中国铁道科学研究院2008年科技成果简介(续四)

50 客运专线桥梁用无机复合型混凝土电缆槽盖板和人行道步板暂行技术条件 无机复合型混凝土电缆槽盖板和人行道步板与传统混凝土板相比,具有承载能力高、重量轻、美观、耐用等优点;与RPC、RN等材料板相比,具有造价低等优点.     

RPC型盖板抗裂性及承载能力检测装置的设计与应用

为了判定RPC型铁路电缆槽盖板和人行道步板是否满足工程具体要求,依据Q/CR 2.1—2014《铁路电缆槽盖板和人行道步板第1部分:活性粉末混凝土型》,设计出一套检测上述产品抗裂性及承载能力的检测装置。该检测装置工作适应性强,能够适用于不同规格的RPC型铁路电缆槽盖板和人行道步板的检测,而且能够实现装置的自由移动和盖板的几何对中,使检测结果更加准确。试验结果表明:利用该装置测得的抗裂性及承载能力数据与厂家提供的代表值相差甚微。     

RPC130活性粉末混凝土的配制及工程应用

采用掺入塑性膨胀剂和普通膨胀剂的配制技术设计出了一种活性粉末混凝土配合比。该活性粉末混凝土的性能指标满足设计要求,由于降低了钢纤维的掺量,其材料成本较不掺膨胀剂混凝土每1 m~3可降低100多元。通过延长干拌时间和湿拌时间以及成型后及时将试件放入初养护室内养护等生产工艺,有效解决了掺膨胀剂混凝土抗折强度波动大的问题。同时通过养护时在电缆槽盖板试件上覆盖一层塑料薄膜,解决了试件外观易形成白色斑点的缺陷。     

人行道盖板生态纤维增强混凝土技术研究

采用生态型超高性能纤维增强混凝土(ECO-UHPFRC)代替活性粉末混凝土(RPC)生产人行道盖板,以达到节约成本,保护环境的目的。尝试用尾砂和河砂代替石英砂用于ECO-UHPFRC的配制,用河砂配制了各项性能符合要求的ECO-UHPFRC材料,并在生产中成功应用。     

玄武岩纤维在铁路桥梁RPC盖板中的应用研究

玄武岩纤维是一种无机非金属纤维,具有抗拉强度高、耐腐蚀、耐高温的特点。铁路桥梁电缆槽盖板一般采用预制钢筋混凝土或活性粉末混凝土(RPC)盖板,后者厚度小,可有效降低桥梁二期恒载。RPC盖板中主要添加短切钢纤维,若不按规范要求进行养护加工,会降低材料力学性能,在实际人行荷载作用下存在脆断风险。通过在相同尺寸RPC试件中分别加入玄武岩纤维网和玄武岩短切纤维,研究其对铁路桥梁RPC盖板抗折性能的改善效果。根据对比试验的结果可以得出:玄武岩纤维网可以提高RPC盖板承载能力,有效改善脆断问题,但略微降低了开裂荷载;在一定掺量下,玄武岩短切纤维可适当提高RPC盖板抗折性能,但提高效果低于钢纤维。     

钢筋RPC道砟槽板抗弯承载力试验及破坏特征研究

对铁路桥梁用钢筋 RPC( Reactive Powder Concrete 活性粉末混凝土)道砟槽板进行了抗弯承载力试验研究,探讨了其受力变形性能和试验破坏特征.试验表明:钢筋活性粉末混凝土道砟槽板在50 kN分级加载过程中,其受力变形特征及裂缝发展与普通钢筋混凝土板相似.由于钢纤维的承拉阻裂增强作用,钢筋 RPC道砟槽板初裂缝出现较普通钢筋混凝土板晚,整体刚度有所提高,具有良好的延性性能,破坏形式属于延性破坏,峰值压应变较普通钢筋混凝土板提高约1500×10-6.     

活性粉末混凝土配合比设计研究及生产工艺

新建铁路采用活性粉末混凝土(RPC)混凝土生产盖板,RPC组分包括水泥、石英砂、钢纤维、特殊掺合料和外加剂,导致了RPC成本偏高,通过研究影响RPC活性粉末混凝土质量的主要因素,建议用普通河砂取代石英砂.通过试验确定RPC配合比,介绍RPC盖板混凝土生产新工艺.     

活性粉末混凝土(RPC)配合比设计试验研究

活性粉末混凝土(RPC)是一种新型水泥基复合材料,具有高强度、高韧性、高耐久性、高经济性及稳定性等特点,其性能相较于普通混凝土和高强混凝土更具优越性。目前国内RPC混凝土只用于一些小型构件,如铁路人行道步板、市政下水井盖等,在大型构件领域尚属空白。本次针对RPC混凝土应用于桥梁工程进行试验研究,在基本配合比基础上,根据试验结果不断优化调整,得出满足工程要求的活性粉末混凝土(RPC)配合比;基于RPC混凝土养护温度、龄期、外加剂掺量、水胶比、砂胶比、硅灰掺量和钢纤维掺量等因素对活性粉末混凝土强度影响规律进行研究,以期为活性粉末混凝土应用提供参考。     

RPC在无砟轨道中的应用研究与展望

针对目前高速铁路无砟轨道结构在荷载及环境因素综合作用下存在易开裂、耐久性差、维修困难等问题,提出将材料性能优异的活性粉末混凝土应用于无砟轨道结构。对比普通混凝土和活性粉末混凝土无砟轨道结构的受力性能和经济性指标,发现活性粉末混凝土无砟轨道结构具有较高的技术经济性。活性粉末混凝土在无砟轨道结构中的应用为解决目前无砟轨道结构所存在的问题找到了一条新的途径,同时为实现资源节约利用、发展轻型化高速铁路提供了参考。     

复合材料电缆槽技术的发展

介绍了铁路通信信号用电缆槽的基本技术条件，分析对比了有机复合材料和无机复合材料两种电缆槽的技术性能和使用效果，并对今后的发展提出了设想。     

200 MPa级活性粉末混凝土试验研究

根据加拿大舍布鲁克人行桥采用的活性粉末混凝土配制,研制了适合我国原材料的200MPa级活性粉末混凝土,抗压强度为168.6MPa,抗折强度为21.6MPa。该活性粉末混凝土具有优越的力学性能和耐久性能。由该材料制备的桥梁人行道构件已通过铁道部专家鉴定,拟用于青藏铁路桥梁的实际工程中。     

提高铁路梁式桥人行结构安全性的创新与实践

铁路桥梁主体结构通常牢固可靠,附属设施往往显得薄弱,尤其是人行结构如T梁人行道和墩台吊篮,其结构强度与步行板的安全性较弱。通过在钢支架之间增设托盘框架,横向铺设整体式挡砟人行道板,创新设计了新型人行道结构,提高了人行结构的安全性、可靠性和耐久性,并在上海局集团有限公司管内普速铁路和高速铁路桥梁中得到了应用。建议新型人行道板采用复合橡胶板、普速铁路桥梁墩台采用混凝土板,高速铁路桥梁墩台采用多元合金共渗花纹钢板。     

RPC130活性粉末混凝土在石武客专铁路工程盖板生产中的应用研究

通过对硅灰掺量、钢纤维掺量、石英砂级配组成、W/B(水胶比)大小及混凝土含气量大小五个主要因素之间的组成进行合理匹配设计研究,配制出了性能指标满足设计要求的活性粉末混凝土,并在石武客专河南段SWZQ-2标桥梁工程盖板的生产中进行了成功应用.生产中提出了将盖板竖向放置在铁架上,铁架外表面覆盖一层塑料薄膜的养护方式有效解决了盖板表面色差不均的问题,同时提出通过严格控制石英砂级配组成及质量波动这一技术措施,很好地解决了盖板表面钢纤维外露的质量问题.     

高速铁路路基电缆槽对路基结构的影响分析及优化建议

高速铁路路基电缆槽由于布设位置、结构设计、施工等原因易发生横向排水困难,使地表水下渗基床,从而引起基床积水、翻浆、冻胀等路基病害,影响铁路安全运营。通过理论分析及数值计算,明确了电缆槽导致路基病害的演化规律,指出电缆槽及其与基床表层间离缝为地表渗水的便利通道,电缆槽埋设位置阻碍了基床积水及时排出。为降低电缆槽对路基的影响,避免铁路路基病害的产生,提出了新的电缆槽布设方式和结构设计方案,为我国高速铁路路基结构优化及病害预防提供了新思路。     

活性粉末混凝土桥梁的疲劳可靠性验算

对活性粉末混凝土疲劳试验实测资料进行分析,提出铁路活性粉末混凝土桥梁疲劳验算中混凝土相关疲劳可靠性设计参数取值。编制程序计算多种跨度简支梁在客运专线疲劳列车作用下标准荷载效应比频谱,给出不同跨度简支梁中活性粉末混凝土等效重复应力换算系数。对32m预应力活性粉末混凝土桥梁承载能力极限状态可靠指标进行分析,给出建议的活性粉末混凝土桥梁疲劳设计目标可靠指标和设计验算表达式。     

严寒地区高速铁路混凝土结构耐久性防护技术现状及对策

为提升严寒地区高速铁路混凝土结构耐久性,确保高速铁路混凝土结构在设计年限内安全服役,分析了我国相关行业耐久性设计技术规范中冻融环境下混凝土耐久性提升技术措施的差异,对比研究了常见防护技术性能特点、适用范围及防护效果等。基于我国严寒地区高速铁路混凝土服役环境的特点,总结冻融环境对高速铁路混凝土结构耐久性以及行车安全性的影响,提出严寒地区混凝土结构防护材料技术要求。基于高速铁路立面混凝土结构和平面混凝土结构的特点,有针对性地提出高速铁路混凝土结构防护技术措施,为实现严寒地区高速铁路混凝土结构耐久性的提升奠定基础。     

京沪高速铁路路基上道岔板铺设及质量控制

高速铁路路基上道岔的铺设质量对高速铁路列车运行的安全性、平稳性和舒适性具有重要影响,板式无砟道岔铺设施工中,道岔板铺设是工程质量控制的关键技术.通过对京沪高速铁路南京南站路基上道岔板铺设技术的研究,系统总结了自密实混凝土配制、找平层及底座施工、道岔板粗铺和精调、自密实混凝土灌筑等成套施工技术,介绍了各工序施工质量控制要点.     

RPC混凝土-螺栓连接分段拼装梁构思

活性粉末混凝土(RPC)是一种新发展起来的超高性能水泥基复合混凝土,其抗压强度、抗拉强度远高于普通混凝土或者高性能混凝土,被称之为"类钢"材料,而钢结构又具有工厂精密加工,工地现场安装等特点。探讨将RPC混凝土这种"类钢"材料在工厂预制构件,现场用钢节点板和高强螺栓连接成形的设计构思,介绍RPC混凝土与钢节点板采用高强螺栓连接、分段拼装的板式桥梁设计。     

高速铁路隧道支护结构机械化施工技术

随着我国高速铁路工程建设的迅速发展,隧道工程的数量、难度和质量要求与日俱增。而传统的人工喷射混凝土、拼装钢拱架和浇筑二衬混凝土的施工模式难以满足新时代对施工安全、施工效率、工程质量的要求。因此,研发高速铁路隧道支护的新型机械化成套装备与施工方法势在必行。本文依托某高铁高家坪隧道工程,研究了采用混凝土湿喷机械手、钢拱架拼装机、三臂凿岩台车、涨壳式锚杆、自行式仰拱栈桥、水沟电缆槽台车、新型衬砌台车等成套设备的新型隧道支护机械化施工技术。结果表明,在隧道支护施工阶段,引入先进的机械设备并采用相应的机械配套技术,可显著提高生产率、施工安全及质量,降低施工成本并减轻工人劳动强度,研究成果可为类似工程提供借鉴。     

高速铁路预应力混凝土桥梁预制装配整体式桥面系性能研究

基于我国高速铁路装配式桥梁发展现状和应用前景,为了进一步提升桥梁建造工业化水平,对预应力混凝土桥梁预制拼装桥面系附属结构进行系统研究。通过设计优化,提出一种边墙-电缆槽-防护墙一体化预制装配整体式桥面系设计方案;通过工艺试验,对构件预制、预埋套筒定位、构件吊装、砂浆垫层施工等关键施工技术进行方案优化;最后通过足尺模型试验验证预制装配整体式桥面系在脱轨荷载作用下的力学性能,并通过极限承载力试验进行装配式结构安全性检测。研究成果在京雄城际铁路得以应用,为高速铁路桥梁装配化发展提供了宝贵经验。