无砟轨道监测数据信息管理系统的设计与实现

无砟轨道在役服役状态的劣化现象突显,对服役性能关键参数进行监测和管理具有重要价值。提出CRTSⅡ型板式无砟轨道监测数据信息管理系统的总体架构和各个模块的功能;基于Oracle数据库开发平台,建立相应的轨道板服役性能关键参数数据库系统;以C/S方法对轨道板监测数据库的管理和使用,并利用华东地区某高速铁路作为实例对所提方法进行验证。结果表明:采用云端服务器和Oracle数据库可以实现CRTSⅡ型板式无砟轨道监测数据信息管理系统的开发;利用OLE-DB数据库可以有效地实现轨道板监测数据库的功能;且该系统可以实现监测数据查询、可视化和服役状态实时预警等功能;建议可以采用此系统对轨道在役服役状态进行监测和管理,以便更好地保障高速列车行车安全。     

寒区无砟轨道服役性能演化与提升技术研究进展

无砟轨道结构的耐久性、可靠性是保证高速铁路长期安全运营的关键。针对寒区无砟轨道典型环境作用特征、服役性能演化与提升技术等相关问题进行综合论述,分析寒区无砟轨道面临的温度荷载、路基冻胀和冻融循环等典型环境作用特征;总结与服役性能相关的寒区无砟轨道损伤演化和耐久性问题,论述寒区无砟轨道服役行为未来的研究趋势;归纳新建和在役无砟轨道服役性能提升技术,以期为我国寒区无砟轨道服役性能提升提供坚实的理论基础和技术沉淀,推动我国高速铁路高质量、高速度、应用场景多样化发展。     

高速铁路无砟轨道线路动静态检测数据均值差异性研究

均值管理是评价线路平顺性状态的重要指标。高速铁路无砟轨道高平顺性、高稳定性的特点决定了均值管理具有更为重要的意义。通过对比分析杭长、宁安客运专线和合福高速铁路的轨道几何动静态检测数据,发现在线路状态较好的情况下,无砟轨道动静态检测数据均值差异很小,尤其是轨向、轨距不平顺。轨道平顺性状态、结构形式及初始状态是影响无砟轨道动静态差异的重要因素。因此在建设阶段应注重无砟轨道精调质量的提升;在运营阶段应结合不同轨道型式自身的结构特点对无砟轨道进行动静态管理。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道基础变形重点区段监测技术研究

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构基础变形问题,提出一种基于光纤振动加速度传感阵列的高速铁路无砟轨道基础变形监测方法。在某运营高铁线路路桥过渡段采用该方法进行现场实测,通过联合经验模态分解(EMD)-功率谱分析方法得到轨道结构的振动特性。测试结果表明:轮轨振动信号经过轨道板、CA砂浆层以及底座板的层层衰减后到达电缆槽内振动信号的峰值加速度与现有文献一致,说明该监测方法正确。该方法为高速铁路无砟轨道结构健康状况的长期监测提供了新思路,同时可为后续无砟轨道结构局部变形的病害识别以及趋势预测建立特征库。     

高速铁路道岔区无砟轨道伤损现状及分类研究

高速铁路道岔区无砟轨道服役状态是影响列车安全及运行质量的重要因素之一。为确保道岔区无砟轨道在设计年限内安全服役,在调研我国高速铁路道岔区无砟轨道伤损现状的基础上,基于高速铁路道岔区无砟轨道结构特征,分类研究了道岔区无砟轨道伤损形式及伤损特点,分析了不同伤损的形成原因,为高速铁路道岔区无砟轨道设计创新提供参考,也为道岔区无砟轨道伤损快速修复技术提供依据。     

长期列车荷载下无砟轨道-桥梁结构刚度退化试验研究

为研究长期列车荷载作用下高速铁路无砟轨道-桥梁结构刚度退化规律,制作了CRTSⅡ型无砟轨道-简支箱梁结构体系1:4缩尺试验模型.通过开展1.8×107次多级变幅长期列车荷载试验,分析了无砟轨道-桥梁结构体系的挠度与刚度演化规律,研究了结构体系刚度退化情况并预测了其服役寿命.研究结果表明:多级变幅列车荷载长期作用下,无砟...     

高速铁路无砟轨道整治效果评估方法探讨

轨道系统的服役状态直接影响高速列车的安全、平稳运行。随着无砟轨道结构的大量投入使用,无砟轨道病害成为影响线路平顺性和稳定性的主要因素之一。目前病害的整治措施有很多,但如何对整治效果进行有效的评估是日常维护工作的难点之一。结合目前我国高速铁路无砟轨道结构存在的几种主要病害和整治方法,对轨道动态检测、光纤传感监测和地质雷达无损检测3种整治评估方法进行介绍和对比,为整治评估方法在高速铁路无砟轨道上的推广应用提供参考。     

京沪高速铁路高架站轨道系统长期监测技术

研究目的:高铁行车密度大、天窗时间短,列车的高速运营对轨道系统的安全性和平稳性提出更高的要求。高架站轨道系统是高速铁路轨道系统安全服役中最敏感最典型的区域,为保障列车的安全平稳运行,需建立高速铁路高架站-无砟轨道-道岔长期监测系统,实现高架站轨道系统服役状态的实时在线监控,并对可能发生的破坏进行预测预警。研究结论:(1)高速铁路高架站长期监测系统包含数据测量、数据采集传输及数据管理分析三大子系统,实现了监测数据的自动采集、传输、分析、预警预测等功能;(2)系统采用光纤光栅技术监测轨道受力和小变形,采用视频感知技术监测轨道敏感部位大变形,系统测量精度高、安全防范性和长期稳定性好;(3)利用长期监测系统对尖轨尖端的纵向位移和轨道板温度梯度的实时监测,发现尖轨尖端的纵向位移变化趋势与轨温变化趋势相同,但滞后于轨温变化,轨道板表面和底面的温度则呈周期性昼夜交替变化;(4)该研究成果可为高速铁路轨道系统的病害整治和养护维修提供科学依据。     

高速铁路轨道结构理论研究进展

轨道结构安全服役的关键理论研究是确保我国大规模高速铁路路网高效运营的重大基础性工作,本文针对我国高速铁路轨道结构安全服役问题进行了综合论述,提出以高速道岔、无砟轨道、无缝线路三大关键轨道结构为研究对象,围绕环境因素与列车动荷载耦合、重复作用下工程结构与材料动态性能演化、高速铁路轨道结构损伤及累积变形、高速车辆系统与固定轨道结构的动态相互作用演变机制等关键问题,开展其动态性能演变及服役安全理论和工程技术方面的研究,以期为我国高速铁路轨道结构服役安全与高效维护提供基础理论和关键技术支撑。     

高速铁路无砟轨道支承层服役现状及伤损机理

支承层是路基段CRTSⅡ型板式无砟轨道及双块式无砟轨道的重要结构，其服役性能直接关系到无砟轨道结构整体稳定性和高速列车的安全运行。本文介绍了支承层的材料、作用及其性能指标。通过调研不同地区、不同时期建造的高速铁路无砟轨道支承层服役现状，发现个别地区无砟轨道支承层出现不同程度伤损。根据支承层伤损特点划分了支承层伤损类型，分析了环境冻融循环、温度梯度及高速列车动荷载对支承层伤损的影响。对某服役近10年的高速铁路粉化支承层取样测试，结果表明：Ⅲ级粉化支承层抗压强度低于设计强度，支承层总碱含量满足标准要求，水化产物中未发现有害物质，支承层抗冻性不足可能是其粉化的主要原因。     

组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳特性

基于列车—轨道—桥梁耦合动力学理论、无砟轨道与桥梁间纵向相互作用理论及无砟轨道温度场和温度效应理论,建立考虑服役期间无砟轨道钢筋与混凝土的相互作用、无砟轨道混凝土的开裂与闭合效应、无砟轨道荷载时变特性共同作用的桥上纵连板式无砟轨道疲劳寿命预测方法。以高速铁路32m多跨简支箱梁桥上无砟轨道为例,运用该方法研究组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道的疲劳特性。结果表明:为了较准确地预测服役期间桥上纵连板式无砟轨道的疲劳特性,必须同时考虑列车荷载、温度荷载及温度梯度荷载的共同作用;桥上纵连板式无砟轨道的疲劳寿命由梁端处的轨道控制,梁端处轨道板底面混凝土和底座板顶面混凝土更易发生疲劳破坏;气候环境和无砟轨道裂缝间距对桥上纵连板式无砟轨道各部件的疲劳特性有很大影响,武汉地区无砟轨道的轨道板混凝土、底座板钢筋、底座板混凝土的疲劳寿命分别是哈尔滨地区的2.5,3.9和222.6倍,当裂缝间距由2倍扣件间距变为1倍时,无砟轨道钢筋的疲劳寿命增加10倍以上。     

高速铁路无砟轨道结构部件快速更换技术

针对我国运营高速铁路无砟轨道结构伤损已经显现,个别结构部件伤损严重需要更换,但尚缺乏相应更换技术和更换材料的现实问题。为实现高速铁路无砟轨道结构部件天窗时间内快速更换的目标,研究了无砟轨道结构关键部件更换材料及装备,提出无砟轨道结构关键部件快速更换工艺,形成了我国自主知识产权的高速铁路无砟轨道结构部件快速更换技术体系,为我国高速铁路无砟轨道的养护维修奠定了技术基础,对于保障高速铁路安全运营具有重要意义。     

新建铁路无砟轨道板养护温度测控研究

本文对新建高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道板蒸养中的养护制度、测点分布进行了研究;并对养护期间的温度场进行了监测。根据各测点温度曲线变化规律,分析了养护时间与生产不匹配问题,并对存在问题提出改进措施。     

一种智慧型无砟轨道在线监测方法及应用研究

无砟轨道结构服役性能状态直接关系到高速列车的运行状态,有必要对表征服役性能状态的关键参数进行在线监测.通过在纵连式无砟轨道结构相关部位中布设温度及位移传感器,采用太阳能作为能源供给,利用数据库和微信小程序相结合的模式,以阿里云服务器为中介,进行无砟轨道服役性能关键参数的在线传输与管理.将所提方案实施于某高铁线路轨道结构...     

高速铁路工务工程前沿基础理论与科学问题——轨道系统与运维机制

随着我国高速铁路的不断发展和持续建设,铁路基础理论与应用技术研究也取得了显著进步。本文对我国近年来在高速铁路有砟轨道、无砟轨道、轨道服役状态监测与健康管理方面所开展的研究工作和取得的研究成果进行了系统的梳理和总结,结合我国高速铁路在实际运营过程中出现的问题,指出目前高速铁路轨道系统及运维机制研究的不足和存在的问题,并对未来需要开展的研究工作及其主要的科学问题提出建议。     

盾构下穿高速铁路路基与隧道的变形传递机理及特征研究

以5个盾构隧道下穿既有高速铁路隧道或路基工程为依托,通过对既有结构沉降数值模拟计算,研究得到了既有高速铁路工程结构在盾构下穿过程中的变形和传递规律;通过已完工的3个工程案例的结构及轨道现场变形监测数据与理论计算结果对比,验证了模型准确性。研究结果表明：（1）隧道刚度越大,相同条件下轨道与结构的差异变形就越小,盾构隧道与路基U形槽的钢轨差异变形较明挖法隧道增大约25%,最大的差异变形均发生在隧道结构与无砟轨道支承层之间,总差异沉降占比约为60%～85%,而采用碎石道床的计算路基沉降与轨道道床沉降基本一致;（2）不同地层条件对隧道-轨道的变形传导规律无明显影响;（3）在相同结构变形条件下,Ⅱ型板式无砟轨道的轨道变形小于Ⅲ型板式无砟轨道,2种无砟轨道变形传递主要发生在底座板与中间层之间。通过对以上工程的分析以及规律的研究,可为类似盾构下穿高速铁路路基与隧道工程的工前预测准备提供借鉴。     

赣江特大桥跨九龙大道道岔连续梁拱桥轨道服役状态监测研究

大跨度桥铺设无砟轨道和无缝道岔技术难点多、结构间相互作用复杂,是高速铁路轨道结构的薄弱环节,为保障列车安全运营,需对轨道结构进行长期实时监测.以赣江特大桥跨九龙大道道岔连续梁拱桥上无砟轨道为监测对象,建立基于光纤光栅技术的高速铁路大跨度桥上轨道结构监测系统.通过对监测数据分析,得出炎热季节(7月)月最高道床板温度高于月...     

高速铁路无砟轨道区段路基上拱整治技术

高速铁路桥涵过渡段路基上拱造成无砟轨道高程异常,超出扣件调整范围,成为高速铁路运营维护的一大难题。为恢复上拱段无砟轨道结构的稳定性、平顺性和线路允许速度,开展了路基上拱整治技术研究,提出合理整治措施,并予以实施。通过安装分层自动监测系统和钻芯取样,分析上拱原因。采用切割、减薄支承层、注浆植筋、落道整治等措施解决了无砟轨道高程超限问题。并制定了防排水措施。上述探索初步给出了一套完善、切实可行的高速铁路无砟轨道区段路基上拱整治技术和方法。     

基于运营性能的高速铁路大跨度桥梁健康管理探讨

面向我国高速铁路大跨度桥梁结构特点和管养现状,研究提出基于运营性能的高速铁路大跨桥梁健康管理总体思路。通过高速轨检车轨道几何周期巡检结果和有砟道床捣固指数,建立基于灰度理论的捣固指数预测模型,为桥区有砟轨道线路养修提供依据。基于健康监测数据,分别引入ARMA模型、神经网络法及三分之一倍频程谱方法对桥梁结构整体状态实时预警。提出梁端伸缩装置和大吨位支座桥梁关键部位专项监测技术,构建了基于钢轨横向偏移量和伸缩装置疲劳应力变幅的梁端伸缩装置评定方法,以及基于累积位移的支座耐久性预测与评估方法。研发了基于BIM的大跨度桥梁故障预测与健康管理系统,提出了桥梁状态分层分级评估方法,融合多源数据进行历史趋势分析、故障诊断与预测,为实现高速铁路大跨度桥梁健康管理奠定了基础。     

CRTSⅢ型无砟轨道逐轨枕复测及大数据运用研究

随着我国高速铁路快速发展,对高速铁路无砟轨道平顺性要求也越来越高。本文以新建郑州至周口至阜阳高速铁路设计采用的CRTSⅢ型板式无砟轨道结构为研究对象,重点解决无砟轨道施工精度控制技术难题,降低长钢轨精调中使用的非标准扣件材料用量。针对此难题项目部在无砟轨道施工中采用逐轨枕复测方法,对复测数据进行收集整理并分析运用,以提高无砟轨道施工精度,降低长轨精调费用,可为类似无砟轨道施工提供参考。