高铁无砟轨道结构病害与维修技术探讨

发表时间:2015/11/9   来源:《工程建设标准化》2015年7月供稿   作者:于洋
[导读] 中铁二十一局一公司 由于无砟轨道具有技术相对成熟、维修工作量小、结构耐久性强、刚度均匀性好以及稳定性高的特。

于洋
  (中铁二十一局一公司,新疆,乌鲁木齐,830000)
  【摘  要】本文对高铁无砟轨道结构病害的类型进行了分析和介绍,同时探讨了各种病害产生的原因。阐述了快速维修无砟轨道结构病害的技术以及相应的维修原则。与我国高速铁路的运营实际情况相结合,最终提出了一系列快速维修高铁无砟轨道结构病害的技术和方法,这些方法在使用的实践中均具有良好的使用效果。
  【关键词】高速铁路;无砟轨道;结构病害
  引言
  由于无砟轨道具有技术相对成熟、维修工作量小、结构耐久性强、刚度均匀性好以及稳定性高的特点,因此被广泛地运用在了高速铁路的建设中。然而在外界复杂的自然环境以及长时间运行的作用下,无砟轨道必然会出现逐渐老化以及损坏的情况,特别是高速行驶的列车极大的破坏到了无砟轨道,如果没有对其进行及时有效的维修,就很难保证无砟轨道的正常运行。
  1.板式无砟轨道结构组成和损伤位置
  现在我国采用的板式无砟轨道的结构组成主要包括钢轨和扣件、板间连接构件、预制混凝土轨道板、水泥乳化沥青砂浆垫层以及混凝土底座等。在这些部位当中最容易发生损伤的部位就是混凝土底座板以及砂浆层。
  砂浆层位于底板座椅及轨道板之间,作为轨道结构的重要组成部分,砂浆层除了具有连接的作用之外,还可以对高速列车的荷载起到有效的缓冲作用。砂浆层本身具有一定的薄弱性,其不仅非常容易受到自然环境的影响,同时也非常容易老化,再加上高速运行的列车不断的冲击砂浆层,因此很容易出现砂浆层断裂破损以及与轨道板结构损伤的各种病害。作为承载列车荷载的关键部位,混凝土底座板在运行的过程中很容易出现开裂的现象,从而对列车的安全运行产生了极大的威胁[1]。
  2.板式无砟轨道病害类型及原因
  2.1道床板混凝土伤损及其原因
  道床板混凝土损伤主要包括两种,也就是轨道板混凝土掉块以及基座与路基混凝土的裂缝,导致裂缝出现的主要原因就是变形作用。变形在受到约束之后会产生一定的压力,如果该压力超过混凝土的抗压强度,就会导致裂缝的出现。除此之外,混凝土骨料沉落、地基不均匀沉降、钢筋异常、收缩变形、施工温度以及不均匀的材料等都会导致裂缝的出现。



  2.2砂浆层结构缺损
  砂浆层结构破损属于一种非常重要的无砟轨道病害类型,砂浆层病害主要指的是砂浆层的剥落和断裂,而且多见于轨道板精调爪周围与轨道板板间接缝部位。砂浆较差的强度和稳定性是导致砂浆层病害的最为主要的原因,其与温度条件、运营条件、施工工艺、生产工艺以及砂浆的配合比等都具有密切的关系。补灌砂浆如果与在施工的过程中无法有效的粘结原砂浆,就很容易发生砂浆层缺损掉块的现象。
  2.3砂浆垫层与轨道板结构离缝
  作为一种常见的高铁板式无砟轨道损伤,砂浆垫层与轨道板结构离缝对无砟轨道具有严重的破坏作用。一般这种离缝会具有程度不一的深度,大部分为1mm 以下。有很多原因都会导致出现离缝缺陷,比如基础不均匀沉降、列车动力荷载、砂浆层灌注不饱满、轴向温度荷载、板端翘曲等都会引起这些离缝损伤。一旦出现离缝,轨道板与砂浆垫层之间的粘合作用就会慢慢的丧失,除了会严重的削弱无砟道床的整体性,同时还会对轨道的动态稳定性以及静态几何形态的产生十分不利的影响[2]。
  3.无砟轨道损伤的修复原则及方法
  如果轨道结构受到破坏,就会严重的威胁到列车的安全运行,甚至会导致出现列车脱轨等各种重大事故。所以必须要针对无砟轨道的损伤采取有效措施进行修补,防止出现损伤进一步扩大的情况,最终能够有效地保证列车的正常运行。
  3.1修复无砟轨道的原则
  我国的高铁专线具有周天行车密度大、线路长以及跨区域大的特点,而且具有较短的天窗时间,所以普遍在夜间进行日常维修和养护。现在我国通常都将养护维修天窗时间规定在4h之内,所以必须要保证快速的病害整治作业速度,同时修补材料也需要尽快的产生应有的强度。
  除此之外,轨道修复当中并不存在着一劳永逸的情况,如果长期处于复杂的使用状态和运营条件,还会出现二次损伤。所以在选择维修材料的时候,必须要保证维修材料具备一定的可维修性,从而能够有效的返修维修后出现的二次损伤,或者彻底从结构病害中剔除,因此必须要保证新旧维修材料具有良好的粘结性。
  3.2修复无砟轨道的方法
  在处理不同的病害损伤时,必须要以不同的诱发原因为根据从而采取针对性的修复措施,这样就能够有效的防止修复之后出现二次损伤的情况。与此同时,要严格的以相关的技术规程为根据实施具体的维修修补工作。
  ①注浆修补法是最为有效的修复砂浆层与轨道板结构离缝的方法。如果砂浆层与轨道板裂缝是由于温度荷载而形成的,这时候就应该采取应力放散以及重新锁定的方式对轨道板进行处理,随后选择低黏度的树脂材料注浆修补离缝。如果是由于基础不均匀沉降导致的离缝损伤,就必须要先将基础沉降的问题解决之后,再实施有效地离缝修补。
  ②在对砂浆层缺损掉块伤损进行修补的时候,需要按照砂浆层缺损面积的大小选择立模修补以及直接修补的方式对其实施处理。现在比较常用的一种方法就是首先要将破损的砂浆层清除掉,随后将树脂支承块或者混凝土块加塞进去,最终再用环氧树脂砂浆修补材料实施灌注[3]。
  ③在对混凝土的伤损进行修补的时候,需要采用植筋的方式处理其伤损面,将底漆涂刷完之后,以原混凝土的形状为根据进行制模,随后将树脂填进去,修补部位必须要保持与原混凝土具有一致的强度。与此同时,新植入的材料的耐腐蚀性能一定要好,并且能够与原混凝土之间形成良好的粘接。
  4.结语
  高铁无砟轨道病害主要包括混凝土伤损、砂浆层缺损以及砂浆垫层与轨道板结构离缝等,这些病害会对列车的安全运行产生非常大的威胁,因此必须要对其进行全面的整治和维修。在具体的修复过程中要严格遵守可二次维修以及可快速维修的原则,有针对性的采取措施修补各种病害,从而有效的避免由于病害而产生的各种事故。
  参考文献:
  [1]张志宏 . 无砟轨道道床板混凝土裂缝成因及处理[J]. 江西建材,2012,( 1) : 205.
  [2]吴绍利,王鑫,吴智强,陆方斌 . 高速铁路无砟轨道结构病害类型及快速维修方法[J]. 中国铁路,2013,( 1) : 42 -44.
  [3]姜子清,江成,王继军,易忠来 . CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆层伤损修复研究[J]. 铁道建筑,2013,( 1) : 118 -122.
  作者简介:
  于洋,男,汉族,新疆乌鲁木齐人,1982年生,工程师,主要从事铁路修建技术管理工作。

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: