遂渝铁路无碴轨道工程技术创新研究与实践

2004年,铁道部决定建设遂渝铁路无碴轨道试验段,系统试验研究无碴轨道结构、轨道电气特性、扣件系统、路桥线下工程、100m长定尺钢轨铺设、无碴轨道施工及长期测试等关键技术,通过成区段铺设无碴轨道并进行实车试验,取得无碴轨道工程成套技术和科学数据。遂渝铁路无碴轨道试验段有目的地设计了CRST-I型平板式、框架型板式、纵连板式轨道和CRST-II型双块式无碴轨道等多种类型。试验段于2007年1月进行了实车试验,动车组试验最高速度232km/h,货物列车最高试验速度141km/h。这标志着我国铁路具有自主知识产权的无碴轨道试验段建设成功,并为我国客运专线无碴轨道技术再创新打下了基础。     

高铁长大桥上不同无砟轨道无缝线路受力研究

研究目的:为对比桥上铺设不同无砟轨道时对应无缝线路受力规律,本文基于有限元方法及梁轨相互作用原理,分别建立大跨度桥上纵连板式、单元板式及双块式无砟轨道有限元模型,分析实测温度工况及制挠力耦合作用下,不同无砟轨道对应的无缝线路受力规律及桥梁理论最大温度跨度,并比较制动墩墩顶刚度、扣件阻力等参数对无缝线路受力及最大温度跨度的影响。研究结论:(1)相同桥梁温度跨度下,双块式无砟轨道钢轨附加应力最大,纵连板式无砟轨道钢轨附加应力最小,且纵连板式无砟轨道钢轨附加应力远小于铺设单元板式或双块式无砟轨道时对应钢轨附加应力;(2)采用常阻力扣件时,当制动墩墩顶刚度由1 500 k N/cm增大到8 000 k N/cm时,单元板式无砟轨道最大温度跨度由93.3 m增大到105 m,双块式无砟轨道最大温度跨度由60 m增大到75.8 m,而纵连板式无砟轨道钢轨附加应力受墩顶刚度的影响很小;(3)纵连板式无砟轨道对应桥梁最大温度跨度需同时考虑钢轨附加应力及墩顶纵向位移限值;(4)扣件阻力大小对单元板式及双块式无砟轨道钢轨附加应力影响较大,采用小阻力扣件后,两者对应最大温度跨度分别增大约1.5、2.0倍,小阻力扣件可以有效的减小单元板式及双块式无砟轨道钢轨附加应力;(5)本研究成果可为不同无砟轨道应用及对应桥梁跨度设计提供参考。     

组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道疲劳特性

基于列车—轨道—桥梁耦合动力学理论、无砟轨道与桥梁间纵向相互作用理论及无砟轨道温度场和温度效应理论,建立考虑服役期间无砟轨道钢筋与混凝土的相互作用、无砟轨道混凝土的开裂与闭合效应、无砟轨道荷载时变特性共同作用的桥上纵连板式无砟轨道疲劳寿命预测方法。以高速铁路32m多跨简支箱梁桥上无砟轨道为例,运用该方法研究组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道的疲劳特性。结果表明:为了较准确地预测服役期间桥上纵连板式无砟轨道的疲劳特性,必须同时考虑列车荷载、温度荷载及温度梯度荷载的共同作用;桥上纵连板式无砟轨道的疲劳寿命由梁端处的轨道控制,梁端处轨道板底面混凝土和底座板顶面混凝土更易发生疲劳破坏;气候环境和无砟轨道裂缝间距对桥上纵连板式无砟轨道各部件的疲劳特性有很大影响,武汉地区无砟轨道的轨道板混凝土、底座板钢筋、底座板混凝土的疲劳寿命分别是哈尔滨地区的2.5,3.9和222.6倍,当裂缝间距由2倍扣件间距变为1倍时,无砟轨道钢筋的疲劳寿命增加10倍以上。     

实测温度下大跨度桥上纵连无砟轨道受力研究

研究目的:既有桥上纵连板式无砟轨道研究多考虑桥梁整体温度变化而忽略温度梯度的影响,为探明高速铁路大跨度桥上纵连板式无砟轨道系统受力规律,本文基于长期实测温度场数据,利用统计方法获得结构具有概率保证的非线性温度模式,建立考虑钢轨-轨道板-底座板-梁体-桥墩的空间一体化有限元模型,选取沪昆客运专线某大跨连续梁桥工程实例,计算分析实测非线性温度模式下桥上各层轨道结构相对位移以及钢轨纵向附加力的分布规律。研究结论:(1)只考虑轨道板及底座板实测温度模式时,钢轨附加应力基本为0;(2)桥梁温度梯度会引起梁缝处钢轨附加应力的急剧增大,在研究桥上纵连板式无砟轨道时需考虑桥梁温度梯度的影响;(3)大跨度连续梁桥固结机构处水泥沥青砂浆变形会超过其实测极限变形位移,建议在连续梁固结机构上方同样设置剪力钢筋;(4)无砟轨道断板会导致钢轨附加应力急剧增大,因此应严格限制纵连板式无砟轨道断裂的发生,若需更换轨道板及底座板时,应在合龙温度范围进行更换;(5)本研究结果可为大跨度桥上纵连板式无砟轨道的设计与改进提供参考。     

客运专线板式无碴轨道施工设备的研究

本文根据客运专线板式无碴轨道工程施工特点，研究设计出一种经济、实用、可靠的板式无碴轨道施工成套设备。     

桥上纵连板式无砟轨道挠曲力计算分析

根据桥上纵连板式无砟轨道的结构特点,基于有限元方法建立桥上纵连板式无砟轨道挠曲计算模型,计算温度荷载下的挠曲力,分析列车荷载作用长度、活载入桥方式对挠曲力的影响,研究桥上纵连板式无砟轨道在挠曲力作用下的梁轨相互作用规律。结果表明:桥梁挠曲变形所引起的钢轨纵向附加力较小,其中简支梁桥上钢轨挠曲附加力不超过21.6 kN,连续梁桥上钢轨挠曲附加力不超过24.0 kN;在进行部件的受力检算时,应根据具体的部件选用伸缩力或挠曲力;与桥上有砟轨道及单元板式无砟轨道有较大不同的是,还需要根据不同的检算部件寻求最不利的挠曲力列车荷载加载方式;建议采用活动端迎车进行加载。     

桥上板式无碴轨道施工方案探讨

长大桥桥上板式无碴道床的铺设施工是一项关键工序，轨道板及施工材料等组织运输是施工的重点。此文对临时轨道法、临时便道法和移动门吊法铺设桥上板式无碴轨道进行了经济、工期比较，认为移动门吊法是铺设桥上板式无碴轨道的较好方法，并对其工艺流程做了详细介绍。     

钢筋绝缘无砟轨道电气参数试验研究

对纵横向钢筋间交叉点不加绝缘和加绝缘的2种板式无碴轨道进行试验测试,考察钢筋结构绝缘化处理后的无砟轨道对钢轨阻抗参数的改善效果,提出改进措施,以延长轨道电路在无砟轨道上的传输长度.     

武广铁路客运专线雷大桥特大桥纵连底座板式无砟轨道底座板施工技术

结合武广客运专线雷大桥特大桥纵连底座板式无砟轨道底座板施工实例,介绍了CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板施工工艺及方法,总结了施工经验及措施,对CRTSⅡ型底座板施工有一定的指导意义.     

德国纽伦堡——英格尔施塔特新建线的无碴轨道

纽伦堡——英格尔施塔特新建线采用博格板式和 Rheda2000型无碴轨道。博格板式无碴轨道采用钢纤维混凝土预制轨道板,板下铺设水硬性混凝土支承层或混凝土底座,而在桥梁上、隧道内用混凝土底座。新建线的车站道岔区采用 Rheda2000型无碴轨道,其上部结构与有碴、无碴轨道的高速道岔相同。无碴轨道道岔与区间无碴轨道的过渡是在岔前及长岔枕后设置弹性过渡段,与区间有碴轨道的过渡是在过渡段设置两根辅助轨以增加轨道框架刚度。高速道岔区主要采用 VOSSLOH 弹性分开式扣件和 SKL12型弹条。无碴轨道结构均采用 VOSSLOH 300型扣件。德国的无碴轨道技术可供我国客运专线建设借鉴。