道床裂纹对无砟轨道振动的影响初探

无砟轨道裂纹
无砟轨道裂纹是一种常见的轨道结构问题，通常出现在混凝土道床、道岔等部位。

裂纹的产生可能是由于材料质量、施工工艺、环境因素等多种原因所致。

无砟轨道裂纹的主要表现形式包括纵向裂纹、横向裂纹、网状裂纹等。

这些裂纹可能对轨道结构的稳定性造成影响，严重时可能导致轨道变形、坍塌等安全事故。

无砟轨道裂纹的原因主要包括以下几个方面：
1. 材料质量问题：无砟轨道通常采用混凝土、钢筋等材料，如果材料质量不达标，可能导致混凝土强度不足、收缩变形等问题，从而产生裂纹。

2. 施工工艺问题：无砟轨道的施工工艺较为复杂，如果施工过程存在质量问题，如混凝土养护不当、钢筋安装不到位等，可能导致轨道结构产生裂纹。

3. 环境因素：无砟轨道所处的环境条件对轨道结构的影响较大，如温度变化、湿度变化、地震等自然因素，以及车辆荷载、轨道振动等人为因素，都可能对轨道结构产生影响，从而产生裂纹。

为预防无砟轨道裂纹的产生，施工单位应采取以下措施：
1. 确保材料质量，选择符合标准的混凝土、钢筋等材料。

2. 规范施工工艺，确保各工序的质量控制，如混凝土养护、钢筋安装等。

3. 做好环境监测，及时了解环境变化对轨道结构的影响，采取相应的防护措施。

总之，无砟轨道裂纹的预防和治理需要从材料、施工、环境等多方面入手，确保轨道结构的稳定性和安全性。

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。

双块式无砟轨道道床混凝土开裂问题探微0 前言双块式无砟轨道道床混凝土开裂是目前普遍存在的质量问题，开裂使混凝土劣化加快，并使混凝土中钢筋失去保护作用，一般认为造成混凝土出现裂缝的种类有：塑性收缩、干燥收缩（含自干燥）、化学收缩、温度收缩、受力等。

而干燥收缩、化学收缩、温度收缩是造成道床开裂的主要原因。

一般采用优选水泥、粗细骨料、外掺料、减水剂等原材料、严格配合比设计、加强现场施工和混凝土养护等措施进行控制[1]，裂缝得到一定程度抑制，但效果不理想。

由于上述措施仅能减少混凝土收缩，不能补偿干燥收缩、化学收缩、温度等收缩，裂缝产生原因不能消除，对各种收缩进行补偿才是防治裂缝最有效的办法。

1 裂缝防治应对措施1.1不同种类裂缝应对措施[2]减少干燥收缩应对措施：增加减水剂减水率、适当降低混凝土坍落度、减少混凝土单方用水量，加强养护；在混凝土中掺加粉煤灰、矿粉等；或是在混凝土中加入减缩剂减少混凝土干燥收缩，目前减缩剂成本较高，该方案较少采用。

化学收缩应对措施：减少混凝土单方水泥用量、增加粉煤灰、矿粉等外掺料用量；温度收缩应对措施：在减水剂中加入适当缓凝成份、增加粉煤灰、矿粉等外掺料用量，降低混凝土放热峰值。

增强混凝土抗拉强度：在混凝土中加入各类合成纤维，增强混凝土抗拉能力，或改变设计配筋，该方案成本较高。

改变混凝土内部应力形式：在混凝土中加入膨胀剂，降低甚至消除混凝土拉应力；设置收缩缝，降低混凝土拉应力。

1.2常见类似工程消除裂缝措施1.2.1建筑工程大面积连续浇筑超长结构解决方案[3]二次浇筑方案（后浇带做法）：分区浇筑、各分区间设置后浇带，各区内采用补偿收缩混凝土浇筑（混凝土内加入膨胀剂，个别设计除加膨胀剂外，还要求加入化学纤维增强混凝土抗裂能力），在区块混凝土浇筑完成60天变形稳定后，采用微膨胀混凝土浇筑后浇带。

连续浇筑方案（加强带做法）：采用补偿收缩混凝土每浇筑30-50m后，立即采用微膨胀混凝土浇筑膨胀加强带，膨胀加强带浇筑完成随即浇筑后续混凝土。

隧道内 CRTSI 型双块式无砟轨道道床板裂纹控制研究摘要：针对高速铁路隧道内CRTSI型双块式无砟轨道道床板混凝土易开裂的现象，通过实际工程施工控制研究，从材料和施工方面提出了防治和处理道床板裂纹的具体措施，对今后高速铁路隧道内现浇混凝土道床板的施工具有借鉴意义。

关键词：隧道无砟轨道裂纹成因防治1.前言在高速铁路CRTSI型双块式无砟轨道施工过程中，现浇混凝土道床板开裂现象非常普遍，尤其是隧道内道床板，不像桥涵道床板按单元板形式设置，也不像路基道床板有支承层分担张拉力，而是直接浇筑在仰拱填充面上，受地质围岩变化、仰拱不均匀沉降、温度等影响，道床板裂纹较多。

其中典型常见的裂纹形式有轨枕角八字裂纹、横向贯通裂纹、轨枕周边离缝及道床板表面龟裂等。

裂纹会导致道床板混凝土劣化，降低道床板的使用寿命，预防控制道床板裂纹尤其是隧道内道床板裂纹极为迫切。

2.工程概况新建铁路宝鸡至兰州客运专线（甘肃段）BLTJ-1标段自DK683+620至DK709+412，线路长度25792m，隧道占比92.9%，隧道地段无砟轨道全长47911单线米。

隧道内无砟轨道道床板直接浇筑在仰拱回填或底板上，混凝土等级为C40，直线地段结构尺寸为：宽度2800mm，厚度260mm，曲线超高在道床板上设置，采用外轨抬高的方式，在缓和曲线范围内线性过渡。

混凝土配制遵循“低胶材用量、低用水量、低坍落度、高含气量”（三低一高）的原则，胶凝材料用量控制在320～330 kg/m3，单方用水量为100～120kg/m3，混凝土坍落度为120～140mm，出机含气量为4%～6%，洞口200米范围内混凝土添加内养护材料。

为保证洞内施工环境温度，同时避免隧道内贯通风对混凝土的质量影响，无砟轨道施工前已对洞口进行封闭。

洞内环境温度在10℃～18℃范围内,混凝土入模温度基本控制在10℃～15℃范围内，每100米设1道变形缝。

无砟轨道混凝土施工采用斗送，现场安排专职试验人员对混凝土塌落度、含气量、混凝土入模温度进行现场测定，严格控制混凝土各项指标满足规范要求。

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。

高铁不同类型无砟轨道路基床板开裂成因及对策【摘要】通过对兰新线无砟轨道综合试验段双块式现浇混凝土道床板出现的裂缝现象的分析，从设计、施工和混凝土配方等方面分析了现浇混凝土道床板的裂缝成因，并提出了防治双块式无砟轨道道床板裂缝的具体措施，对今后客运专线现浇混凝土道床板的施工具有借鉴意义。

【关键词】无砟轨道；混凝土裂缝；高速铁路；道床板目前国内高速铁路采用的无砟轨道主要有两种，即板式无砟轨道与双块式无砟轨道。

道床板表面容易出现裂缝，设计配筋与施工质量等，最终导致上下贯穿裂缝；由于施工捣固不均等，配筋大小不一或错位，使得道床板内部不密实、空隙、空洞、钢筋异常，发展成为承载力过低、道床板破裂、道床板承载力不均等等，这不但使得绝缘性能逐步下降，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。

因此分析双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝病害发生的机理，在设计和施工中预防裂缝的产生，提高双块式无砟轨道施工质量。

1.无砟轨道板开裂成因及对策分析在施工中现浇无砟轨混凝土道床板出现结构裂缝，裂缝使道床混凝土板中的钢筋发生锈蚀，锈蚀的钢筋会挤胀混凝土，进而使得裂缝更具扩张趋势，处于绝缘节点的卡子也会逐步失效，在绝缘性能方面大打折扣。

同时，结构裂缝的渗水也会加速基础下沉的速度，沉降值迅速攀升降低了无砟轨道道床的耐久性以及承载能力，严重的将影响到轨道的行车安全。

因此，本文分析不同无砟轨道混凝土道板的裂缝开裂机理，旨在设计与施工两个方面做好预防裂缝产生的预防工作，从而保证无砟轨道混凝土道床的施工质量。

笔者认为，无砟轨道路基基床板常见的结构裂缝成因主要有：（1）混凝土材料的不均匀导致裂缝的产生。

混凝土的不均匀性主要包括水灰比的分布不均，不均匀分布的混凝土骨料产生结构内部应力不均的情况，从而有可能导致轨道板产生裂缝。

（2）结构设计因素。

新老混凝土板的结合部位，轨枕角容易出现不同方向的收缩，在混凝土硬化后也在角部的应力集中引起的混凝土收缩拉伸状态，加剧了裂缝的发展，并随着时间的推移和延长和扩大。

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11.1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。

无砟轨道道床板混凝土断裂参数研究的开题报告一、选题背景无砟轨道是近年来铁路建设中普及且应用最广的一种新型轨道结构形式。

无砟轨道通过使用特制的轨道道床板来代替传统的石碴、碎石等道床材料，能够显著降低噪音、减少维护、延长使用寿命和提高行车安全性。

而轨道道床板中最常用的材料之一是混凝土，因其强度高、施工简单、外观美观等特点而备受青睐。

然而，随着无砟轨道的广泛应用，轨道道床板混凝土的断裂问题也日益突出。

因此，研究轨道道床板混凝土的断裂参数，对维护和修缮轨道道床板的安全性以及延长其使用寿命具有重要的现实意义和经济价值。

二、研究内容本论文旨在对无砟轨道道床板混凝土的断裂参数进行研究。

具体内容包括：1.文献综述和概述：介绍无砟轨道、轨道道床板及其混凝土材料的发展和应用现状；2.实验设计：制定适合本研究的实验方案，考虑实验的可行性和实用性等因素；3.材料测试：针对轨道道床板混凝土的抗拉强度、断裂韧度、破坏模式等关键参数进行测量和分析；4.结果分析：根据实验数据，分析轨道道床板混凝土的断裂参数与其组成材料、结构形式等因素的关系，并对断裂特征及其对无砟轨道的影响进行分析；5.结论与展望：总结本次研究成果，进一步探讨无砟轨道道床板混凝土断裂问题的存在原因及其解决方法。

三、研究意义1.为轨道道床板混凝土的材料选择和定制提供参考依据；2.为轨道道床板的维护和修缮提供技术支持和理论指导；3.为无砟轨道的设计和施工提供科学依据和实践经验。

四、研究方法本研究将采用实验和理论相结合的方法进行。

通过混凝土材料的物理性能测试、力学性能测试以及断裂韧度的测量等方法，得到轨道道床板混凝土的重要参数数据，并从中寻找规律，进行各种非标准化的建造活动。

根据数据的分析，再结合已经公认的关于混凝土断裂和失效模式的理论模型和规律，进一步提出一些关于该过程中材料的整体失效机制和细节破碎过程的详细表述。

同时，亦可以采用鸟瞰、近景照片和视频数据，来记录和观察断裂过程及变形特征。

无砟轨道施工阶段裂缝成因分析及预防措施摘要：结合目前正在施工的无砟轨道，本文对桥梁段无砟轨道裂缝的类型和成因进行了分析探讨，针对不同的裂缝类型，提出预防措施。

关键词：无砟轨道；裂缝；预防引言无砟轨道裂缝一旦形成，特别是贯通裂缝的形成，会降低结构物的耐久性，严重影响无砟轨道的使用寿命，同时会降低无砟轨道的承载力，严重的将影响使用安全。

如何采取措施有效地控制或防止裂缝的产生，是值得关注的问题。

本文通过对无砟轨道裂缝种类和产生原因的分析，提出一些防止或较少混凝土裂缝产生的措施。

1 概述1.1 混凝土裂缝的主要特征无砟轨道底座板和道床板均不同程度地出现裂缝，且出现的裂缝位置具有共同性。

1）底座板裂缝具有以下特点和规律。

①凹槽四角出现45°裂缝。

②板中出现横向裂缝，部分贯通。

③大部分裂缝出现在混凝土浇筑后28d。

④大跨度梁段出现裂缝概率加大。

2）道床板裂缝主要有①混凝土与轨枕交接处出现40°裂缝。

②混凝土与轨枕间出现离缝。

1.2 无砟轨道结构底座板采用C40钢筋混凝土，通过对梁面进行拉毛、预埋套筒连接钢筋与梁面进行粘结。

钢筋主要为上下两层网片及凹槽四角防裂钢筋。

每块板6.44米（长）*2.8米（宽）*0.21米（厚），超高段最小板厚13.8厘米。

板与板间设10厘米宽伸缩缝。

道床板与底座之间通过底座板预留的凹槽进行连接，但中间设置隔离层。

采用C40钢筋混凝土。

凹槽处设置弹性垫板，钢筋分上下两层，板厚0.26米。

2 裂缝产生的原因分析2.1 混凝土的体积变形混凝土体积变形主要分为：塑性收缩、干湿变形、温度变形、自生变形四种。

2.1.1 塑性收缩指新拌混凝土浇注后尚在塑性状态发生的收缩。

特点是当表面水分向外蒸发时引起局部产生应力，因此当蒸发速率大于泌水速率时，会发生局部的塑性收缩开裂。

低水灰比（水胶比）混凝土拌合物体内自由水少，矿物细粉和水化生成物又迅速填充毛细孔，阻碍泌水上升，因此表面更易于出现塑性收缩开裂。