CRTSⅢ型先张法预应力轨道板侧面气泡控制方法

CRTSIII型先张法预应力轨道板是我国具有自主知识产权的无砟轨道结构,它吸收了当今世界上两大主流板式无砟轨道(日本的CRTSI型板及德国的CRTSII型板)的优点并加以创新。但是在生产过程中,轨道板四周仍然会出现气泡,影响轨道板的外观质量。本文依托北京巨各庄制板场轨道板生产过程,介绍了CRTSⅢ型轨道板侧面气泡的控制方法。     

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。     

CRTSⅢ型无砟轨道先张法轨道板预制工艺研究

新建北京至沈阳铁路客运专线设计速度为350 km/h,设计采用先张法CRTSⅢ型板式无砟轨道结构形式。CRTSⅢ型先张法轨道板具有一次性成型、工艺新、精度高等特点,包括预应力体系设计、钢筋、混凝土及封锚材料以及制造等一系列新工艺、新材料和新技术,需要在施工中结合工程实际做进一步的研究,来优化施工工艺,加快施工进度,确保工程质量。本技术采用多套固定台座模具联合整体张拉、养护、放张的施工工艺,通过汲取CRTSⅡ、Ⅲ型轨道板施工工艺经验,创新使用带锚固板的先张预应力体系。该技术通过在京沈客专苏家屯板场CRTSⅢ型无砟轨道先张法轨道板的预制生产中的成功应用,取得显著的经济、社会和环保效益,实现了先张法轨道板在350 km/h客运专线上的首次规模化应用,为同类产品的预制提供了生产经验和技术支持。     

CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板预制场模块化整体规划技术研究

为了规范铁路CRTSⅢ型无砟轨道板预制场规划与布置,优化物流交通和机械配备,保证轨道板预制质量,降低建设成本,针对预制场规划布置关键技术进行研究。通过总结近年来CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板预制场规划布置成熟经验,并结合课题科研成果,对预制场功能区划分、规划原则、关键参数和规划设计技术等方面进行深入分析和研究。在预制场平面设计中针对不同功能区进行模块化设计,在各模块中均采用以生产能力为基础指标的参数化设计。通过上述规划设计技术可实现规范化、标准化预制场建设,在保证预制场功能和产品质量的前提下,满足经济适用的原则。     

高速铁路CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板平面度演化规律

选取单侧承轨面中央翘曲量分别为-1.0～-0.5 mm,-0.5～0 mm,0～0.5 mm和0.5～1.0 mm的CRTSⅢ型双向先张法预应力混凝土轨道板各8块,分别在脱模后3,15,30,60,90,120,150,180 d进行轨道板平面度检测。结果表明:随着时间增长具有不同初始平面度轨道板的中部均呈上拱趋势;同一轨道板两侧承轨面中央翘曲量变化规律及量值基本相当;脱模30 d内单侧承轨面中央翘曲量增长较快,而后增长减缓,90 d左右趋于稳定;脱模3 d单侧承轨面中央翘曲量越小,轨道板平面度越快趋于稳定;相同条件下生产的各类轨道板从脱模3 d至180 d单侧承轨面中央翘曲量平均值增量基本相当。为便于轨道板和钢轨精调,建议水养前、后单侧承轨面中央翘曲量分别按-1.0～-0.5 mm,-1.0～0 mm控制。     

CRTSⅢ型轨道板平整度变化规律分析

为了更好地控制CRTSⅢ型轨道板平整度,以P5600型轨道板为测试对象,对轨道板不同龄期单侧承轨面翘曲量和混凝土抗压强度进行检测,分析其变化规律。结果表明:轨道板脱模后单侧承轨面中央翘曲量小于0.5 mm时,轨道板90 d龄期单侧承轨面中央翘曲量超过偏差限值概率较小;轨道板单侧承轨面翘曲量随龄期的延长而不断增大,但各龄期承轨面翘曲量变化规律基本相同;脱模至水养3 d结束后,轨道板单侧承轨面中央翘曲量增幅较大,随龄期的延长翘曲量增幅逐渐减小;混凝土设计强度比和轨道板单侧承轨面中央翘曲量随龄期的变化规律基本相同。     

CRTS Ⅲ型先张法轨道板生产线预应力筋张拉模具的静力分析

CRTS Ⅲ型双向先张法预应力轨道板是我国自主研发的新型轨道板。其生产制作正在由原有的固定式作业向生产线作业转变。原有的基坑式生产模具依靠模具本身的结构来消除先张法预应力对模具造成的变形。本文提出一种全新的适合生产线生产的模具,在其模具上增加预应力反力张拉杆,通过给模具横向和纵向施加规定的预应力钢筋张拉反力,减小模具自身变形,实现改善轨道板上拱变形的目的,提高轨道板的合格率。全新的轨道板模具承受载荷大,受荷时间长,其结构强度和刚度直接影响成品板的质量。利用ANSYS软件对该轨道板生产线预应力筋张拉模具进行有限元分析,研究模具在各种作业工况下的应力和变形,验证了模具设计的合理性,为模具设计提供可靠依据。     

CRTSⅢ型先张预应力轨道板平面度变化规律研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国自主知识产权的新型无砟轨道结构形式,其双向先张预应力轨道板具有精度高、工艺简单、可工厂化生产等特点,已广泛应用于我国高速铁路工程建设。由于轨道板为长薄型混凝土结构,在运输、储存和吊装过程中,因混凝土预应力、温度应力和重力等影响,易产生翘曲变形,影响轨道板的平面度,增加轨道精调成本。针对CRTSⅢ型先张预应力轨道板在不同施工阶段和不同环境状态下平面度的变化,研究其平面度的变形规律,以期为轨道板制造和铺设提供参考。     

CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板流水机组法生产工艺预应力筋张拉力锁紧方式研究

在轨道板预应力筋采用单根同步张拉方式基础上,分析了插入楔块顶紧、皮带摩擦旋紧、螺母机械拧紧3种预应力筋张拉力锁紧方式的技术特点。为验证3种方式的锁紧效果,进行了有效张拉力对比试验,通过对不同锁紧方式时轨道板预应力筋有效张拉力的大量测试,得到了其概率分布特性。试验结果表明,采用螺母机械拧紧方式时,预应力筋有效张拉力离散性小,更有利于保证预应力筋有效张拉力及其均匀性。     

CRTSⅢ型先张预应力轨道板设计及制造技术

为进一步完善板式无砟轨道预应力混凝土轨道板体系和无砟轨道系统技术,开展CRTS Ⅲ型先张法预应力轨道板的系统研究。从CRTS Ⅲ型先张预应力轨道板型式尺寸、预应力体系选择、预应力钢筋选型和结构及接口设计方面进行论述和分析。阐述轨道板矩阵单元法生产工艺流程,以及钢筋骨架入模、连接器安装、预应力钢筋张拉、混凝土浇筑及养护和预应力放张及轨道板脱模主要生产工序。为降低建场成本、提高轨道板生产机械化程度和实现关键工装设备的可重复利用,提出应进一步深化轨道板制造技术研究。     

CRTSⅢ型双向先张预应力混凝土轨道板张拉台座设计研究

对双向张拉的预应力混凝土轨道板张拉台座进行设计研究与计算,结果表明:所设计的张拉台座抗倾覆性满足要求,按极限承载力对地梁配筋,验算了其抗裂度满足要求。按照型钢混凝土结构设计方法,对张拉墙体进行抗弯抗剪计算,其安全系数较高。对所设计的型钢混凝土张拉台座进行空间有限元分析,得到应力、应变、位移等一系列评价结构安全性的重要信息,计算值小于设计值,进一步验证了结构设计的合理性。     

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。     

高速铁路CRTSⅢ型先张轨道板质量控制关键技术探讨

通过对高速铁路CRTSⅢ型双向先张预应力轨道板初张拉和终张拉过程完成后单根预应力筋张拉力的测试分析,提出初张拉控制均匀性、终张拉控制总张拉力的控制理念,并提出初张拉力值偏差应控制在3 k N以内。针对轨道板早期脱模特点,提出胶凝材料粒度匹配和活性激发技术;为减少板底浮浆、实现骨料适量自然外露,提出减小混凝土坍落度、多层连续浇筑的技术措施。     

高速铁路先张法轨道板预应力传递长度研究

预应力传递长度是先张法预应力轨道板结构设计的关键参数。基于直径10mm螺旋肋钢丝与混凝土黏结-滑移本构关系,运用有限元软件ANSYS,分析预应力钢筋端部不设置和设置锚固板时先张预应力轨道板的混凝土压应变、预应力钢筋轴力和滑移区长度,研究预应力钢筋端部设置锚固板对减小预应力传递长度的作用机理。结果表明:锚固板承担了大部分预应力钢筋的张拉力,从而有效减小预应力钢筋和混凝土间的滑移区长度和滑移量,使得轨道板的预应力传递长度也显著减小。在直径为10mm的螺旋肋钢丝端部不设锚固板和分别设置直径为20和40 mm的锚固板,进行轨道板试件传递长度试验,得到的预应力传递长度分别为425,225和225mm,可见设置锚固板后可减小预应力传递长度47.06%;当锚固板的直径达到一定值后,其对轨道板试件预应力传递长度的影响较小;随时间的增加,无锚固板的轨道板试件预应力传递长度呈增大趋势,而设置锚固板的轨道板试件预应力传递长度则相对稳定。     

先张CRTSⅢ轨道板张拉技术研究

双向先张法CRTSⅢ型板是具有我国自主知识产权的高速铁路无砟轨道结构,是在总结了日本Ⅰ型板,德国Ⅱ型板,国产道岔板以及后张法Ⅲ型板的优点上开发出来的一种新的无砟轨道结构。通过优化轨道板中预应力体系,采用双向先张预应力结构,既提高了轨道板整体强度,又克服和改变了由于钢厂或PC钢棒生产中因材质缺陷及加工制造工艺瑕疵造成成品板的钢棒"延时断裂"的问题;通过在预应力钢筋端部设置锚固板,既减小预应力的建立起来的长度,又可长久保持预应力值不损失,提高轨道板耐久性;预应力钢筋定尺下料,专用张拉千斤顶单根初张拉,然后整体终张拉,整体同步放张。     

城市轨道交通先张法预应力混凝土轨道板试验研究

为适应城市轨道交通建设对于道床结构施工速度和精度的要求,便于后期运营维护,研发城市轨道交通用先张法预应力混凝土轨道板。该板采用先张法预应力结构,并针对轨道交通的特点进行优化设计。为了验证该板的疲劳性能和抗裂性能,基于有限元计算方法对轨道板进行受力分析,并对轨道板进行疲劳荷载试验和静载开裂试验,结果表明:双向先张法预应力轨道板静载抗裂理论分析结果和全尺寸模型试验结果吻合度较好,按照设计要求生产的双向先张法预应力轨道板,其静载和疲劳抗裂性能满足工程需要。     

CRTSⅢ型先张轨道板台座法生产工艺优化

CRTSⅢ型先张轨道板自郑徐客运专线推广应用以来,台座法生产工艺已经比较成熟,但也存在一些不足,需要进一步优化。介绍CRTSⅢ型先张轨道板台座法生产工艺及特点,并重点针对轨道板翘曲变形控制、蒸养、成品轨道板外形尺寸检测技术3个方面,对相关工艺优化问题进行详细探讨。     

CRTSⅢ型轨道板场(先张法)的设计和工程造价分析

CRTSⅢ型板式无砟轨道拥有完全的自主知识产权,目前已得到较大范围的应用。CRTSⅢ型轨道板均采用工厂预制,而轨道板预制场的投资较大,因此对轨道板场进行合理设计和工程造价分析具有十分重要的意义。以某铁路客运专线CRTSⅢ型轨道板场(先张法)的设计为依托,对轨道板场的大临工程费用构成进行分析,为CRTSⅢ型轨道板场(先张法)工程造价的合理确定提供参考依据。     

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。