【高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板病害分析與整治研究10000字（論文）】

高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板病害分析與整治研究目錄HYPERLINK\l_Toc11491緒論 目錄PAGE21緒論1.1選題背景在國(guó)際上，高速鐵路的建設(shè)于20世紀(jì)中葉開始。1964年，世界上的第一條高速鐵路——日本新干線竣工通車。20世紀(jì)末期，法國(guó)、德國(guó)、意大利等歐洲國(guó)家逐步開始對(duì)高速鐵路的建設(shè)。我國(guó)第一條速度為160km/h以上的雙線電氣化鐵路——秦沈客運(yùn)專線，于1999年開工，2003年10月開通運(yùn)營(yíng)，全長(zhǎng)共404千米。秦沈客運(yùn)專線在其中建設(shè)了一段用于高速列車進(jìn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)段，可用于300km/h的高速試驗(yàn)。我國(guó)的高速鐵路建設(shè)雖然起步比較晚，但發(fā)展較快。2008年，中國(guó)京津城際高鐵的開通，拉開了我國(guó)高鐵建設(shè)帷幕，此后中國(guó)的高速鐵路發(fā)展迅速，截至目前，我國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程已近3.8萬公里，成為世界上高速鐵路唯一成網(wǎng)運(yùn)行的國(guó)家。僅在2020年內(nèi)，中國(guó)新增高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程超過2500km。預(yù)計(jì)到2035年，中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到7萬公里。高速鐵路對(duì)線下結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和服役狀態(tài)要求十分嚴(yán)格，需要軌道結(jié)構(gòu)為高速列車提供平穩(wěn)、安全的運(yùn)行環(huán)境。在我國(guó)高速鐵路的建設(shè)中，軌道結(jié)構(gòu)主要分為無砟和有砟兩種類型。從支持高速列車運(yùn)行的角度入手，這兩種軌道形式均可以滿足高速列車的行車要求。但從運(yùn)營(yíng)的角度來看，隨列車速度的加快，行車密度的提高，有砟軌道道砟的液化、飛砟等現(xiàn)象提高了對(duì)高速鐵路運(yùn)維的要求。因此，在我國(guó)高速鐵路的建設(shè)中，線下結(jié)構(gòu)多采用無砟軌道結(jié)構(gòu)。無砟軌道結(jié)構(gòu)主要可以分為板式、雙塊式以及長(zhǎng)枕埋入式等結(jié)構(gòu)形式。其中，板式無砟軌道是由軌道板、底座板、調(diào)整層等組成的多層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)層間的正常接觸是保證無砟軌道結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。雖然高速鐵路無砟軌道在設(shè)計(jì)、施工中均采用了較高的標(biāo)準(zhǔn)，但在高速鐵路的運(yùn)營(yíng)過程中，由于自然營(yíng)力和列車荷載的作用，軌道結(jié)構(gòu)接觸行為仍會(huì)出現(xiàn)脫空等異常狀態(tài)。接觸行為的異常將導(dǎo)致線路振動(dòng)增大，引起結(jié)構(gòu)損傷甚至導(dǎo)致底座板開裂，嚴(yán)重危害鐵路的運(yùn)營(yíng)安全。京廣高速鐵路的設(shè)計(jì)速度為350km/h，開/行速度為300km/h，軌道結(jié)構(gòu)為CRTSII型無ast軌道。2014年12月。在運(yùn)營(yíng)了兩年多的夏天，夏天發(fā)生了軌道平板的擴(kuò)展。2015年，在杭州市公共工程處金華高速鐵路橋工作室轄區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了25條軌道板延伸段，在2016年軌道板檢查期間發(fā)現(xiàn)了50條軌道板延伸段。由履帶板之間的寬縫和窄縫塌陷引起的患病區(qū)域。針對(duì)上述測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的重大疾病，提出了CRTSII型板式無作軌道軌道板病害養(yǎng)護(hù)維修建議。1.2選題的目的與意義由于我國(guó)高速鐵路CRTSII型板式無砟軌道線路開通運(yùn)營(yíng)時(shí)間較短，養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏，因此，結(jié)合無作軌道線路實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，形成較為完善的針對(duì)高速鐵路CRTSII型板式無砟軌道的結(jié)構(gòu)傷損養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)是下一步研究工作重點(diǎn)。本文以京廣高速鐵路CRTSII型板式無砟軌道線路養(yǎng)護(hù)維修管理辦法為基礎(chǔ)，參考《高速鐵路無作軌道線路維修規(guī)則（試行）》中各種無作軌道養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)要求，從高速鐵路CRTSII型板式無作軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力特性和施工工藝等方面對(duì)軌道結(jié)構(gòu)各部位產(chǎn)生的傷損病害進(jìn)行了原因分析，提出了CRTSII型板式無作軌道軌道板病害養(yǎng)護(hù)維修建議，對(duì)完善我國(guó)無作軌道養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)和指導(dǎo)CRTSII型板式軌道的運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)維修均具有十分重要意義。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀CRTSII型板式無砟軌道，是在德國(guó)博格板的技術(shù)基礎(chǔ)上，消化吸收再創(chuàng)新形成的板式無砟軌道。其結(jié)構(gòu)組成由鋪設(shè)位置不同存在差異。在路基上，從上至下由軌道板、調(diào)整層、支撐層組成。在橋梁上，由軌道板、調(diào)整層、滑動(dòng)層、底座、側(cè)向擋塊組成，并每隔4~5m設(shè)置橫向限位裝置，梁端各1.5m范圍內(nèi)鋪設(shè)硬質(zhì)泡沫板。目前德國(guó)無作軌道未出現(xiàn)大范圍的軌道板病害，但德國(guó)無柞軌道線路里程較短、服役環(huán)境溫和，在本文研究中并不具備參價(jià)值。而在我國(guó)，由于II型板鋪設(shè)的里程長(zhǎng)，溫度跨度范圍較大、環(huán)境較為惡劣且運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，近年來，CRTSII型板式無柞軌道在服役期間出現(xiàn)了不同種類的病害，針對(duì)軌道板病害問題，曾毅（2014）采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論研究了截面抗彎剛度、結(jié)構(gòu)自重和層間茹結(jié)應(yīng)力狀態(tài)等對(duì)軌道結(jié)構(gòu)上拱的影響。陳醉等（2018）針對(duì)CRTSII型板式軌道的垂向穩(wěn)定性問題，研究分析了不同初拱變形參數(shù)對(duì)軌道系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。趙林、劉學(xué)毅（2016）基于彈性體功互等定理提出了軌道結(jié)構(gòu)在溫度荷載作用下的撓曲變形方程。劉笑凱、劉學(xué)毅等（2018）還利用勢(shì)能駐值原理研究了不同初始上拱條件下軌道板垂向失穩(wěn)的形態(tài)和過程。楊俊斌、曾毅等（2015）基于能量準(zhǔn)則中的能量變分原理推導(dǎo)出了軌道板豎向失穩(wěn)臨界力的計(jì)算公式。針對(duì)CRTSII型板式無砟軌道軌道板病害的整治問題，國(guó)內(nèi)研究學(xué)者也做了相關(guān)的研究工作。高睿（2014）針對(duì)橋上II型軌道板離縫上拱整治問題，研究分析了植筋整治措施對(duì)軌道結(jié)構(gòu)縱向受力特點(diǎn)的影響規(guī)律。譚社會(huì)（2016）對(duì)高溫條件下II型軌道板離縫上拱和寬接縫破損等結(jié)構(gòu)病害的整治方案進(jìn)行了總結(jié)，在此基礎(chǔ)上研究了植筋錨固整治措施的的整治效果。苗雨（2014）總結(jié)分析了軌道板脹板產(chǎn)生的原因，并提出具體的病害整治方法和措施，詳細(xì)地介紹了整治流程。李永明、程先鋒等（2015）采取軌道板植筋、解鎖寬窄接縫和張拉鎖件、板縫壓膠注漿等方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)II型軌道板上拱問題進(jìn)行了整治。倪躍峰、任娟娟等（2017）針對(duì)II型軌道板抬板整治維修時(shí)的錨固方案進(jìn)行了研究，提出了適用于板式無柞軌道上拱整治解鎖軌道板時(shí)銷釘?shù)牟贾梅桨浮Ｉ蛎簦?017）對(duì)II型軌道板寬窄接縫傷損、砂漿層離縫、軌道板傷損、支承層傷損及離縫上拱等病害提出了相應(yīng)整治方案，并介紹了解鎖和不解鎖情況下的整治方法和相關(guān)維修材料?？梢娔壳凹河胁糠盅芯繉W(xué)者對(duì)CRTSII型板式無砟軌道軌道板的影響因素及治理維護(hù)進(jìn)行了一定程度的分析，但此類影響因素的研究和分析尚不夠系統(tǒng)全面，存在一定局限性。因此，本文在參考既有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)病害調(diào)研資料，總結(jié)分析CRTSII型板式無砟軌道軌道板病害的影響因素，進(jìn)而提出具體措施。1.4研究?jī)?nèi)容研究步驟研究步驟研究?jī)?nèi)容研究方法相關(guān)理論與研究基礎(chǔ)提出問題研究?jī)?nèi)容與方法研究背景、意義無砟軌道結(jié)構(gòu)損傷塑性理論內(nèi)聚力理論軌道板病害類型分析問題CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板病害現(xiàn)狀常見病害的表現(xiàn)和原因分析分析問題解決問題CRTSⅡ板式無砟軌道軌道板病害的整治措施結(jié)論與展望文獻(xiàn)資料法文獻(xiàn)資料法個(gè)案分析法個(gè)案分析法、文獻(xiàn)資料法歸納總結(jié)法歸納總結(jié)法圖1-1研究路線圖2相關(guān)理論與研究基礎(chǔ)2.1無砟軌道結(jié)構(gòu)CRTSII型板式無砟軌道，是在德國(guó)博格板的技術(shù)基礎(chǔ)上，消化吸收再創(chuàng)新形成的板式無砟軌道。其結(jié)構(gòu)組成由鋪設(shè)位置不同存在差異。在路基上，從上至下由軌道板、調(diào)整層、支撐層組成。II型板式無砟軌道由于采用縱向連接，整體性較高。軌道結(jié)構(gòu)個(gè)部位功能如下：軌道板功能：1）軌道板上的軌枕更好的定位扣件與鋼軌；2）承受運(yùn)營(yíng)時(shí)列車帶來的列車荷載、制動(dòng)荷載。預(yù)裂縫功能：1）當(dāng)軌道板內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生改變將產(chǎn)生裂縫時(shí)，防止裂縫無規(guī)則的產(chǎn)生與發(fā)展；2）減小軌道板自身溫度應(yīng)力等，吸收其縱向和豎向變形；3）通過吸收板的變形來保護(hù)CA砂漿，并對(duì)軌道板進(jìn)行有效的約束。CA砂漿主要作用：1）方便施工中精調(diào)軌道板；2）線路運(yùn)營(yíng)中可有效的約束軌道板；3）在運(yùn)營(yíng)線路中可將產(chǎn)生的列車荷載與溫度荷載傳遞至支承層中。底座板主要作用：1）方便施工中對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的調(diào)整；2）與砂漿層共同約束和定位軌道板；3）起到向下傳遞溫度荷載與列車荷載的作用。Π型主端刺臺(tái)后錨固體系中的軌道結(jié)構(gòu)（摩擦板、過渡板和端刺）均為連續(xù)整體結(jié)構(gòu)，材料采用HRB500和C30強(qiáng)度的混凝土。摩擦板的寬度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)置，長(zhǎng)度通常為50m左右，高度為0.4m。距離不等的小端刺設(shè)置在摩擦板下方，小端刺在澆筑過程中通過鋼筋與摩擦板連接，形成一體。小端刺和主端刺都置于下部土體填料中，寬度均與摩擦板相等。主端刺高分別為2m、2.5m，小端刺高為1m或1.5m。摩擦板上部為“兩布一膜”滑動(dòng)層，在其上部澆筑加高平臺(tái)，澆筑時(shí)使用C30強(qiáng)度的混凝土，并在內(nèi)部放置鋼筋網(wǎng)片。講兩層土工布鋪設(shè)在加高平臺(tái)上，起到隔離平臺(tái)與底座板的作用。在路橋過渡區(qū)域，靠近橋梁區(qū)域的路基使用摻水泥級(jí)配碎石填筑，其余區(qū)域使用AB填料填筑。Π型主端刺的端刺區(qū)向后延伸三塊軌道板的長(zhǎng)度軌道板與基礎(chǔ)間通過設(shè)置4排16根φ28剪力筋進(jìn)行加強(qiáng)錨固，如圖2-1所示。圖2-1軌道板布筋示意圖2.2軌道板病害類型然而，由于施工環(huán)境、地質(zhì)條件的特殊性及復(fù)雜外部荷載等原因，隨著無砟軌道使用年限的增加，下部基礎(chǔ)產(chǎn)生的不可控變形成為無軌道運(yùn)營(yíng)過程中面臨的主要問題，一旦快速發(fā)展，就會(huì)影響軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使高速鐵路列車行車安全與舒適性降低。由于地基、路基變形的特殊性，過渡段端刺錨固結(jié)構(gòu)地段同樣不可避免的出現(xiàn)了基礎(chǔ)變形問題，使得軌道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了軌道板斷裂、上拱及線路平順狀態(tài)不良等問題。下部基礎(chǔ)變形會(huì)對(duì)軌道結(jié)構(gòu)上部的造成影響，對(duì)無砟軌道端刺錨固結(jié)構(gòu)而言，基礎(chǔ)變形可能會(huì)降低路基填料水泥級(jí)配碎石抗劈裂強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)臺(tái)后錨固體系位移、應(yīng)力傳遞產(chǎn)生不利影響。由于橋上底座板與臺(tái)后錨固體系縱連，當(dāng)基礎(chǔ)不穩(wěn)定時(shí)，在外部荷載長(zhǎng)期作用下，容易導(dǎo)致錨固結(jié)構(gòu)變形超限，臺(tái)后錨固體系與路基間的相互作用難以抵消溫度等荷載作用引起的縱向力，在錨固結(jié)構(gòu)體系傳力的影響下，使得軌道板和支承層產(chǎn)生裂縫、層間產(chǎn)生離縫等傷損。3CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板病害現(xiàn)狀3.1CRTSII型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)II型板式無砟軌道后錨固限位體系主要由“兩布一膜”滑動(dòng)層、底座板、摩擦板、端刺、側(cè)向擋塊、軌道板、及過渡板等組成，如圖3-1所示。在京廣、寧杭等線路上廣泛運(yùn)用。圖3-1CRTSⅡ型軌道板橫斷面圖CRTSII型板式無砟軌道區(qū)別于其他無砟軌道在于全線軌道板和橋梁間軌道結(jié)構(gòu)均為縱向連續(xù)結(jié)構(gòu)，臺(tái)后錨固體系由摩擦板、端刺及過渡板組成，其主要特點(diǎn)有：軌道板均是工廠預(yù)制件，在各大梁場(chǎng)澆筑打磨完畢后直接運(yùn)往線路上進(jìn)行鋪設(shè)，保證了軌道板的質(zhì)量與生產(chǎn)、施工效率。鋪設(shè)線路前經(jīng)過高精度測(cè)量的到軌道幾何形位，極大的增加了施工時(shí)鋪設(shè)精度以及施工效率。每塊軌道板通過預(yù)應(yīng)力鋼筋連接，有效的控制軌道板端部的翹曲上拱等問題，保證了線路的運(yùn)營(yíng)安全同時(shí)也提高了行車舒適度。為了使軌道結(jié)構(gòu)有較好的整體性，在橋上設(shè)計(jì)底座板結(jié)構(gòu)。底座板作為縱向連接結(jié)構(gòu)不受橋梁跨數(shù)的限制。無砟軌道結(jié)構(gòu)錨固體系由摩擦板和端刺結(jié)構(gòu)組成，其主要作用是在線路運(yùn)營(yíng)過程中起到將上部軌道結(jié)構(gòu)的荷載傳遞至路基上的作用。在橋梁上方設(shè)置滑動(dòng)層，使橋梁與軌道之間的作用影響降低，能有效的降低由于橋梁自身伸縮而造成的軌道結(jié)構(gòu)附加力。通常情況將剪力齒槽設(shè)置于橋梁的固定支座上方，可以有效及時(shí)的將列車產(chǎn)生的制動(dòng)力以及外界的溫度力傳遞至墩臺(tái)上。軌道結(jié)構(gòu)除去以上的優(yōu)點(diǎn)外也存在缺點(diǎn)，其中當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)損傷時(shí)維修比較困難，底座板的張拉施工復(fù)雜，臺(tái)后錨固結(jié)構(gòu)施工過程較為繁瑣且前期需要投入數(shù)額量大。3.2Π型端刺使用現(xiàn)狀調(diào)研Π型端刺后臺(tái)錨固體系作為某高鐵CRTSⅡ型板式無砟軌道縱連體系的關(guān)鍵傳力結(jié)構(gòu)，在某高鐵全線共有兩百余處，其中以某地橋工段管內(nèi)最多。某地橋工段自開通運(yùn)營(yíng)以來就對(duì)管內(nèi)Π型端刺區(qū)軌道結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行周期性檢查和專項(xiàng)檢查。經(jīng)長(zhǎng)期檢查發(fā)現(xiàn)，自2013年夏季以來，每年7-8月份高溫季節(jié)，CRTSⅡ型板式軌道離縫、上拱等傷損病害逐年呈增加趨勢(shì)。4常見病害的表現(xiàn)和原因分析4.1常見病害的表現(xiàn)CRTSII型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)是根據(jù)我國(guó)自身國(guó)情，在借鑒德國(guó)無砟軌道后設(shè)計(jì)的。由于軌道結(jié)構(gòu)主要材料是鋼筋混凝土，在溫度變化或受到列車荷載時(shí)無可避免的會(huì)產(chǎn)生一定程度的損傷。在對(duì)軌道板特性進(jìn)行研究中，需要了解軌道結(jié)構(gòu)主要病害類型，才能找出病害的規(guī)律和主要特征。為此，在2020年12月至2021年2月這段時(shí)間多次在已使用的某車站線路上對(duì)II型板式無砟軌道端刺區(qū)進(jìn)行調(diào)研。在多次調(diào)研的基礎(chǔ)上對(duì)軌道板的病害特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，針對(duì)典型病害進(jìn)行闡述分析，為后續(xù)研究提供資料基礎(chǔ)。通過本次對(duì)某高鐵Π型端刺區(qū)域結(jié)構(gòu)狀態(tài)的調(diào)研，獲得了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)病害資料。從無砟軌道的縱向傳力特征出發(fā)，可將軌道結(jié)構(gòu)病害分為主體結(jié)構(gòu)病害和它們之間連接部位病害，主體結(jié)構(gòu)病害主要包括軌道板、CA砂漿、底座板（支承層）部位的病害。下面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的主要病害進(jìn)行介紹：在線路服役過程中，由于受到列車荷載與溫度荷載等因素的共同影響，導(dǎo)致軌道板會(huì)產(chǎn)生不同程度的病害。其中軌道板的病害包括裂縫、缺失、變形三種，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，軌道板的裂縫和缺失在服役線路中最為常見。裂縫病害主要有軌道板的縱、橫向裂縫以及側(cè)邊裂縫，軌道板縫病害如圖4-1所示。缺失病害主要由于外力導(dǎo)致軌道板破碎和脫落，變形病害主要由線路縱向受力導(dǎo)致軌道板產(chǎn)生拱起或翹曲。軌道板的病害類型與病害成因，如表4-1所示圖4-1軌道板橫向裂縫表4-1軌道板裂縫病害裂縫類型病害成因裂縫橫向裂縫拉應(yīng)力大于混凝土材料所容許的最大拉應(yīng)力縱向裂縫由于支撐力的缺失，導(dǎo)致頂中部位的拉應(yīng)力較小側(cè)邊裂縫側(cè)向力產(chǎn)生的力矩使得限位裝置的拉應(yīng)力較小變形翹曲、拱起由于溫度梯度而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形表面損壞破碎、剝離受到雨水侵蝕后，表面開裂，使得裂縫進(jìn)一步擴(kuò)散CA砂漿病害：砂漿層產(chǎn)生的病害經(jīng)常以離縫的形式出現(xiàn)。離縫一般在施工過程和運(yùn)營(yíng)過程兩個(gè)階段產(chǎn)生。在施工過程中由于受到施工質(zhì)量、砂漿自收縮效應(yīng)、砂漿灌注質(zhì)量及時(shí)機(jī)等各種因素的影響造成砂漿層產(chǎn)生早期離縫。在運(yùn)營(yíng)過程中，軌道結(jié)構(gòu)具有材料屬性不同、結(jié)構(gòu)層次多、里程范圍廣等特征，再加上整體暴露在復(fù)雜的環(huán)境中，受溫度變化，雨雪沖刷以及列車荷載等長(zhǎng)期作用，軌道結(jié)構(gòu)各部位均會(huì)產(chǎn)生一定程度的損傷，砂漿層也不可避免的會(huì)出現(xiàn)損傷。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，裂縫和破損是CA砂漿病害主要出現(xiàn)形式。破損主要在寬窄接縫和精調(diào)抓支撐位置，裂縫類病害包含垂直裂縫和斜裂縫。圖4-2為砂漿典型病害現(xiàn)場(chǎng)照片。圖4-2砂漿層脫空過渡板與支承層層間界面病害：過渡板與支承層之間的病害屬于部件之間連接部位的病害，由于受氣溫及其它軌道構(gòu)件損傷的影響造成過渡板與支承層之間可能產(chǎn)生擠壓破碎或拉裂的損傷。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)過渡板與支承層之間產(chǎn)生拉開裂縫，如圖4-3所示，從圖中可以看出，過渡板與支承層的連接部位已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重裂縫。圖4-3過渡板與支承層層間裂縫寬窄接縫與軌道結(jié)構(gòu)間病害：寬窄接縫在無砟軌道中起著重要的作用，由于受上寬下窄的構(gòu)造形式以及施工等因素影響成為容易發(fā)生破壞的部位，當(dāng)寬窄接縫破損時(shí)軌道結(jié)構(gòu)受到很大的影響。雖然軌道板與寬窄接縫的材料屬性相同，但是由于寬窄接縫是現(xiàn)場(chǎng)澆筑，與軌道板形成了新老混凝土粘結(jié)，降低了粘結(jié)能力。寬窄接縫處的損傷主要表現(xiàn)為與軌道板之間的粘結(jié)部位開裂、缺損及擠碎?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)寬窄接縫位置出現(xiàn)病害表現(xiàn)為：寬窄接縫拉裂、擠壓或缺損破碎，如圖4-4所示。圖4-4寬窄接縫損傷底座板：底座板由于受到溫度荷載的影響，在外界溫度發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的伸縮變形。由于受到CA砂漿、端刺、固結(jié)機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的約束，使底座板產(chǎn)生溫度力導(dǎo)致開裂等一系列損傷，設(shè)計(jì)時(shí)允許底座板裂開一定的寬度?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研底座板某些部位產(chǎn)生的裂紋過大，會(huì)影響軌道結(jié)構(gòu)的耐久性及穩(wěn)定性。4.2軌道板斷裂損傷分析4.2.1軌道板斷裂損傷分析軌道板由鋼筋混凝土構(gòu)成，運(yùn)營(yíng)線路的軌道板易產(chǎn)生裂縫、掉塊等損傷，總結(jié)軌道板結(jié)構(gòu)及使用環(huán)境可以將原因分為以下幾種：①混凝土收縮；②鋼筋銹蝕；③堿骨料反應(yīng)；⑤預(yù)應(yīng)力張拉；⑥溫度。4.2.2軌道板損傷原因（1）收縮裂縫混凝土從澆筑到養(yǎng)護(hù)過程中含有未水化的顆粒，需要吸收內(nèi)部的水分。由于混凝土中內(nèi)部水分被吸收，導(dǎo)致自身體積減小，產(chǎn)生收縮裂縫。軌道板裂縫根據(jù)產(chǎn)生過程的不同分為：自主收縮裂縫、干燥收縮裂縫、碳化收縮裂縫、塑性收縮裂縫。（2）銹蝕裂縫軌道板內(nèi)部鋼筋易受到二氧化碳的侵蝕，導(dǎo)致鋼筋周圍混凝土堿度降低；另外鋼筋表面的氯離子會(huì)造成鋼筋表面氧化膜破壞，使得鋼筋中的鐵離子與氧氣和水發(fā)生反應(yīng)形成銹蝕。當(dāng)發(fā)生銹蝕反應(yīng)后，銹蝕物體積增大，會(huì)使混凝土受到由于物體膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂或掉塊，沿鋼筋產(chǎn)生裂縫。（3）堿骨料反應(yīng)裂縫堿骨料反應(yīng)是軌道板由于產(chǎn)生自脹應(yīng)力而裂開的一種現(xiàn)象。由于時(shí)間周期長(zhǎng)，在初始階段不容易被發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在運(yùn)營(yíng)中的軌道板上會(huì)帶來非常嚴(yán)重的危害。當(dāng)符合三個(gè)條件時(shí)會(huì)發(fā)生：第一是原材料中的堿性含量高；第二是使用的骨料中活性成分?jǐn)?shù)量多；第三是當(dāng)外界環(huán)境潮濕時(shí)易發(fā)生反應(yīng)。（4）預(yù)應(yīng)力施工不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫此類裂縫是軌道板在板廠制作時(shí)產(chǎn)生的，當(dāng)混凝土未達(dá)到指定強(qiáng)度就進(jìn)行張拉，張拉過程中由于張拉速度控制不當(dāng)或不同步導(dǎo)致應(yīng)力在內(nèi)部不均勻分布，引起張拉裂縫。（5）溫度裂縫由于混凝土自身易產(chǎn)生熱脹冷縮，軌道板冬季在板廠內(nèi)溫度在10℃~15℃之間，當(dāng)軌道板養(yǎng)護(hù)完進(jìn)行脫模時(shí)，軌道板表面溫度在30℃~40℃左右，過大的溫度差造成軌道板表面預(yù)裂縫位置易出現(xiàn)裂紋，應(yīng)該軌道板整體質(zhì)量。當(dāng)軌道板外部或內(nèi)部溫度發(fā)生改變時(shí)，混凝土?xí)霈F(xiàn)變形。由于軌道板受到扣件、支承層等軌道部件的約束，導(dǎo)致軌道板內(nèi)部出現(xiàn)溫度應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)部應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫即會(huì)產(chǎn)生。4.2.3軌道板損傷對(duì)線路的影響軌道板在施工和運(yùn)營(yíng)過程中出現(xiàn)損傷，使軌道結(jié)構(gòu)的傳力特性發(fā)生變化。產(chǎn)生裂縫后軌道板的抗彎剛度降低看，當(dāng)裂縫發(fā)展至完全開裂時(shí)鋼筋承擔(dān)全部的荷載與傳力。裂縫會(huì)使得軌道板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剛度和粘結(jié)強(qiáng)度降低，進(jìn)而使軌道板的承載能力減弱。當(dāng)軌道板裂縫產(chǎn)生后，在外界環(huán)境因素的作用下，裂縫的寬度會(huì)逐漸增大，造成結(jié)構(gòu)更嚴(yán)重的損壞，尤其是減弱鋼軌和軌道板之間的連接，對(duì)鋼軌的平順性造成影響，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。5CRTSⅡ板式無砟軌道軌道板病害的整治5.1維修方法5.1.1維修背景在京廣高速鐵路上，軌道板是從橋的彎曲部分的K183+780到K183+858接縫處成拱形的，但具體病害如下。L03675至L03658的寬縫軌道平板和CA砂漿，軌道的左側(cè)間隙為7mm，軌道的右側(cè)沒有間隙。左軌道的高度為4mm。在L03661和L03662之間的寬縫處，軌道板和CA砂漿之間有一個(gè)通孔。距接縫的最大距離為6mm。軌道最大高度為6mm，方向正常，窄縫處的混凝土受損，例如L03665-L03666寬縫處的軌道板與CA砂漿層之間有縫隙。最大距離為3mm，最大軌道高度為2mm，軌道方向正常，L03669和L03670之間的接縫較寬，軌道板與CA砂漿層之間有一條直縫，最大距離為6mm。導(dǎo)軌最大高度為6mm，導(dǎo)軌方向正常，窄縫混凝土受損，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查，該病的主要原因是履帶板未嚴(yán)格安裝符合施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)，鎖定軌道平板時(shí)的提示未及時(shí)連接。它被鎖定在低溫下，未對(duì)準(zhǔn)并拉伸。組件由于扭矩不足，缺乏張力和鎖定組件，寬窄縫中的混凝土注入質(zhì)量差等原因，大量的履帶板積聚。連續(xù)高溫下的應(yīng)力無法釋放，從而降低了穩(wěn)定性并使軌道板拱起。5.1.2施工條件使用維護(hù)天窗進(jìn)行鐵路平板的安裝和固定，平板底部灌漿，手推車測(cè)量以及軌道調(diào)整，以確保每天至少封鎖4小時(shí)。使用建筑天窗解鎖軌道板。5個(gè)小時(shí)的封鎖時(shí)間。5.1.3施工過程從接縫處修復(fù)高速鐵路CRTSⅡ卡車底板上拱缺陷的具體處理步驟如下。在錨固區(qū)的軌道板上鉆一個(gè)孔以錨定→松開軌道板，拉伸軌道板，倒入板的間接接縫，在鄰近的軌道板上寬大的種植植筋（一個(gè)）（使用建筑天窗）→將膠粘劑注入到履帶板的底部，小車測(cè)量→精細(xì)調(diào)整。鉆一個(gè)洞?？字睆綖?5mm，孔深度為L(zhǎng)=390mm，誤差為±20mm。HCC-DCT27引腳被用作增強(qiáng)材料。引腳為L(zhǎng)=350mm，誤差為±5mm。增強(qiáng)膠應(yīng)為RE500SD，適用于開裂的混凝土。開挖應(yīng)垂直于軌道平板表面進(jìn)行，公差為1°。鉆孔放樣尺寸：中心距履帶板的橫向中心線205毫米，距肩部166.6毫米（現(xiàn)場(chǎng)需要重新測(cè)量）。鉆孔時(shí)，需要嚴(yán)格控制孔的位置和深度。為確?？浊鍧嵏稍铮@孔后應(yīng)立即清除孔中的碎屑。隨后的構(gòu)造只能在已種植棒并且種植膠已完全硬化之后執(zhí)行。（2）軌道板已解鎖。軌道板在錨固區(qū)進(jìn)行加固并達(dá)到強(qiáng)度后，切出第7和8板之間以及第15和16板之間的寬縫混凝土。砂漿板接頭未刻花，松開了張力鎖。（3）延長(zhǎng)履帶板并倒入板縫。冷卻后，將履帶板從中心對(duì)稱地延伸到兩側(cè)，然后將聚合物混凝土倒入履帶板的窄縫和寬縫中。澆注前必須清潔接頭并弄濕。（4）在相鄰的寬板連接的軌道平板中植入增強(qiáng)材料。受損的寬縫與第3至第4，第7至第8，第11至12和15至16的軌道板相鄰，并且在軌道板上種植了10個(gè)。5.2預(yù)防（1）在將粘合劑注入錨固區(qū)域的底部的過程中，請(qǐng)確保砂漿和履帶板的底側(cè)以及基板的表面干燥且無水和濕氣。膠管應(yīng)大于150毫米，兩個(gè)孔之間的距離不應(yīng)超過50厘米。在插入橡膠注入管之前，必須均勻地調(diào)整注入管的外部。

均勻密封邊緣膠。如果遇到側(cè)向擋塊，則需要在側(cè)向擋塊的兩端添加注膠管。在進(jìn)行邊緣密封之前，應(yīng)拋光并清潔軌道板兩側(cè)的浮渣，以確保邊緣密封粘合強(qiáng)度。（2）在解鎖履帶板之前，請(qǐng)確保已將履帶板固定在固定區(qū)域內(nèi)。寬接縫附近的軌道平板的開挖工作已經(jīng)完成，沒有安裝任何鋼筋。（3）解鎖軌道板，拉伸軌道板，澆注板之間的接縫，種植相鄰的軌道板（開窗前一天開挖完工），并且軌道良好。將進(jìn)行調(diào)整。必須在天窗下完成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可以在下一個(gè)天窗時(shí)間內(nèi)放置平板底部的灌漿。（4）有必要根據(jù)各種程序?yàn)榻ㄖ鋫渥銐虻娜藛T和設(shè)備，以確保在每個(gè)天窗處完成所需的工作。（5）完成日常施工后，有必要檢查所有工作區(qū)的前，后線，以確保該線不缺少工具，材料和雜物。（6）使用非振動(dòng)鉆機(jī)和專用鉆頭來鉆孔履帶板。在鉆探之前，應(yīng)使用雷達(dá)或其他設(shè)備在鉆探之前檢測(cè)鋼筋和鋼在軌道板和基座中的位置。嚴(yán)禁破壞軌道板。嚴(yán)格禁止使用與基礎(chǔ)鋼筋相同的軌枕重復(fù)鉆孔，鉆孔深度必須符合設(shè)計(jì)要求。（7）種植桿之前，請(qǐng)確?？赘稍锴腋蓛?。種植膠孔上方和下方的膠水應(yīng)均勻涂上，頂面應(yīng)充滿。一旦種植完成并且種植粘合劑完全固化，便可以進(jìn)行后續(xù)施工。（8）現(xiàn)場(chǎng)使用的所有材料必須得到有關(guān)單位的批準(zhǔn)。在開始運(yùn)輸之前，寬縫修補(bǔ)材料的品質(zhì)因數(shù)不得低于C40混凝土的相應(yīng)指標(biāo)。（9）必須仔細(xì)雕刻接縫混凝土。在雕刻接縫混凝土之前，請(qǐng)使用切割機(jī)切割接縫和履帶板之間的垂直分隔線，以防止電鎬在鑿子過程中損壞履帶板。用棉絨或膠帶密封平板的邊緣和側(cè)面。注意不要讓混凝土碎屑進(jìn)入軌道板下面的接縫中。兩個(gè)鋼軌應(yīng)包裹橡膠，以防止損壞鋼軌。6結(jié)論相較于其他無砟軌道，Ⅱ型板式無砟軌道區(qū)別在于其軌道板和底座板在路基和橋梁上均為縱向連續(xù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，橋梁部位會(huì)產(chǎn)生一定的伸縮變形，通過內(nèi)部的滑動(dòng)層將伸縮產(chǎn)生的摩擦力傳遞至軌道板，使得軌道板、鋼軌的縱向位移與伸縮力均較??；當(dāng)產(chǎn)生制動(dòng)荷載時(shí)，墩臺(tái)接受通過剪力齒槽傳來的軌道板上產(chǎn)生的縱向力，同時(shí)端刺結(jié)構(gòu)的設(shè)置，有效的將上部軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的縱向力傳遞到路基上，實(shí)現(xiàn)了無砟軌道結(jié)構(gòu)在橋梁上和路基上的平穩(wěn)過渡。在施工和運(yùn)營(yíng)過程中Ⅱ型板式無砟軌道難免會(huì)產(chǎn)生不同程度的損傷，形如：軌道板斷裂、寬窄接縫破損、底座板開裂等結(jié)構(gòu)損傷。因此研究速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板病害分析與整治十分必要。本文從實(shí)際情況出發(fā)，以京廣高速鐵路一段CRTSII型平板軌道對(duì)于高鐵CRTSII型軌道板軌道板聯(lián)合拱形病害的治療為例，分析施工過程中如何修復(fù)病害和注意事項(xiàng)。但CRTSⅡ型板式無砟軌道是一種相對(duì)復(fù)雜的形式，它在鐵路維護(hù)和管理方面帶來了一系列的創(chuàng)新性變化。尚未形成比較成熟的維護(hù)技術(shù)體系或標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)和工具。由于疾病的復(fù)雜原因，在國(guó)內(nèi)外沒有修復(fù)方法的先例，尤其是對(duì)于實(shí)現(xiàn)“技術(shù)難題”的短期目標(biāo)“修復(fù)天窗”的高鐵運(yùn)營(yíng)而言具有高安全風(fēng)險(xiǎn)和高耗時(shí)。修復(fù)計(jì)劃需要進(jìn)一步的調(diào)查，測(cè)試驗(yàn)證和操作實(shí)踐。修復(fù)方法不能盲目地應(yīng)用。它應(yīng)該由合格的設(shè)計(jì)部門根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行開發(fā)。維修后，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)管線的檢查，并應(yīng)建立對(duì)該病問題的解釋，并做好跟蹤。參考文獻(xiàn)[1]劉偉斌.高速鐵路變形可調(diào)板式無砟軌道結(jié)構(gòu)研究[J].鐵道建筑,2022,62(01):18-21.[2]吳韶亮,李海燕,史懿,董宏偉,王鑫,趙靜存.嚴(yán)寒