CRTSⅠ型无砟轨道板预应力钢棒断裂修复施工探讨

简要介绍了铁路CRTSⅠ型无砟轨道板预应力钢棒断裂防护和修复的施工流程,并对施工流程中需要注意的问题进行了探讨,并针对性地提出了改进建议。     

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。     

中强度预应力HR钢棒在混凝土中的锚固试验及可靠度分析

针对中强度预应力HR钢棒在混凝土中的黏结锚固性能,通过68个锚固构件的拉拔试验,系统研究了混凝土强度、锚固长度、相对保护层厚度、劈裂面配箍率等因素对黏结锚固性能的影响,通过回归分析得出中强度预应力HR钢棒在混凝土中的极限黏结强度计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.基于黏结锚固试验,采用一次二阶矩理论的中心点法进行了锚固极限状态的可靠度分析,提出满足可靠度要求的中强度预应力HR钢棒锚固长度的计算公式.     

高速铁路无砟轨道用预应力钢棒疲劳性能试验研究

高速铁路无砟轨道结构中的钢筋疲劳性能是影响无砟轨道结构耐久性的关键因素。针对CRTSⅠ型、CRTSⅢ型板式无砟轨道预制轨道板采用的预应力钢棒,设计了漏斗形试件,首次采用高频疲劳试验机对预应力钢棒母材进行疲劳性能试验。试验结果表明：预应力钢棒的S-N曲线呈整体连续下降趋势;疲劳次数Nf 在1×106周次之前,随疲劳次数增大,应力幅值降低较为明显;疲劳次数 Nf 在1×106周次之后,应力幅值降低速率逐渐变缓;同时,采用基于 Miner 线性损伤理论的有限元法对预应力钢棒疲劳寿命进行计算分析,计算结果与试验结果吻合良好。试验所得预应力钢棒母材的疲劳寿命曲线,可为高速铁路无砟轨道结构耐久性研究、预应力钢棒合理选材和设计提供依据。     

无砟轨道板张拉工艺的自动控制

哈大客运专线轨道板采用双向后张法预应力混凝土结构,预应力张拉是决定预应力结构安全与无砟轨道板稳定性的重要条件之一,可提高轨道板的整体抗压能力和耐久性,使用寿命更加长久。在原有的液压系统基础上通过对张拉千斤顶的液压油路中安装传感器,将传感信号传送到中央控制器,通过控制器实现张拉过程的自动控制。自动张拉系统的应用更好地控制了预应力施工的精度,使预应力钢棒均匀受力、均匀变形,使张拉质量安全可靠,并实现一个泵站带4个千斤顶同时作业,大大提高了生产效率。     

连续梁大直径预应力钢棒试验研究

针对预应力混凝土连续梁竖向预应力体系所存在的张拉力损失大、钢筋耗材多的情况,对钢筋的材质和工艺进行分析试验,研制强度为1 570 MPa级别、直径为22 mm的预应力钢棒。通过室内试验,对比预应力钢棒与精轧螺纹钢筋的张拉锚固损失、锚固回缩量;通过现场应用试验,测试分析2种预应力体系的有效张拉力水平。研究表明,预应力钢棒体系的有效张拉力为精轧螺纹钢筋的0.95~1.02倍,其受力及锚固性能较好,可替代精轧螺纹钢筋体系;采用预应力钢棒原位替代精轧螺纹钢筋可节约55%钢材用量。     

CRTS Ⅰ型轨道板张拉与水养顺序问题的探讨

分析了CRTS Ⅰ型轨道板生产中张拉与水养顺序对混凝土质量的影响,指出采用先张拉、后水养生产顺序需要脱模强度达到48 MPa,张拉、封锚时间较长容易导致混凝土收缩开裂;通过试验证明,先张拉、后水养容易使预应力钢棒与护套产生相对滑动,水更容易渗入,引起钢棒锈蚀.采用先水养、后张拉顺序,混凝土质量容易保证,水难以渗入,具有显著的技术经济优势.     

螺旋槽预应力钢棒黏结锚固可靠度分析与设计建议

通过拉拔试验探讨了螺旋槽预应力钢棒黏结锚固特性,并统计回归了黏结锚固强度.在试验研究的基础上又进行了可靠度分析,提出了螺旋槽预应力钢棒锚固长度的设计建议.     

CRTSⅡ型轨道板2×42预制生产线预应力钢筋内应力和摩阻力测定技术

通过对在建铁路轨道板场2×42预制生产线预应力钢筋内应力进行了测试和分析,表明预应力分布在规定的范围内;对摩阻损失进行了计算分析,说明整个生产线摩阻损失很小,能够满足规范要求.     

大跨度无砟轨道连续梁桥后期徐变变形研究

无砟轨道能适应高速铁路高平顺性和高稳定性的要求,但可调性很小。预应力混凝土的后期徐变变形会引起桥梁的上拱和下挠,造成轨道不平顺。本文研究混凝土桥梁徐变变形的原理和计算方法,对现行中国铁路规范、中国公路规范和欧洲混凝土规范中的混凝土徐变系数与试验值作了比较。结果表明。3个规范的徐变系数都较实测值大,中国现行铁路规范的混凝土徐变系数又较另2个规范大,比较保守。对一座85 m＋135 m＋85 m的高速铁路预应力混凝土桥梁,模拟施工全过程,按成桥后10 d和90 d两种时间铺轨,计算分析铺轨后20年间由混凝土收缩、徐变、预应力损失引起的徐变变形。结果表明,按现行铁路规范计算所得的上拱值最大可达20 mm,比按现行公路规范计算大得多;徐变变形对铺轨时间较敏感,成桥后等待90 d再铺轨,后期徐变变形上拱度可显著下降。     

高速铁路运营期间CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板断裂修复技术

运营期间的高速铁路无砟轨道维修时间紧,施工安全风险高、难度大。结合某高速铁路运营期间CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板断裂问题,比选了揭板彻底修复和横联帮宽底座板两种技术方案,通过模拟现场工况进行了工艺试验。工程实践证明揭板彻底修复技术能够满足运营期间高速铁路维修施工的要求,可以为类似问题的修复施工提供参考。     

跨坐式单轨交通预应力钢筋混凝土轨道梁动力性能试验与分析

对重庆跨坐式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁、墩体结构进行了动力试验,测试其动力特性及在不同行车速度下的动力响应.测试及分析结果表明,预应力钢筋混凝土轨道梁结构实测自振特性与理论计算结果基本相符;轨道梁结构具有较好的竖向刚度和结构强度;单轨车辆以不同速度通过桥梁时,试验梁横向基频、横向加速度等横向振动性能与<铁路桥梁检定规范>的要求有一定差异;运行单轨车辆对轨道梁结构有一定的冲击作用,但不显著;墩体结构横向动力性能良好,满足限值要求.     

PHC管桩抗震性能试验研究及数值模拟

研究目的:为研究PHC管桩在低周往复桩身横向荷载作用下的抗震性能,依据国内相关规范,在对试验工况进行数值模拟及非线性分析的基础上,设计PHC管桩标准试件,并在试验台上进行低周往复加载试验,得到PHC管桩的延性及耗能能力水平。此外,进一步研究其在拟地震力作用下的受力状态、破坏机理,发现了PHC管桩耗能能力不足的根本原因。研究结论:(1)依据国内规范所设计的PHC管桩,其延性变形及耗能能力不足,试件由于受拉区的预应力纵筋受拉断裂而发生脆性破坏,桩身裂缝未充分发展;(2)PHC管桩耗能能力不足的主要原因是预应力钢棒的脆性破坏限制了高强混凝土的裂缝发展,未能有效地发挥高强混凝土的高承压性能;(3)建议增配变形能力强的普通钢筋以改善PHC管桩抗震性能,从而增强其在高烈度地震区结构基础领域的应用效果。     

印度IRC规范预应力混凝土桥梁设计实践

研究目的:本文就实例介绍遵循IRC规范的预应力混凝土桥梁设计,有助于了解IRC桥梁规范.研究结论:预应力钢筋及混凝土的材料力学性能与我国规范相差不大,预应力损失计算也基本相同.预应力结构的安全通过控制应力状态和极限承载能力两项来保证.IRC:18的应力状态要求较严格,不允许混凝土出现拉应力,即不允许部分预应力混凝土设计.这样做的优点是设计偏于保守,结构安全裕量较大;缺点则是限制部分预应力的使用,不利于灵活适应不同设计要求和环境条件.     

高速铁路40 m跨度预制后张法预应力混凝土简支箱梁试验研究

高速铁路40 m跨度预制后张法预应力混凝土简支箱梁首次在我国郑济高速铁路郑州至濮阳段黄河特大桥北岸引桥进行工程应用。为了验证其预制工艺和结构受力性能是否满足规范要求,以3孔工程梁为试验对象开展了混凝土水化热测试、摩阻测试、预应力终张拉效果测试和静载弯曲试验。结果表明:试验梁水化热测试结果和浇筑工艺合格,预应力施加准确,预应力效果满足设计要求;试验梁抗裂安全性满足规范要求。3孔试验梁预制工艺和结构受力性能满足规范要求,40 m跨度简支箱梁可以推广使用。     

高速铁路大跨度预制后张法预应力混凝土简支箱梁试验研究

高速铁路40 m预制后张法预应力混凝土简支箱梁首次在我国郑济高铁郑州至濮阳段黄河特大桥北岸引桥进行工程应用,为了验证其预制工艺和结构受力性能是否满足规范要求,以3孔工程梁为试验对象开展了混凝土水化热测试、摩阻测试、预应力终张拉效果测试和静载弯曲试验。结果表明：试验梁水化热测试结果和浇注工艺合格,预应力施加准确,预应力效果满足设计要求;试验梁抗裂安全性满足规范要求。3孔试验梁预制工艺和结构受力性能满足规范要求,为40 m简支箱梁的进一步推广使用提供了有力保障。     

跨坐式单轨交通预应力混凝土轨道梁制作技术

跨坐式单轨交通系统的预应力混凝土轨道梁既是承重梁又是车辆的轨道,其制作精度要求很高,必须采用专用的模板。介绍了重庆市单轨交通系统中的预应力混凝土轨道梁模板的构造,并阐述了在轨道梁制作过程中应重点做好钢筋制作、预应力管道定位、混凝土拌制、成型、养护及预应力筋张拉等工序的工作。     

悬臂浇筑施工中连续箱梁预应力管道摩阻测试研究

通过应用最小二乘法原理,由规范中的公式推导预应力管道摩阻系数κ和μ的算式,结合杭州湾跨海大桥北引桥悬臂浇筑施工连续箱梁预应力管道摩阻的现场测试,计算出实际预应力管道摩阻系数,并与设计值和规范值比较,表明管道成孔良好,符合设计要求.     

常用跨度无砟轨道铁路桥梁动力性能试验研究

通过遂渝线常用跨度无砟轨道铁路桥梁的动力性能试验,测试CRH2型动车组和120 km.h-1速度等级试验货物列车通过时的24和32 m预应力混凝土箱梁的自振特性和动力响应。试验结果表明,24和32 m箱梁可以满足这2种列车通过桥梁时的安全性要求;梁体的竖、横向自振频率符合相关规范要求。在这2种列车作用下,梁体跨中挠跨比、挠度动力系数、跨中横向振幅、跨中竖横向加速度、墩顶横向振幅、梁端转角、支座横向动位移、梁缝两侧钢轨支点的竖横向相对位移均符合相关规范要求,但是部分测点的梁体应变动力系数超出设计规范要求。梁体竖横向阻尼比和跨中竖向振幅也均正常。实测24,32 m箱梁跨中挠跨比分别为1/11436和1/12 386,但设计规范值和设计采用值只有1/1 200和1/4 000,且梁端转角只有规范要求的1/10左右,由此可见梁体竖向刚度设计过于保守。     

预应力混凝土轨道梁张拉施工中的变形和应力

介绍预应力混凝土轨道梁材料配合比和力学性能;轨道梁的张拉控制应力和钢绞线伸长值,实测伸长值与理论伸长值的相对误差都在规范允许范围内;用有限元仿真模型计算了张拉过程中梁体产生的竖向反拱值和梁体应力值,结果表明有限元模型计算结果与采用规范设计公式计算结果吻合良好。