遂渝高速铁路无砟轨道砂浆换填支撑方案研究.pdf

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1、路基工程·1l2·SubgradeEngineering2011年第5期(总第158期)遂渝高速铁路无砟轨道砂浆换填支撑方案研究吴春雷，殷明曼，张海龙(1．中铁二院土木建筑设计研究一院，成都610031；2．中铁一局集团第五工程有限公司，云南屏边661201)摘要：无砟轨道具有良好的力学性能，在高速铁路上得到了广泛应用，但随着运营时间及运量的增长，无砟轨道砂浆层偶有出现离析、破损现象，影响了线路质量和列车运行的平稳性。针对遂渝高速铁路纵连板式无砟轨道，在不影响列车运行的情况下，对砂浆层进行换填的不同轨道板支撑方案进行了分析比较，结果表明：采用尺寸为50mm×100mm×100mm的6

2、个混凝土块支撑方案较佳。关键词：无砟轨道；纵连板；砂浆离析；换填中图分类号：U214．18文献标志码：A文章编号：1003—8825(2011)05—0112—030引言建立轨道结构受力分析的有限元模型。模型遂渝高速铁路无砟轨道试验段是我国首条成区段中钢轨采用梁单元，扣件采用线性弹簧，轨道板、底建设的无砟轨道铁路，是纵连板式无砟轨道系统在我座板、CA砂浆及混凝土块均采用实体单元进行模拟。国铁路上的首次应用。运营两年多来，无砟轨道在零在轨道纵向取三块轨道板长度进行计算。计算参数养护维修的前提下，保持了良好的稳定性，列车运行见表1。平稳，线路质量状态良好。相对有砟轨道，无砟轨道表1模型中

3、计算参数结构形式体现出了明显优势。弹性模量／MPa2．06E05随着列车的运营时间及运量的增长，嘉陵江大桥钢轨泊松比0．3O惯性矩／m3．22E—O5轨道板与砂浆层分离、水泥沥青砂浆破损。对此需尽断面积／m77．45E一04快采取措施加以处理，以避其破损进一步扩大，影响扣件刚度／(N·mm)5．00E04轨道结构的稳定性和耐久性。轨道板弹性模量／MPa3．65E04自松比O171水泥沥青砂浆破损与修复砂浆弹性模量／MPa3．00E02在列车荷载和温度力作用下轨道板、底座板问产泊松比O．15生纵向及垂向相互作用，水泥沥青砂浆出现水平分底座板及}昆凝土块弹性模量／MPa3．40E04层、

4、与轨道板和底座板分离，表明该砂浆稳定性和强泊松比O．17度存在一定的问题，若不尽早治理将会对行车舒适度2．2轨道结构受力分析和安全性构成威胁。对于轨道板的支撑，现拟采用6个混凝土块支撑因此，考虑在轨道板和底座板之间填塞高为5O和8个}昆凝土块支撑两种方案，其混凝土块支撑位置mm的C40混凝土块对轨道板进行支撑，清除破损砂均位于钢轨正下方，混凝土块横向间距为1500mm，浆，再灌注CA砂浆。混凝土块分别为50mm×80mmx80mm，50mm×100由于修复工作是在不中断运营的情况下进行，且mmx100mm，50mm×120mm×120mm三种形式。轨道板下损坏的CA砂浆被清除，列车运

5、行中产生的当采用6个混凝土块支撑方案时，左右支撑块距支撑竖向荷载均由混凝土块支撑，很有必要检算在列车荷边缘距离为1250mill，支撑块间距1250mm(图1)；载作用下轨道结构的受力情况。当采用8个混凝土块支撑方案时，左右支撑块距支撑边缘距离625mm，支撑块间距1250mm(图2)。2垂向荷载作用下轨道结构受力分析为分析?昆凝土支撑块的细部受力，建立有限元2．1计算模型及参数模型。。分析计算。其中，钢轨采用线性三次空间梁收稿日期：2010—10—15单元，扣件采用线性弹簧，轨道板、底座板、CA砂作者简介：吴春雷(1977一)，男，四川南部人。助理工程师，硕浆及混凝土块均采用20节

6、点六面体缩减积分单元士，从事铁路轨道工程设计与无砟轨道研究。E—mail：模拟。wuchunlei18@163．Corn。一吴春雷，等：遂渝高速铁路无砟轨道砂浆换填支撑方案研究·113·CA砂浆底座板混凝土块轨道板图16个混凝土支撑方案支撑位置(单位：mm)CA砂浆底座板混凝土块轨道板／／7IlII／IIIlIIlll／II1250一一l一1250一l一1250一图28个混凝土支撑方案支撑位置(单位：mm)2．3计算结果部件响应。其轨道结构在不同的混凝土块尺寸及支撑根据有限元模型及表1的材料参数，在中间扣件方式在垂向荷载作用下轨道各部件最大位移及应力响节点处施加2×300kN集l中力

7、，可计算出轨道结构各应见表2。表2荷载作用下轨道各部件最大位移及应力值6个支撑块8个支撑块部件5Omm×8Omm5Omm×100mm50mm×120mm50mmx80ram50mm×100mm50mm×120mm×80m／ll×100mm×12Omm×80mm×100mm×120mm道床板篙mmaO2．717902．6156O2．1437混凝土块mma4308．O60．O50．04．6625．3319．70底座板篇mmaO4．O23604．O120O3．0