14.11 道床支承刚度、道床横向阻力试验记录

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客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准2

客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准2

一般项目4.7.5 隧道内紧急呼叫电话的设置及间距应符合设计要求。

检验数量:施工单位全部检查。

检验方法:观察、尺量。

4.7.6 隧道内紧急呼叫电话及紧急出口处应急照明的设置应符合设计要求。

检验数量:施工单位全部检查。

检验方法:观察。

5 隧道5.1 铺轨前铺碴主控项目5.1.1 道碴材质应符合现行《铁路碎石道碴》(TB/T2140)中一级道碴标准。

检验数量:同一产地、同一级别的道碴,每50000m3为一批,不足500O0m3时亦按一批计。

施工单位每批抽检一次;监理单位全部见证检测。

检验方法:按现行《铁路碎石道碴》(TB/T2140)中规定的方法进行检验。

5.1.2 道碴进场时应对其品种、级别,外观等进行检验,其质量应符合现行《铁路碎石道碴》(TB/T2140)中一级道碴标准。

检验数量:施工单位、监理单位全部检查。

检验方法:检查生产检验报告和产品合格证。

5.1.3 无缝道岔预铺道碴应采用压强不小于160kPa的机械分层碾压,压实密度不低于1.7g/cm3。

碴面平整度用3m直尺检查得大于lOmm。

预留起道量不得大于50mm。

道岔前后各30m应做好顺坡并碾压。

检验数量:施工单位每组道岔抽检3个点位;监理单位见证检测次数为施工单位抽检次数的20%,但每单位工程不少于一次。

检验方法:施工单位检算碾压机械压强,用灌水法检测压实密度,用3m直尺检查碴面平整度;监理单位检查施工单位检算及检测资料,并见证检测。

一般项目5.1.4 正线铺轨前摊铺道碴厚度应为150~200mm。

碴面应平整压实,碴面中间不应凸起,碴面平整度用3m直尺检查不得大于2Omm。

压实密度不得低于1.6g/cm3。

检验数量:施工单位碴面平整度每5km抽检10处,压实密度每5km抽检3处,每处侧3个点位。

检验方法:检算碾压机械压强、观察检查、用3m直尺测量平整度。

5.2 无碴道床一般项目5.2.1 板式轨道凸型挡台中线、外形尺寸允许偏差应符合表5.2.1的规定。

2道床工程质量检查记录表

2道床工程质量检查记录表

等 级
班组:
负责人: 检验日期: 年
负责人: 月 日
道床工程质量检查记录表
井巷名称: 保 证 项 目 基 本 项 目 检 验 项 目 道床材料的品种、材质、粒度、强度必须符合设计要求不 得混入软岩、矿物、木块等杂物 标 准(㎜) 设计值 检验项目 优 良 (㎜) 合 格 道碴道床的规格(上宽及厚度) 1200/250 混凝土固定道床 (床面质量) 项 目 主要线路 一般线路 设计值 (㎜) 50 100
≮50 ≮30 整洁、无明 整洁、无脱 显脱皮、麻 皮、麻面、 面、干缩纹 干缩纹
运输表册002




点 3
情 4
况 5
单项 等级
优良率
允 检 验 许 偏 中心位置 差 项 参 矿(公司): 加 检 查 人 员
允许偏差(㎜)
≤50 ≤100
检 1
查 2
点 3
情 4
况 5
合格 率

道床平行检查记录表

道床平行检查记录表
一般检查项目及数据。认真按本表内容检查严格验收。对在检查验收过程中发现的不满足相关要求的一般检查项目应指出,给予纠正。
监理工程师:(签字)检查时间:
模板内清理
支撑
处理意见及结果
检查情况及结论
钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ板
100㎜±2
间隔5.95m
清理刷油
±2
无垃圾积水
+20
+10-0
无垃圾积水
牢固
模板直线度差已校正。
符合规范图纸要求
说明:根据«铁路混凝土工程施工质量验收标准»、«铁路轨道工程施工质量验收标准»中关于监理平行检查的规定的要求上,为了方便检查和保证验收质量增加了一些
全数检查,接线端子规格材质、位置符合图纸要求,焊缝长度厚度符合图纸要求
排流钢筋
双面
上部两侧钢筋
≥6㎜
环流钢筋
双面
间隔5米
≥6㎜
连接端子钢筋
双面
伸缩缝两侧
≥6㎜
模板安装
检查数量:10米检查工具:5米巻尺,10米线绳、吊墜检查方法:量测、观察
模板质量
伸缩缝宽度
伸缩缝位置
模板清理
垂直度
模内清理
道床宽度
直线度偏差
天佑咨询监理呼和浩特市轨道交通一号线一期正线道床平行检查记录表
位置:三间房出入线zdk0+000-0+100类型:一般道床
钢筋安装
检查数量:10米工具:5米巻尺、游标卡尺检查方法:尺量、目测
级别
位置
规格
间距
mm
焊 接 连 接
机械连接
保护层厚度
处理意见及结果
检查情况及结论
100%
焊缝
100%
外露
扭矩

Ⅲ型混凝土轨枕道床纵、横向阻力试验分析

Ⅲ型混凝土轨枕道床纵、横向阻力试验分析

Ⅲ型混凝土轨枕道床纵、横向阻力试验分析杨全亮;朱彬【摘要】目前,我国新建、改建铁路有砟轨道普遍铺设Ⅲ型混凝土轨枕,但对于Ⅲ型轨枕道床纵、横向阻力尚未完全明确.确定Ⅲ型轨枕道床纵、横向阻力对于无缝线路设计、施工及养护均具有重要的现实意义,同时,为轨道设计、施工规范和验收标准的制定提供科学依据.通过试验分析,采用现场原位测试和数理统计分析方法,确定合理的道床纵、横向阻力值.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】3页(P4-6)【关键词】Ⅲ型混凝土轨枕;道床纵向阻力;道床横向阻力;无缝线路;试验分析【作者】杨全亮;朱彬【作者单位】铁道部经济规划研究院,北京,100038;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】U213.71 概述目前,我国新建、改建铁路有砟轨道普遍铺设Ⅲ型混凝土轨枕。

但对于Ⅲ型轨枕道床纵、横向阻力尚未完全明确,现行规范中关于Ⅲ型轨枕道床阻力基本参照Ⅱ型轨枕道床确定。

这就低估了Ⅲ型轨枕维持轨道几何形位的能力,无法体现Ⅲ型轨枕的技术优势。

因此,有必要通过现场原位试验分析对Ⅲ型轨枕道床纵、横向阻力加以确定。

道床纵、横向阻力是道床抵抗轨道纵、横向移动的阻抗力,包括轨枕与道床间的摩阻力和轨枕盒内道砟及砟肩抗推力。

其主要影响因素包括:轨枕类型及每公里铺设根数,道砟材质、级配、颗粒尺寸,道床断面尺寸,道床饱满、密实程度等。

道床纵、横向阻力是有砟轨道无缝线路设计、检算的重要基本参数:纵向阻力是进行桥上无缝线路纵向力及位移计算的基本参数,横向阻力是进行无缝线路稳定性检算的基本参数。

因此,合理确定Ⅲ型轨枕道床纵、横向阻力对于无缝线路设计、施工及养护均具有重要的现实意义,同时,为轨道设计、施工规范和验收标准的制定提供科学依据。

本次试验采用现场原位测试和数理统计分析方法,确定道床纵、横向阻力值。

试验地点选取武汉至襄樊增建第二线云梦段。

《道床施工注意事项》word版

《道床施工注意事项》word版

一、道床施工注意事项1、一般规定1)控制基标及加密基标应用与道床砼同级砼埋设。

2)钢轨支撑架每节12.5m钢轨应安放支架5~6榀,其余类推,等间距布置,但在钢轨接头前后及曲线地段,应缩小支撑架间距;可用与道床同级的砼制作支墩代替部分支撑架,支墩应牢固潜入基底。

3)道床砼达到设计强度的70%时方可铺轨。

4)每块轨道板下CA砂浆应一次性关注完成;CA砂浆强度可承受自重后,应及时拆除支撑螺栓和模版,以保证轨道板与CA砂浆间紧密接触,强度达到0.7MPa后,方可承载。

5)砼灌注终凝后应及时养护,其强度达到5MPa时方可拆除钢轨支撑架;砼强度达到设计强度的70%前,道床上不得行驶车辆和承重。

6)同一配合比,每灌注100m(不足者也按100m计)应取试件2组,一组标养,一组与道床同条件养护。

2、钢筋主控项目1)钢筋原材、加工、连接、安装应符合现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)第5.2.1、5.3.1、5.4.2、5.5.1条规定。

2)当设计要求钢筋骨架采用绝缘处理时,纵横向钢筋节点处应采用绝缘处理。

检查数量:施工单位全部检查,监理单位按10%平行检验;检验方法:500V兆欧表检测。

一般项目1)钢筋绑扎:间距±20,保护层厚度+10,-5;绑扎应稳固,松口、缺扣的数量不得超过应绑扣数的5%。

2)钢筋加工允许偏差:钢筋长度允许±10mm,弯折位置20mm,箍筋内净尺寸±3mm。

3、模版1)模板的材料、加工、安装质量检验应符合现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)第4.2.1、4.2.2条规定。

2)凸形挡台内设置的基准器底座的材质与加工精度应符合设计规定,施工单位全部检查,监理单位10%平行检验。

4、混凝土主控项目1)混凝土原材料检验必须现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)第6.2节规定。

2)混凝土配合比检验必须符合现行《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424)第6.3节规定。

WJ-7型扣件横向阻力试验研究

WJ-7型扣件横向阻力试验研究

WJ-7型扣件横向阻力试验研究张东阳;汪杰;陈帅;刘学毅;杨荣山【摘要】为确定轨条碎弯时W J-7型扣件的横向刚度取值,在实验室条件下,对一段安装了一组扣件的短钢轨加载横向力,测量扣件铁垫板和钢轨截面轨头、轨腰、轨底的横向位移,考虑到试验误差,只取均匀性较好5组数据分析横向力与位移之间的关系.试验结果表明:铁垫板位移随横向力的加载呈线性增加;以铁垫板产生单位位移所需施加的横向力表征横向刚度,常阻力扣件横向刚度在143.7 ~ 162.1kN/mm,小阻力扣件横向刚度在130.2~138.9 kN/mm;钢轨截面各位置横向位移曲线由二次抛物线和直线两部分组成.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2019(063)006【总页数】4页(P34-37)【关键词】钢轨碎弯;WJ-7型扣件;横向刚度;误差分析;横向阻力;钢轨偏转【作者】张东阳;汪杰;陈帅;刘学毅;杨荣山【作者单位】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;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;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;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;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【正文语种】中文【中图分类】U213.2+44无砟轨道整体性强,一般认为应该不存在线路失稳问题。

但是当温度力过大、扣件工作状态不良、锁定轨温降低时,轨条会发生碎弯[1-3]。

随着无砟轨道无缝线路应用的推广,在夏季高温天气出现钢轨碎弯的现场病害也越发突出[4]。

钢轨碎弯与扣件的横向阻力直接相关,但是扣件横向阻力比较复杂,与扣件类型、结构构造、生产工艺、施工质量等密切相关,在以往用有限元方法对钢轨变形和线路横向稳定性的研究中[5-11],横向刚度取值往往都是在一个设定的范围内。

现在以WJ-7型扣件为例,WJ-7型扣件是在原WJ-1、WJ-2型扣件系统的基础上优化改进而成的弹性分开式无挡肩扣件系统[12-15],主要应用于CRTSI型板式无砟轨道。

道床参数对无缝线路稳定性的试验研究

道床参数对无缝线路稳定性的试验研究

道床参数对无缝线路稳定性的试验研究在有砟轨道上,道床对轨枕的横向阻力在轨道的横向稳定性中有着重要作用。

文章先对道床肩宽与砟肩堆高这两个参数独立研究,分析各自参数的改变与道床阻力的增长关系,然后将二者得到的实验数据拟合到一起,分析两参数的组合与道床阻力特性的关系,得出提高道床横向阻力的最佳参数分布域。

标签:道床参数;无缝线路;稳定性1 概述道床横向阻力是预防有砟轨道无缝线路胀轨跑道的关键因素,在无缝线路高稳定性要求下,保证道床具有一定的横向阻力意义重大[1]。

道床横向阻力由枕底、枕侧和砟肩阻力组成,国内外针对道床横向阻力做了大量研究工作,道床与轨枕之间的摩擦阻力在道床横向阻力中占绝大比例[2]。

在本试验中,关于道床横向阻力的特性,通过在现场使用仪器测量不用道床肩部形状下的横向阻力得出数据得出结论。

2 试验概况2.1 设备情况试验设备主要采用了机械式道床阻力测试装置。

该阻力测试装置主要包含两个部分,压力加载部分和数据读取部分,其中压力加载部分主要是使用液压千斤顶对钢轨进行加载以便轨枕产生横向位移,如图1组中左侧所示,数据读取部分主要是依靠百分表等部件测试轨枕受力后产生的位移情况,如图1中右侧所示。

2.2 实验工况从轨道结构体系的受力角度来看,道床的砟肩宽度对道床横向阻力产生很大的影响,虽然从理论上说随着肩宽的增大道床的横向阻力会逐渐增加,但肩宽过大也会提高对人力物力的要求,因此选择一个适度的道床肩宽一直以来都是一个值得研究的问题[3]。

在文章的实验研究中道床肩宽的参数依据《铁路轨道设计规范TB10082-2005》的规定选定为20厘米、30厘米、40厘米、50厘米、60厘米。

3 测试方案与方法3.1 测试方法道床横向阻力采用试验现场原位测试方法测试,将被测轨枕所有扣件松开,并抽出胶垫,利用钢轨提供的反力横向推移被测轨枕。

测试采用千斤顶施加横向推力,测力仪记录推力数值,百分表记录轨枕位移。

3.2 数据处理及分析考虑到无缝线路失稳破坏通常发生在道床横向阻力较为薄弱的地段,故对于横向阻力实测数据的处理采用偏于保守的数理统计方法。

影响无缝线路稳定性的因素.

影响无缝线路稳定性的因素.
道床对每根轨枕的横向阻力Q0,可用 试验方法获得。试验表明Q0与轨枕横 向位移 f 呈非线性关系,如图所示。 道床横向阻力Q0与轨枕类型、道床断 面尺寸、道砟材料及其密实度有关。 由图可见,宽轨枕线路横向道床阻力 最高,混凝土轨枕线路次之,木枕线 路最低。
阻力 kN/根 混凝土宽枕
混凝土枕 木枕
三、无缝线路的稳定性
2.允许温差的确定
在无缝线路上存在不确定因素,因此不能将稳定计算得到的临界温差 作为允许温差使用,应当考虑一定安全储备量。采用安全系数K0作为安全 储备量的评价,安全系数K0包括基本安全系数KA和附加安全系数 A KC
基本安全系数的确定,主要考虑下列影响因素:
三、无缝线路的稳定性
• 道砟材料:不同材质的道砟提供的阻力也不一样。距国外资料,砂砾石 道床比碎石道床阻力低30~40%;道床粒径较大提供的横向阻力也较大, 如粒径由25~65 mm减小到15~30 mm,横向阻力将降低20~40%。 • 道床饱满程度:根据美国和英国铁路的试验研究,在同类轨道的条件下,
比砟肩加宽效果更明显,并可节约道砟。这项措施为国内外无缝线路
广泛采用。我国铁路砟肩一般堆高15 cm;法国铁路堆高10 cm,呈三 角形,阻力值增加10%~15%;日本铁路堆高10 cm,呈三角形,每根
轨枕的横向阻力由6 000~7 000 N提高到10 000 N;英国和法国的砟肩
堆高已列为无缝线路道床断面标准。英国还规定:凡半径小于800 m的 曲线,肩宽35~60 cm,并堆高砟肩。
1.初始弯曲的影响
在相同线路结构和同等状态下,轨道变形量一定时,对于不同的初弯波 长,相应的临界温度力和轨温差是不同的,即存在最不利初弯波长,相 对应的轨温差为最小值。 计算时考虑一定的安全性,根据初弯有关参数计算钢轨最不利初始弯曲 波长 l0,对于60、50 kg/m钢轨无缝线路的最不利初始弯曲波长 l0 分别 为720 cm和700 cm。

双块式轨枕道床横向阻力试验与力学分析

双块式轨枕道床横向阻力试验与力学分析

o f t h e t r a c k a n d t h e t r a n s v e r s e s t a b i l i t y o f t h e C W R. W i t h t h e d e v e l o p me n t o f b a l l a s t e d t r a c k o p e r a t i o n c o n d i t i o n s b e c o mi n g mo r e c o mp l e x,mo r e c h ll a e n g e s a r e p o s e d t o t h e d e s i g n a n d s e l e c t i o n o f t h e s l e e p e r a n d d e v e l o p i n g R AMS
2 0 1 7年 1 1 月 第 1 1 期( 总2 3 0 )







NO V 2 01 7
J OURN AL O F R AI L WA Y E NGI NE ERI NG S OC I E T Y
N O . 1 1 ( S e r . 2 3 0 )
文章 编 号 : 1 0 0 6— 2 1 0 6 ( 2 0 1 7 ) 1 1 — 0 0 2 3—0 4
J I N G Gu o—q i n g 。 , QI AN G We i — l e , J I A We n— l i , Y AO L i
( 1 .B e i j i n g J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,B e i j i n g 1 0 0 0 4 4 ,C h i n a ;2 .C h i n a R a i l w a y E r y u a n E n g i n e e i r n g G r o u p C o .L t d ,

胶粘道床横向阻力特性试验和离散元分析

胶粘道床横向阻力特性试验和离散元分析

胶粘道床横向阻力特性试验和离散元分析肖宏;令行【摘要】为揭示胶粘道床横向阻力的工作机理,在高速铁路胶粘道床路段进行了横向阻力现场试验.分析了胶粘道床横向阻力的变化特征;利用离散元软件PFC3D (particle flow code in 3 dimensions)建立了胶粘道床三维模型,对胶粘道床内部接触力、应力进行了统计分析.研究结果表明:用胶状态下胶粘道床横向阻力值是有砟道床规范值的4.6倍,横向阻力提升显著;胶粘道床在提升横向阻力的同时,轨枕-道砟接触点压力值最大为1.2 KN,平均值为112.48 N,道砟仍处于良好的受力状态;道床全断面粘结时应保证枕下26 em范围道砟胶喷涂的充分和均匀,以确保道床粘结效果的发挥;胶粘道床不同位置对横向阻力的分担比相对于有砟道床变化明显,胶粘道床枕侧承担63%、枕底承担24%、砟肩承担13%.%Lateral resistance data were obtained through a field experiment in a high-speed railway to reveal the working mechanism of the lateral resistance of glued ballast.The change characteristics of the lateral resistance of the glued ballast were analysed.Moreover,a three-dimensional discrete element model was established by PFC3D.The contact force and stress of the glued ballast were also statistically analysed.The results show that the lateral resistance of the glued ballast is significantly improved,and its value is 4.6 times of the standard value of the ballast bed.The ballast can maintain a good force state under its high-lateral resistance state.The maximum value of the contact force between the sleeper and the ballast is 1.2 KN,and the average value is 112.48 N.When the whole section is bonded,a depth range of 26 cm must be ensured to be fully and uniformly bonded toensure the bonding pared with the ballast bed,the sharing ratio of the lateral resistance significantly varies in different glued ballast positions.Furthermore,the lateral resistance of the glued ballast is mainly shared by the sleeper side,followed by the sleeper bottom and the shoulder with a sharing ratio of approximately 63%,24%,and13%,respectively.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2017(052)006【总页数】9页(P1046-1054)【关键词】胶粘道床;横向阻力;离散元模型【作者】肖宏;令行【作者单位】北京交通大学轨道工程北京市重点实验室,北京100044;北京交通大学轨道工程北京市重点实验室,北京100044【正文语种】中文【中图分类】U213.7胶粘道床是采用道砟胶喷涂技术使得散体道砟发生粘结的一种新型道床结构,起源于英国的XiTRACK技术,专门为提升有砟轨道性能而开发.胶粘道床在保持轨道几何形位、改善道床受力等方面性能突出,国内外在过渡段都有使用,国外还应用在曲线、道岔等线路薄弱环节[1-2].胶粘道床力学特性目前在国内外均处于研究阶段,对其横向阻力特性的研究主要基于试验和有限元计算.在试验研究方面,Woodward 等[3]通过室内试验测定了隧道内保持轨道限界的道床胶粘区横向阻力特性;王斌等[4]通过室内试验研究了喷涂道砟胶前后道床横向阻力的变化,并测定了卸载回弹特性;朱永见等[5]在重载铁路有砟-无砟过渡段对整体、部分、局部等3种胶粘工况下道床横向阻力进行了测试;Woodward等[6]通过建立有限元模型对道床砟肩喷涂道砟胶时道床横向阻力进行了计算.以上研究对胶粘道床横向阻力特性的认识具有积极意义,但亦存在诸多不足,如室内试验时道床模型存在密实度和稳定性不足的情况,不能真实反映现场道床状态;有限元数值模拟缺少精细化分析,无法从微观角度揭示胶粘道床内部作用机理.离散元是研究散体颗粒物质微观力学特性的有效方法,Cundall等[7]首先采用离散元的方法对散体颗粒进行了研究.离散元法在有砟道床微观分析中应用较为广泛[8-10].在胶粘道床模拟方面,胡飞[11]利用PFC建立了过渡段胶粘道床离散元模型,对比了不同道砟胶用量和固化深度下道床力学特性,但没有对横向阻力进行研究.针对以上情况,本文首先进行现场试验,然后建立PFC三维离散元精细化模型并进行验证,在此基础上对胶粘道床微观力学特性展开研究,揭示其工作机理,为更好的设计及养护维修提供指导.横向阻力试验地点位于高速铁路有砟-无砟过渡段,试验点道床进行了全断面胶粘,单位面积道砟胶用量为33 kg,是《聚氨酯道砟胶暂行技术条件》[12]中用胶量规定范围的最小值.道砟胶是由两种组分混合后经化学反应生成的胶结体,混合后2~20 min 可进行喷涂施工,其表干时间不超过1 h,承载时间不超过72 h,固化收缩量不超过3 mm.道砟胶黏结强度不低于2 MPa,拉伸强度不低于10 MPa,抗压强度不低于30 MPa[12].道砟胶喷涂施工现场如图1所示.在喷涂道砟胶时,在钢轨上包裹塑料膜、轨枕上放置金属保护壳,防止钢轨和轨枕脏污.在喷涂道砟胶后,道床力学性能短期内会显著提高,随着时间推移逐渐趋于稳定.本文横向阻力试验选择在道砟胶喷涂30 d之后进行,试验现场如图2所示.测试前先拆除轨枕上的扣件及垫板,测试过程中由千斤顶通过反力架对轨枕施加横向作用力,其值由压力传感器采集.在轨枕另一端安装高精度位移计,采集轨枕位移,另外安装百分表对加载位移进行校核.加载过程中为了避免对胶粘道床轨道几何形位造成影响,参照文献[4]中室内试验及文献[5]中现场试验时轨枕的横向加载位移,本文试验中轨枕横向位移限值定为1 mm,测试结果如图3所示.由图3可知,在加载过程A-B-C-D中,当横向加载位移为1 mm时,对应图中点D,横向阻力值达到55.5 kN是《高速铁路设计规范(试行)》[13]中要求值12 kN/枕的4.6倍,相对于无道砟胶工况横向阻力显著提高.通过曲线拟合可知,整体加载过程中横向阻力F随轨枕横向加载位移S的增大呈幂率增长,满足关系F=55.5S0.564.拟合优度R2=0.992,拟合效果良好.图3中点B对应的横向阻力为《高速铁路设计规范(试行)》[13]中有砟道床横向阻力的要求值12 kN/枕,此时对应的轨枕横向位移为0.07 mm.可见,采用胶粘道砟措施可显著提高道床的横向稳定性.从能量的角度对图3所示加载过程进行分析,通过对加载过程积分得到总能耗W,如式(2)所示.由积分中值定理,得到加载总能耗的另一种表达,如式(3)所示.W=55.5S0.564dS,式中:F0为胶粘道床横向阻力平均水平;S0为F0对应的轨枕横向位移.联合求解式(2)、(3),可得S0=0.45S.根据现场试验,当S=1 mm时,S0=0.45 mm,对应图3中点C.观察点C前后横向阻力加载曲线可知,加载曲线A-C段相比于C-D段具有较强的非线性,对C-D段来说,曲线斜率变化不大,通过线性拟合,满足方程F=41.52S+16.21.拟合优度R2=0.980,此时横向阻力增长率可以认为趋于稳定.鉴于目前关于胶粘道床横向阻力试验轨枕加载位移尚无统一规定,考虑到点C具有两个含义:(1) 反映了试验加载区间胶粘道床横向阻力的平均水平;(2) 点C之后胶粘道床横向阻力增长率趋于稳定.在不影响胶粘道床整体性又能反映其横向阻力特性的前提下,相比于有砟轨道道床阻力值(位移为2 mm)的要求,考虑到其粘结特性,建议将点C对应的加载位移0.45 mm作为轨枕横向加载位移值,试验时轨枕位移不宜超过1 mm.接触关系是离散元建模分析的关键,根据胶粘道床的粘结特性,文中接触模型采用PFC3D自带的平行粘结模型,模型受力特征如图4所示.图中:σc、τc分别为平行粘结模型的抗拉强度和抗剪强度;c为接触粘聚力,φ为内摩擦角.在拉伸状态时,当拉伸应力σ≥σc时发生拉伸破坏;在受压状态时,当剪切应力τ≥τc时发生剪切破坏,其中, τ=c-σtanφ.在平行粘结模型发生破坏前,随着颗粒接触点法向位移和切向位移的增大,对应的拉伸应力和剪切应力呈线性增大[14].PFC3D中平行粘结模型包含9个变量参数:线性法向接触刚度kn、线性切向接触刚度ks、摩擦因数fric、粘性法向接触刚度pb_kn、粘性切向接触刚度pb_ks、抗拉强度pb_ten、粘聚力pb_coh、粘性摩擦角pb_fa、粘结半径比例系数pb_rmul.本文平行粘结模型中,线性接触参数参考了文献[10,15]对普通有砟道床的研究;粘性接触参数尚未资料可查,其值在道砟胶宏观力学参数的基础上通过大量模拟试验获得,由于本文不考虑道砟胶的开裂对胶粘道床的影响,所以pb_ten和pb_coh取较大值,最终确定的平行粘结模型参数见表1.采用球单元模拟道砟颗粒,其微观参数在文献[10]研究的基础上确定;采用簇单元模拟轨枕,其微观参数根据试验点铺设过渡枕确定.建立如图5所示过渡枕离散元模型,轨枕簇单元包含1 060个簇粒.道砟球单元半径r1、密度ρ1和轨枕簇粒半径r2、簇密度ρ2见表2.道床边界视为平面应变,采用墙单元提供约束,尺寸参考文献[13]中相关规定.为准确分析试验轨枕横向移动过程中的受力特性,消除边界效应的影响,在建立胶粘道床离散元模型时应包括试验轨枕以及其附近的轨枕区域.离散元模型中轨枕数目越多、道床越长,模型边界对试验轨枕的影响越小.但这样也会显著增加模型所用道砟的球体单元数目,使得计算效率偏低.本文建立的胶粘道床离散元精细化模型包含3根轨枕,如图6所示.为消除边界的影响,选择中间2号轨枕(以下称为试验轨枕)进行模拟分析.为保持模型计算时的稳定和准确,计算过程中试验轨枕簇单元横向速度设为1×10-3m/s,时步设为1×10-5 s,经过1×105 次循环,使得试验轨枕横向位移达到1 mm.通过监测试验轨枕簇单元在横向移动中所受横向接触力,得到胶粘道床横向阻力模型计算结果与现场测试结果,对比如图7所示.通过显著性检验,R2=0.993,模型总体拟合结果良好.但是从图7中可知,轨枕横向位移在0.5 mm 之前,模拟结果和试验结果相对误差偏大,试验值高于模拟值,这是由于离散元模型中道砟采用的是球体颗粒,而实际道砟是不规则多面体,在加载初期实际道砟颗粒间存在较强的咬合作用,离散元模型中球单元间咬合力相对较小造成横向阻力值偏低.为了反映现场试验过程中道床最不利受力状态,避免离散元模型在轨枕横向移动初始阶段由于内部咬合力不足造成横向阻力值偏小的影响,以下分析均以轨枕横向移动为1 mm时进行受力特性分析.随着试验轨枕的横向移动,宏观表现是轨枕所受的横向阻力增大,其对应的微观表现是试验轨枕簇单元周围接触力链的强化.为了直观反映道床力链的变化,选择胶粘道床模型力链分布俯视图和试验轨枕处力链分布主视图进行观察.在初始状态,道床力链分布如图8所示,图中,颜色深浅代表接触力的大小.由图8(a)可知,初始状态道床表面力链分布较为均匀;由图8(b)可知,随着深度增大,枕下力链及对应接触力逐渐增大,这是由轨枕加道床自重引起的接触力分布状态. 试验轨枕横向移动1 mm后道床力链分布如图9所示.由图9(a)可知,相比轨枕移动前道床力链在试验轨枕左端砟肩,相邻轨枕之间以及右端砟肩位置都有强化,与有砟道床不同的是轨枕两端砟肩位置力链的强化,其中,左端力链强化是道砟胶粘结作用的直接表现.在相邻轨枕之间还出现如图9(b)所示的45°贯穿力链,这些力链以相邻轨枕作为支撑,作用于试验轨枕,使试验轨枕枕侧横向阻力得到提高.这些贯穿力链的形成与散体道床在喷涂道砟胶之后整体性提高有关.由图9(c)可知,力链集中分布于轨枕附近区域,枕下和枕侧力链分布与有砟道床轨枕横向移动后力链分布规律类似[10],区别在于轨枕两端力链都有强化.在有砟道床中,轨枕与道砟颗粒之间不存在拉力的作用.在胶粘道床中,由于接触点的胶结作用,实质上是由于胶结形式的差异致使轨枕与道砟颗粒之间既存在拉力也存在压力.以枕底与道砟的接触为例,图10展示了道砟颗粒与轨枕的4种胶结形式,蓝色区域表示胶结位置.由图10可知,1、2号道砟与轨枕直接接触,3、4号道砟与轨枕存在间隙.在道砟胶的作用下它们都与轨枕发生粘结,但是,由于胶结形式的差异,使得轨枕横向移动时胶结点产生不同的接触力,其中,1、3号道砟胶结位置产生压应力,2、4号道砟胶结位置将产生拉应力.胶粘道床离散元模型中试验轨枕受到的横向阻力来源于轨枕簇单元与道砟球体单元的接触作用,为了对轨枕所受的拉压接触力进行量化描述,通过自编Fish程序对试验轨枕簇单元与道砟球体单元的接触进行遍历统计(压力为正,拉力为负),得到轨枕-道砟接触点横向压力(以下简称压力)和横向拉力(以下简称拉力),如图11所示.由图11可知,轨枕-道砟接触点总数为 870个,其中:压力接触点个数为355个,承担横向阻力值39.930 4 kN;拉力接触点个数为515个,承担横向阻力值15.129 6kN.轨枕与道砟接触点中压力个数占总接触点个数的40.8%,但压力总值占横向阻力值的72.5%,这说明数量相对较少的压力接触点承担了大部分横向阻力.从接触点拉力统计可以看出,当试验轨枕横向移动1 mm时,拉力接触点承担横向阻力已经超过文献[13]中的要求值12 kN/枕.为进一步分析轨枕-道砟接触点挤压特性,结合文献[16],对压力M进行归一化处理,得到无量纲离散变量Mw,其中为压力平均值,如式(7)所示.式中:Mi为统计结果中第i个压力接触点压力值;n为统计得到的压力接触点数目.经统计分析得到压力值分布概率P的对数lg P与Mw的变化趋势如图12所示.对图12中压力值进行曲线拟合,其分布概率满足lg P=-2.205Mw0.193+0.910.R2=0.871,拟合效果良好.由接触点压力值的概率分析可知,接触点压力值分布概率的对数随压力值的增大呈现出幂率衰减的规律,大部分压力值低于平均值112.48 N,受力状态良好.以上研究表明胶粘道床不仅可以增加道床横向阻力,更好的保持线路稳定,同时也能保持道床处于良好的受力状态,减少道床养护维修工作,因此,建议在线路薄弱环节,如曲线、道岔路段中推广使用.为反映胶粘道床在试验轨枕横向移动前后应力状态的变化,对试验轨枕所处道床横截面横向剪应力和正应力进行分析.道床横截面横向剪应力在初始状态和轨枕横向移动1 mm后分布分别如图13(a)、(b)所示;横向正应力在初始状态和轨枕横向移动1 mm后分布分别如图14(a)、(b)所示.由图13(a)可知,初始状态时剪应力分布较为均匀;由图13(b)可知,当轨枕横向移动1 mm后剪应力分布变化显著,大剪应力主要分布在轨枕底部与道砟的接触区,其值随着道床深度的增加逐渐减小,道床剪应力分布状态与道砟颗粒间的相对位移量有关.由图14(a)可知,初始状态时道床处于受压状态,且随道床深度的增大应力值逐渐增大.由图14(b)可知,当试验轨枕横向移动1 mm时,轨枕左右砟肩分别出现拉、压应力,并在枕端附近出现应力集中.枕下道床为受压状态,大压力区域在枕下从左向右逐渐深入道床底层,这是枕下道砟发生层状剪切的同时受到轨枕左侧道砟拉力约束以及右侧道砟压力约束共同作用的结果.为了进一步确定轨枕横向移动1 mm后应力影响范围,对轨枕移动前的初始状态和移动1 mm后最终状态应力值进行对比,得到轨枕以下道床不同深度处平均应力水平变化,如图15所示.由图15可知:初始状态时道床处于稳定状态,道床横向正应力在自重作用下随道床深度的增加逐渐增大,剪应力基本不变;当轨枕横向移动1 mm后,道床横向正应力和横向剪应力都随道床深度的增大而接近线性衰减;在轨枕以下12.5 cm范围内,最终状态道床平均应力水平相比初始状态提高一个数量级;当道床深度超过26 cm时,道床横向正应力小于初始值,横向剪应力值也较小,道床总体应力在轨枕移动前后变化不大.这表明道床全断面粘结时,枕下26 cm范围为道床应力主要影响区域,道床在进行全断面喷涂施工过程中,经常存在道砟胶粘结不均匀或者受道砟胶流动性的影响道砟粘结不到位的情况,造成胶粘道床力学性能不能正常有效的发挥.因此,为了保证道床全断面粘结时力学性能的正常有效发挥,建议道床在全断面粘结施工过程中要尤其注意枕下26 cm范围内道砟的粘结状态,应保证道砟胶喷涂的充分和均匀. 对于有砟轨道,轨枕底部、轨枕侧面和道床砟肩等对横向阻力的分担比国内外已有相关研究[10,17-19].胶粘道床由于道砟颗粒接触关系的改变,导致道床不同位置对横向阻力的分担发生变化.胶粘道床不同位置横向阻力作用如图16所示.图16中试验轨枕所受左右两端砟肩、前后枕侧及枕底处横向阻力总值Fsum为式中:r、s、t、u、v分别为轨枕前侧、后侧、左端、右端、枕底位置轨枕与道砟接触数;Fα、Fβ、Fγ、Fδ、Fε分别为轨枕前侧、后侧、左端、右端、枕底位置轨枕与道砟接触点横向接触力.经过对试验轨枕簇单元不同位置簇与球接触点统计,并结合式(9),得到不同位置横向阻力分担值如图17所示.由图17可知,胶粘道床中试验轨枕不同位置对横向阻力的分担差异较大.在有砟道床中,接触面积和密实度是决定横向阻力值的关键,而胶粘道床横向阻力主要受到胶结点数目和胶结尺寸的影响.对于轨枕侧面位置,其一侧面积小于枕底面积,对应接触点个数相对枕底接触点也少,但通过枕间力链分析可知相邻轨枕间存在大致成45°的贯穿力链,枕侧受到相邻轨枕的支撑作用影响,导致其横向阻力高于枕底.轨枕两端横向阻力值较小,受压端横向阻力大于受拉端.结合文献[18]中关于有砟轨道床砟肩、枕侧、枕底横向阻力分担比的研究,得到有砟道床和胶粘道床不同位置横向阻力分担比对比如图18所示.由文献[10,18]可知,有砟道床中横向阻力主要由枕底承担,其次是砟肩,最后是枕侧,分别占总横向阻力的48%、29%和23%.在有砟道床中,轨枕所受横向阻力来源于轨枕不同位置与道砟的挤压摩擦作用,其值的大小决定了有砟道床中轨枕不同位置对横向阻力的分担比.由图18可知,胶粘道床不同位置道床分担比相对有砟道床变化明显.胶粘道床中横向阻力主要由枕侧承担,其次是枕底,最后是砟肩,分别占横向阻力的63%、24%和13%.在胶粘道床中,道砟胶的粘结使得道床整体性提高,对轨枕的约束作用增强,同时在轨枕不同位置,轨枕-道砟间存在不同数目和尺寸的粘结点,这使得轨枕横向移动时不同位置所受到的拉压接触力不同,具体数值如图17,这也意味着胶粘道床中轨枕不同位置对横向阻力的分担比不同.因此,在胶粘道床和有砟道床中,轨枕横向阻力分担比发生变化的根源在于轨枕横向移动时其受力特性的改变.结合在高速铁路过渡段道砟胶用量为33 kg/m3,且全断面胶粘情况下进行的胶粘道床横向阻力试验,利用PFC建立了胶粘道床三维离散元模型,对横向阻力特性进行了仿真分析,得到以下结论:(1) 当轨枕横向移动0.07 mm时,胶粘道床横向阻力已达到有砟道床横向阻力规范值12 kN;当轨枕横向移动1 mm时,胶粘道床横向阻力为55.5 kN,是有砟道床横向阻力规范值的4.6倍.由此表明,胶粘道床能够显著提高道床横向阻力,更加适用于高速行车.考虑到道床粘结特性,建议现场试验时轨枕横向加载位移设为0.45 mm,不宜超过1 mm.(2) 当轨枕横向移动1 mm后,枕间出现大致成45°的贯穿力链,在轨枕两端砟肩出现应力集中.枕下道床应力随着道床深度的增加而减小,应力变化主要发生在枕下26 cm范围内,建议道床在全断面粘结施工过程中要尤其保证枕下26 cm范围内道砟胶喷涂的充分和均匀.(3) 与有砟道床相比,胶粘道床枕侧、枕底、砟肩等不同位置对横向阻力的贡献有明显不同的规律.胶粘道床横向阻力主要由枕侧承担,其次是枕底,最后是砟肩,分担比分别为63%、24%和13%.(4) 胶粘道床在提升横向阻力的同时能够保持道床内部道砟颗粒良好的受力状态,使其在保持线路稳定性的同时减少道床养护维修工作量,因此,建议在曲线、道岔等线路薄弱环节推广使用.【相关文献】[1] WOODWARD P K, KACIMI A, LAGHROUCHE O, et al. 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道床刚度作业指导书

道床刚度作业指导书

道床检测(刚度、纵向阻力、横向阻力)作业指导书道床检测(刚度、纵向阻力、横向阻力)作业指导书1 设备操作及参数设置1.1使用时将压力传感器、位移传感器一和位移传感器二插头分别接到相应的插座上。

(注意:压力传感器是和仪器配套使用的不可接错,即接到压力插座上的传感器的编号应与压力插座旁的编号一致。

)1.2将电源接头插在“电池一”的插座上。

电源开关按向“I”,即接通仪器电源。

(可自配电池,接入电池二插座,电源开关按向“II”。

)1.3设备操作步骤①开机打开电源开关(注:当电池电压小于5V时会显示,如下图,表明电池电压不足,应充电。

如果电池电压正常>9V,可以按键,进入相应的工作状态)。

RIGIDITY INSTRU DATE:2000.08.15 TIME:15:24:34 VOLTAGE:5V RIGIDITY INSTRU DATE:2000.08.15 TIME:15:24:34 SHOULD CHARGE②系统设定按“系统设定”键,显示如下图SYSTEM SETTIMEPRESSUREUp/DownEnter/Esc按“2/▼”移动“*”到“TIME”(时间设定状态)或“PRESSURE”(压力参数设定状态)即可进行系统设定,按“确认”键,确认设定,按“取消”键,系统退出。

③测量测量分“手动测量”、“阻力测量”和“刚度测量”三种方法。

手动测量:按“9/手动”---按“打印”,可打印当前的测量值。

阻力测量:按“8/阻力”---按“打印”,可打印当前的测量值。

刚度测量:按“7/刚度”---按“./自零”,之后的位移输出值为测量值减去当前值,并显示S0,(注:查看一下“D:”后面是不是00.00);开始施压,缓慢、匀速(一个刚度测量循环为一个升压过程和降压过程,保证压力每秒上升或下降不大于1kN,且最大压力大于7.5kN小于等于50kN,保证升压过程中压力连续平稳上升,波动小于5kN),压到≥35kN(不得小于35kN,否则不打印);卸油,缓慢卸载,力值卸载到0时自动打印。

轨道工程静态验收内业资料检查记录

轨道工程静态验收内业资料检查记录

轨道工程静态验收内业资料检查记录轨道工程静态验收内业资料重点项目检查记录轨道工程静态验收观感质量检查记录轨道工程静态验收实体质量和主要功能抽查记录路基工程静态验收内业资料检查记录路基工程静态验收内业资料重点项目检查记录路基工程静态验收观感质量检查记录路基工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录桥涵工程静态验收内业资料检查记录桥涵工程静态验收内业资料重点项目检查记录桥涵工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录隧道工程静态验收内业资料检查记录隧道工程静态验收内业资料重点项目检查记录隧道工程静态验收观感质量检查记录隧道工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录精密工程竣工测量静态验收观感质量记录精密工程竣工测量静态验收主要功能和实体质量抽查记录通信工程静态验收内业资料检查记录通信工程静态验收内业资料重点项目检查记录通信工程静态验收观感质量检查记录通信程静态验收主要功能和实体质量抽查记录信号工程静态验收内业资料检查记录信号工程静态验收内业资料重点项目检查记录信号工程静态验收观感质量检查记录信号工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录电力工程静态验收内业资料检查记录电力工程静态验收内业资料重点项目检查记录电力工程静态验收观感质量检查记录(表3)电力工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录电力牵引供电工程静态验收内业资料检查记录电力牵引供电工程静态验收内业资料重点项目检查记录电力牵引供电工程静态验收观感质量检查记录电力牵引供电工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录房屋建筑工程静态验收内业资料检查记录房屋建筑工程静态验收内业资料重点项目检查记录站场客运建筑工程静态验收内业资料重点项目检查记录房屋建筑工程静态验收观感质量检查记录站场客运建筑工程静态验收观感质量检査记录工程名称/里程专业验收组组员:专业验收组组长:年月日房屋建筑工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录站场客运建筑工程静态验收主要功能和实体质量抽查记录综合接地工程静态验收内业资料检査记录综合接地工程静态验收内业资料重点项目检查记录综合接地工程静态验收观感质量检查记录。

铁路客运专线:轨道工程检验批全套表格及填表说明

铁路客运专线:轨道工程检验批全套表格及填表说明

轨道工程轨道工程施工质量验收划分为单位工程、分部工程、分项工程和检验批。

单位工程应按一个完整工程或一个相当规模的施工范围划分,正线轨道按一个区间(以站中心为界、含正线道岔)划分,当区间内含有不同类型轨道时,也可按轨道类型划分。

分部工程应按一个完整部位或主要结构及施工阶段划分。

分项工程应按工种、工序、材料、施工工艺划分。

检验批可根据施工及质量控制和验收需要按长度、施工段、处等进行划分。

轨道工程和单位工程、分部工程、分项工程和检验批的划分及编号应符合下列各表的要求。

正线有碴轨道分部工程、分项工程和检验批划分及编号(正线有碴轨道单位工程编号0101)续表注: 检验批长度均按单线计算。

基桩测设检验批质量验收记录表01010101□□□□说明主控项目1.基桩所用材料进场时,应对其规格、型式、外观进行验收,其质量应符合设计要求。

检验数量:施工单位、监理单位全部检查。

检验方法:查验产品合格证、观察检查。

2.基桩的设置位置及数量应符合设计要求。

检验数量:施工单位全部检查;监理单位全部见证检测。

检验方法:施工单位仪器测量、观察检查;监理单位见证检测。

3.基桩的测设精度应符合设计要求。

检验数量:施工单位全部检查;监理单位、设计单位全部见证检测。

检验方法:施工单位仪器测量;监理单位、设计单位见证检测。

4. 基桩标志应设置牢固。

检验数量:施工单位、监理单位全部检查.检验方法:观察检查。

一般项目1。

基桩的标识应设置齐全,色泽鲜明、清晰完整。

检验数量:施工单位全部检查。

检验方法:观察检查。

[有碴道床]铺底层道碴检验批质量验收记录表01010201□□□□说明主控项目1. 道碴材质应符合铁路碎石道碴相关技术条件的规定。

检验数量:施工单位、监理单位全部检查。

检验方法:查验进场检验证书、生产检验证书和产品合格证,必要时建设单位、施工单位和监理单位共同对采石场进行见证取样检测。

2.道碴进场时的粒径级配、颗粒形状及清洁度应符合铁路碎石道碴相关技术条件的规定。

米轨铁路钢枕有砟道床横向阻力试验与仿真

米轨铁路钢枕有砟道床横向阻力试验与仿真

2021年2月第2期(总269)铁道工程学报JOURNAL OF RAILWAY ENGINEERING SOCIETYFeb 2021N0.2(Ser. 269)文章编号:1006 -2106(2021)02-0058-05米轨铁路钢枕有砟道床横向阻力试验与仿真韩义涛^尤睿2李粮余1韦凯2(1.中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031; 2.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:研究目的:为探究米轨铁路钢枕道床横向阻力变化特征,本文开展米轨铁路钢枕道床横向阻力试验,并基于离散元法建立并研究米轨钢枕有砟道床横向阻力,通过试验结果验证米轨钢枕有砟道床离散元模型,同时采用离散元法分别探究砟肩堆高、道床肩宽和道床边坡坡度对米轨铁路钢枕道床横向阻力的影响。

研究结论:(1)轨枕横向移动2 m m时米轨钢枕道床横向阻力均值为7.48 kN,比离散元仿真值7.26 kN 大3.03%,采用离散元法研究米轨钢枕道床横向阻力是可靠的;(2〉随着砟肩高度的增加,米轨钢枕道床横向阻力在不断增大,并且在砟肩堆高100 -150 m m时,米轨钢枕的道床横向阻力幅值明显增加,而砟肩高度超过150 m m后对米轨钢枕道床横向阻力的影响较小;(3)米轨钢枕道床横向阻力随着道床肩宽的增加而不断增大,并且道床肩宽在400 ~500 m m时,米轨钢枕的道床横向阻力幅值明显增加,而道床肩宽超过500 mm时,米轨钢枕道床横向阻力幅值增加较小;(4)随着道床边坡坡度的减小,米轨钢枕道床横向阻力在不断增大,并且道床边坡在1: 1.5〜1:1.75时能显著提高米轨钢枕道床横向阻力;(5)本研究成果可指导米轨铁路钢枕有砟道床的设计与施工,并可为米轨铁路无缝线路设计理论提供参考依据。

关键词:米轨铁路;钢枕;道床横向阻力;断面尺寸中图分类号:U213.7 文献标识码:AExperiment and Simulation of Lateral Resistance of Meter -gage Railway Ballast Bed for Steel SleeperHAN Yitao1, YOU Rui2, LI Liangyu1, WEI Kai2(1. C hina Railway Eryuan Engineering Group Co. L td, C hengdu, Sichuan 610031 , C h in a;2. MOE key Laboratory of High - speed Railway E ngineering, Southwest Jiaotong U niversity, C hengdu, Sichuan 610031 , C hina)Abstract :Research purposes :In order to explore the characteristics of the lateral resistance change of the steel sleeper ballast bed of the m eter - gage railw ay, the lateral resistance experim ent of the steel sleeper ballast bed for the m eter -gage railway is carried o u t, and the lateral resistance of the meter - gauge steel sleeper ballast bed based on the discrete elem ent m ethod is established and studied. The discrete elem ent model of the steel sleeper ballast bed for the railway is verified by experim ent results. At the sam e tim e, the discrete elem ent model is used to explore the influence of shoulder h e ig h t, ballast bed shoulder width and ballast bed slope grade on the lateral resistance of m eter - gage ballast bed for steel sleep er, in order to provide guidance value for the steel sleeper ballast bed section dim ension design of the m eter -gage railway and the theory of continues w elded rail.Research conclusions : ( 1) W hen the sleeper moves laterally by 2 m m, the average lateral resistance of the m eter - gage railway steel sleeper ballast bed is 7. 48 k N, which is 3. 03%greater than the discrete elem ent sim ulation value of收稿日期:2020-12-22基金项目:旅游铁路米轨轨道系统成套关键技术研究(KYY2018097( 18 - 19))作者简介:韩义涛,1980年出生,男,高级工程师。

14.11 道床支承刚度、道床横向阻力试验记录

14.11 道床支承刚度、道床横向阻力试验记录

表号:铁建试录000
支承刚度 (kN/mm)
标准值
测量值
平均值
横向阻力 (kN/枕阻力 (kN/枕)
附注:
试验______________
_____
计算__________
_______
复核___________
________
道床支承刚度道床阻力试验记录施工里程记录编号捣固方式委托编号轨道状态委托日期检测里程检测时间钢轨类型轨枕型号标准值测量值平均值标准值测量值平均值批准文号
道床支承刚度、道床阻力试验记录 批准文号:铁建设函[2009]27号
施工里程 捣固方式 轨道状态 检测里程 钢轨类型 标准值 测量值 记录编号 委托编号 委托日期 检测时间 轨枕型号 平均值

有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析

有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析

有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析井国庆;贾文利;强伟乐;卢炜【摘要】梯形轨枕具有稳定性好、振动小的优点,并能减弱传递给轨道的动荷载,使得梯形轨枕在高速铁路、重载铁路、城市轨道交通中均有较好表现,但是其横向阻力一直未进行系统试验研究.本文研究了不同砟肩宽度(200、300、400、500mm)梯型轨枕道床横向阻力,分析了阻力构成,并与Ⅲc型轨枕对比.结果表明,在砟肩宽度均为500mm道床上,平肩式梯形轨枕与平肩式及砟肩堆高150mm、Ⅲc型轨枕相比,阻力分别提升了约55%、14%,并且,平肩式道床砟肩宽度由200mm增加至500mm过程中,梯形轨枕道床横向阻力无明显增长,其横向阻力主要由3部分构成,其中轨枕底面与道床摩擦提供约34%,枕心部位提供约47%,轨枕端部提供约19%.试验表明,采用梯形轨枕,可选用较小截面尺寸的道床,从而大幅节约建设用地及道砟用量.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2019(054)001【总页数】5页(P9-13)【关键词】梯形轨枕;横向阻力;有砟道床;砟肩宽度【作者】井国庆;贾文利;强伟乐;卢炜【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;中国中铁股份有限公司,北京100036【正文语种】中文【中图分类】U213.772高也在规范中不断强化[3-4]. 然而,当列车高速通过时,砟肩堆高和枕心部位存在较大的空气负压力,是飞砟现象主要发生区域,影响行车安全[5]. 因此,研究不同形式的轨道结构对铁路发展十分重要. 尤其在“一带一路”倡议中,研究不同类型轨道结构,丰富我国轨道形式,对我国铁路走出去至关重要.梯形轨枕起源于日本,由两根纵向预应力混凝土梁和3根起连接作用的横向圆钢或方钢构成,适用于城市轨道交通、重载铁路和高速铁路[6]:(1)在城市轨道交通中,研究表明梯形轨枕能显著提高道床横向阻力,基于这一提升作用,梯形轨枕可用于优化有砟道床选型,例如降低砟肩堆高、减小砟肩宽度,这一优点可在大大节约道砟用量、减少占地面积[7-10].(2)在重载铁路上,相比Ⅲc型轨枕,梯形轨枕稳定性更好,能够减小列车经过时传递给道床的动荷载和振动. 因此,轨道养护维修频率低,使用寿命更长[9, 11-12].(3)在高速铁路无砟轨道中,梯形轨枕已有较多应用[10, 13];在有砟轨道中,列车以350 km/h或更高速度运营时,存在飞砟风险,而梯型轨枕运用在有砟轨道上,采用平肩式道床,可降低飞砟风险.然而,现阶段对梯型轨枕有砟道床横向阻力数值和分担机理尚不明确. 本文基于现场试验,测定梯形轨枕有砟道床横向阻力,并与我国Ⅲc型轨枕进行对比. 需要说明的情况是,本次试验道床仅采用小型夯实机夯实,未经过列车碾压或大机稳定.1 方法及材料1.1 材料本次试验为道床横向阻力测试,测试地点位于北京交通大学滨海学院试验场内,铺设的12 m有砟道床作为试验平台. 试验道床厚度350 mm,边坡坡度1∶1.75. 试验采用道砟材质为玄武岩,各项指标均符合特级道砟要求[3].为保证道床密实,铺设时采用分层夯实方法,使用110型电动平板夯实机,350 mm厚道床分4层4次夯实铺设,轨枕放置后,枕心及砟肩部位采用3层3次夯实. 为确保试验对比准确,所有工况严格采用同样铺设夯实方法,保证道床密实度相同.梯形轨枕实长5.9 m,名义长6.0 m (铺设间隔0.1 m),质量3.6 t,2根预应力混凝土梁长5 900 mm,宽580 mm,厚185 mm,内侧间距840 mm,通过3根横截面长125 mm、宽75 mm的方钢连接,扣件中心间距600 mm,梯形轨枕与其结构如图1所示. 对比试验采用我国Ⅲc型轨枕.图1 梯形轨枕Fig.1 Ladder sleeper1.2 试验方法本文为道床横向阻力现场试验,梯型轨枕的测试无垂向荷载,采用临近轨道提供横向反力[13]. 反力装置分为两部分,第1部分采用6根长度4.0 m、外径48 mm、壁厚3 mm钢管横向排列,在1.3 m及2.6 m处加设横向钢管,扣件连接,钢管一端固定在临近道岔区钢轨上,另一端固定在架立起的钢轨上,此部分作为基础部分,可提供稳定的反力支撑;第2部分采用4根长度4.0 m、外径76 mm、壁厚3.5 mm钢管,2根一组,一端固定在钢轨上,另一端放置千斤顶施加推力,此部分为传力部分,提供直接反力.反力装置整体情况如图2所示.图2 反力装置Fig.2 Counterforce device在梯形轨枕横向阻力测试中,采用2个10 t液压千斤顶分别布置在距轨枕端部1 400 mm处的两侧,采用同步分级加载方式;轮辐式压力传感器(量程10 t、灵敏度2 mV/V)连接INV3018A型数据采集仪记录压力值;2个位移计(量程30mm、精度0.001 mm)分别布置在梯形轨枕千斤顶的对侧两端,测定位移值. 现场布置与测试情况如图3(a)所示.由于采用液压式千斤顶,每一级加载后,需要随时读数、补加压力,以保证推力稳定,待到位移基本不变或1 min后,进行下一级加载. 位移计的读数与记录同推力保持一致,一一对应. 试验进行至阻力大致不变而轨枕位移不断增加时,认为达到阻力极限,停止加载. 每级加载前后记录两组数据. 试验采用严格相同的道床铺设方法,最大限度保证了每次试验道床情况的统一,因此,每种工况进行3次测试. 将平均值绘制成图,取位移2 mm时对应的阻力值为此种工况的道床横向阻力[14-16].Ⅲc型轨枕横向阻力测试中,采用自制反力架提供反力,1个液压式千斤顶加压,其余控制条件及测试标准与梯形轨枕相同. 现场试验情况如图3(b)所示.图3 横向阻力现场测试Fig.3 Lateral resistance in situ test1.3 试验工况为研究梯形轨枕与Ⅲc型轨枕的对比. 设置工况R1为砟肩宽度500 mm、砟肩堆高150 mm、Ⅲc型轨枕;工况R2为砟肩宽度500 mm、平肩式(砟肩堆高为0)道床、Ⅲc型轨枕. 为研究砟肩宽度对梯形轨枕横向阻力的影响,在平肩式道床基础上,设置工况 A1~A4 分别为砟肩宽度 500、400、300、200 mm.为研究枕心高差的影响,在无砟肩的道床上,设置工况B1~B4分别为枕心饱满、降低40 mm (约为一个道砟粒径)、降低高度50%、枕心内无道砟. 与此同时,工况A1、B1、B4间组合、做差可表示梯形轨枕横向阻力分担. 10种工况具体情况如表1所示.表1 工况类型Tab.1 Test condition工况砟肩宽度/mm 砟肩堆高/mm 枕心高差轨枕类型R1 500 150 饱满Ⅲc型R2 500 0 饱满Ⅲc型A1 500 0 饱满梯形A2 400 0 饱满梯形A3 300 0 饱满梯形A4 200 0 饱满梯形B1 饱满梯形B2 降低40 mm 梯形B3 降低50% 梯形B4 0 梯形2 结果与分析梯形轨枕总长6.0 m,在相同长度上可铺设10根Ⅲc型轨枕,因此道床横向阻力采用每延米阻力(kN/m)进行对比分析.2.1 梯形轨枕与Ⅲc型轨枕梯形轨枕与标准工况Ⅲc型轨枕对比如图4所示. 结果表明,R1工况中,Ⅲc型轨枕的横向阻力为16.11 kN/m. 然而,取消砟肩堆高后(R2),Ⅲc型轨枕的横向阻力仅为11.75 kN/m,降低了29%;在相同道床条件上铺设的梯形轨枕(A1)道床横向阻力为18.31 kN/m,相比工况R1,提升约14%,相比工况R2,提升约55%.图4 梯形轨枕与Ⅲc型轨枕对比Fig.4 Comparison between ladder sleeper and Ⅲc sleeper2.2 砟肩宽度对梯形轨枕道床横向阻力影响不同砟肩宽度对梯形轨枕道床横向阻力影响如图5所示. 这一对比中,梯形轨枕均铺设在平肩式道床上,结果表明,工况A1 (砟肩宽度500 mm),梯形轨枕道床横向阻力为18.31 kN/m;工况A2 (400 mm)为 18.20 kN/m;工况 A3 (300 mm)为 18.14 kN/m;工况A4 (200 mm)为17.93 kN/m. 砟肩宽度由200 mm增加至500 mm过程中,道床阻力无明显增加,并且,在砟肩宽度200 mm时,铺设梯形轨枕的道床横向阻力已大于工况R1约13%. 由于梯形轨枕限位凸台宽度200 mm,故200 mm为最低砟肩宽度.图5 砟肩宽度对梯形轨枕道床横向阻力的影响Fig.5 Influence of shoulder width on ladder sleeper lateral resistance2.3 枕心高差对梯形轨枕道床横向阻力影响枕心高差对横向阻力的影响如图7所示. 试验均为无砟肩道床,结果表明,枕心无道砟(工况B4)道床横向阻力为6.21 kN/m,填入高度50%道砟(工况 B3)阻力为 11.46 kN/m,降低 40 mm (工况B2)阻力为 13.43 kN/m,枕心饱满(工况 B1)阻力为14.76 kN/m. 这一加高过程中,相比枕心无道砟,阻力分别提高约84%、116%、137%.图6 枕心高差影响Fig.6 Influence of crib height on ladder sleeper lateral resistance2.4 梯形轨枕道床阻力分担工况A1的测试结果为道床横向阻力总值,工况B1的测试结果为轨枕底面与枕心两部分的阻力,工况B4的测试结果为轨枕底面的阻力,A1、B1的测试结果差值可表示砟肩部分阻力,B1、B4的测试结果差值可表示枕心部位阻力,由此可得到3部分道床横向阻力值及其分担. 结果如表2所示.表2 梯形轨枕阻力分担Tab.2 Ladder sleeper lateral-resistance constitution阻力部分计算来源横向阻力/(kN·m-1)所占比例/%总值 A1 18.31 100枕底B4 6.21 34端部 A1、B1的差值 3.55 19枕心 B1、B4的差值 8.55 47相关研究表明,条形轨枕道床横向阻力的来源分为3个部分,受力情况如图7(a)所示,Fbottom表示轨枕底面与道床的摩擦,承担整体阻力值的45%~50%;Fside表示轨枕侧面与枕心部位道砟的摩擦,承担15%~20%;Fend表示轨枕端部道砟抗剪提供的阻力,承担35%~40%[17-19]. 关于梯形轨枕与Ⅲc形轨枕阻力差异分析可总结如下:(1)梯形轨枕底部面积6.964 m2,小于相同长度上10根Ⅲc型轨枕7.72 m2,因此梯形轨枕底面提供阻力值占比较小.(2)不同于Ⅲc轨枕侧面摩擦力Fside,由于梯型轨枕为纵向轨枕,枕心部分由轨枕框架内道砟抗剪(Fcrib)提供. Fside占比较小,而Fcrib则提供了最大部分阻力.(3)梯形轨枕端头面积为1.09 m2,提供最少部分阻力,相同长度上Ⅲc型轨枕端头面积为0.590 m2.但由于Ⅲc型轨枕端头间隔不连续,每一部分影响扩展深度更大,阻力更大.图7 轨枕横向阻力构成Fig.7 Constitution of lateral resistance3 结论本文基于现场试验测试梯形轨枕横向阻力,并与Ⅲc型轨枕进行对比,分析了梯形轨枕道床阻力特性,结论如下:(1)砟肩宽度500 mm情况下,梯形轨枕平肩式道床,与Ⅲc型轨枕,砟肩堆高150 mm及平肩式相比,道床横向阻力分别提升约14%、55%.(2)梯形轨枕砟肩宽度由200 mm增加至500 mm过程中阻力无明显增加,由于梯形轨枕限位凸台宽200 mm,故不再降低砟肩宽度.(3)梯形轨枕枕心高差由无砟变为填入50%道砟、较承轨台低40 mm、饱满,这一过程中,道床横向阻力分别提高约84%、116%、137%,即枕心道砟道床阻力贡献显著.(4)本次试验基于平肩式结构,梯形轨枕底部阻力占道床横向阻力总值34%;枕心提供约47%;端头阻力提供约19%.(5)砟肩宽度200 mm、平肩式道床上采用梯形轨枕,道床横向阻力已超过阻力最大的Ⅲc型轨枕工况(砟肩宽度500 mm、砟肩堆高150 mm) 13%,由此表明采用梯形轨枕可大幅降低轨道占地及道砟用量.【相关文献】[1]井国庆. 铁路有砟道床[M]. 北京:中国铁道出版社,2012: 140-141.[2]KISH A. On the fundamentals of track lateral resistance[R]. Maryland:AREMA, 2011.[3]国家铁路局. 高速铁路设计规范:TB 10621—2014[S]. 北京:中国铁道出版社,2014.[4]铁道部运输局. 2012 高速铁路有砟轨道线路维修规则(试行):TG/GW116—2013[S]. 北京:中国铁道出版社,2012.[5]井国庆,王子杰,林建. 基于力学平衡原理飞砟机理与防治研究[J]. 铁道科学与工程学报,2014(6): 96-101.JING Guoqing, WANG Zijie, LIN Jian. 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Analysis on tests for longitudinal and horizontal resistance of In-typed concrete track bed[J]. Railway Standard Design, 2010,54(3): 4-6.[16]杨艳丽. Ⅲ型混凝土轨枕有砟道床纵横向阻力设计参数试验研究[J]. 铁道工程学报,2010,27(10): 49-51.YANG Yanli. Experimental study on design parameters of longitudinal andlateral resistance of ballast bed for Ⅲ-type concrete sleeper[J]. Journal of Railway Engineering Society, 2010, 27(10): 49-51.[17]PEN L, POWRIE W. The contribution of base,crib and shoulder ballast to the lateral sliding resistance of railway track; a geotechnical perspective[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F:Journal of Rail & Rapid Transit, 2011,225(2): 113-128.[18]PEN LE, BHANDARI A R, POWRIE W. Sleeper end resistance of ballasted railway tracks[J]. Journal of Geotechnical &Geoenvironmental Engineering, 2014,140(5):04014004-1-04014004-14.[19]KOIKE Y, NAKAMURA T, HAYANO K. Numerical method for evaluating the lateral resistance of sleepers in ballasted tracks[J]. 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