道床裂纹对无砟轨道振动的影响初探
林红松;刘学毅;周文
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2010(032)006
【摘要】为研究无砟轨道道床开裂后结构受力,将混凝土道床简化为黏弹性连续支承梁,引入损伤函数表达道床裂纹,基于轮轨系统动力学理论,建立考虑道床裂纹的车辆-双块式轨道垂向耦合动力学模型,计算分析了高速车辆通过具有半波余弦不平顺轨道时的振动响应,并分析了车辆速度对轨道有无裂纹时振动的影响.结果表明,道床裂纹对车辆和钢轨的振动影响很小,而对道床本身及其下部结构的振动影响较为显著,道床动弯应力和路基面动应力随着车辆速度的增大而明显增大.
【总页数】5页(P67-71)
【作者】林红松;刘学毅;周文
【作者单位】西南交通大学,土木工程学院,四川,成都,610031;中铁二院工程集团有限责任公司,四川,成都,610031;西南交通大学,土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学,土木工程学院,四川,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】U213.7
【相关文献】
1.道床板上拱对高速列车-双块式无砟轨道系统振动响应影响 [J], 余翠英;向俊;毛建红
2.双块式无砟轨道裂纹对道床板受力的影响分析 [J], 徐光鑫;杨荣山
3.含裂纹的双块式无砟轨道道床垂向振动特性分析 [J], 朱胜阳;蔡成标
4.双块式无砟轨道裂纹对道床板受力的影响分析 [J], 毛敏
5.CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因及预防措施探析 [J], 叶鹏勇
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成渝客专CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道 道床板裂纹成因分析及应对措施 魏登科 摘要：当前我国正致力于建设高速铁路和客运专线，大量铺设无砟轨道结构。然而，CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道路基道床板为现浇连续板式结构，开裂风险极高。本文结合成渝高速铁路施工实际，通过实地统计调查，阐述了道床板混凝土的各种裂纹形式及其成因，从材料、施工等方面提出了降低和减小裂纹出现的相应措施，并阐述了常见裂纹的修补措施。以期能够降低混凝土开裂风险，增强道床板耐久性，提高列车运营安全。 关键词：高速铁路；道床板；裂缝；成因分析；应对措施 1、工程结构概况 新建铁路成都至重庆客运专线全线正线一次铺设无缝线路进行设计，正线铺设CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道，设计时速 350km/h 。本标段DK156+854.2～DK187+824.65线路长度30.858km ，主要工程内容包括50座桥梁、52段路基、1座车站、1座隧道。 1.1 路基无砟轨道结构组成 CRTS Ⅰ型路基双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板和支承层等部分组成。 道床板采用C40钢筋混凝土结构，路基地段道床板为连续钢筋混凝土结构，不设置伸缩缝，如下图1.1-1所示（单位：mm ）。 图1.1-1 路基上道床板平纵断面布置图 道床板下层结构为支承层，采用C15水硬性混凝土材料浇筑而成，直接在基床表层上铺设。如下图1.1-2所示（单位：mm ）。 图1.1-2直线路基上无砟轨道断面图 端梁 端梁 端梁 端梁
1.2 无砟轨道结构高度 路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道结构高度为815mm 。如下表1.2-1所示。 表1.2-1双块式无砟轨道结构高度 结构组成 结构高度（mm ） 轨道结构高度（mm ） 钢轨 176 815 WJ-8B 扣件 34 承轨面至道床板高差 45 道床板 260 支承层/底座 300 2、 道床板裂缝分类型统计 下图2-1描绘了成渝高速铁路路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝类型。表2-1统计了绘了成渝高速铁路路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝的形态、出现时间和所占比例。 图2-1 路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝 开裂类型 编号 开裂形态描述 开裂时间 比例 拉伸弯曲裂 缝 A 垂直线路方向，贯穿整个道床板，多位于支 撑层预裂缝位置 长期，由结构沉降或受拉伸弯曲引发 5% 塑性收缩、早期收缩收缩裂缝 B 外“八”字裂纹，轨枕外侧边角应力集中位 置，严重时延生至道床板边缘 浇筑后10天开始，随时间有加重趋势 40% C 混凝土表面，呈现龟裂或树枝状 早期塑性阶段 2% D 钢筋之上，单独或平行线状 早期混凝土硬化前 1% 长期干燥收缩裂缝 E 内“八”字裂纹，轨枕内侧边角应力集中位 置，严重时相互连通 出现时间晚与外“八”字裂纹 15% F 环绕轨枕块出现，出现在道床板与轨枕新、 旧混凝土结合部 长期，由混凝土过度收缩引发 5% G 道床板边缘竖向间隔出现 长期，由混凝土过度收缩引发 30% 其它 — — — 2% 表2-1 路基地段CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道道床板的典型裂缝类型
双块式无砟轨道连续道床板裂纹修复材料性能分析 黄慧超;徐坤;任娟娟 【摘要】Under the action of external load, the continuous track slab of bi-block ballastless track is likely to crack. The cracking will reduce the durability and carrying capacity of the track slab. Still more, the cracking may also affect the usability and safety of the bi-block ballastless track during service. For this reason, when cracking appears at the continuous track slab, some repairing measures should be adopted to maintain both the normal use and the durability of the bi-block ballastless track. Based on finite element method, this paper established a beam-solid model of bi-block ballastless track which contained some through-cracks at the track slab, and analyzed the most suitable repair materials for the crack repairing under the action of the most unfavorable loads, in the hope of providing theoretical bases for crack repairing of track slab of bi-block ballastless track. The research shows: the requirements on repair material’s performance will be different corr esponding to the different crack widths. With the increase of the crack width, the tensile stress of the material will decrease. The smaller the crack width is, the higher the elongation percentage requirement of the material becomes.%双块式无砟轨道在外界荷载作用下，连续道床板容易开裂形成裂纹，裂纹的产生会降低道床板的耐久性和承载能力，影响双块式无砟轨道在服役期间的使用与安全性。当连续道床板出现裂纹时，应该采取措施来维持双块无砟轨道的正常的使用和耐久度。基于有限单元法，建立含道床板贯通裂纹的双块式无砟轨道梁体模型，分析最不利荷载
摘要：完成系统功能是无砟轨道的主要目标,不同的结构型式和部件组成,其功能实现方式各异。从系统功能设计的角度建立无砟轨道的理论体系,有利于分析结构如何服务于功能,明确各部件的功能需求,识别结构体系可 存在的主要问题,建立科学的分析方法。 关键词：无砟轨道；系统;功能；设计 从系统的角度认识并分析无砟轨道典型的层状体系和复杂的功能实现,是建立科学合理的无砟轨道设计理论与方法的基础。通过深入分析无砟轨道的功能需求、结构特征和组件的功能定位,实现无砟轨道系统功能模块化,组件设计功能化,可以为结构设计和选材、结构优化奠定基础。 1 无砟轨道功能设计的主要内容 ①分析无砟轨道的功能需求,明确设计条件为列车提供安全、可靠的运行平台,实现承载、传力和限位要求是无砟轨道的基本功能。功能需求分析通过研究运营条件和应用环境,确定修建的必要性,提出功能指标和相关标准。根据不同的线路要求和环境条件,可以确定主要技术指标,如轨道刚度、耐久性和可维修性、适应性、可施工性和减振降噪要求等。 ②无砟轨道功能设计。在明确功能需求和设计条件的基础上,分承力传力、变形控制与调节、稳定性与耐久性要求、特殊功能要求和接口技术等功能模块,初步确定结构型式和功能实现方式。某一功能可能由多个部件协同完成,同一个部件也可出现在不同的功能模块中。功能模块化后,各结构部件将有较明确的功能定位,为进一步的参数选择和结构设计等提供依据。 ③结构分析与参数选择。功能设计后,需要建立合适的计算模型,验证和考察功能设计的可行性与合理性,修改和确定相关技术参数,优化轨道结构。这是一个需要反复调整功能模块的划分和部件功能设计的过程。 ④结构定型及材料选择。结构定型和材料选择是结构分析和参数选择的结果,标志着无砟轨道结构设计基本完成。在定型和选材过程中可能需要一定量的实验室或现场试验验证是否达到功能要求,必要时修改和完善设计。 2无砟轨道的主要功能模块 根据无砟轨道的承力与传力、变形控制与轨道几何调整(轨向、高低、轨距和水平等)、稳定性和耐久性、特殊条件和相关接口等可以划分主要的功能模块。2.1承力、传力模块 承力与传力是轨道结构最基本、最重要的功能,主要有垂向、水平荷载的传递。 ①垂向荷载的传递。列车活载是主要的垂向荷载,一般按从上至下逐层扩散传递。德国和日本在设计理念上略有区别。 德国沿用有砟的“单枕承载”理念。各层刚度由上至下逐层递减,确保垂向荷载由扣件、轨枕至道床板逐层扩散传递。钢轨支点力以“单枕”的形式传至道床,应力流影响范围较小(只影响到应力扩散角作用范围内),各支点间的道床板应力梯度较大,结构部件主要承受压力,属于低应力设计,只需采用单层配筋控制裂纹宽度,保证结构的耐久性。 日本板采用了“整板承载”的设计理念。板下CA砂浆层提供了适当的弹性,垂向荷载从扣件传至轨道板后,由整个轨道板分布传递,应力流影响范围较大,枕跨间应力梯度较小。CA砂浆有效调整了轨道板的变形,协调了轨道板与底座的变形差,保证了轨道板整板受力和应力均布。 不管基于哪种理念,钢轨支点处是受力最集中、应力梯度最大和疲劳作用最为严重的区域,该处的结构强度和耐久性直接影响到结构的使用寿命,为保证垂向传
浅谈CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板裂纹 控制措施 【摘要】针对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板施工出现的裂纹质量缺陷，经过详细的原因 分析，对于裂纹预防进行了相关的研究，提出了切实可行的裂纹预防措施，取得了较好的控 制效果，希望为类似工程的施工提供借鉴。 【关键词】CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板裂纹控制措施 1引言 随着我国高速铁路轨道工程技术的发展，具有自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟道床在郑徐、郑阜、商合杭等铁路建设经验和研究 成果，使CRTSⅢ型板式无砟轨道在新建铁路上的到推广。 砼箱梁为C50预应力砼结构，无砟轨道底座板为C40钢筋砼结构，两者施工龄期差至少6个月以上（沉降评估影响），受热胀冷缩影响，两者线性收缩不一致，底座板砼抗拉强度小，超过抗拉极限后产生拉裂，形成横向贯通裂纹（尤其在温差较大季节施工，极易产生横向贯 通裂纹）。在施工过程中，操作不当极易出现凹槽四角裂纹、收缩裂 纹及损伤性裂纹。出现裂纹将降低砼耐久性同时带来行车运营安全隐患，为避免各种裂纹病害出现，项目部对CRTSⅢ型板式无砟轨道施工中出现的裂纹问题进行过细致分析总结，形成了一套控制体系。 2工程简述 新建合肥至安庆铁路HAZQ-5标起迄里程为DK135+275.49～ DK162+620.615，正线长度27.345km。其中桥梁地段无砟轨道长度为
24.059km，路基地段无砟轨道长度为3.286km，正线设计为CRTSⅢ型 板式无砟轨道。按照中铁第四勘察设计院集团有限公司下发的《桥梁 段CRTSⅢ型板式无砟轨道结构设计图》（图号：合安施（轨）-02） 进行桥梁段底座板施工。 桥梁段底座板砼强度等级为C40，每一块轨道板对应长度设置单 元底座板，单元底座板间设置宽度20mm聚乙烯泡沫板伸缩缝，伸缩 缝顶面及侧面分别填充20mm、40mm厚有机硅酮。直线段底座板厚度 为200mm（含4mm厚隔离层），底座板宽度为2900mm，每块底座板上 设置2个限位凹槽尺寸为：1022×700×100mm（倒角经设计优化为直 径10cm圆倒角）。 3 横向裂纹形成原因及预防措施研究 3.1横向裂纹形成原因分析 横向裂纹又称为温度递度裂纹，此种裂纹在板状结构上较常出现，特别是昼夜温差大，多发生在混凝土养护期过后龄期20-60天时，混 凝土与空气接触面大，受太阳照射且经过昼夜温差变化作用，导致表 层混凝土反复热胀冷缩形成从结构顶部往下部逐步发展的裂纹，此种 裂纹多呈横向发展逐步贯通。 3.2 横向裂纹预防措施 ⑴优化混凝土配合比 ①对砼配合比进行优化，适当降低混凝土胶凝材料用量，建议控 制在380kg/m3以下； ②在保证砼工作性能前提下调高大粒径碎石掺量；
绪论 1.1关于无砟轨道 无砟轨道，是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构统称为无砟轨道。其轨枕本身是混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，钢轨、轨枕直接铺在混凝土路基上。无砟轨道是当今世界先进的轨道技术，可以减少维护、降低粉尘、美化环境、而且列车时速可以达到200公里以上。 无砟轨道又作无碴轨道。在铁路上，“砟”的意思是小块的石头。常规铁路都在小块石头的基础上，再铺设枕木或混凝土轨枕，最后铺设钢轨，但这种线路不适于列车高速行驶。高速铁路的发展史证明，其基础工程如果使用常规的轨道系统，会造成道砟粉化严重、线路维修频繁的后果，安全性、舒适性、经济性相对较差。但无砟轨道均克服了上述缺点，是高速铁路工程技术的发展方向。 无砟轨道平顺性好，稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少，避免了飞溅道砟。 1.2无砟轨道的背景与研究现状 无砟轨道的一个突出特点就是“少维护”或“免维护”，这个特点对于高速铁路来说尤为重要。无砟轨道完全不同于有砟轨道的结构特点，有砟轨道一旦产生不平顺对于整体整治来说是相当困难的随着我国城市轨道交通的兴建，列车速度越来越快，对线路的稳定性和平顺性要求越来越高，同时由于行车密度加大，轨道的养护维修变得更加困难。无砟轨道具有整体性强、稳定性好、稳固耐用、轨道变形小等优点，因其高稳定性、高平顺性而达到广泛应用，有利于高速行车，可大大的减少养护维护工作量、降低作业强度和改善作业条件。一些国家已经把无砟轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广，并取得了显著的经济效益和 社会效益。 无砟轨道是以混凝土或沥青混合料取代有砟道砟道床组成的轨道结构形式， 高速铁路的发展历史证明：无砟轨道是具有高平顺性、刚度均匀性好，轨道几何位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，在各国得到迅速发展。特别是高速铁路，一些国家已把无砟轨道作为轨道的主要结构的主要结构形式进行全面推广，并取得显著的经济效益和社会效益。 1.3 无砟轨道的前景 随着我国既有线提速和铁路客运专线建设的展开，对线路的稳定性和平顺性要求越来越高。由于路网覆盖面积广，跨线行车和夕发朝至列车的开行，我国铁路客运专线对综合维修天窗的短时性要求特别高，而无砟轨道高平顺、少维护的特
目录 一、国内外无砟轨道综述----------------------------------------------1 1、无砟轨道的概念-----------------------------------------------1 2、无砟轨道的整体性能-------------------------------------------1 3、无砟轨道的特点-----------------------------------------------3 二、国外无砟轨道概况------------------------------------------------3 三、国外的无砟轨道的类型、研究及运用--------------------------- 4 1、日本无砟轨道-------------------------------------------------4 2、德国无砟轨道-------------------------------------------------5 3、英国的PA CT 型无砟轨道----------------------------------------5 4、我国的无砟轨道-----------------------------------------------5 三、国内外的无砟轨道的类型、特点及适用范围--------------------------6 国内外现有的无砟轨道类型----------------------------------------6 1. 雷达2000 型无砟轨道------------------------------------------6 2. 日本板式无砟轨道---------------------------------------------9 3．博格板型无砟轨道---------------------------------------------10 4. Getrac型无砟轨道---------------------------------------------14 5. 双块式无砟轨道-----------------------------------------------15 四、南昌地铁2号线项目概况 1、南昌地铁2号线初步线路简介--------------------------------------17 2 南昌地铁2号线采用的无砟轨道类型---------------------------------17 五、无砟轨道与有砟轨道过渡段的设计----------------------------------19
无砟轨道 在铁路上，“砟”的意思是作路基用的小块的石头。常规铁路都在小块石头的基础上，再铺设枕木或混凝土轨枕，最后铺设钢轨，但这种铁路不适于列车高速行驶。世界高速铁路的发展证实，高速铁路基础工程如果使用常规的轨道系统，道砟粉化严重，线路维修频繁，安全性、舒适性、经济性相对较差。 采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒体碎石道床的轨道结构统称为无砟轨道。其轨枕本身是混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，钢轨、轨枕直接铺在混凝土路基上。无砟轨道是当今世界先进的轨道技术，可以减少维护、降低粉尘、美化环境、而且列车时速可以达到200公里以上。所以说，无砟轨道是高速铁路工程技术的发展方向。 图无砟轨道 一、无砟轨道的主要技术特点 1.良好的结构连续性和平顺性 无砟轨道的下部基础、底座、道床板（或CA砂浆调整层）均为现场工业化浇注；双块式轨枕、轨道板、微孔橡胶垫层、轨下胶垫、扣件、钢轨等均为工厂预制件或标准产品，可以保证其性能有较好的均一性。由此组成的轨道整体结构与有砟轨道相比具有更好的结构连续性和弹性均匀性，为提高轨道的平顺性，改善乘车质量提供了有利条件。 2.良好的结构恒定性和稳定性 无砟轨道结构中，作为无缝线路稳定性计算参数的轨道横向阻力、轨道纵向阻力不再依赖于材质和状态多变的有砟道床，其整体式轨下基础可为无缝线路提供更高和更恒定的轨道纵、横向阻力，具有更好的耐久性和更长的使用寿命。 3.良好的结构耐久性和少维修性能 消除了道碴的破碎、粉化，道床的形变而导致轨道几何形态恶化，无砟轨道维修工作量大大减少，被称为“省维修”轨道，为延长线路的维修周期以及客运专线列车的高密度、准点正常运行提供重要保证。 4.工务养护、维修设施减少 由于维修工作量减少，可以延长每个综合维修中心和维修工区的管辖范围，从而减少上述维修部门的数量。同时也可相应减少每个部门配置的维修机械、停车股道数量和房屋等设施。 5.免除告诉条件下有砟轨道的道碴飞溅 我国秦沈客运专线在线路开通之前进行的行车实验表明：行车速度达到250km/h时，道心道碴出现飞碴现象，造成车辆转向架部分的车轴、制动缸等被道碴打击的现象。此外，在严寒冬季，冻结在车体下部的冰块融化时，冰块搭载道碴上，溅起的道碴会打坏钢轨踏面。采用无砟轨道后，就可以完全免除道碴飞溅的顾虑。 6.有利于适应地形选线，减少线路的工程投资
浅析无砟轨道道床板裂缝产生原因与 预防措施 摘要：随着经济的发展，物质生活水平的提高，人们对出行提出了更高的要求，我国高铁技术在此背景下得到了飞跃式发展。上世纪90年代我国引进了无 砟轨道施工技术，经过几十年的发展，我国无砟轨道施工技术日趋成熟，现结合 新建福厦铁路CRTS型双块式无砟轨道施工和前人经验，从混凝土原材料、施工、养护等几个方面阐述无砟轨道道床板裂缝产生的原因和预防措施。 关键词：无砟轨道道床板裂缝产生原因预防措施 引言 无砟轨道作为一种新型的轨道结构，因其行车速度快，运行平稳、运营维护 工作量小等优点，受到了国人的青睐，但也因其特殊的结构特性，备受外界关注，其中，无砟轨道道床板作为直接承受轨枕传递荷载的重要结构，道床板的质量直 接影响运营安全，本文结合福厦铁路无砟轨道施工，就无砟轨道道床板裂缝产生 的原因及预防措施进行阐述。 一、混凝土配合比及原材料引起的裂缝 道床板混凝土配合比应遵循“三低一高”（低胶材用量、低用水量、低坍落度、高含气量）的原则，且坍落度不大于140mm。无砟轨道道床板混凝土配合比 设计，应严格按照耐久性混凝土有关要求进行。首先，考虑碱骨料反应，在选 择混凝土原材料时控制碱含量，避免因碱骨料反应而引起混凝土开裂。其次，减 小水胶比，在满足混凝土设计强度情况下，尽量减少水泥用量。最后，严格控制 粗细集料的含泥量、选用级配良好的粗细集料。混凝土施工前应进行混凝土的原 材料及配合比试验，合格后方可施工。（如表1，C40道床板混凝土配合比，仅 供参考）
表1 1.1粗细骨料造成混凝土裂缝 无砟轨道道床板混凝土用粗细集料必须满足《铁路混凝土工程施工质量验收 标准》TB10424-2018的相关要求。粗集料掺配比例不良，达不到连续级配要求， 或细集料细度模数过大，会导致混凝土拌合物工作性能差或混凝土离析，易产生 裂缝；粗细集料含泥量超标会增加混凝土用水量，改变水胶比也会导致混凝土开裂。 预防措施：配合比设计时，应严格按照规范要求进行试验，选择合理的砂率。粗细集料进场时，严格控制材料质量，及时对碎石进行清洗，确保地材质量符合 要求。 1.2水泥的水化热造成混凝土裂缝 水泥在水化过程中会产生大量的热量,水化热是混凝土温度升高的主要温度 来源。浇注初期混凝土的强度和弹性模量都很低,对水化热急剧增加而产生的应 变约束不大,温度应力比较小;随着混凝土龄期的增长,其塑性降低，强度和弹性 模量升高,对混凝土温度形变的约束越来越强,同时混凝土的温度应力也随着水泥
无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及处理 摘要：本文通过对无砟轨道道床板混凝土裂缝问题的现状进行研究、分析常见裂缝的成因、列出裂缝的处理方法，对这三方面进行了一个综合的研究。 Abstract: This article through to the ballastless track bed slab concrete crack problem of the status of research, analysis of reasons caused the cracks, list the treatment method for the cracks, on this three respects undertook a comprehensive study. 关键词：混凝土；无砟轨道；裂缝；方法 Key word: concrete; ballastless track; crack; method 一、对无砟轨道道床板混凝土裂缝问题的现状进行研究 混凝土是体积敏感性材料，同时也是热传导性能差的材料，由于道床板受温度的升降变化作用，使得道床板发生翘曲或上拱而产生裂纹。目前国际上对混凝土出现温度变形裂缝问题给予了相当的重视，美国混凝土协会专门从事混凝土、钢筋混凝土及大体积混凝土裂缝研究的207和224委员会要求设计者对结构进行温度应力计算和配筋；德国钢筋混凝土结构规范( DIN1045)中关于温度变化对结构的影响方面规定了计算温差的取值范围。在无砟轨道方面，根据德国道路与轨道建设规定：双块式轨枕与240mm的混凝土轨道承载层整体相连；无砟轨道板用钢筋进行整体加固，以防止出现裂纹，混凝土配筋量为8％～9 ％，从而将可能出现的裂缝宽度限制在0．5m m范围内(该做法可防止连续钢筋受到腐蚀，并在混凝土层出现裂缝时，维持钢筋的铆定、连接功能)。于安装于土质路基上的轨道，根据zTv F—st8（德国道路与轨道建设规定中第8条）规定，在厚度为30era的水硬性混凝土支撑层上安装轨道承载层，水硬性混凝土支撑层是一种拌合水泥加以稳定的支撑层，以控制裂缝的无规则形成。根据其规定中的惯例，水硬性混凝土支撑层下应铺设防冻层，防冻层位于土质路基之上。这套系统十分成功的应用在法国和其它国家的高速铁路上。 二、无砟轨道道床板混凝土裂缝常见裂缝的成因 （一）水泥的水化热过程 水泥在水化过程中要产生大量的热量，这是混凝土内温升高的主要能量来源。浇注初期混凝土的弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升产生的应变
CRTSⅠ型双块式 无砟轨道裂纹处理方案 编写： 复核： 审核：
目录 CRTSⅠ型双块式 (1) 无砟轨道裂纹处理方案 (1) 一、适用范围.................................................................................错误!未定义书签。 二、工程概况.................................................................................错误!未定义书签。 三、无砟轨道设计 (1) 四、维修技术依据 (1) 1、原则 (1) 2、依据 (1) 3、编制目的 (2) 五、处理方案 (2) 1、基本思路 (2) 2、施工工艺 (2) （1）表面封闭法 (2) （2）无压注浆法 (4) （3）低压注浆法 (6) 六、主要施工组织 (9) 1、人员组织 (9) 2主要设备及机具 (9) 七、质量保证措施 (10) 八、安全保证措施 (10) 九、环境保护措施 (11) 十、文明施工措施 (11)
CRTSⅠ型双块式 无砟轨道裂纹处理方案 三、无砟轨道设计 CRTS I型双块式无砟轨道结构，道床板为C40钢筋混凝土结构，宽度为2800mm，厚度为260mm，底座板亦为C40钢筋混凝土结构，宽度同道床板，具体设计参数详见图纸及无砟轨道设计技术交底，在此不再累述。 四、维修技术依据 1、原则 （1）遵循“科学严谨”的原则。合理安排施工程序及施工工艺，使各项工作安排严谨周密，切实可行。 （2）遵循“安全第一”的原则。严格按照维修工艺流程，选择合适维修材料进行维修，确保施工安全。 （3）遵循“设计文件指导维修”的原则。认真核对技术设计资料、设计意图，严格按照相关要求，进行维修判定和施工，确保维修满足设计标准和要求。 （4）明确职责分工，使各工序操作可控，工序间衔接流畅。严格按照铁路工程线施工管理程序，合理安排施工进度，保证施工质量，确保按期完成。 2、依据 (1)《高速铁路无砟轨道线路维修规则》（铁运[2012]83号） (2)《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）
高速铁路无砟轨道主要病害LT
支撑层表层空隙、起伏找平或道床板下 部破坏摩擦引发 道床板、支 撑层整体破 损、破裂 支撑层内部空隙、不密 实、破裂 捣固不均, 异物 掺杂等 支撑层破 损、破裂 级配碎石下沉地基下沉等道床整体下 沉、破损等 双块轨枕周边空隙、裂缝捣固不均、干缩 等 道床板裂缝 等 二、病害(缺陷)处理方法 针对无砟轨道质量缺陷检测, 包含地质雷达法、瞬变电磁法、混凝土钢筋探测仪法、超声回弹法在内的多种方法可供考虑。然而, 针对无砟轨道中出现的混凝土结构层间裂隙、层内不密实或空隙、各混凝土层的破损或破裂及钢筋缺失和错位此类病害(缺陷), 根据混凝土轨道内部配筋密度, 天窗点限制及对病害准确定位的检测要求, 采用地质雷达法是开展该项检测的最佳方法。 1、地质雷达法是一种地球物理探测方法, 它通过发射器向地下连续发射脉冲式高
频电磁波, 电磁波向下传播过程中, 遇到有电性差异的界面或目标体(介电常数和电导率不同)时会发生反射和透射。接收器接收并记录在某界面或目标体( 介电常数和电导率不同)上反射回来的反射波。根据记录到的反射波的到达时间, 电磁波在该介质中的传播速度, 可以确定界面或目标体的深度, 根据反射波的形态、强弱及其频率特征等组合特征可以进一步判定目标体的形态和性质。如图2所示。 2 地质雷达探测原理示意图 地质雷达参数: 雷达主机为美国GSSI公司的SI R20主机, 开双通道; 天线为与SI R20配套的900 M 天线; 采集时窗分别为, 15 ns与30 ns ; 采样点数为2048 点。检测速度, 3 km /h 。 15 ns时窗, 主要考虑对45 cm 左右深度范围内病害的检测, 能够有限识别出道床板、轨道板内诸如空隙、钢筋、含水等病害。 30 ns时窗, 主要考虑对1.5m 深度范围内病害的检测, 能够有效检测出支撑层内部、支撑层与级配碎石间的病害(缺陷)。 1.1 正常的无砟轨道 正常的无砟轨道, 钢筋混凝
无砟轨道的作用 砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构，又称作无碴轨道，是当今世界先进的轨道技术。 无砟轨道与有砟轨道相比，无砟轨道避免了道砟飞溅，平顺性好，稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少，列车运行时速可达350千米以上。 无砟轨道采用自身稳定性较好的混凝土或沥青道床代替有砟道床来传递行车时的动、静荷载，而行车时需要的弹性变形主要由设置在钢轨或扣件下精确定义的单元材料提供。无砟轨道结构设计要求其具有足够的抗冻安全性，特别是对其下部结构在铺轨完成后出现的后续沉降变形要求十分严格。所以，无砟轨道线路的长期稳定性较好，特别是在高速行车条件下，属于一种正常情况下很少需要维修的上部结构形式。 高速铁路无砟轨道结构与普通轨道结构一样，由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。这些力学性质截然不同的材料承受来自列车车轮的作用力，它们的工作是紧密相关的，任何一个轨道零部件性能、强度和结构的变化都会影响其他零部件的工作条件，并对列车运行质量产生直接的影响。因此，轨道结构是一个系统，要用系统论的观点和方法进行研究。钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力，并传向轨枕；轨枕承受钢轨传来的竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床，并保持钢轨正常的几何位置；轮轨间的各种作用力通过轨枕和扣件的隔振、减振和衰减后传递给道床，并将作用力扩散传递于路基。由于列车速度的提高与轨道结构的作用力及速度成正比，高速铁路的轨道必然比普通线路具有更高的安全性、可靠性和平顺性。为保证轨ⅡⅡ道结构的这些要求，轨道各部件的力学性能、使用性能和组成为结构的性能都比普通轨道部件高得多。作为铁路基础设施的轨道结构是一庞大的系统工程，其受力状态极其复杂，运营条件的任何变化都会直接引发受力状态的变化，而作为轨道结构基础的桥梁、路基的状态和性能对轨道结构有决定性影响，因此，作为高速铁路和高速铁路的轨道结构，具备良好的基础并在正常受力条件下运营就显得特别重要。高速铁路一般采用60kg/m钢轨、长度2.6m轨枕、弹性扣件、无砟的轨道结构，大号码道岔，直向过岔速度与区间正线一致，侧向过岔速度与连接的联络线一致，利用标准列
高速铁路无砟轨道道床板裂缝成因及控 制措施 摘要：铁路系统是交通运输系统中非常重要的组成部分，并且当前时期基于铁路系统构建起来的经济发展模式已经成为我国社会经济发展的重要驱动力。随着我国社会发展水平的不断提升，对于铁路运输的速度也提出了更高的要求。在高速铁路中所使用的轨道都是无砟轨道，这种轨道相对于传统的轨道来说具备更强的安全性能。但是在实际使用的过程中这种轨道也很容易出现裂缝，所以应当针对高速铁路无砟轨道道床板裂缝产生的原因进行研究，采取合适的手段保证铁路系统的安全运行。 关键词：高速铁路；无砟轨道；道床板裂缝 引言：高速铁路是当前我国铁路系统中的主要类型，在这样的背景下，高速铁路运行过程中的安全性就成为社会关注的热点。在高速铁路运行的过程中，铁路系统内的无砟轨道的道床板出现裂缝容易导致各种安全事故。使得道床板出现裂缝的原因有很多，为了保证高速铁路的安全稳定运行，有关部门就应当进行系统化的研究工作，把握好可能会导致道床板开裂的各项因素，尽可能减少裂缝的出现，构建起更加安全的铁路系统。 1. 高速铁路无砟轨道道床板裂缝的成因 1. 短时间内温差过大 高速铁路系统的无砟轨道中的道床板主要是由混凝土构成的，混凝土本身具备非常强的热胀冷缩的物理性质，这种情况就使得一旦外部的温度出现剧烈的变化，那么就会使得混凝土自身发生形变。在这样的情况下，混凝土的形变就会被限制在内部，混凝土内就会出现相应的结构应力，当这种结构引力超过了混凝土
本身的抗拉强度时，就会使得混凝土的表面出现裂缝。这种裂缝就是属于温度裂缝，温度裂缝最大的特点就是很容易随着气温的变化产生剧烈的变化。一般情况下在产生裂缝后，裂缝的实际变化情况也会遵循热胀冷缩的原则。除此以外，在冬季气温低于零度的情况下，轨道床板所使用的吸水饱和的混凝土往往会出现冰冻的情况，混凝土内含有的水将会结成冰导致混凝土的体积出现膨胀，进而降低混凝土自身的强度，导致裂缝出现。 1. 混凝土的水化热 混凝土在制作的过程中需要经过水化，而水化的过程会产生非常多的热量，这种热量也是混凝土内部温度出现上升的主要能量来源。在进行混凝土浇筑的初步阶段，混凝土整体的弹性和强度都较低，依靠混凝土自身的性质很难对于内部水化热产生的变化进行控制，在这样的情况下，产生的温度应力相对较小。随着混凝土使用期限的增长，混凝土内部的弹性和强度都会出现增长，这就使得混凝土对于内部热量引发的形变承受能力也随之增加，如果使用的混凝土自身的物理性质难以承受内部的剧烈温度变化，那么就会使得混凝土出现裂缝。 1. 混凝土的骨料出现塑性沉落 混凝土内部使用的骨料受到重力的作用会出现自然沉落，如果受到了阻挡那么就会聚集在混凝土的表层，导致混凝土表面出现裂缝。而在进行无砟轨道道床板的建设时，使用的混凝土内部需要借助钢材进行支撑，而这些钢材往往会阻挡内部骨料的沉落，进而导致出现裂隙。 1. 钢轨伸长导致出现裂缝 在高速铁路无砟轨道道床板时建设时，如果在施工的过程中不能及时的解开混凝土上方钢轨和混凝土之间连接的扣件，那么就会使得钢轨在生产的过程中，
CRTSII型无砟轨道板宽接缝界面裂缝分析及控制 摘要：在CRTSII型无砟轨道施工中，轨道板宽接缝位置新老混凝土之间出现界面裂缝是较为普遍的质量通病，为做好该类界面裂缝的预防与控制，就其开裂机制进行了简明分析，针对导致界面裂缝出现的各类因素，从材料选择、混凝土配合比优化、施工工艺控制等方面阐释了界面裂缝防控的技术要点，供同行们参考。 关键词：界面裂缝；分析；预防控制 中图分类号: U448 文献标识码：A文章编号：T2012-02（03）9036 Abstract: In the CRTS Ⅱtrack tlab construction, Rail board wide position between the old and new concrete seam appear interface crack is relatively general quality problems, and to make the interface crack prevention and control, the article to the cracking mechanism of the concise analysis, according to lead to interface cracks of all kinds of factors, from the choice of materials, concrete mixture, and the optimization of the construction technology of control interface crack control and prevention interpretation of the technical key points, for interface crack control to provide enlightenment and reference. Key words: Contact surface crack; Analysis; Anticipatory control; 0前言 CRTSII型无砟轨道系统中，标准轨道板板长6450 mm、宽2550 mm、厚度200 mm，混凝土的设计强度为C55，板重约8.6 t。轨道板横向配置60根￠1 0预应力钢筋，纵向配置6根Φ20精轧螺纹钢筋，用于轨道板的纵向联接(图1)，轨道板间的接缝宽度为200mm，采用C55高性能混凝土现浇施工(图2)。该混凝土是按耐久性设计的混凝土，要求混凝土具有体积稳定性和高密实度，它能更好地满足结构功能和施工工艺要求，能最大限度地延长混凝土构件的使用年限，降低工程造价。实际施工中宽接缝后浇混凝土与轨道板接触面之间常常出现开裂现象，也就是新老混凝土之间的界面裂缝。裂缝宽度通常为为0.1～2mm，最宽时可达2~3mm，最终导致道床板沿线路横向完全开裂，尽管II型板在设计时允许其从预裂缝处开裂，但水和有害介质渗透到轨道板内部，腐蚀钢筋及张拉锁件，这势将降低无砟轨道的绝缘性能，削弱了轨道板承载力，影响轨道使用功能及寿命，危及到列车行车安全。因此，应采取相关措施，最大限度的降低裂缝出现几率，减小裂缝发展趋势和宽度。 我单位在京沪高速铁路施工中，负责施工了五千余道的轨道板后浇带施工，针对前期施工中普遍出现的界面裂缝，经过现场认真细致的研究分析，分析了界
车辆-无砟轨道-路基系统振动特性研究 付琪璋 【摘要】结合轨道动力学发展现状，建立了具有弹性车体的车辆-轨道-路基系统，对结构振型、固有频率、各子结构振动频带分布及其间耦合关系进行了研究。分析表明：车辆-轨道-路基系统子结构参振频段具有较明显的规律；车轮振动主要集中在30～70 Hz频段，钢轨振动频带分布较宽，轮轨耦合主要集中在中低频段，较 高频段耦合较弱；低频段道床板、支撑层及路基表层振动规律及幅值相近，较高频段三者振幅相差较大，整个研究频段表现为道床板受频率变化影响最为敏感。 【期刊名称】《铁道建筑》 【年(卷),期】2014(000)004 【总页数】3页(P118-120) 【关键词】无砟轨道;振动;频域;弹性车体;振型 【作者】付琪璋 【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043 【正文语种】中文 【中图分类】U213.2+42 由于轨道结构周而复始的承受反复列车荷载，随着轮轨接触条件的不断变化，轮轨相互作用呈现出高度随机性且二者作用频带分布较宽，为能更好地分析该随机荷载及频率分布，需对轮轨系统结构的振动特性进行深入研究。
为此，本文拟结合CRTSⅡ型无砟轨道结构，建立具有弹性车体的车辆—轨道—路基系统模型，利用ANSYS软件对其振动特性进行深入研究。 1 模型 结合轮轨动力学模型发展及其应用现状，分别从力学模型、模型参数及边界条件选取等方面来说明弹性车体的车辆—轨道—路基系统模型的建立。 1.1 力学模型 根据目前国内外大量采用的轮轨动力学模型，建立符合本文计算要求的车辆—轨道—路基系统动力学模型，如图1所示。其中: 1)车辆选用整车空间模型，模型中将车体考虑为弹性体，模型中约束车体质心纵向位移，且约束车体纵向轴心线的水平位移;转向架和轮对按照刚性体建模，转向架考虑沉浮、点头、侧滚等自由度，轮对考虑沉浮、侧滚等自由度，转向架及车轮共14个自由度。 图1 模型侧视 2)轨道结构将钢轨简化为梁单元，单元节点具有x，y，z三向平动和转动自由度;扣件简化为弹簧阻尼单元，且仅考虑垂向效应;道床板、砂浆层及支撑层采用实体单元。钢轨节点约束纵、横向位移及纵向转动等自由度，扣件间距为0.65 m，道床板、砂浆层及支撑层间接触面采用共用节点方式过渡。 3)轨道结构以下仅考虑路基表层，同样将其考虑为实体单元，路基表层以下构筑物等效为弹簧单元。 1.2 模型参数 1.2.1 弹性车体 结合CRH2型客车几何尺寸及材料参数，拟将车体简化为几何尺寸及质量一定的弹性车体，并确定有限元分析中所必需的动弹模Ed。 依据文献［1-2］研究成果，将车体视为均匀细直梁，若其端部约束方式一定，质
地铁隧道内碎石道床轨道结构减振特性 分析 彭华，刘麦，蔡小培，汤雪扬 （北京交通大学土木建筑工程学院，北京__） 散体碎石材料组成的碎石道床是目前使用最广泛的轨道结构之一，主要应用于高速铁路、普速铁路与重载铁路.国外城市轨道交通发展早，较多采用了传统碎石道床，如英国伦敦地铁、法国巴黎地铁、德国柏林地铁，至今仍保留了不少普通碎石道床，目前运营情况良好［1］.我国城市轨道交通发展较晚，几乎所有的地下正线都采用了整体道床结构型式，只有一些地面线路和高架线路以及车辆段采用了碎石道床.随着我国地铁的发展，整体道床目前在某些区段造成了振动、噪声、钢轨车轮异常磨耗等负面影响［2］.相较于整体道床，碎石道床轨道结构弹性较好，建设成本小，适用于基础薄弱地段.且随着碎石道床轨道结构养护维修技术的发展，养路机械作业日渐成熟，养护维修成本也得到降低. 近年来越来越多的地铁线路邻近或下穿一些振动敏感区域，如医院、剧场、实验室、古建筑等，这对地铁轨道结构的减振性能提出了更高的要求.针对地铁轨道结构的减振措施，目前主要
从钢轨、扣件、道床等方面进行考虑［3-5］.针对城市轨道交通碎石道床，国内外学者已经开展了一定的研究工作.Saussine 等［6］通过实验和离散元模拟分析了有砟道床沉降特性.张慧慧［7］分析了无砟轨道与有砟轨道的特点，提出了城市轨道交通轨道结构的设计原则.Huang 等［8］采用离散元建模方法，研究了污垢对碎石道床强度和稳定性的影响。刘加华等［9］应用轨道结构强度计算理论及车辆-轨道耦合振动动力学仿真计算模型，分析了不同道床厚度对相关轨道结构部件的影响，得出了碎石道床合理道床厚度的建议值.赵洪等［10］对碎石道床在城市轨道交通地下线路中应用的可行性进行了研究，指出碎石道床在病害防治、经济效益、减振降噪等方面相对于无砟轨道具有一定优势.既有的研究中对于碎石道床在地铁内的减振性能研究较少，鲜有地铁隧道中采用碎石道床进行减振的研究，碎石道床相较于整体道床的减振性能尚不明确. 本文以地铁隧道内碎石道床为研究对象，建立车辆-碎石道床-隧道-土体耦合动力学模型，与相同条件下普通整体道床对比，确定碎石道床减振等级； 探究改变碎石道床厚度及增设减振垫时的减振性能，为碎石道床在地铁隧道内的应用提供建议. 采用有限元软件Abaqus 进行建模分析，模型主要包括车辆模型、轨道结构模型、隧道及土体模型3部分.所建立的模型为地