CRTSⅠ型板式轨道维修的起道分析-论文.pdf

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1、CRTS_型板式轨道维修的起道分析潘国瑞：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，硕士研究生，四川成都，610051杨荣山：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，副教授，四川成都，610031刘笑凯：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，硕士研究生，四川成都，610051任娟娟：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，副教授，四川成都，610051板、重新灌注砂浆的维修方法；当轨道板破损严重需要更换时，现场维修方式是对无缝长钢轨进行切割，换板后重新焊接。为避免钢轨焊接残余

2、应力，换板时也可采用起道、抬板的维修方式。因此，抬板维修是CRTSI型板式轨道采用较多的维修方式，由于轨道板之间设置有凸形挡台，换板时所需抬板高度必须大于轨道板厚度，此时起道量较大，需要对轨道系统的受力情况与稳定性进行分析，提出合理的维修参数。1计算模型与基本参数1．1计算模型采用大范围起道方式换板时，轨道板、底座和凸型挡台对起道作业的影响较小，因此建立起道力学模0引言型进行分析时，模型中只考虑钢轨和扣件。将钢轨简化为弹性梁单元且考虑重力作用，不计钢轨与轨道板之间受自然环境和列车荷载作用的影响，无砟

3、轨道不可的摩擦力，扣件简化为弹簧单元。力学模型见图1，其避免会产生病害。目前，我国CRTSI型板式轨道出现中，．与为待更换轨道板前后两端的抬轨力(由于模型的主要损伤类型有：CA砂浆层边缘碎裂、砂浆层与轨道板间离缝；凸形挡台拉裂及周围填充树脂破损；底座板裂纹、混凝土缺损、与下部基础问离缝冒浆；轨道板开裂、预应力钢棒断裂并窜出、锚穴裂纹以及轨道板角部局部破损等病害。上述病害均会影响无砟轨道结构的安全性与耐久性。CA砂浆破损引起轨道板吊空，或者路基不均匀沉降量大于扣件垂向调整量时，可采用起道、抬图1起道力

4、学模型基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2015G008一c)；中央高校基本科研业务费专项资金科技创新项目(A0920502051508—46)。一59Ct~TSl型板式轨道维修的起道分析潘国瑞等况，此工况的多项数值为最小值或接近最小值(抬轨力为9．8kN，扣件受到的上拔力为1．2kN，最大正弯矩为11．78kN·m，最大负弯矩为26．21kN·m)。(4)根据材料力学，可计算出钢轨起道的附加拉压应力。在最优松开扣件工况下，钢轨的最大附加拉应力为77．3MPa，最大附加压应力为66．2M

5、Pa，均远小于钢轨允许应力。(5)不同的起道量，存在不同的最优松开扣件数量。随着起道量的增大，最优松开扣件数量略有增加，但增幅不显著。(6)钢轨的最大负弯矩始终出现在起道点，最大正弯矩通常出现在A点，当松开扣件数量超过70组时，最大正弯矩出现在轨道板与抬起钢轨的接触点。B点垂向位移最大，始终略大于起道量a，并随松开扣件数量的增加而略有减小，最后趋于稳定。2．2轨温与扣件纵向阻力对起道的影响起道作业需要松开一定数量的扣件，使钢轨在一定范围内无扣件约束，这会对轨道系统的整体稳定性造成影响。当作业轨温与锁

6、定轨温不一致时，钢轨内存在温图7不同工况下的钢轨正弯矩度应力，可能导致轨道失稳。国内外通常建议无缝线路作业轨温大于锁定轨温20℃以上时禁止施工。《铁路无缝线路设计规范》中，采用统一无缝线路稳定性计算公式时，在温度压力作用下，轨道弯曲变形矢度取2mm。以此为参考标准，为起道维修方法确定合理的作业轨温范围。在图1所示模型中，松开66个扣件，不进行起道作业而仅对钢轨进行升温处理，此时钢轨的纵向位移与垂向位移均十分微小，可忽略不计。钢轨横向位移较大，且最大横向位移出现在B点，其随轨温变化情况见图11。图8不

7、I司工况下的钢轨负弯矩以最优松开扣件工况(起道量为0．23m，松开66个开扣件范围内钢轨的重力由起道机和第一个未松开扣件扣件)为例，建立如图1所示起道模型，对钢轨同时进来承受，该扣件受到很小的压力。当松开扣件数量超过行轨温变化与起道作业，并设置小阻力扣件作为参照，80组，靠近A点的钢轨由于重力作用与轨道板接触，各分析轨温变化与扣件纵向阻力对起道的影响。项参考值趋于稳定，即离起道点较远处的扣件是否松开(1)由图9可知，钢轨升温幅值在l4℃以下时，钢已不再影响起道工作。从结构稳定性和施工便捷性考轨横向位

8、移较小；当升温幅值超过14℃时，钢轨最大横虑，无需松开过多的扣件。向位移迅速增大，其中小阻力扣件与常阻力扣件分别在(3)起道量一定时，松开扣件的数量对4项参考14．8。I=与15cjC时，最大横向位移达N2mm。因此当作业指标均有影响，且存在最优松开扣件数量。由图5一图轨温比锁定轨温高14c《=以上时，松开66个扣件可能会影8N看出，起道量为0．23rn时，松开66组扣件为最优工响轨道系统的稳定性。61—应当完全更换为常阻力扣件，待施工完后，再换成小阻力扣件。(4)由