高速铁路无砟轨道监测技术

总结我国高速铁路无砟轨道结构形式,分析运营过程中可能存在无砟轨道上拱、梁端凸台或底座开裂、扣件失效、砂浆层离缝、轨道结构开裂、线下基础沉降等问题,提出采用电阻应变片式、振弦式、光纤光栅、电涡流非接触式、无线传输、远程监控、预警机制等测试和监控方法以及道岔区板式无砟轨道综合监测、桥上42号道岔区及临时端刺区受力和变形监测、隧道内CRTS I型减振型板式无砟轨道减振测试、CRTSⅡ型板式无砟轨道温度及变形监测等应用实例。并探讨采用高清摄像头图像识别、利用红外热成像、利用光纤的振动和声学传感等新技术在无砟轨道安全监控中应用。     

高速铁路无砟轨道嵌缝施工技术

铁路无砟轨道嵌缝施工质量对无砟道床的耐久性和安全性影响很大,目前受技术水平、施工组织管理等方面的制约,施工质量有待进一步提高。在我国高速铁路嵌缝施工现状调查分析的基础上,对比分析了嵌缝材料性能,总结了嵌缝施工技术和质量控制要点。     

高速铁路无砟轨道拨轨换板技术

结合高速铁路天窗特点,通过方案比选分析拨轨更换无砟轨道板方案的可行性和优越性.为研究拨轨更换轨道板方案中钢轨的受力特性,建立有限元模型,计算分析扣件松开长度、施工作业温度和线路曲线半径对钢轨内部Mises等效应力的影响.结果表明,在扣件松开长度大于70 m的情况下,一般作业温度及曲线区段均具备开展拨轨更换轨道板作业的条件.利用轨道板更换一体化装备在试验线开展拨轨更换无砟轨道板施工,结果表明:装备性能可靠,作业衔接流畅,时间可控;施工过程中钢轨应力状态安全;拨轨更换轨道板能更好地满足高速铁路天窗内更换轨道板的需求.     

高速铁路无砟轨道曲线超高调整技术

高速铁路无砟轨道曲线超高一般设置在无砟道床结构中,一旦施工完成超高将无法调整。如果列车提速,欠超高将增大,进而影响列车舒适度并降低安全性。因此,研究无砟轨道超高可调技术具有重要意义。本文提出以WJ-8型扣件为基础的调超高技术方案,实现无砟轨道曲线超高调整。经室内试验,调整后扣件结构满足相应标准要求。在大西客运专线进行了实车试验和长期监测,结果表明无砟轨道调超高扣件满足高速动车组运行的安全性和稳定性要求。该技术为高速铁路无砟轨道曲线地段列车提速提供了技术储备,并节约了改造工程的费用。     

高速铁路无砟轨道综合技术经济分析

无砟轨道结构以其自身高平顺性、高可靠性、高稳定性等特性得到国外高速铁路发达国家的广泛认同。我国高速铁路在"引进、消化、吸收、再创新"的思想指导下,先后研发出CRTSⅠ、CRTSⅡ、CRTSⅢ型板式及CRTSⅠ型双块式等无砟轨道结构型式,并在国内多条高速铁路及客运专线上得到成功应用。但是,也应该看到,我国无砟轨道结构设计还处于不断优化完善阶段,对各种轨道结构的技术特点、适用性以及工程造价等尚没有统一的认识。从设计、施工、养护维修的角度对我国已应用的主要型式的无砟轨道进行技术特点分析和对比研究,并对不同型式无砟轨道的造价进行分析。     

高速铁路无砟轨道路基冒浆整治技术

立足于排、堵、注一体化设计理念,提出无砟轨道路基冒浆成套整治技术。首先采用聚合物混凝土在线间封闭层上浇筑排水明沟,然后采用硅酮嵌缝材料替换接缝处失效的嵌缝材料,最后采用灌浆材料注浆填充道床与路基层间的离缝。对于道床与路基层间小于10 mm的离缝,采用低黏度聚氨酯灌浆材料垂直注浆填充;对于道床与路基层间大于10 mm的离缝和空洞,采用聚合物改性水泥基灌浆材料侧向注浆填充。细化了排水强化、防水修复和注浆填充的具体施工工艺,对无砟轨道路基冒浆整治提供了有效指导。     

高速铁路无砟轨道振动分析

研究目的:通过建立考虑线路随机不平顺的轨道结构连续双层梁模型,提出分析高速铁路弹性支承块式无砟轨道结构振动的数值方法,为无砟轨道结构设计提供指导.研究结论:对轨道结构振动方程进行傅里叶变换,求解傅里叶变换域中的振动位移,再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应.线路随机不平顺是根据实测的功率谱函数在计算机上生成的.相对于其它复杂的车辆-轨道耦合动力学模型,该方法简单可行,借助于Matlab软件使得程序编制容易实现,且能反映轨道振动的基本规律和特点,尤其适合于整趟列车通过时轨道结构振动分析的情况.作为应用实例,对高速铁路弹性支承块式无砟轨道进行了振动分析,分析了线路不平顺等级、轨枕垫板和弹性扣件刚度、轨道基础刚度和列车速度对轨道振动的影响,得到了轨枕块橡胶垫板静刚度和橡胶套靴静刚度的合理设计值范围分别为60～90 MN/m和120～150 MN/m.     

高速铁路无砟轨道整治效果评估方法探讨

轨道系统的服役状态直接影响高速列车的安全、平稳运行。随着无砟轨道结构的大量投入使用,无砟轨道病害成为影响线路平顺性和稳定性的主要因素之一。目前病害的整治措施有很多,但如何对整治效果进行有效的评估是日常维护工作的难点之一。结合目前我国高速铁路无砟轨道结构存在的几种主要病害和整治方法,对轨道动态检测、光纤传感监测和地质雷达无损检测3种整治评估方法进行介绍和对比,为整治评估方法在高速铁路无砟轨道上的推广应用提供参考。     

无砟轨道——适宜高速铁路的轨道结构

普速铁路大多采用传统的有砟轨道结构,但是随着线路运营时间的推移和运营速度的提高,道砟粉化严重、轨道几何尺寸难以保持、维修周期缩短、维修费用大幅增加等问题随之产生。更重要的是,列车运行     

高速铁路无砟轨道嵌缝材料修复技术研究

介绍了高速铁路无砟轨道嵌缝材料伤损现状,分析了沥青类嵌缝材料的失效原因及失效嵌缝材料对无砟轨道结构耐久性的危害。根据无砟轨道伸缩缝的工况环境和变形特点,提出了修补材料的性能要求,并自主研发出硅酮嵌缝材料。结合天窗期内修补特点,提出了简便、快捷、高效的修补工艺。同时,在天窗期内,采用硅酮嵌缝材料对高铁线路失效嵌缝材料进行了现场修补,修补效果良好。     

高速铁路无砟轨道嵌缝材料技术要求研究

介绍高速铁路无砟轨道嵌缝材料的重要性,分析沥青类嵌缝材料存在的问题,确定高速铁路无砟轨道嵌缝材料的种类和类型。充分考虑高速铁路无砟轨道伸缩缝实际工况环境特殊性,并结合聚氨酯和硅酮材料特点,提出合理的、统一的高速铁路无砟轨道嵌缝材料技术要求。     

高速铁路无砟轨道长轨更换施工技术

随着国内高速铁路的建设发展，无砟轨道广泛应用，无砟轨道长轨更换施工技术的研究迫在眉睫.通过以沪宁城际高铁长轨更换施工为例，总结运营条件下高速铁路无砟轨道长轨更换施工技术，对该技术加以分析阐述，为高速铁路养修提供参考。     

高速铁路无砟轨道大超高区段轨道板更换技术

为解决高速铁路无砟轨道大超高区段轨道板更换难题,对拨轨、吊装等关键工序进行分析,结果表明：拨轨过程钢轨回弹力逐渐增大,在大超高区段钢轨因与水平面呈一定夹角导致钢轨易发生回弹、扭转等失稳风险;采用换板主平台或轨道吊吊装轨道板时,存在支腿-枕木结构自锁角度失效、液压支腿承受径向力失稳、回转中心动力矩不足等问题。研究提出并应用大超高区段拨轨改进措施,以及换板主平台自调平吊装、移动式龙门吊+运板小车、固定式龙门吊+轨道车3种换板方案。应用实践表明：采用轻型手拉葫芦约束钢轨回弹方案可行;3种换板方案均能在天窗点内完成大超高区段换板作业,其中换板主平台自调平吊装方案能在100 min内完成换板。     

高速铁路无砟轨道结构部件快速更换技术

针对我国运营高速铁路无砟轨道结构伤损已经显现,个别结构部件伤损严重需要更换,但尚缺乏相应更换技术和更换材料的现实问题。为实现高速铁路无砟轨道结构部件天窗时间内快速更换的目标,研究了无砟轨道结构关键部件更换材料及装备,提出无砟轨道结构关键部件快速更换工艺,形成了我国自主知识产权的高速铁路无砟轨道结构部件快速更换技术体系,为我国高速铁路无砟轨道的养护维修奠定了技术基础,对于保障高速铁路安全运营具有重要意义。     

高速铁路无砟轨道线形纠偏技术进展研究

对我国现有的无砟轨道线形纠偏技术进展进行综合论述,在总结各纠偏技术特点及适用范围的基础上,提出应从做好外部环境巡查及防护等方面预防无砟轨道线形偏移。建议采用完善既有纠偏方案、多种整治措施并举、治标与治本相结合的方式纠偏,以期为我国高速铁路无砟轨道养护维修提供借鉴。     

高速铁路减振无砟轨道关键技术研究

在系统总结多条高速铁路环境振动的基础上,建议高速铁路减振无砟轨道自振频率需小于22 Hz;参考既有规范,推荐钢轨最大位移不大于2. 5 mm。采用钢轨最大容许位移和轨道结构自振频率作为减振垫刚度和轨道板厚度的控制指标,给出减振垫刚度和轨道板厚度的取值范围。采用静力、动力有限元方法,分析不同的减振垫铺设方式下轨道结构的力学性能,并结合减振轨道经济性能,选用了条铺的方式。提出中国标准板式减振无砟轨道条铺尺寸、减振垫刚度、轨道板厚度和相应的施工工艺。在国家铁路试验线建立试验段进行现场试验,验证了在减振垫等效刚度保持一致的情况下,条铺和点铺减振性能较为一致,并验证了基于条铺的中国标准板式减振轨道施工工艺具有可靠性,达到了预期减振效果,提高了减振轨道经济性能。     

高速铁路无砟轨道精调流程

结合宝兰客专工程,在全面学习无砟轨道结构及施工工艺后,采用测量工具安伯格小车与0级小车完成轨道结构的绝对性和相对性双重测量。根据测量数据,借助DTS等精调软件分析其几何尺寸的几何状态,作出最优的精调方案,并结合单股克缺法实现对整个精调流程的有效控制。对精调的前期准备、测量条件、方案优化及精调注意事项等流程进行了全面阐述。     

高速铁路无砟轨道扣件设计要点

研究目的:扣件是轨道结构的重要组成部件,为保证行车绝对安全和旅客乘坐的舒适性,要求钢轨扣件具有足够的扣压力,良好的绝缘性能、较低的刚度;要求少维修、各节点刚度一致等,因此,扣件技术是无砟轨道结构关键技术,做好钢轨扣件设计,是高速铁路轨道设计的重点。研究结论:扣件不仅要有足够的强度和扣压力,还应具有良好的弹性和一定的调整能力等。扣件类型不同,使用范围也不同,设计中应根据扣件的性能参数、设计原则和上述选型设计要求,合理选用不同类型的扣件,才能充分发挥扣件的性能,达到经济合理、安全运营的目的。     

高速铁路无砟轨道国产化理论研究

在吸收国内外研究成果的基础上,建立无砟轨道三维非线性有限元静力学模型,对高速铁路无砟轨道进行研究,主要内容如下. (1)用梁单元模拟钢轨、弹簧单元模拟扣件、实体单元模拟无砟轨道各部件、接触单元模拟无砟轨道各部件的连接,建立无砟轨道三维非线性有限元静力学模型,运用遂渝线实测数据、西南交通大学计算结果及无拉力模型验证了模型的有效性.     

基于高速铁路路基冻胀的无砟轨道受力特征

研究目的:季冻区高速铁路路基冻胀变形较为普遍,局部冻胀变形会给无砟轨道受力带来较大影响,甚至有可能带来结构层开裂。为此,本文建立高速铁路无砟轨道-路基冻胀耦合计算模型,以路基冻胀变形曲线作为冻胀变形的输入条件,分析路基冻胀变形波长和幅值对不同类型无砟轨道结构受力的影响,同时对CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板凹槽限位优化为凸台限位方案以及下部设置沥青混凝土封闭层的影响进行分析。研究结论:(1)路基冻胀变形幅值越大,冻胀波长越小,无砟轨道结构层应力均越大;(2)双块式无砟轨道在路基冻胀下道床板和支承层应力较大,易产生开裂,不宜应用于季冻区;(3)底座板限位凹槽是CRTSⅢ型板式无砟轨道在基础冻胀变形下的受力薄弱环节,将其优化为凸台后,能够较大程度降低结构在基础变形下受力;(4)在CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板下设置沥青混凝土层时,轨道板及底座板应力均有降低趋势,沥青混凝土层弹模越低,应力降低幅度越大;(5)本研究结论可为基础冻胀变形控制标准的制定和季冻区高速铁路无砟轨道的选型提供参考。