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幽ㄉ枇煊双向先张预应力轨道板研究及实践蟹⒈尘凹耙庖峁股杓拼葱掠胗呕摘要:高速铁路无砟轨道双向先张预应力轨道板是我国自主研发的新型轨道板预应力体系,通过部分预应力“复合锚固”设计技术和“矩阵单元”生产工艺等系统创新研究,系统形成双向先张预应力轨道板设计和制造技术,研发了轨道板生产配套设备和工装,形成向先张预应力轨道板的规模化生产,并在西宝客运专线拖日虐迨轿揄墓斓朗匝槎蜗低逞橹さ基础上,在高速铁路建设中全面推广应用。中图分类号:.文献标识码:技术研究——先张法预应力体系无砟轨道结构系统试验研优选双向先张部分预应力体系跫叹赏趺握碰ひ眨诠噬鲜状问迪炙关键词:高速铁路;轨道板;先张法;传递长度;生产工艺文章编号:———混凝土构件施加预应力的方法有先张法和后张法,对于板式无砟轨道结构中的预制轨道板,两种方法均可行。我国对双向后张预应力轨道板开展了系统研究,在秦沈线、遂渝线、武广高铁武汉无砟轨道试验段研究成果和无砟轨道技术再创新的基础上,形成了系列研究成果,并在哈齐、哈大、沪宁、广深港、海南东环等秃统灌、盘营、沈丹、武汉城市圈等桶迨轿揄墓斓线路推广应用⋯。相比而言,双向先张预应力轨道板的研究相对较少,国外亦无工程应用先例。年,采用流水机组法制造的樗蛳日旁びα斓腊逶谙逵逑卟碳车站上道试铺;年,结合严寒地区成高子无砟轨道试验段的工程建设,铺设了块蛳日旁び力轨道板】。双向先张预应力轨道板虽进行了正线小规模试铺,但对结构预应力度、配筋设计、传递长度控制、结构耐久性、规模化制造技术方案等缺乏系统的理论和试验研究。基金项目:铁道部科技研究开发计划项目籄所获奖项:甓戎泄姥Щ峥蒲Ъ际踅倍冉薄为丰富轨道板预应力体系,完善无砟轨道系统技术体系,原铁道部科技研究开发计划立项《新型轨道结构关键究》,对先张法混凝土轨道板设计和制造技术开展系统性的理论和试验研究。通过对国内外先张预应力构件及我国前期试制双向先张预应力轨道板的总结分析,结合型轨道板及预应力混凝土轨枕的设计和制造实践经验,依托高速铁路虲桶迨轿揄墓斓澜峁梗翁庾槎双向先张预应力轨道板结构进行了创新和优化。轨道板直接承受列车荷载和环境因素的反复作用,课题组依托笮桶迨轿揄墓斓老低常谙低臣算分析基础上,进行双向先张、单向先张预应力轨道板和普通钢筋混凝土轨道板结构承载能力、制造工艺、经济性和长期耐久性等综合对比研究,优选了双向先张预应力结构。甑期
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建设领域创新轨道板预应力筋“复合锚固”技术间黏结——滑移本构关系决定了混凝土预应力建立能性。预应力筋端部锚固板及其对预应力传递长度的采用混合配筋设计技术优化预应力钢筋布置方案通过结构承载能力、施工性能、结构构造要求等对比研究,优创新先张轨道板预应力筋端部不外露的耐久性提升技术同时,轨道板作为一种薄板结构,混凝土预应力度过大将增大轨道板面平整度控制难度,增加预应力筋端部应力集中导致混凝土破坏的可能性,而且大量预应力筋的采用将增加轨道板的制造难度和成本。为此,双向先张预应力轨道板优选了允许设计荷载作用下截面出现一定拉应力的部分预应力体先张法预应力体系通过预应力钢筋和混凝土之间的黏结实现结构预施应力,预应力钢筋和混凝土之需要一定传递长度。对于高速铁路型板式无砟轨道主型轨道板蚉,第扣件预埋套管中心距板端距离分别为和,该处混凝土有效预应力能否完全建立直接影响板端结构的承载能力。课题组通过预应力传递长度试验,获得了直径和螺旋肋钢丝及其设置锚固板时的预应力传递长度【,综合考虑轨道板的承载能力和施工性能等因素,优选直径螺旋肋钢丝作为预应力钢筋,并在其端部设置锚固板,通过混凝土黏结握裹和锚固板端部锚固的复合锚固技术,减小预应力传递长度,其预应力传递长度为,较未设置锚固板的传递长度减小了约%,保证了板端结构的承载能力。同时,锚固板的设置减小了预应力筋端部混凝土应力集中,有效减小了轨道板劈裂的可影响见图预应力钢筋的抗疲劳性能与其和周围混凝土的黏结情况密切相关,一旦裂纹附近黏结力遭到破坏,会加速预应力筋破坏,从而影响结构的承载能力和耐久性,因此,在部分预应力混凝土结构中,限制裂缝宽度非常重要。基于预应力轨道板露天使用环境、承受列车疲劳荷载等特点,轨道板设计时,在顶层和底层配置了普通钢筋,并采用较小的直径及较密的间距,形成钢筋骨架,控制裂缝宽度扩展,防止预应力筋腐蚀;同时,合理配置普通钢筋,还可以提高轨道板结构的延性和整体性,有效吸收和耗散振动能量。在配置普通钢筋骨架前提下,对比分析纵向双层、横向双层和纵向双层、横向单层鏊蛳日旁びα峁股杓品桨福选纵向配置双层预应力钢筋、截面中心对称布置,横向配置单层预应力筋、截面中心布置的结构设计方案。轨道板在采用混凝土配筋限制裂纹发展、预应力筋端部设置锚固板防止轨道板劈裂等耐久性提升技术措施的同时,预应力筋设计为不露出轨道板侧面,并采用封