高速铁路无砟道床伤损判定关键指标优化北大核心

结合TG/GW 115—2012《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》和工程实践经验,对无砟道床伤损等级判定指标进行了优化。建议《高速铁路线路维修规则》(报批稿)中高速铁路无砟道床伤损分类沿用现行维修规则中的分类方法,并增加CRTSⅢ型板式无砟道床伤损形式。无砟道床伤损等级划分由三级调整为两级,对Ⅰ级伤损应做好观测、记录、分析,对Ⅱ级伤损列入维修计划并适时修补;将CRTSⅠ型板式无砟道床砂浆层离缝判定指标中的对角线长度替换为离缝长度,并给出了其等级判定标准;将CRTSⅡ型板式无砟道床砂浆层伤损等级判定指标中的“离缝深度、离缝对角线长度”修改为“离缝面积比”,并给出了其等级判定标准;将无砟道床伸缩缝嵌缝材料的离缝、开裂、缺损统一判定为失效。     

新建高速铁路有砟轨道线路平顺性控制技术

基于高速铁路有砟轨道设备的记忆性及维修天窗资源的有限性,在施工建设阶段开展高速铁路有砟轨道平顺性控制,提高线路开通运营品质具有重要的意义。通过对比分析两条有砟轨道开通后平顺性自然衰减规律,发现有砟道床稳定性是线路开通后维持轨道平顺性的核心要素,而捣固作业后的稳定作业是提高道床密实度和稳定性的主要手段。为此以杭黄铁路有砟轨道建设为载体,提出"先轨距调整、后大机整道、再扣件调整"的精调流程,"少捣多稳、低速重稳"的大机作业模式。实践证明,采用上述做法,杭黄铁路拉通试验中正线轨道几何尺寸均值指标TQI为2.5 mm,峰值指标偏差扣分为0,成效显著。     

不等精度铁路水准网的建立及平差方法

研究目的:在铁路工程建设中,一条线路由于构筑物的不同有时需要建立不同等级的高程控制网,目前做法是不同等级的水准网在不同的阶段分别进行测量和平差计算,存在着以下两个弊端:一是在不同阶段分别进行测量,造成重复测量,加大了投入;二是两次测量后出现断高,需要在路基段通过调整线路纵断面的方式消化,给工程建设带来不便。针对此问题研究一次建立不等精度铁路水准网的解决方案。研究结论:根据理论研究和生产实践,本文提出了一次建立不等精度铁路水准网的方案,研究了不等精度控制网的布设、观测方法,推导了利用不同水准测量精度和水准路线长综合进行定权的方法,并结合工程案例进行了平差计算和对比分析研究。结果表明:(1)不等精度铁路水准网的定权和平差方法正确,平差后高程成果满足同一铁路工程中不同段落不同等级高程控制测量精度的需要;(2)建立不等精度水准网优化了生产组织,可减少水准测量的投入,值得在铁路高程控制测量中推广应用,对铁路工程测量规范中有关水准测量内容的完善具有参考价值。     

Ⅲ型混凝土轨枕有砟道床纵横向阻力设计参数试验研究

研究目的:在此之前,国内曾经对铺设Ⅱ型枕的有砟道床阻力进行过测试,并提出过道床阻力参数。但随着我国高速铁路的大规模建设和既有线的不断提速,有砟轨道普遍使用Ⅲ型混凝土轨枕,同时道床断面尺寸、道砟材质及颗粒级配不断强化提高,确定Ⅲ型混凝土轨枕有砟道床线路阻力是进行有砟轨道无缝线路设计的一项重要基础工作。研究结论:本文选取武汉至襄樊区间增建第二线云梦段作为测试工点,通过现场原位测试和对测试数据进行数理统计分析,拟合确定了Ⅲ型混凝土轨枕有砟道床纵向、横向阻力曲线,同时计算了Ⅲ型混凝土轨枕有砟道床的等效横向阻力,其结果可为铁路无缝线路设计阻力的取值提供参考。     

城市轨道交通有砟轨道的应用及养护维修探讨

绿色低碳可持续的城市轨道交通发展对“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义。围绕有砟轨道技术在城轨线路中的应用及其养护维修进行探讨,可为城市轨道交通高效、高质量发展提供研究思路。基于对传统铁路有砟道床服役年限的总结,通过线路年通过量计算不同制式城轨线路中的有砟道床服役寿命,并进一步针对地面线及高架线城轨有砟道床开展结构选型研究。在此基础上,对国内外城轨有砟道床养护维修相关新型机械及维修工艺进行介绍,为有砟轨道在城市轨道交通中的实际工程应用提供借鉴和参考。     

有砟轨道道床断面检测系统的研制

为满足铁路现场有砟轨道道床高效养护维修的需要,研制了一套基于激光扫描技术的有砟轨道道床断面检测系统。该系统配备高精度激光扫描传感器,在车辆高速运行的状态下实时获取有砟轨道道床区域的高精度点云信息,并通过多坐标系变换进行空间映射从而建立基于轨道坐标系的道床三维模型,最后基于凸集理论和空间分析算法模型实现了有砟轨道道床断面缺陷和盈/欠砟量的快速自动检测。铁路线路试验表明该系统能够快速高效地检测有砟轨道道床状态,为铁路有砟轨道道床养护维修提供准确、可靠的数据。     

高速铁路CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道静态调整

武广客运专线在国内首次采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床,铺设跨区间无缝线路。在无缝线路铺设完成、长钢轨应力放散、锁定完成后即可开展轨道精调工作,轨道精调分为静态调整和动态调整2个阶段。结合工程实践,从施工准备、数据采集分析及现场调整等对无砟轨道静态调整技术进行阐述。     

道砟胶对道床参数的影响研究

为了明确经过道砟胶组织后,道床参数的变化情况,在试验室进行了轨道实尺模型试验,测试了喷道砟胶前后道床纵、横向阻力、支承刚度的变化情况。试验结果表明:如果喷胶量为48 kg/m3,枕底、枕间及砟肩都喷道砟胶时,道床纵向阻力大约提高8.5倍,横向阻力大约提高17.4倍,加载的竖向力为140 kN时支承刚度提高37.6%,并且在卸载5 min内轨枕位移约恢复90%。因此,道砟胶可以应用在小曲线半径无缝线路、无砟轨道向有砟轨道的过渡段上,以提高道床横向阻力、调整道床支承刚度。     

武广客运专线双块式无砟轨道静态调整技术

武广客运专线在国内首次采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床,铺设跨区间无缝线路。在无缝线路铺设完成,以及长钢轨应力放散、锁定完成后即可开展轨道精调工作。轨道精调分为静态调整和动态调整两个阶段。结合工程实践从施工准备、数据采集分析及现场调整等对无砟轨道静态调整技术进行阐述。     

铁路隧道高程贯通测量若干问题探讨

相关规范中铁路隧道高程贯通误差限差为50 mm,随着特长隧道越来越多,为研究铁路隧道高程贯通误差限差指标(≤50 mm)对于特长隧道的适宜性问题,以136座隧道实际贯通资料为基础,对实测高程贯通误差进行统计分析,结果表明,原指标亦适用于当前特长隧道(20 km以上)高程贯通误差限差控制要求。基于隧道高程贯通误差与环闭合差理论公式分析,证明当洞内、外高差环闭合差限差满足要求时,隧道高程贯通误差限差亦满足规范要求。对于隧道贯通前后高差闭合差不一致的情况,可采用高差闭合差检查法进行判断;当高差闭合差在限差以内时,应采用线路定测高程,不设断高,并采用所有稳定可靠的线路水准基点为基准进行约束平差,计算隧道控制网点的高程。当隧道施工控制网直接水准高差的闭合差与线路定测水准闭合差超限时,在确认直接水准高差无误后,应采用施工独立高程。以西成高铁大秦岭隧道为例,验证了该方法的可行性。     

高速铁路跨越活动断裂带轨道结构选型

针对高速铁路跨越活动断裂带特点,提出轨道结构选型原则;针对有砟轨道、无砟轨道和聚氨酯固化道床结构特点,以及活动断裂带的适应性进行分析,提出活动断裂带轨道结构选型建议。研究表明,设计时速250 km及以下线路,优先采用有砟轨道;设计时速300 km及以上线路,为保证全线无砟轨道结构形式统一,活动断裂带范围可采用单元式的无砟轨道结构。结合活动断裂带活动强度和特点,开展线路、桥梁、路基、地质和轨道多专业专题研究,采取相应措施对无砟轨道和下部基础结构进行特殊设计,保证线路运营期具备足够调整量。     

山西中南部铁路通道重载线路道床施工技术

山西中南部铁路通道是我国第一条30 t轴重重载铁路,有砟轨道占全线长77%,道床施工质量控制对于重载线路的运营安全和经济性尤为重要。文章结合山西中南部铁路道床施工,对重载线路道床施工工序、关键工序质量控制标准、施工组织和机具配备以及道床施工质量和安全控制措施进行了介绍。施工效果良好,能满足重载线路有砟轨道状态要求。     

重型弹性支撑块无砟轨道施工装备的研究

重型弹性支撑块新型框架针对客运专线弹性支撑块无砟道床施工设计,集工具轨、高低调节器、模板为一体,用60 kg/m钢轨和型钢制造。框架各部尺寸和轨面高程按铺设60 kg/m钢轨技术条件设计。此重型弹性支撑块无砟轨道排架能够满足我国时速200、250、300 km及以上客运专线,以及重载铁路弹性支撑块无砟轨道道床施工,并能在路基、桥梁、隧道内施工,它适用于各类弹性支撑块无砟轨道断面道床施工,满足铺设长轨的道床技术要求。     

铁路道床状态评估及大修决策关键技术

为了更好地进行有砟轨道大修决策，本文对国内外有砟道床的大修时机判定方法、道床状态的检测方法及合理评价指标进行分析，考虑轨道质量指数的劣化速率、道床脏污程度、线路通过总质量及轨道刚度均匀性四项因素，提出了道床状态综合评价指标——道床健康指数。结果表明：线路累计通过总质量及道床脏污率是目前道床大修时机的主要判定依据；基于探地雷达的有砟道床脏污连续检测及评估技术可为道床大修时机的判定提供重要依据，但需进一步考虑道床脏污成分的影响；轨道刚度是影响维修工作量的主要因素，可通过加载车进行连续检测，但需研究不同线路运营条件下刚度合理评价标准；道床健康指数计算结果与实际情况一致，可以用来评价道床状态。     

长钢轨直铺法施工无砟道床技术应用

结合吉隆坡Ampang轻轨项目特点,对传统的无砟道床施工技术进行对比分析,提出了一种新型的长钢轨直铺法施工无砟道床技术。详细介绍了采用该技术需要投入的特殊设备(钢轨支撑调整系统)及组装的流程,从工序及设备投入方面与传统的无砟道床施工工艺进行比较,分析了该技术的优点。长钢轨一次铺设无砟道床施工技术尤其适合道床断面复杂、曲线半径小且施工环境条件困难的城市轨道交通工程。     

客货共线铁路弹性支承块式无砟轨道伤损分析及整治

针对客货共线铁路长大隧道内弹性支承块式无砟轨道结构在运营后出现支承块开裂、道床高程控制不到位等病害的问题,通过现场调研,分析了弹性支承块式无砟轨道的病害原因,明确了支承块橡胶套靴帽檐与道床表面的位置关系,并给出了相应的整治措施.建议严格控制道床表面高程,确保其低于橡胶套靴帽檐底部2 mm;道床板混凝土不得与支承块固结,...     

米轨混凝土枕道床横向阻力离散元数值模拟

研究目的:为分析米轨混凝土枕有砟道床横向阻力变化特征,本文首先通过圆筒堆底试验与离散元模拟对道砟的摩擦系数进行标定,然后采用离散元法研究匀速推动轨枕和变速推动轨枕两种情况下米轨道床横向阻力特性,同时用单根轨枕测试法开展米轨道床横向阻力试验以验证离散元模型的正确性,最后利用离散元模型探究道砟堆高和道床肩宽对米轨混凝土枕有砟道床横向阻力的影响。研究结论:(1)通过圆筒堆底试验与离散元模拟发现,道砟颗粒摩擦系数取0. 63时与试验结果相吻合;(2)与匀速推动轨枕相比,变速推动轨枕得到的道床横向阻力仿真值与实测值更吻合,因此变速推轨枕得到的道床横向阻力的仿真精度更高;(3)米轨混凝土枕有砟道床横向阻力随着砟肩堆高的增加而增大,砟肩堆高150 mm能显著提高米轨混凝土枕有砟道床横向阻力;(4)随着道床肩宽的增加,米轨混凝土枕有砟道床横向阻力不断增大,当道床肩宽在400～500 mm之间时对道床横向阻力的提高最经济有效;(5)本研究成果可为米轨铁路无缝线路设计理论和米轨铁路有砟道床设计理论提供参考。     

桥上挡砟板-道床横向阻力试验及分析

研究目的:道床横向阻力是有砟轨道的基本力学参数。为研究挡砟板参数对道床横向阻力的影响,针对有砟道床-挡砟板结构体系,采用5种不同形式挡砟板,通过实尺1∶1道床横向阻力试验,分析不同类型挡砟板对道床横向阻力和挡砟板抗倾覆性的影响。研究结论:(1)使用挡砟板后,由于取消道床边坡,道床横向阻力有所减小,但减小量不大,约为1. 4%;(2)使用挡砟板后,砟肩宽度减小(500 mm、400 mm、300 mm),道床横向阻力和挡砟板抗倾覆性能减小;(3)随"L"型和"倒T"型挡砟板深入道床长度(400 mm、500 mm、600 mm)及外侧长度的增加(0、100 mm、200 mm),横向阻力仅增加0. 1 k N,可认为不影响道床横向阻力,但挡砟板抗倾覆能力得到增强;(4)本研究可为桥上挡砟板选型及优化提供参考。     

道床轮廓测量系统的研制

线路道床及边坡的整形作业,既要保证道床有足够的横向阻力,又要避免道砟的浪费,提高线路道砟资源的利用率,降低线路建设成本.由此可见对道床轮廓的准确测量是十分必要的.以激光测距扫描为基本原理,对激光束扫描道砟表面的回波进行信号转换和处理,将得到的激光发射点到道砟的距离和激光束的角度,形成所测道床的实际轮廓;通过图像比较可得到道床实测轮廓与标准轮廓的偏差:经过系统的积分计算,得到该断面道砟量的盈亏;在车行过程中对道床连续扫描,将全部断面的测量结果进行积分计算,可以得到该段线路道床道砟的总量盈亏,为线路补砟提供准确依据.     

高速铁路精密工程测量问题研究

提出了根据勘察线路的具体情况优化控制网的建网时机,调整控制网布设过程中的点位布设要求,加强施工建设过程中线路水准基点的控制以及对长大隧道施工前进行水准控制专项设计等几个方面的优化解决方案。在铁路勘察设计中引入CORS新技术;适当调整规范中对于控制网的位置要求;在长大线路水准控制中布设一定的稳定基准点;在长大隧道贯通前进行水准路线及精度的专项设计,可有效解决当下高速铁路建设过程中存在的一些问题,使精密测量控制网更好地为勘察、设计、施工、监理及运营服务。