高速铁路板式无砟轨道破损分析及工务修程修制研究

摘要

目前我国正在进行数条高速铁路客运专线建设，这些客运专线建成后，必须对其中的无砟轨道进行保养、维护，使其能够正常发挥作用。板式无砟轨道是我国无砟轨道中常用的结构形式之一，设计施工技术都较为成熟，在我国秦沈客运专线、遂渝线铺设了试验段。在这样的背景下，本文对两条铁路的无砟轨道试验段在数年的运营中所出现的轨道结构病害以及养护维修经验进行总结归类、分析梳理。主要包括以下内容：
　　 根据秦沈客运专线板式轨道运营以来所出现的问题，结合遂渝线无砟轨道试验段现场调查的情况，对单元板式轨道和纵连板式轨道结构损伤类型进行了总结，分析了板式无砟轨道结构损伤的主要特征和规律，同时对主体结构破损产生的原因进行分析。
　　 针对板式轨道CA砂浆层与轨道板之间、CA砂浆层内部存在空气或间隙这一普遍现象进行分析。建立了有限元模型，应用有限元软件内嵌的随机函数产生伪随机数序来选择单元，控制的生死单元的个数，进行常态下轨道板与CA砂浆层之间不同接触面积的轨道结构受力分析。
　　 以对板式轨道CA砂浆破损进行修复，完全凿除CA砂浆层进行换填时的纵联板式轨道为模型，应用有限元软件分析混凝土或树脂材料作为支承块时轨道板的受力和变形，对轨道支护所采用的材料及个数给出合理建议。
　　 对板式轨道的检查项目、标准和周期，以及CA砂浆层换填修补流程进行了梳理；分析侧向挡块各种破损产生原因，提出对破损修复方法。
　　 梳理我国高速铁路客运专线的综合维修组织结构以及工务修程修制，从客运专线轨道检测、轨道不平顺管理与评价、养路机械的配备、钢轨的伤损与管理、无缝线路及无缝道岔的养护、综合维修天窗的设置等6个方面来概括了客运专线的工务管理工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1我国高速铁路发展规划

1.2高速铁路轨道概述

1.2.1高速铁路对轨道结构的要求

1.2.2轨道结构的类型及对比

1.3国内外无砟轨道研究和使用情况

1.4板式无砟轨道发展和使用

1.4.1日本板式无砟轨道

1.4.2德国B(o)gl板式无砟轨道

1.4.3 (o)BB-PORR板式轨道

1.4.4 IPA板式轨道

1.4.5我国板式无砟轨道的发展

1.5论文选题背景及主要工作

1.5.1本文的选题背景

1.5.2国内无砟轨道病害研究现状

1.5.3本文的主要工作

第二章板式无砟轨道结构损伤类型及原因分析

2.1板式无砟轨道试验段及其存在问题

2.1.1秦沈客运专线

2.1.2遂渝线无砟轨道试验段

2.2板式无砟轨道主体结构伤损分析

2.2.1轨道结构损伤归类

2.2.2轨道结构损伤原因分析

2.3本章小结

第三章板式轨道CA砂浆饱满度及破损修复研究

3.1概述

3.2无砟轨道分析模型简介

3.2.1弹性地基上的叠合梁理论

3.2.2弹性地基梁—板理论

3.2.3弹性地基梁—体有限元计算埋论

3.3板式无砟轨道CA砂浆饱满度研究

3.3.1结构组成及计算分析模型

3.3.2分析模型参数

3.3.3计算模型荷载取值分析

3.3.4计算模型与生死单元和伪随机数的契合性验证

3.3.5正温度梯度作用下轨道结构应力及变形计算结果

3.3.6计算结论

3.4纵联板式无砟轨道砂浆换填计算分析

3.4.1计算分析模型及参数介绍

3.4.2采用6个或8个支承块时的轨道结构受力分析

3.4.3不同弹性模量树脂块支撑时的轨道结构受力分析

3.4.4计算结论

3.5本章小结

第四章板式轨道破损检查、修补方法研究

4.1板式轨道的检查维护

4.1.1板式无砟轨道的检查项目与周期

4.1.2检查标准

4.1.3板式轨道CA砂浆及凸台周围填充材料修补范围及等级

4.2板式无砟轨道砂浆换填修补

4.2.1环氧树脂砂浆材料介绍

4.2.2修补流程

4.3纵联板式无砟轨道侧向挡块修复

4.3.1侧向挡块掉块的修复

4.3.2侧向挡块裂缝的修复

4.3.3侧向挡块贯通裂缝的修复

4.3.4侧向挡块与底座前弹性垫层的修复

4.4本章小结

第五章客运专线无砟轨道工务修程修制

5.1国外高速铁路综合维修概况

5.1.1高速铁路基础设施养护维修体制模式

5.1.2高速铁路不平顺管理

5.1.3高速铁路维修天窗的设置及时间

5.2我国客运专线的特点及其对综合维修的要求

5.2.1客运专线的特点

5.2.2客运专线的行车组织模式

5.2.3客运专线运营工作对综合维修的要求

5.3客运专线的综合维修组织结构

5.3.1客运专线综合维修管理体制

5.3.2客运专线综合维修体系框架结构

5.3.3综合维修管理基地组织结构

5.4我国客运专线的工务管理

5.4.1客运专线轨道检测

5.4.2客运专线轨道不平顺管理与评价

5.4.3客运专线无砟轨道养路机械的配备

5.4.4客运专线钢轨的伤损与管理

5.4.5客运专线无缝线路及无缝道岔的养护

5.4.6客运专线综合维修天窗的设置

5.5本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.1.1本文主要工作

6.1.2本文主要结论

6.2有待于进一步研究的问题

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文