基于欧标的埋入式无砟轨枕结构设计方法研究

研究目的:欧洲标准是国际铁路市场采用的主要铁路设计标准之一,掌握欧洲标准的设计理论和计算方法是实施海外铁路项目的必要条件。本文以1 676 mm宽轨距埋入式无砟轨枕为例,研究基于欧洲标准的无砟轨枕设计方法,推导轨枕荷载弯矩、混凝土预应力损失的计算过程,分析轨枕结构承载能力及静载、动载和疲劳试验荷载计算方法,通过设计案例再现采用欧洲标准指导宽轨距无砟轨枕设计方法。研究结论:(1)欧洲标准就枕上垂直动压力考虑因素较多,以扣件弹性衰减系数、速度系数、纵向荷载分配系数和支承缺陷引起的纵向荷载分配影响系数在计算公式中体现;(2)轨枕混凝土预应力损失包括锚具变形引起的预应力损失、放张前预应力钢筋松弛损失、钢筋放张时混凝土弹性变形产生的损失和时变损失,时变损失的计算方法反映了环境条件、轨枕尺寸、混凝土品类和加载龄期对时变损失的影响;(3)轨枕混凝土承载能力检算应考虑施工荷载引起的枕中截面正弯矩和轨下截面负弯矩;(4)本研究成果可应用于海外铁路轨道工程设计。     

新型有轨电车长轨枕埋入式整体道床施工技术研究

广州海珠环岛新型有轨电车试验段工程中首次采用了长轨枕埋入式整体道床技术。通过对施工工艺的不断优化和改进,结合新型有轨电车整体道床轨道设计技术要求,采用"散铺轨排法"施工,对新型有轨电车整体道床轨道的施工技术进行了系统研究,施工结果表明,新型有轨电车长轨枕埋入式道床满足设计及旅客舒适度基本要求。     

编组站轨枕埋入式无砟轨道裂缝稳定性评估及轨枕松动修复研究

针对编组站驼峰缓行器前端的轨枕埋入式无砟轨道新旧混凝土界面开裂问题,基于断裂力学理论建立了轨枕边缘道床板裂缝稳定性计算模型。通过轨枕周边裂缝处的应力强度因子评价了裂缝稳定性;提出了裂缝修复材料的合理参数取值,并验证了有效性和可行性。结果表明:温度荷载是影响埋入式轨枕周边裂缝稳定性的主要因素,降温幅度越大,轨枕周围道床板的容许初始裂缝深度越小,轨枕越容易松动;为有效限制修复后裂缝的扩展,采用环氧树脂混凝土对编组站缓行器前端无砟轨道的轨枕松动病害进行修复时,应在环境温度15℃左右的春秋季节进行修复工作,修复层厚度在40 mm左右为宜。     

我国预应力混凝土轨枕技术发展总结及展望北大核心

预应力混凝土轨枕技术的发展是铁路轨道技术进步的重要环节。本文详细梳理总结了我国预应力混凝土轨枕技术的发展历史和现状,并基于总结成果和现场运营经验,提出了轨枕未来技术发展的建议。结果表明,我国预应力混凝土轨枕现场总体使用情况良好,能够满足运营条件的要求。目前,我国轨枕总体水平较高,但在以下方向仍需深入研究:设计技术方面,需要与制造相结合,并与轨道结构整体设计相结合协同研究;制造技术方面,需要从长模流水机组法的改进优化和短模流水机组法的研发两个方向整体提升,同时不断提高生产制造过程中的自动化和信息化,加强生产过程中的监督控制。本文研究成果可为我国预应力混凝土轨枕行业技术进一步发展提供参考。     

国内外预应力混凝土轨枕强度检验标准对比研究

总结国内外预应力混凝土轨枕强度检验标准,分析世界主要国家和地区混凝土轨枕标准体系之间的差异,就混凝土轨枕强度检验项目、支承图式及检验荷载计算方法进行详细对比。分析结果表明,各国混凝土轨枕标准体系、检验项目和支承图式存在差异,我国铁路混凝土轨枕标准对于各型产品检验要求规定比较详细具体,但在标准的系统性和概括性方面仍存在不足。在轨枕强度检验荷载的计算过程中,中国和日本混凝土轨枕强度检验是基于轨枕设计承载能力进行检验,而欧洲和北美地区混凝土轨枕强度检验是基于现场承载要求检验,在混凝土轨枕标准国际化过程中需注意该差异。     

城市轨道交通用新型连块式轨枕设计研究

针对目前我国城市轨道交通项目普遍采用的预应力混凝土长枕及普通混凝土短枕进行了优缺点对比分析,借鉴高速铁路双块式无砟轨道中双块式轨枕的连接方式,研发设计了一种适用于城市轨道交通项目的新型轨枕结构——连块式轨枕。新设计实现了轨道精度易控、施工运输便捷、道床整体性强的设计目标。通过检算分析论证了新型轨枕具有足够的承载、抗变形能力,在城市轨道交通项目中具有较高的推广应用价值。     

地铁用连块式轨枕结构检算及试制试验研究

地铁用连块式轨枕同时具有混凝土短枕和预应力混凝土长枕的优点。钢筋桁架是连块式轨枕在施工过程中的薄弱环节,在施工中可能会存在钢筋桁架变形失效的问题。为确保地铁用连块式轨枕的耗损率在施工中处于较低水平,采用有限元方法对连块式轨枕在施工中可能出现的最不利受力情况进行结构检算,并通过试制试验对仿真分析结果进行了测试验证。结果表明,连块式轨枕在最不利起吊方式及轨排组装后工人踩踏在钢筋桁架上时的变形很小、应力水平较低,桁架钢筋的变形及应力均处于材料的线弹性范围内;连块式轨枕的设计可以满足施工需求,在施工过程中其耗损率能保持在较低水平,可以在地铁中推广使用。     

预应力混凝土轫枕钢模设计

简要介绍了预应力混凝土轨枕及钢模的发展过程,简述了预应力混凝土轨枕钢模的构造形式,详细叙述了钢模的设计过程及刚度、强度验算。     

混凝土轨枕螺栓孔纵裂改进措施

预应力混凝土轨枕螺栓孔纵裂伤损是我国轨枕伤损中较为严重的一种 ,文章对预应力混凝土轨枕螺栓孔部位的受力情况进行了详细的计算和分析 ,指出螺栓孔部位局部拉应力过大是造成螺栓孔纵裂的根本原因 ,同时也提出了局部特殊混凝土的改进措施。     

40 t轴重重载铁路预应力混凝土轨枕设计研究

我国具有25 t和30 t轴重重载铁路预应力混凝土轨枕的设计和运营经验,但对于40 t轴重重载铁路混凝土轨枕仍缺乏相关技术储备。为配合我国重载铁路"走出去"战略,本文基于对国内外混凝土轨枕设计标准的对比分析,开展了40 t轴重重载轨枕的设计研究。研究结果表明:对于40 t轴重重载铁路典型工况,按照北美地区混凝土轨枕的设计标准计算出的轨下截面正弯矩显著高于按照欧洲和中国标准的计算结果;按照中国混凝土轨枕的设计标准设计完成的40 t轴重重载轨枕轨下截面正弯矩和枕中截面负弯矩承载能力分别为35.6,22.3 kN·m,与适用于25,30 t轴重重载铁路的Ⅲa型、Ⅳa型轨枕相比,该轨枕在质量提高相对不大的情况下,满足设计承载要求。然后按照北美地区轨枕标准的规定进行了一系列室内试验验证,试验结果均满足标准要求。     

高速列车与高架桥上无碴轨道相互作用研究

以秦沈客运专线运营条件为基础，建立了包括高速列车－板式轨道－桥梁，高速列车－长轨枕埋入式无碴轨道－桥梁的两种车线桥系统垂向耦合振动模型，分析了高速列车以２００ｋｍ／ｈ，２５０ｋｍ／ｈ、３００ｋｍ／ｈ速度通过高架桥上板式轨道及长轨枕埋入式无碴轨道时机车车辆，无碴轨道及桥梁的动力学性能。     

国内外预应力混凝土轨枕纵裂伤损研究综述

预应力混凝土轨枕作为铁路轨道中重要的部件，目前总体使用效果良好，但也存在不同类型的伤损，其中以纵裂伤损最为突出。本文分析确定了预应力轨枕纵裂伤损的主要特征，归纳了铁路线路中出现的6种纵裂伤损类型，调研和总结了国内外预应力混凝土轨枕纵裂伤损的研究现状及预防措施。结果表明，纵裂伤损的两大主要原因是轨枕结构受力不合理和材料性能劣化，最常见的影响因素是轨枕的预应力过大和混凝土材料的碱骨料反应。此外，轨枕使用的环境条件、后期线路状态、列车疲劳动荷载对轨枕纵裂伤损的发生和发展具有一定的影响。建议轨枕设计时，应在保证承载强度的前提下合理设计轨枕预应力，并配置一定的箍筋；在轨枕生产过程中，应确保原材料的性能以及生产工艺都满足相应规范的要求。     

预埋螺栓法在轨枕生产中的应用

尼日利亚既有铁路旧线修复改造工程K173～K241里程段采用预应力混凝土轨枕,其轨枕型式设计参照国内新Ⅱ型轨枕,但轨距与既有线路轨距相同,为1 067 mm窄轨距线路。伊巴丹轨枕厂在旧线改造工程中承担制枕、拆除旧线、清筛道碴、铺设新线路、上碴养路的任务,其中使用硫磺水泥砂浆锚固螺栓来安装扣件,在国内采用新Ⅱ型轨枕铺设线路时是不可缺少的步骤。在伊巴丹轨枕厂轨枕生产过程中,通过对轨枕钢模板的改造,使螺旋道钉在生产中已预埋进混凝土轨枕,大大缩减了施工工期,提高了产品质量,克服了污染环境弊端,同时节省了大量的锚固材料。     

市域快线双块式轨枕结构参数优化研究

相较城市轨道交通线路,市域快线的设计要求更高,采用双块式轨道结构可以进一步提高其安全性、平稳性和舒适性.针对广州某市域快线的技术特点和运营需求,设计了该线路双块式轨枕结构方案;并以降低混凝土温度收缩应力为原则,确定了较为合理的双块式轨枕倒圆角半径取值.建立堆放状态下的双块式轨枕结构力学分析模型,研究钢筋桁架参数对轨枕堆放力学性能的影响规律;并以钢筋等效应力和钢筋用量综合较小为优化目标,提出了较为合理的双块式轨枕钢筋桁架结构参数.     

复合轨枕无砟轨道温度适应性分析

为研究温度荷载对复合轨枕无砟轨道影响,分别建立长枕埋入式和双块式复合轨枕无砟轨道有限元模型,分析两种轨道结构在整体降温和温度梯度下的离缝长度和轨距变化量,并给出降温限值。结果表明:在整体降温条件下,两种轨道结构均产生离缝,双块式轨道的轨距变化量随降温幅度变化较小,综合考虑离缝和轨距变化限值影响,长枕埋入式、双块式轨道降温幅度分别不应超过7,11℃;温度梯度下,两种轨道结构均不产生离缝,仅正温度梯度下长枕埋入式轨距变化量超过规范值。从复合轨枕轨道结构对温度适用性考虑,建议在较小温差地区如隧道内铺设双块式轨道,并注意浇筑时混凝土的温度。     

广深港客专高架桥道岔区无砟轨道设计及施工

针对广深港客运专线工程特点,对广深港客专高架桥上道岔区无砟轨道的结构选型,采用轨枕埋入式无砟轨道进行了比较分析,并研究介绍了轨枕埋入式无砟轨道结构、道床板的分块、桥面保护层上限位挡台及无砟轨道与桥梁的连接等关键设计技术和及施工方法。     

台州市域铁路S1线新型双块式轨枕及无砟轨道

针对台州市域铁路S1线的技术特点和建设需求,研发具有自主知识产权的钢管混凝土双块式轨枕,创新了轨枕块之间、轨枕块与道床之间的连接方式,提出钢管混凝土双块式轨枕灌注材料性能指标,形成轨枕制造技术,实现批量化生产;基于钢管混凝土双块式轨枕,研发适用于市域铁路轻量化、经济型的无砟轨道结构,并开展无砟轨道实尺模型室内试验,验证了无砟轨道结构设计的合理性与可靠性。     

城市轨道交通连块式轨枕整体道床配筋设计

考虑到长轨枕和短轨枕在城市轨道交通建设和运营中存在不足,针对城市轨道交通隧道断面狭小、轨道结构高度受限、施工运输不便等特点,设计了新型连块式轨枕。结合连块式轨枕特点及城市轨道交通相关标准,对隧道内、路基上及桥上整体道床进行配筋设计:隧道地段道床板混凝土在荷载组合作用下不会开裂,则根据构造配置钢筋;桥梁和路基地段在荷载组合作用下,道床混凝土会开裂,则其道床配筋由裂缝限值控制。     

我国铁路有砟轨道预应力混凝土轨枕的研究与发展综述

我国混凝土轨枕的研究和应用的时间超过60年,从早期的探索阶段到目前分别适用高速铁路和重载铁路的各型轨枕的研发应用,轨枕成套技术体系不断丰富完善。总结我国混凝土轨枕的研究与发展的详细历程,并分析不同阶段混凝土轨枕的结构特点及设计条件。基于我国铁路有砟轨道预应力混凝土轨枕的研究与发展总结,分析得出混凝土轨枕在当前和可见的未来仍是我国有砟轨道首选的结构形式;未来我国混凝土轨枕的设计需融入轨道结构的整体设计中并与其他相关技术的进步紧密结合;特殊的运营需求以及信息化、智能化等技术的进步将会推动我国混凝土轨枕技术不断进步。     

基于极限状态法的轨枕板式轨道结构配筋设计研究

以新建广州南沙港铁路大跨度钢桁梁桥上采用的一种新型轨枕板式轨道结构为工程背景,建立大跨度钢桁梁上轨枕板式轨道结构的分析模型,采用极限状态法对轨枕板进行配筋设计和检算;同时考虑横向预应力筋的影响,对轨枕板预应力筋的预应力损失、混凝土和钢筋应力等进行检算.结果表明:轨枕板式轨道结构在桥梁挠曲变形荷载作用下的弯矩很小,对大跨...