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工程建设铁路路基变形对无砟轨道结构影响研究综述崔旭浩，郑强，刘永琨，吕欣乐，刘子安，魏泓基（北京工业大学城市建设学部，北京100124）摘要：随着我国铁路事业飞速发展，铁路路基在长期服役过程中的变形问题及其对轨道结构力学行为的影响日益受到关注。
对近年来的相关研究进展进行总结，分析铁路路基变形的主要原因，包括自然因素和人为因素；系统梳理路基变形对轨道力学行为的影响，如路基变形对轨道结构变形、车轨耦合振动及轨道结构的损伤劣化的影响研究现状；分析指出当前研究面临的挑战，并对未来在智能监测与预警系统、精准高效的数值仿真技术等方面的研究趋势进行展望。
关键词：铁路路基变形；轨道结构；动力响应；损伤劣化中图分类号：U213.2 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2024）04-0049-08 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.11.27.0031 概述近年来，我国铁路事业飞速发展，取得了举世瞩目的成就。
截至2023年底，我国铁路营业里程达到15.9万km，其中高铁4.5万km。
在铁路基础设施长期运营过程中，轨道结构的服役状态对铁路线路的安全平稳运营起着关键作用，轨道结构的稳定性直接影响到铁路运输的安全和效率［1］。
铁路路基作为轨道结构的下部基础，是铁路线路的重要组成部分，直接承受轨道的重量，同时还承受轨道传递的机车车辆荷载。
路基结构的安全稳定服役对铁路线路有着至关重要的作用［2］。
然而铁路路基作为土工构筑物，受水文、地质和交通荷载等多种因素影响，导致铁路路基的工后变形不可避免［3］。
铁路路基变形将引起轨道结构产生跟随性变形，形成线路不平顺，增大列车运行时轮轨系统的动力响应，降低列车运行的舒适性，威胁列车运行安全，并容易引起轨道结构的损伤劣化，增大铁路工务部门的养护维修工作量。
在我国高速铁路的长期服役过程中，路基变形基金项目：国家自然科学基金资助项目（52308426）；北京工业大学“星火基金”资助项目（XH-2023-03-18、XH-2024-04-08）第一作者：崔旭浩（1994—），男，讲师，博士。
山 西建筑SHANXT ARCHITECTURE第42卷第4期2 0 2 1年2月Vol. 22 No. 2Feb. 2021・ 125 -文章编号:1066-6825( 2221)64-6105-62大跨度连续梁桥温度分布对无砟轨道的影响许晨霄1吴琛2(•华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，江西南昌330242•中国铁路南昌局集团有限公司南昌高铁维修段，江西南昌334102 )摘 要:为研究大跨度连续梁温度分布情况对桥上CRTS I 型双块式无祚轨道力学特性和线路几何形位的影响，基于梁轨相互作 用原理建立空间计算模型，分别考虑桥梁均匀温度荷载和不均匀温度荷载，分析了这两种温度荷载作用下无缝线路的力学特性和轨道静态几何形位的变化规律。
研究结论可为高速铁路大跨度连续梁桥的设计和建设提供参考。
关键词:大跨度连续梁桥,无缝线路,均匀温度荷载,不均匀温度荷载中图分类号:U213.2文献标识码:A0引言我国部分高铁线路铺设了 CRTS I 型双块式无砟轨道, 无砟轨道结构不仅受到列车荷载的作用，还长期承受露天 环境中温度荷载的作用。
由于太阳入射角、日照时长和混 凝土材料导热性差等原因，桥梁所受温度荷载是不均匀 的⑴，而不同温度荷载对无砟轨道无缝线路的影响具有差异性,在极端温度条件下钢轨会发生较大的变形，影响旅客 乘坐的舒适度和列车运行的安全性2。
目前，国内外学者对温度荷载作用下桥上无缝线路的 受力和变形展开了一定程度的研究,而既有研究中从无 系统考虑大跨度连续梁桥均匀温度荷载与不均温度荷载作用对无缝线路力学特性和轨道几何形位的影响分析。
本文 针对大跨度连续梁桥上CRTS I 型双块式无砟轨道无缝线 路，分别考虑桥梁均匀温度荷载和不均匀温度荷载，分析了这两种温度荷载作用下无缝线路的力学特性和轨道静态几何形位的变化规律。
1模型的建立15 模型概述针对高速铁路大跨度连续梁桥上CRTS I 型双块式无 砟轨道无缝线路，本文利用ANSYS 有限元软件，基于梁轨相互作用原理建立了 5 x 32 m 简支梁+ (70.75 + 125 +7055) m 连续梁+5 x 32 m 简支梁，桥跨结构如图1所示。
铁路轨道施工与维护复习题含答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、CRTSⅡ型板式无砟轨道的轨道板,标准轨道板上相邻扣件节点间的板顶面设置深度为()mm 的预裂缝。
A、40B、30C、20D、10正确答案：A2、日本板式轨道,每一标准 25m 长的钢轨配置()块轨道板。
A、6B、3C、5D、4正确答案：C3、CRTSⅡ型板式无砟轨道的轨道板,标准轨道板上相邻预裂缝距离为()m。
A、0.35B、0.65C、0.45D、0.55正确答案：B4、Ⅰ型轨道板,在结构强度允许的范围内,考虑温度荷载的影响,通过对不同厚度情况下的对比计算分析,轨道板的设计厚度为()mm。
A、190B、210C、200D、180正确答案：A5、道岔护轨作用边至心轨作用边的距离称为()。
A、辙叉长度B、查照间隔C、护背距离D、辙叉咽喉正确答案：B6、据不完全统计,解放初期我国有()多种道岔。
A、200B、50C、300D、100正确答案：C7、我国板式轨道系统,24m 梁跨内每线布置()块轨道板。
A、6B、4C、5D、3正确答案：C8、博格板式轨道的前身是()年铺设在德国卡尔斯费尔德—达豪试验段的一种预制板式轨道。
A、1967B、l977C、1965D、1975正确答案：B9、在我国铁路上还存在一定数量按旧标准加工的岔枕。
这类岔枕最长的()m。
A、4.85B、4.8C、4.75D、4.9正确答案：A10、CRTSⅡ型板式无砟轨道,标准板宽()m。
A、2.65B、2.75C、2.55D、2.45正确答案：C11、道岔查照间隔,容许变化范围为()mm。
A、1391~1394B、1345~1348C、1346~1349D、1346~1348正确答案：A12、9 号道岔的有害空间为()mm。
A、936B、1404C、639D、702正确答案：D13、单开道岔从辙叉趾端到理论中心的距离,称()。
A、辙叉趾距B、辙叉趾宽C、辙叉跟距D、辙叉全长正确答案：A14、如钢轨轨面光带偏离轨顶中心向外,说明轨底坡()。
温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位的影响分析温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位的影响分析朱禹,李成辉,付娜,肖真诚,霍新伟(西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,成都 610031) 摘要：我国在设计桥上无缝线路时,桥梁温度荷载按照相关规范规定采用均匀温度荷载,这与桥梁在自然环境中所受到的温度梯度荷载存在一定的差异。
基于梁轨相互作用原理,利用有限元方法,建立桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道有限元模型,分别计算分析在均匀温度和竖向温度梯度作用下桥梁变形对无砟轨道结构几何形位的影响,有益于进一步深入研究桥梁温度荷载的合理取值。
结果表明：与均匀温度荷载相比,竖向温度梯度荷载对桥上无砟轨道几何形位影响很大,且主要影响桥上无砟轨道的高低几何形位,对无砟轨道的水平几何形位也有一定影响,因此建议在设计桥上无缝线路时,考虑桥梁温度梯度荷载,并对桥上无砟轨道结构的几何形位进行限制。
关键词：铁路桥；无砟轨道；均匀温度荷载；温度梯度；几何形位Abstract：According to the relevant codes about CWR of China, the temperature load applied on bridge is uniform, which is somewhat different from the temperature gradient load in natural environment. Based on the principle of interaction between beam and rail and the use of the finite element method, the model of CRTSIII slab ballastless track on bridge is established and the influences of the deformation of the bridge generated by the uniform temperature and the vertical temperature gradient on the geometry of ballastless track on bridge are calculated respectively, which is beneficial to further study and rational selection of bridge temperature load. The results show that in comparison with the uniform temperature load, the vertical temperature gradient on bridge imposesgreater influence on the ballastless track geometry, affects mainly the longitudinal level of ballastless track and also has some influence on level geometry. Thus, when designing the CWR on bridge, it is recommended to consider the temperature gradient load on bridge and confine the ballastless track geometry.Key words：Railway bridge; Ballastless track; Uniform temperature load; Temperature gradient; Geometry随着高速铁路的发展，无砟轨道已经成为高速铁路中主要的轨道结构形式。
土木建筑工程：无砟轨道工程施工题库知识点三1、填空题正线无砟轨道与到发线有砟轨道间，应在到发线有砟轨道部分设置（）。
正确答案：过渡段2、填空题无砟轨道混凝土浇筑前，应复测轨排（），钢筋（），检测钢筋网（（江南博哥）），满足要求后方可浇筑砼。
正确答案：几何形位；保护层；绝缘性能3、单选轨道板纵向连接的程序为：（）。
A、拧紧张拉锁→安装接缝钢筋→浇筑接缝混凝土→接缝混凝土养护B、安装接缝钢筋→拧紧张拉锁→浇筑接缝混凝土→接缝混凝土养护C、安装接缝钢筋→浇筑接缝混凝土→拧紧张拉锁→接缝混凝土养护正确答案：A4、单选无砟轨道在路基上由（）组成。
A、支承层、底座和轨道板B、底座、CA砂浆垫层和轨道板C、支承层、CA砂浆垫层和轨道板正确答案：C5、单选施工作业时必须严格遵守操作规程，专人负责（），严禁其他人未经允许使用设备。
A、专项设备B、要设备C、普通设备正确答案：A6、单选客运专线路基填筑过程中应及时进行沉降观测，一般情况下每天观测（）次。
A、1B、2C、3正确答案：A7、填空题每孔箱梁上滑动层的铺设范围为桥梁固定端的剪力齿槽边缘至（），在梁缝处配合硬泡沫塑料板的安装局部调整保护层的铺设。
正确答案：桥梁活动端8、填空题冬季施工时，无砟轨道混凝土的入模温度不应低于（）℃，夏季施工时，混凝土的入模温度不宜高于气温且不宜超过（）℃。
正确答案：5；309、填空题接地扁钢和接地端子与螺纹钢筋的交叉点和连接处应采用（）焊接。
正确答案：单面亚弧焊10、单选轨道板木质垫块材质必须为硬质木，强度必须保证（）Mp以上，且必须经过质检人员的验收。
A、5B、10C、15正确答案：C11、单选双块式无砟轨道道床板砼（）后应立即解开夹板螺栓，松开扣件等固定装置，释放钢轨温度应力。
A、初凝B、终凝C、浇筑正确答案：A12、单选下列（）不属于板式无砟轨道的组成部分。
A、弹性扣件B、底座C、道床板D、凸台正确答案：C13、问答题无砟轨道综合接地范围施工有哪些？正确答案：⑴距接触网带电体5m范围以内需接地的构筑物和设备应接入综合接地系统。
土木建筑工程：无砟轨道工程施工（题库版）1、单选路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于（）的观测和调整期。
A、4个月B、5个月C、6个月正确答案：C2、问答题整体道床道岔铺设施工工艺流程是什么？正确答案：工艺流（江南博哥）程是：桥面处理→基标测设→道岔轨料上桥→拖散道岔钢轨→道岔支承块上桥→连接道岔钢轨→架起道岔并上齐配件→上支承块→粗调道岔轨道状态→钢筋绑扎及焊接→精调道岔→轨道状态检查→浇筑支墩→拆除支撑架→轨道状态检查→承轨台模板组装→浇筑混凝土→拆模、混凝土养生。
3、单选站场纵向排水槽结构外缘至同侧线路中心线的距离不应小于（）。
A、1.8mB、2mC、2.2m正确答案：A4、单选双块式轨枕混凝土拌制温度控制在（）℃。
A、5~30B、10~35C、15~25正确答案：A5、问答题何谓轨道板精调？正确答案：轨道板精调就是将轨道板准确地安装到设计要求的空间位置。
6、填空题砂浆拌制，开启乳化沥青回流装置，对储箱内的乳化沥青进行回流，以保证储箱内的乳化沥青（），回流时间可视储箱内乳化沥青储存时间、储存量和回流速度而定，至少应使储箱内乳化沥青全部流出与流进一次。
正确答案：均匀一致7、单选CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板与凸形挡台的间隙不得小于（）mm。
A、30B、40C、50正确答案：A8、单选下列各项中，低塑性水泥混凝土支承层必须具有而水硬性混合料不作要求的技术要求为（）。
A、收缩率B、增实因素C、抗压强度正确答案：B9、单选板连接时混凝土强度必须达到20MPa，连接操作是围绕并确保板内（）℃时零应力状态而进行的连接筋张拉施工。
A、10B、20C、25正确答案：B10、填空题10个承轨台的承轨台拱高实际高差与标准高差的偏差允许误差是（），3个承轨台的承轨台拱高实际高差与标准高差的偏差允许误差是（）。
正确答案：±1mm；±0.5mm11、单选支撑层浇筑完成后，当气温低于（）℃时。
应采取保湿措施。
高速铁路双块式无砟轨道路基地段结构设计与施工技术研究王森荣【摘要】为了提高双块式无砟轨道的设计和施工质量,首先对路基地段双块式无砟轨道道床板和支承层的功能定位进行分析,提出连续道床板和分块道床板两种结构设计方案的主要特点和设计要点,并对两种设计方案进行结构受力和配筋计算.然后从抗压强度、结构耐久性、疲劳强度、裂缝控制等要求研究道床板混凝土的强度等级,提出道床板混凝土强度采用C40是足够的,且强度不宜太高.最后结合目前双块式无砟轨道施工和运营经验,提出道床板和支承层在施工过程中应注意的一些问题.%In order to improve project quality of structure design and construction technology of Bi-Block ballastless track,the functions of track slab and supporting layer for subgrade sections are analyzed,and two alternative design schemes are presented.The differences between the two lie largely in that the track slabs are continuous or un-continuous units.The main features and design elements of the two are also put forward,and structure stress analysis and steel bar solutions related to the two schemes are carried out respectively.The concrete strength grade of track slab is studied in terms of compressive strength,structure durability,fatigue strength and crack control requirements.The results show that C40 concrete for track slab is adequate in strength and the strength of concrete should not be much too high.Moreover,some problems of track slab and the supporting layer that may happen during construction are addressed based on the experiences in construction and operation of the current bi-block ballastless track.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2017(061)011【总页数】7页(P1-7)【关键词】高速铁路;双块式无砟轨道;CRTS Ⅰ型;结构设计;道床板;路基;施工【作者】王森荣【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U238;U213.244路基地段CRTSⅠ型双块式无砟轨道采用将预制双块式轨枕埋入现浇混凝土中,形成道床板的三向混合承力结构,道床板与路基间设弹性模量相对较低的支承层,为道床板提供支承并进一步分散压力。
双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及控制探讨发布时间：2022-09-01T01:01:54.968Z 来源：《中国科技信息》2022年第4月8期作者：李存虎[导读] 针对高速铁路双块式无砟轨道道床板现浇混凝土易开裂问题，中铁三局渝昆高铁川渝段站前五标工程通过试验研究了道床板混凝土裂缝控制技术，同时基于多场耦合模型对道床板混凝土开裂风险进行了定量评估。
李存虎中铁三局集团有限公司山西省太原市 030000摘要：针对高速铁路双块式无砟轨道道床板现浇混凝土易开裂问题，中铁三局渝昆高铁川渝段站前五标工程通过试验研究了道床板混凝土裂缝控制技术，同时基于多场耦合模型对道床板混凝土开裂风险进行了定量评估。
结果表明：掺入抗裂剂对道床板混凝土工作性能和后期强度影响较小，早期明显体积膨胀，有效补偿了混凝土收缩；掺入抗裂剂后道床板中心和上表面开裂风险系数由1.0以上降低至0.7以下，基本不开裂。
经工程现场应用，掺入抗裂剂的道床板混凝土浇筑完成6个月后未发生开裂，混凝土抗裂性能较好。
关键词：无砟轨道；道床板；裂缝；控制措施引言随着高速铁路的快速发展，双块式轨枕嵌入式道床结构技术在无砟轨道道床广泛应用，但施工中和运营期都发现道床板混凝土存在不同程度的裂缝，对无砟轨道造成了一定的病害。
现我就施工方面对这一病害的成因和处理进行分析，以指导施工过程的控制和对后期病害的补救。
施工中现浇混凝土道床板出现了裂缝，无砟轨道轨枕产生的裂缝使道床板中的钢筋锈蚀，锈蚀钢筋挤胀混凝土，又使裂缝更具扩展趋势，绝缘节点的绝缘卡子将逐渐失效，绝缘性能逐步下降，裂缝渗水加速基础下沉加大基础沉降值，降低道床耐久性和道床承载力，影响行车安全;增加工务部门维修工作量，因此必须对此予以关注。
1.双块式无砟轨道裂缝形式混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。
由于混凝土外界因素和混凝土内在特性等原因，造成成型的混凝土外观存在着微孔隙、气穴及微裂缝，影响混凝土的使用寿命。
温度荷载作用下路基上双块式无砟轨道道
床板力学特性研究
杨洋1 ,林洁2
1.兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070；
2.兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州730070.
摘要：温度荷载是双块式无砟轨道的重要荷载。
本文以路基上双块式无砟轨道主体结构为研究对象,主要包括双块式无砟轨道道床板、混凝土支撑层，辅以分析软件ansys进行分析，建立了考虑钢筋与混凝土滑移粘结作用的有限元力学模型，研究了温度荷载作用下路基上双块式无砟轨道道床板的力学特性。
关键字：温度荷载；双块式无砟轨道；力学特性；Ansys
中图分类号：U214.1+8 文献标识码：A
1路基上双块式无砟轨道力学模型
作者在吸收国内外研究成果的基础上,利用大型通用软件Ansys建立了包括双块式轨枕、道床板、钢筋、支承层的双块式无砟轨道三维有限元力学模型,研究了温度梯度荷载作用下双块式无砟轨道道床板混凝土和钢筋的力学特性[1]。
力学模型中道床板钢筋用杆单元link8模拟。
双块式轨枕、道床板、支承层以八节点实体单元SOLID65模拟。
为了考虑混凝土与钢筋的粘结滑移效应，道床板混凝土与钢筋之间的连接用弹簧单元COMBIN14模拟。
现有的路基上双块式无碎轨道力学模型大多假定道床板与水硬性支承层之间紧密连接(摩擦系数无穷大)，两者变形协调一致，形成结合式结构，本文也延续这一理论。
在ANSYS环境下生成的路基上双块式无砟轨道力学模型如1所示。
模型以2个裂缝间距内双块式无砟轨道道床板、支承层为研究对象，由于裂缝间距内轨道长度较短，钢轨和扣件的约束影响有限，模型中没有考虑，道床板与支承层粘结良好。
参
照连续配筋混凝土路面(CPCR)的设计及应用经验，地基摩阻力很小,可以忽略不计。
图1路基上双块式无砟轨道力学模型
本模型中，双块式无砟轨道道床板的结构配筋为：纵向下层12根φ20,纵向上层9根φ20；横向每两个轨枕间距内上下层各设置一根φ16的钢筋[2]。
2 温度荷载下双块式无砟轨道力学特性研究
温度梯度荷载实际上是当轨道板在太阳照射下，由于混凝土的热传导性能差，会使得轨道板在厚度方向上存在温度梯度，出现白天上表面温度高、下表面低，晚上上表面温度低、下表面高的现象，这样在轨道板在厚度方向发生热胀冷缩，从而使得轨道板发生通曲变形，变形幅度大小由太阳福射热的变化决定，一般晴天变幅大，阴天变幅小。
并且这种温度梯度荷载短时间内会发生急变，主要作用于局部，因此会导致局部应力较大，考虑起来比较复杂。
由于轨道板的厚度方向存在温度差，在上下层的材料收缩膨胀值不同。
由于轨道板温度梯度的非线性分布，轨道板的变形受到约束，从而产生了翅曲应力。
当板顶温度大于板底温度时，板底面出现拉应力；而板顶温度小于板底温度时，板顶面出现拉应力[3]。
本文通过有限元分析软件Ansys分析温度荷载对双块式无砟轨道道床板的受力影响，Ansys软件中对热应力分析推荐采用顺序耦合分析，先进行热分析计算，将计算所得的节点温度施加到结构单元上的节点，再求解温度应力[4]。
以温度梯度50℃／m，分别模拟道床板
“上热下冷”“上冷下热”两种情况，计算工况分别为板顶比板底高13℃（13℃）、板顶比板底低13℃（-13℃）两种情况进行加载，以（13℃）为例，计算结果见图2—图6。
图2 路基上双块式无砟轨道力学模型温度云图
图3 轨道板纵向应力云图
图4道床板横向应力云图
图5钢筋位移云图
图6道床板、支撑块应力云图
3 结论
（1）当板顶比板底高13℃时，道床板混凝土的应力表现为板底中部受拉，板顶中部压，板角受压。
这是因为板顶温度高于板底温度，板顶面纤维的伸长变形大于板底纤维，板中部便出现向上拱起，板角向下凹陷；由于支承层对道床板的约束，道床板板底中部上拱变形受约束表现为受拉，而板顶中部由于受到约束不能自由向周端自由伸缩表现为受压，道床板板角受到支承层的支撑作用，向下凹陷受限表现为受压；当板顶比板底低13℃时，情况正好相反。
（2）由于道床板受温度应力所发生应力翘曲，板顶板底中部、板角部混凝土将会出现裂缝，这与实际运营中主要裂缝的位置相仿[5]。
（3）道床板与双块式无砟轨道支撑块之间有应力集中现象，尤其在支撑块边角处，这致使实际运营中在此出现裂缝的几率大增，这也与实际情况相符。
参考文献
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