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
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。
铁路路基变形对无砟轨道结构影响研究综述
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
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
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
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
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。
道床裂纹对无砟轨道振动的影响初探
2010年 1 2月
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道
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报
Vo. 1 32
No .6
JOU R NA L F H E O T CH I A N RA I LW A Y SOCI ETY
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文 章 编 号 :0 18 6 ( 0 0 0 —0 7 0 1 0 — 3 0 2 1 ) 60 6 — 5
道床裂纹对 无砟 轨道振动 的影 响初探
林 红 松 , 刘 学毅 周 文 ,
(.西 南 交 通 大 学 土木 工程 学 院 , 1 四川 都 成 2 .中铁 二 院 工 程 集 团有 限责 任 公 司 , J 四 『成 都
60 3 ; 1 0 1 603) 1 0 1
摘 要 : 为研 究 无 砟 轨 道 道 床 开 裂 后 结 构 受 力 , 混凝 土 道 床 简 化 为 黏 弹 性 连 续 支 承 梁 , 入损 伤 函 数 表 达 道 床 将 引 裂 纹 , 于轮 轨 系 统 动 力 学 理 论 , 立 考 虑 道 床 裂 纹 的 车 辆一 块 式 轨 道 垂 向 耦 合 动 力 学 模 型 , 算 分 析 了 高 速 基 建 双 计 车 辆通 过具 有半 波余 弦不 平 顺 轨道 时 的 振 动 响 应 , 分 析 了 车 辆 速 度 对 轨 道 有 无 裂 纹 时 振 动 的 影 响 。 结 果 表 并 明 , 床 裂 纹 对 车 辆 和 钢 轨 的 振 动 影 响 很 小 , 对 道 床 本 身 及其 下 部 结 构 的 振 动影 响 较 为 显 著 , 床 动 弯 应 力 和 道 而 道 路 基 面 动应 力 随着 车辆 速 度 的增 大 而 明显 增 大 。
2 Ch n i y Er u n En i e rn o p Co. d, . i a Ra l wa y a g n e i g Gr u Lt Che g u 6 0 3 Ch n ) n d 1 0 1, i a
浅析无砟轨道道床板裂缝产生原因与预防措施
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
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
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。
无砟轨道道床板混凝土裂缝探讨
无砟轨道道床板混凝土裂缝探讨摘要:在地铁工程中,无砟轨道道床板的应用使列车运行比较平稳,对机车车辆、钢轨、轨枕等部件的工作条件有很大改善,延长了其使用寿命。
但道床板裂缝的出现缩短了轨道使用寿命,影响了地铁的正常运营,因此,对于裂缝问题必须采取相应的控制措施。
本文分析了地铁无砟轨道道床板混凝土裂缝的成因,并总结了其预控与修补措施。
关键词:无砟轨道;道床板;混凝土裂缝随着我国高速铁路和城轨交通建设快速发展,目前国内地铁采用的无砟轨道主要是现浇混凝土式道床。
使用中发现,地铁无砟轨道的道床板经常会有结构裂缝出现,裂缝的存在会造成道床板内钢筋锈蚀,锈蚀钢筋挤胀道床混凝土,导致裂缝扩张更为严重,在绝缘节点中的卡兹就会渐渐失去应有的作用,大大降低其绝缘性能。
此外,地铁的结构裂缝中易出现渗水,这会导致其下沉速度加剧,从而降低无砟轨道道床板自身特有的承载能力和耐久性,对地铁在轨道中的行车产生严重的安全隐患。
本文就现浇混凝土道床裂缝的成因及控制处理措施进行探讨。
一、无砟轨道道床板混凝土裂缝成因(一)材料原因1、水泥浆含量高塌落度大由于道床板为泵送混凝土,为了便于泵送,塌落度往往比较大,大约控制在140mm-160mm,为了达到这个塌落度,必然要求增加较多的水泥用量、拌合水用量和外加剂的用量,由于这三种因素共同的影响,造成泵送的混凝土比普通混凝土的收缩值要大得多,极易导致混凝土开裂。
2、骨料粒径的影响为了满足混凝土的泵送要求,泵送混凝土都采用粒径较小的骨料,有的还会减少粗骨料的用量,这样就导致了单位水泥用量和拌合水量比普通混凝土多,而在混凝土中粗骨料是制约水泥石收缩的主要成分,因此粗骨料的用量少,水和水泥用量多这三种因素加到一起又增加了混凝土的收缩量,使裂缝产生[1]。
3、含泥量和外加剂的影响骨料中的含泥量如果大了,泥就会弱化骨料与水泥石之间的粘结面,降低了界面的粘结度,也降低了混凝土的抗拉强度,导致混凝土容易开裂[2]。
高速铁路无砟轨道道床板裂缝成因及控制措施
高速铁路无砟轨道道床板裂缝成因及控制措施摘要:铁路系统是交通运输系统中非常重要的组成部分,并且当前时期基于铁路系统构建起来的经济发展模式已经成为我国社会经济发展的重要驱动力。
随着我国社会发展水平的不断提升,对于铁路运输的速度也提出了更高的要求。
在高速铁路中所使用的轨道都是无砟轨道,这种轨道相对于传统的轨道来说具备更强的安全性能。
但是在实际使用的过程中这种轨道也很容易出现裂缝,所以应当针对高速铁路无砟轨道道床板裂缝产生的原因进行研究,采取合适的手段保证铁路系统的安全运行。
关键词:高速铁路;无砟轨道;道床板裂缝引言:高速铁路是当前我国铁路系统中的主要类型,在这样的背景下,高速铁路运行过程中的安全性就成为社会关注的热点。
在高速铁路运行的过程中,铁路系统内的无砟轨道的道床板出现裂缝容易导致各种安全事故。
使得道床板出现裂缝的原因有很多,为了保证高速铁路的安全稳定运行,有关部门就应当进行系统化的研究工作,把握好可能会导致道床板开裂的各项因素,尽可能减少裂缝的出现,构建起更加安全的铁路系统。
1.高速铁路无砟轨道道床板裂缝的成因1.短时间内温差过大高速铁路系统的无砟轨道中的道床板主要是由混凝土构成的,混凝土本身具备非常强的热胀冷缩的物理性质,这种情况就使得一旦外部的温度出现剧烈的变化,那么就会使得混凝土自身发生形变。
在这样的情况下,混凝土的形变就会被限制在内部,混凝土内就会出现相应的结构应力,当这种结构引力超过了混凝土本身的抗拉强度时,就会使得混凝土的表面出现裂缝。
这种裂缝就是属于温度裂缝,温度裂缝最大的特点就是很容易随着气温的变化产生剧烈的变化。
一般情况下在产生裂缝后,裂缝的实际变化情况也会遵循热胀冷缩的原则。
除此以外,在冬季气温低于零度的情况下,轨道床板所使用的吸水饱和的混凝土往往会出现冰冻的情况,混凝土内含有的水将会结成冰导致混凝土的体积出现膨胀,进而降低混凝土自身的强度,导致裂缝出现。
1.混凝土的水化热混凝土在制作的过程中需要经过水化,而水化的过程会产生非常多的热量,这种热量也是混凝土内部温度出现上升的主要能量来源。
含裂纹的双块式无砟轨道道床垂向振动特性分析
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无砟道床混凝土裂缝产生的原因及修补对策探讨
无砟道床混凝土裂缝产生的原因及修补对策探讨摘要:随着高速铁路、城市地铁等快速轨道交通的快速建设,无砟道床得到普遍的使用,在长期的实践中,发现道床混凝土往往存在着不同程度的裂缝,这对轨道交通的安全运行造成了很大的影响。
本文就无砟道床混凝土裂缝产生的原因进行分析,并对裂缝修补进行了思考和探索,希望可以对裂缝的解决有所帮助。
关键词:无砟道床;混凝土;裂缝;修补;对策一、无砟道床混凝土裂缝产生的几个原因通常来说无砟道床混凝土裂缝可以分为两类:第一类裂缝是结构裂缝,这种裂缝主要是由外荷载所造成;第二类裂缝是材料裂缝,产生这种裂缝的主要原因是温度作用以及混凝土的收缩所造成的。
本文主要分析第二类裂缝所产生的原因,具体来说,主要有以下几个方面:(一)温差影响温差所产生的原因可以分为水化热所造成的混凝土内外温差、结构整体的温度升降差以及结构从上表面至下表面的温度梯度三种,下边作具体分析:第一,水化热所造成的混凝土内外温差。
在进行混凝土浇筑的时候,会在水泥水化的过程中产生大量的热量,这些热量在混凝土内部很难得到散发,致使混凝土内部的温度大大高于混凝土表面的温度,内外部的温差就使得混凝土凝结初期所产生的拉应力常常会高于混凝土抗拉力,这就会致使混凝土产生裂缝。
第二,整体温度升降差。
混凝土结构由于受到季节性温度以及日夜温度的变化,结构整体就会产生温度升降变化,最终导致混凝土结构发生伸缩。
当此收缩所受的纵向约束较小时,混凝土结构所产生的温度应力就会很小。
然而无砟道床混凝土结构往往受到很大的纵向约束,在此条件下,混凝土结构越长就会使得结构的温度应力越大,最终导致混凝土出现裂缝。
第三,温度梯度。
受太阳日照的影响,混凝土结构上表面的温度往往比较高,而其下表面的温度则往往较低,这就致使道床混凝土结构在沿高度方向上存在着一定的温度梯度,从而使混凝土结构出现横向裂缝。
(二)混凝土收缩的影响通常来说引起混凝土裂缝的原因主要有干燥收缩和塑性收缩两个因素。
无砟轨道施工裂缝产生原因分析及控制措施
荷载裂缝主要表现为以下3方面:第一,气温突然出现变化而导致的荷载裂缝。混凝土浇筑完成后,如果没有及时拆除螺栓调节器以及轨道扣件夹具的约束,可能会导致比热容较小的混凝土在轨枕的周边出现裂缝问题。第二,结构变形而导致的裂缝。在施工过程中对路基、桥梁及隧道的沉降变形监测不精准,会导致轨道基础变形,可能会引起轨道板出现开裂问题。第三,外加荷载对混凝土产生的不利影响,可能会导致混凝土出现裂缝。如在施工过程中,如果多人同时在轨道上进行施工,会增加混凝土出现裂缝的可能性。
4.2合理确定无砟轨道裂缝修复方法
目前对宽度在0.2mm以内的无砟轨道裂缝进行修复时,主要采用的是表面封闭工艺。当无砟轨道裂缝的宽度达到0.2mm以上时,则应先向裂缝内部注入柔性浆液,再结合表面封闭工艺修复。若在无砟轨道的轨枕周边出现了裂缝及离缝,则应首先将加固浆液灌注充填到裂缝内部,并综合运用表面封闭工艺以提高修复效果。
3.3钢轨伸长裂缝
在无砟轨道的施工过程中,需要先确定钢轨、双块式轨枕或者长轨枕的位置,同时要拧紧扣件,然后再开展混凝土浇筑作业。如果是在白天进行施工,太阳直射会导致外界的温度比较高,而钢轨的温度会急剧上升,钢轨伸长,在这种情况下混凝土正处于初凝阶段,会严重影响混凝土的强度,使混凝土强度接近0,不能对这种变形应力进行有效抵抗而出现开裂问题。
4.3严格控制施工工艺
为了对无砟轨道施工裂缝进行有效控制,须对施工工艺进行改进,提高无砟轨道混凝土施工质量。在对无砟轨道混凝土施工工艺进行控制的过程中,要从以下方面出发,确保施工工艺控制的效果。
首先,在基层施工之前,须保证轨枕周围的钢筋保护层厚度符合建筑工程的施工要求。同时要选择合适的时间进行混凝土施工,一般要在气温比较低时进行施工,这样才能使混凝土的水化凝固过程与气温的上升过程保持一致,防止混凝土浇筑完成后出现内外部温差比较大的问题而出现裂缝。其次,采用表面封闭结合柔性浆液灌注工艺修复裂缝。当无砟轨道裂缝宽度超过0.2mm时,在采用表面封闭法修复的基础上结合注浆工艺,将柔性浆液灌注到裂缝内部,确保修复效果。在修复施工时可根据现场情况,采用钢丝刷或金刚片角磨机等设备打磨刷毛裂缝处的混凝土,并确保裂缝表面整洁干燥,为后续的粘结填充施工创造有利条件。在制备柔性浆液时应严格控制其配合比,通过专业搅拌设备5min以上的均匀搅拌后,主要通过重力法并结合专业设备将浆液循环灌注到裂缝内部,检测注浆饱满度以达到施工要求,再应用表面封闭法修复。最后,用表面封闭工艺修复裂缝。表面封闭工艺主要适用于裂缝宽度在0.2mm以下的无砟轨道修复。在应用表面封闭法进行修复施工时,应首先对无砟轨道表面进行清理,并按施工要求配置封闭材料,然后将表面封闭材料涂刷在裂缝位置并做修饰处理。在对裂缝表面进行清理时,施工人员需对裂缝位置的混凝土进行打磨、刷毛处理,浮浆、灰尘等杂物清理和裂缝内部的干燥,以保证粘结施工质量。材料配置应严格按设计配合比控制称量的精确性,通过专业搅拌设备搅拌均匀,确保封闭原材料及成品质量。
双块式无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及控制探讨
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。
无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及处理
无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及处理摘要:无砟轨道道床板混凝土裂缝能够对工程产生严重的影响,本文通过对无砟轨道道床板混凝土裂缝问题的现状进行研究、分析常见裂缝的成因、列出裂缝的处理方法,对这三方面进行了一个综合的研究。
关键词:混凝土;无砟轨道;裂缝;方法一、研究无砟轨道道床板混凝土的裂缝问题一方面,混凝土是一种热传导性能较差的体积敏感的材料;另一方面,道床板会受温度的变化自身也发生变化,会使道床板发生弯曲或者拱起从而产生裂缝。
对于道床板混凝土产生变形裂缝的问题,国际上给予了相对的研究和重视。
美国混凝土协会中从事研究混凝土、钢筋混凝土及大体积混凝土裂缝研究的207 和224 委员会对设计者提出来对结构进行相关的温度应力计算和配筋的要求;德国的钢筋混凝土结构规范(DIN1045)中在温度变化对结构的影响方面测定了温差计算的取值范围。
根据德国的道路和轨道建设的相关规定,在无砟轨道中,双块式的轨枕应和240mm 的混凝土轨道的承载层整体相连;为防止出现裂纹,先将无砟轨道板用钢筋进行整体上的固定,混凝土的配筋量约为8%~9%,这样能够把可能出现的裂缝的宽度限制到0.5mm以内,此做法能够防止钢筋受到腐蚀,并且在混凝土出现裂纹的时候,能够使钢筋继续起到铆定、连接的功能。
根据zTv F—st8(德国道路与轨道建设规定中第8 条)中的规定,安装在土质路基上的轨道,在厚度为30era的水硬性混凝土的支撑层上安装轨道承载层,起到控制裂缝不规则形成的作用(水硬性混凝土的支撑层是一种拌合水泥使其加以稳定的支撑层)。
二、无砟轨道道床板混凝土裂缝出现的原因(一)水泥发生水化热过程水泥在发生的水化过程中会放出很大的热量,这是混凝土温度明显升高的主要原因。
在浇注初期的时候,混凝土的弹性和强度都比较低,对水化过程中的急剧温升产生的应变约束力不大,温度应变约束力当然也就比较小;随着混凝土年数的增加,它的弹性和强度相应地增强,对混凝土温度变化产生的约束力越来越强,就是会产生极大的温度和应变力,如果此时混凝土的抗拉弹性和强度不能够抵抗此时的温度应变力时,就会产生温度裂缝。
高速铁路黄河特大桥无砟轨道道床板裂纹问题研究及防治措施
旦形成则危害较大, 它会降低无砟轨道的绝缘性能, 削弱轨道 的承载力 , 同 时还可能会危害到无砟轨道 的使用安全。
2 、 工 程概 况
晋 陕黄 河特 大 桥位 于 陕西 省与 山西省 交界 处 禹 门 口至 潼关 段 黄河 上 , 桥 梁全 长 9 . 9 6 9 k m。梁部 组 合 为简 支 梁+ 连续 梁 + 单T 刚构 , 大部 分 墩 高在 4 5 m以 上, 跨 越 黄河 主 河道 。轨 道采 用 C R T S I 型 双块 式 无 砟轨 道 , 无砟 轨 道 结构 类 型全 部 为桥 梁 地段 , 轨 道 结 构高 度7 2 5 m m。
4 1混凝 土材 料
凝 土 的抗 裂 能 力 。 在 正 常施 工养 护 的条 件下 , 寻 找最 佳 的二 次抹 压 时 间 , 破坏
毛 细管 微 泵 , 阻 止 水分 上 升 预 防 由于 内 部水 分 迁 移 引起 的 内应 力 产 生 , 是预
扣件及鱼尾板螺栓 , 释放混凝土收缩 和轨排变 面, 继 续沿侧 面 向下发 展 , 裂纹在 侧面 的长度 为5~1 8 c m。⑤表 面的龟 混凝土初凝后及时松开螺杆 、 形应力, 避免裂纹产生 , 然后进行二次抹压及三次压光。 压光 的作用一是消除 混 凝 土 的表 面 缺 陷 , 提 高 平整 度 及 光 洁 度 ; 二 是 提 高混 凝 土表 层 的 密 实度 和 4 、 产 生 裂缝原 因分析 强度 ; 三是 阻 断表 层 毛细 管 , 减 缓 了混 凝 土 内水 分 迁 移蒸 发 的 速度 , 提 高 了混
3 、 裂 缝 的形式 及分 类
试 验段道 床 板裂 纹多 数在 表面 抹光过 程 中和 混凝 土初 龄期 出现 少 数 在 混 凝 土 中后 期 和 养 护 期 结 束 后 出 现 。 裂 纹 有 以 下 几 种 形 式 : ①
高铁不同类型无砟轨道路基床板开裂成因及对策分析
高铁不同类型无砟轨道路基床板开裂成因及对策分析摘要:分析不同类型无砟轨道路基道床板开裂现象,从轨道混凝土配方、施工及设计等各个方面对现浇混凝土道床板出现裂缝的原因进行了分析,同时,提出对双块式无砟轨道裂缝进行预防的具体措施,这对以后高铁无砟轨道的施工有很重要的作用。
关键词:无砟轨道高铁混凝土裂缝道床板在我国的高铁中,主要有两种无砟轨道,其中一种是双块式轨道,另一种则是板式轨道。
高铁道床板的表面很容易有裂缝出现,同时也存在着施工质量及设计配筋方面的问题,这些都是造成裂缝贯穿其上下的原因。
因为不均匀的施工捣固等,配筋出现错位或者大小不一,造成道床板出现内部有空隙、不密实、空洞以及钢筋异常等情况,最后形成道床板破裂、承载力太低以及道床板承载不均匀等不良后果。
一、高铁无砟轨道出现裂缝的原因在对高铁无砟轨道进行施工的过程中,其道床板经常会有结构裂缝的出现,这些裂缝的产生容易造成道床板出现钢筋锈蚀的现象,钢筋如果被锈蚀,就会挤胀无砟轨道中的混凝土,这就导致裂缝扩张的更为严重,在绝缘节点中的卡子就会渐渐的失去其应有的作用,大大减低了其绝缘性能。
此外,高铁的结构裂缝中如果出现渗水情况,会导致其下沉速度的加剧,下沉的数值增加剧烈,从而使得无砟轨道床板自身特有的承载能力和耐久性出现降低,对高铁在轨道中的安全行车产生严重的负面影响[1]。
所以,从不同的角度对无砟轨道板开裂现象进行原因上的分析,积极做好无砟轨道床板开裂防治工作,使其无砟轨道的施工质量得以保证。
对高铁无砟轨道的路基基床出现结构性裂缝进行原因方面的分析,主要表现在五个方面:1.不均匀的高铁混凝土材料致使无砟轨道裂缝的出现。
高铁混凝土存在不均匀性,基本上指的是水与灰在分布上的比例存在不均匀的情况,混凝土骨料分布的不均匀直接导致其结构内部存在不均匀现象,这些情况都有可能造成无砟轨道道板出现裂缝的情况;2.无砟轨道的结构设计存在问题。
在新混凝土板与老混凝土板相连接的部位,其无砟轨道的轨枕角易形成各种收缩情况,而且无砟轨道混凝土在出现硬化之后,集中的角部应力会造成混凝土的拉伸与收缩,这就使裂缝出现加剧,而且时间越长,缝隙就会越大[2]。
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道床裂纹对无砟轨道振动的影响初探
林红松;刘学毅;周文
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2010(032)006
【摘要】为研究无砟轨道道床开裂后结构受力,将混凝土道床简化为黏弹性连续支承梁,引入损伤函数表达道床裂纹,基于轮轨系统动力学理论,建立考虑道床裂纹的车辆-双块式轨道垂向耦合动力学模型,计算分析了高速车辆通过具有半波余弦不平顺轨道时的振动响应,并分析了车辆速度对轨道有无裂纹时振动的影响.结果表明,道床裂纹对车辆和钢轨的振动影响很小,而对道床本身及其下部结构的振动影响较为显著,道床动弯应力和路基面动应力随着车辆速度的增大而明显增大.
【总页数】5页(P67-71)
【作者】林红松;刘学毅;周文
【作者单位】西南交通大学,土木工程学院,四川,成都,610031;中铁二院工程集团有限责任公司,四川,成都,610031;西南交通大学,土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学,土木工程学院,四川,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】U213.7
【相关文献】
1.道床板上拱对高速列车-双块式无砟轨道系统振动响应影响 [J], 余翠英;向俊;毛建红
2.双块式无砟轨道裂纹对道床板受力的影响分析 [J], 徐光鑫;杨荣山
3.含裂纹的双块式无砟轨道道床垂向振动特性分析 [J], 朱胜阳;蔡成标
4.双块式无砟轨道裂纹对道床板受力的影响分析 [J], 毛敏
5.CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道道床板裂纹成因及预防措施探析 [J], 叶鹏勇
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