地铁装配式预制板无砟轨道结构优化分析

新型装配式无砟轨道结构在城市轨道交通的建设中具有广泛的应用前景。针对新型装配式无砟轨道结构的选型、限位方案、几何参数等关键设计问题,基于ABAQUS软件建立有限元分析模型,对其力学特性进行深入探讨与研究,寻求最优的结构设计方案。分析结果表明,对于装配式无砟轨道的结构形式,建议采取有缓冲垫无调整层的板式结构形式,既能节省工程投资,又能满足装配式轨道结构的工作性能,也便于后期的养护维修;对于轨道结构的限位方式,建议选用圆柱形凸台限位;对于轨道板厚度,根据分析结果,同时考虑工程投资和施工难度,建议取值为260 mm。     

路基上双块式无砟轨道道床板空间力学特性研究

研究不同荷载作用下,高速铁路路基上双块式无砟轨道道床板空间力学特性。钢轨及道床板中钢筋用梁单元模拟,道床板、双块式轨枕、支承层以实体单元模拟,钢轨与道床板、道床板混凝土与钢筋、支承层与路基之间的连接用弹簧单元模拟,建立了可考虑混凝土开裂的路基上双块式无砟轨道三维有限元力学模型,分析了自重荷载、列车垂向荷载、不沉匀沉降荷载、温度梯度荷载作用下道床板的空间力学特性。结果表明:温度梯度荷载对混凝土纵、横向拉应力的影响最为显著;在列车荷载、不均匀沉降及温度梯度荷载作用下,钢筋纵向拉应力均超过了20 MPa;不同荷载作用下,支承层厚度、支承层弹性模量、道床板厚度等参数变化对混凝土和钢筋力学特性的影响不同;混凝土和钢筋纵向拉应力随着道床板裂缝间距的增加而增大。     

旭普林双块式无砟轨道轨排施工

旭普林双块式无砟轨道轨排施工在我国应用还不多。结合郑西客运专线施工现场具体应用,总结旭普林双块式无砟轨道轨排法施工的适用范围、施工程序、施工工艺和施工质量控制要点,为以后类似工程施工提供借鉴。     

地铁沉降地段易修复板式无砟轨道限位方案研究

为研究易修复板式无砟轨道在地铁中应用的可行性,通过建立2种限位方案的非线性有限元模型,分析该结构在直、曲线段的承载能力,并在此基础上考虑大沉降地段填充后对轨道结构安全性的影响。研究表明:（1）\"中心排水沟+顶升预埋件\"的易修复板式无砟轨道能更好地应用于富水软土沉降地段的运营环境,并便于后期维护施工;（2）正常情况下2种结构设计方案均能满足强度设计要求,但发生沉降填充修复后,限位结构受力受横向荷载影响较大,其安全性检算是该类轨道设计的关键;在相同大沉降填充条件下,从限位结构受力方面来看,板下4凸台方案明显优于2凸台方案;（3）在进行地铁易修复板式无砟轨道结构设计时,应保证在最不利荷载工况下单块轨道板范围内限位结构受力对称均匀,并考虑长期使用条件下轨道板的横向稳定性,推荐采用板下4凸台方案。     

单元双块式无砟轨道土工布设置研究

兰新( 兰州—新疆) 铁路第二双线路基段拟采用单元双块式无砟轨道,单元道床板直接浇筑在纵向连续的支承层上时,二者层间良好的粘结制约了道床板温度应力的释放,也给支承层自身带来了较大的附加应力,易引起结构产生裂缝,并破坏结构整体的稳定性。在对试验段长期观测的基础上对结构铺设土工布前后的力学性能进行分析,结合试验段推板试验,给出单元双块式无砟轨道土工布设置意见: 道床板与支承层之间需要设置土工布,板中设置销钉/钢管桩时,土工布为道床板与支承层间提供的摩擦因数不能小于0．6,若支承层设置纵向锯齿槽,土工布可以选用一般材料。     

无砟轨道温度梯度荷载对列车-路基上板式无砟轨道系统动力特性的影响

在吸收国内外研究成果的基础上,建立能够考虑无砟轨道—路基系统各部件间接触状态非线性的列车-路基上板式无砟轨道三维有限元耦合动力学模型,并对建立的三维有限元耦合动力学模型进行相应验证。运用建立的耦合动力学模型,对列车在路基上板式无砟轨道线路上高速行驶时,在列车荷载和无砟轨道温度梯度荷载共同作用下,列车-路基上板式无砟轨道耦合系统动力特性进行研究。研究结果表明: 无砟轨道温度梯度荷载对列车-路基上板式无砟轨道耦合动力学系统轮轨力特性影响很小,但对无砟轨道各部件动力特性有显著影响,在进行无砟轨道各部件动力特性研究时,有必要考虑无砟轨道温度梯度荷载的不利影响; 对于Ⅱ型板式无砟轨道,无砟轨道温度梯度荷载对列车-路基上板式无砟轨道耦合动力学系统动力特性影响与裂缝间距有很大关系,裂缝间距越小,其影响越小。     

长大坡道桥上单元板式无砟轨道纵向力学特性分析

研究目的:为了分析温度荷载、列车荷载作用下长大坡道桥上板式无砟轨道纵向力学特性,为大坡道上无砟轨道设计提供理论依据.研究结论:本文根据"线-桥-墩"纵向相互作用机理,运用有限元方法,建立了"钢轨-轨道板-桥梁-墩台"纵向一体化计算模型,并编制了相应的通用程序.利用所编制的程序,计算了客运专线上常见的5×32 m简支梁和...     

双块式无砟轨道温度场监测方法研究

由于构成无砟轨道主体结构的材料为混凝土等热的不良导体和温度敏感材料,无砟轨道内部温度场的分布特性受环境影响很大,且对无砟轨道受力状态有较大影响,而目前关于无砟轨道温度场的系统研究刚刚开始,急需建立一套合理可行的无砟轨道温度场监测方法为温度应力的计算和无砟轨道设计提供真实可靠的基础参数。为在制定监测方案时合理确定测点位置,对双块式无砟轨道温度场进行了有限元模拟和实测,通过对无砟轨道温度场分布特性分析对混凝土内部温度传感器的布设提出建议。研究结果表明：轨道结构对称部位的温度分布基本相同,轨道结构边角部分温度变化幅度较大;距侧边约30 cm以上的轨道结构内部温度场分布基本相同,在场地有限的情况下,可建立较小的试验段进行测试,要获取无砟轨道整体温度梯度参数,测点布置应距板边至少30 cm以上;采用钢筋、木条等热传导性与混凝土差别较大的材料作为温度传感器附着物时测得的轨道结构温度场同轨道结构实际情况有一定差别,应尽量选择与混凝土类似的材料作为温度传感器的附着物。     

有砟轨道与无砟轨道动刚度特性差异研究

轨道动刚度是不同激振频率的荷载作用下,轨道抵抗变形的能力,由于有砟轨道与无砟轨道两种轨道的组成差异造成两者间存在较大动刚度差异。随着行车速度的提高、中高频段激振荷载的增加,有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异逐渐增大,这对于行车平顺性与结构耐久性会造成较大影响,但目前缺乏轨道动刚度的相关研究。为研究有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异,根据两种轨道的结构特点,建立相应的ANSYS有限元模型,通过对比分析,得出两种轨道的轨道动刚度在中低频段存在较大差异,轨下动刚度在全频段存在较大差异。为保证有砟-无砟轨道过渡段的行车平稳性与结构耐久性,需要考虑两种轨道间的动刚度过渡设计。此外,轨道动刚度特性分析可以指导高速铁路高低不平顺控制,从而保证行车平顺性。     

地铁隧道无砟轨道上拱整治技术措施

地铁隧道结构隆起造成无砟轨道轨道几何尺寸异常,超出轨道扣件设计调整量.通过调整线路设计坡度、设计大调高特殊扣件、调整轨道轨面标高等措施,解决地铁运营线路因隧道隆起造成无砟轨道上拱后几何尺寸超限问题,提出一套完善、切实可行的地铁隧道隆起、无砟轨道上拱整治技术和方法,以完善地铁线路轨道养护维修技术.     

CRTSⅠ型板式无砟轨道施工技术

结合高铁实训基地无砟轨道的施工,从下部基础评估及施工、施工测量、底座及凸形挡台施工、轨道板铺设及精确调整、水泥乳化沥青砂浆和凸形挡台周围树脂灌注,介绍CRTS Ⅰ型板式无砟轨道施工技术.     

减振型无砟轨道对CA砂浆力学性能要求研究

为研究城市轨道交通地铁线路减振型无砟轨道的使用对CA砂浆力学性能的要求,基于有限元理论,建立减振型单元板式无砟轨道的梁-体模型。一方面,研究减振垫的刚度对CA砂浆的变形和受力影响;另一方面,研究CA砂浆自身的弹性模量对其本身变形和受力的影响。研究结果表明：由于减振垫自身刚度较小的缘故,导致CA砂浆承受较大拉应力而存在受拉破坏的危险,随减振垫刚度的减小,CA砂浆和上部结构均会出现较大变形,进而影响轨道平顺性和行车安全;随CA砂浆自身弹性模量的增大,CA砂浆层所受拉应力随之增大,因此在配制高弹性模量的CA砂浆材料的同时必须保证其抗拉强度能够满足CA砂浆抗拉的要求。     

弹性支撑块式无砟轨道力学特性研究

研究目的:由于隧道内净空的限制,重载铁路长大隧道内宜铺设无砟轨道,弹性支撑块式无砟轨道(LVT)以其良好的减振性能逐渐在重载铁路中得到应用。为研究不同轴重和加载方式下LVT结构的应力应变特性,本文以蒙华铁路重载铁路隧道应用的LVT为例,通过建立LVT结构有限元模型,以探讨LVT结构的受力与变形特征,为LVT轨道结构的优化以及设计施工提供理论依据。研究结论:(1) LVT结构能够保证30 t轴重下静力学性能安全性,当轴重由30 t提高至42 t,钢轨弯矩、轨道结构部件应力及位移幅值增长量在40%左右;横向荷载对轨道结构横向位移及应力的影响显著,板端加载时道床板及底座板应力增量分别为284%、1 000%;(2)横向荷载作用下,除支承块横向应力下降,钢轨弯矩、支承块纵向应力、道床板应力、底座板应力均呈现增长趋势,其中道床板及底座板应力分别增长400%、530%;(3)板端加载时荷载由相邻扣件共同承担,扣件节点反力峰值有所下降,荷载作用点下竖向荷载分配比例由2∶1降低至4∶1,横向荷载分配比例由67%降低至47%;(4)本研究结果对重载铁路中LVT轨道结构的设计和施工有指导意义。     

单元板式无砟轨道结构轨道板温度翘曲变形研究

根据单元板式无砟轨道不同施工工艺和结构受力特点,采用弹性点支承梁模拟钢轨,用实体单元模拟无砟轨道各结构层;砂浆填充层采用灌注袋法施工时,轨道板和砂浆填充层之间按接触单元处理;砂浆填充层采用模筑法施工时,轨道板和砂浆填充层之间按黏结方法处理;建立相应有限元模型,进行轨道板温度翘曲变形研究。结果表明:砂浆填充层采用灌注砂浆袋法施工时,轨道板在温度梯度荷载作用下产生的翘曲变形大于模筑法施工;采用模筑法施工砂浆填充层时,轨道板的翘曲变形随上下表面温差幅值的变化呈线性关系;而采用灌注砂浆袋法施工砂浆填充层时,轨道板的翘曲变形随上下表面温差幅值的变化呈非线性关系,温差越大,轨道板翘曲变形的变化幅度越大。有限元模型计算的结果与环形铁道轨道板的翘曲变形实测结果基本吻合,验证了模型的合理性和可靠性。     

地铁下穿古建筑地段装配式无砟轨道振动特性

随着城市轨道交通的高速发展,环境振动问题日益严重,特别是对于古建筑保护地段,振动不可避免地对古建筑产生影响,目前尚缺乏快速城市轨道交通对古建筑的影响研究。基于耦合动力学模型,对比分析古建筑地段一般道床、高等减振道床的振动特性,结果表明：（1）高等减振道床有效降低了古建筑的振动,垂向振动速度减少28%,横向振动速度减少32.3%;(2)高等减振道床对隧道壁的减振效果可达11.29 dB,土体的减振效果达10.78 dB;(3)横向距离振源10～20 m位置为振动不利位置,应避免此处存在敏感地段;（4）列车运行速度对古建筑的振动有较大影响,当列车速度降至80 km/h时,古建筑的振动速度大幅降低,且减振效果最佳。     

遂渝线无砟轨道设计

研究目的:通过遂渝线无砟轨道设计,解决成段铺设无砟轨道的技术难题,供高速铁路无砟轨道设计和施工参考。研究结果:运用先进的理念对板式轨道(包括普通板、框架板、预应力板)和双块式无砟轨道的构造、材料及钢筋混凝土的裂纹进行了详细设计,并提出了解决当前无砟轨道技术难题的方法。     

地铁减振型无砟轨道CA砂浆应力匹配研究

地铁减振型无砟轨道结构中,CA砂浆层位于轨道板和隔振垫之间,起着支承、传载和调整的功能。由于隔振垫的存在,CA砂浆层极易发生破坏,因此需要全面地研究轨道结构参数对CA砂浆的应力影响规律。基于弹性地基梁体模型,研究轨道板的混凝土等级、CA砂浆弹性模量、隔振垫刚度及轨道板长度4个轨道结构参数对CA砂浆应力的影响规律,并通过应力匹配图得到合理的轨道结构参数匹配。得到的结论是CA砂浆弹性模量是对CA砂浆应力影响最敏感的参数;轨道板的混凝土等级、CA砂浆弹性模量、隔振垫刚度及轨道板长度4个轨道结构参数对CA砂浆最大拉应力的影响远大于对CA砂浆最大压应力的影响;通过应力匹配图,提出较为合理的轨道结构参数匹配:轨道板使用C80等级的混凝土、CA砂浆取中低弹模3 000 MPa、隔振垫刚度取0.04 N/mm~3、轨道板长度取4.097 m。     

我国板式无砟轨道的维修与部件更换研究

CRTSⅠ和CRTSⅡ型板式无砟轨道结构在服役期间可能产生损坏,如轨道板破损,高速道岔伤损,砂浆离缝、碎裂,道床沉降超限等,宜根据伤损的不同程度,采用维修或更换两种不同方式修复轨道结构。结合国外高速铁路维修经验,介绍了我国板式轨道局部破损的树脂快速修补、道床沉降的抬板注浆维修等技术;针对轨道部件更换,提出采用材料非线性计算模型进行理论分析,依托索锯设备的研制,形成我国轨道板、充填层和高速道岔的快速更换工法。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道制造技术

京沪高速铁路沧徐段JHTJ-2（DK252＋500~DK335＋096）范围内有约24000块轨道板需预制,在总结京津城际轨道板预制经验的基础上,对预制厂总体设计、工艺装备、生产工艺等进行进一步优化与创新。介绍CRTSⅡ型轨道板结构特点,以及模具制造技术、生产工艺及质量管理等。     

无砟轨道轨道板温度测量与温度应力分析

研究目的:针对秦沈线和遂渝线无砟轨道板存在的问题,对轨道板温度进行全天的测量,总结轨道板温度的变化规律,研究温度对轨道板的影响,根据温度测量结果,进行温度翘曲应力的仿真分析,为板式无砟轨道的结构设计提供参考.研究结论:通过对轨道板进行的温度测量,得出轨道板上表面和底面最高温度较当地最高气温分别高出16 ℃和3 ℃左右,轨道板上下表面的最大温差为10～13 ℃,轨道板侧面的温度梯度接近0.5 ℃/cm的线性变化.通过建立轨道板温度翘曲应力的计算分析模型,得出框架轨道板较普通轨道板发生更小的翘曲位移和翘曲应力;普通轨道板的最大翘曲位移为0.82 mm,框架轨道板为0.61 mm;普通轨道板的最大翘曲纵向应力为1.81 MPa,框架轨道板为1.51 MPa;普通轨道板的最大翘曲横向应力为0.75 MPa,框架轨道板为0.58 MPa.