和正处于设计招标阶段的京津城际轨道交通用轨道板等信息。研究结论:我国铁路轨枕及城市轨道交通轨枕的发展应遵循:增加混凝土枕类型以满足不同铺设条件的需要;提高混凝土枕的使用寿命,并开发研制轨枕新品种,适应我国铁路高速、重载以及城市轨道交通迅猛发展的需求。