華東地區(qū)CRTSⅡ型板式無砟軌道傷損現(xiàn)狀及主要特征

李群LI Qun

（滬杭鐵路客運專線股份有限公司，上海200032）

0 引言

CRTSII 型無砟軌道因其結構性能好、穩(wěn)定性強、安全性高等特點，在京滬、京武、滬杭、寧杭等高速鐵路和客運專線中得到應用。但由于多種因素影響，在個別地段存在一些傷損現(xiàn)象，特別是在華東地區(qū)，由于高溫天氣作用與高密度的列車荷載等原因，部分CRTSⅡ型板式無砟軌道結構產(chǎn)生傷損，最主要表現(xiàn)形式為軌道板與砂漿層之間的層間離縫、相鄰軌道板之間寬窄接縫傷損等。

本文通過研究華東地區(qū)CRTSⅡ型板式無砟軌道的傷損病害類型和特點，分析形成原因，有助于掌握CRTSⅡ型板式無砟軌道傷損現(xiàn)狀和主要特征，為養(yǎng)護維修提供指導和建議。

1 典型傷損類型及傷損特點

1.1 軌道板與砂漿層離縫

軌道板與填充砂漿層的粘結處作為無砟軌道結構體系中最薄弱環(huán)節(jié)，其所產(chǎn)生的離縫問題將嚴重影響高速鐵路行車速度與安全?，F(xiàn)場調查表明，軌道板和砂漿層出現(xiàn)離縫病害的表現(xiàn)形式不同，主要的傷損形式為的粘結界面離縫并伴隨局部漿體鹽分的大量流失與砂漿層掉空現(xiàn)象，如圖1 所示。

1.2 板間寬窄接縫病害

寬窄接縫作為軌道結構中的重要連接部分，其結構的完整性對于軌道整體的結構服役狀態(tài)有重要的影響?，F(xiàn)場調查表明，寬窄接縫處的病害形式主要為接縫破壞如圖2所示。

圖1 砂漿層掉空

圖2 接縫受損

1.3 軌道板裂縫病害

為了減少軌道板整體的縱向熱脹冷縮作用，將CRTSⅡ軌道板分成10 個小單元，并在相鄰單元之間預先設置假縫?，F(xiàn)場調查表明，軌道板裂縫病害的主要形式沿軌道板預應力鋼筋位置處的縱向貫通裂縫。（圖3）

2 傷損形成原因

根據(jù)現(xiàn)場實地調研發(fā)現(xiàn)，CRTSⅡ型板式無砟軌道結構現(xiàn)有病害主要為軌道板與砂漿層之間的離縫和板間寬窄接縫病害，下面對離縫和板間寬窄接縫病害的形成原因進行介紹。

圖3 縱向貫通裂縫

2.1 離縫病害產(chǎn)生原因

無砟軌道結構長期暴露于自然條件中，隨著氣象參數(shù)的改變，無砟軌道結構的內部溫度也會發(fā)生相應的變化。然而無砟道床結構傳熱性能相對較差，不同深度的溫度變化相對于表面存在一定的滯后性，在結構內部上易產(chǎn)生非線性的溫度梯度，造成縱連板式無砟軌道結構不同層間出現(xiàn)較大的剪切應力，導致結構出現(xiàn)開裂與離縫等問題，影響軌道結構的可靠性與耐久性，降低其服役性能。

2.2 寬窄接縫病害產(chǎn)生原因

寬窄接縫的狀態(tài)很大程度上決定了軌道板的實際縱連狀態(tài)，同時也就決定了軌道板中溫度力的傳遞狀態(tài)。對寬窄接縫破壞狀態(tài)進行分析，可知在軌道板縱向力傳遞過程中，窄接縫受力更為不利，存在一定的應力集中，一般先于寬接縫破壞。隨著窄接縫的破壞，寬窄接縫受力中心偏移，寬接縫應力水平升高，甚至發(fā)生擠碎或劈裂破壞。寬窄接縫的破壞，往往伴隨著軌道板的上拱，對行車造成不利影響。

3 傷損發(fā)展規(guī)律

根據(jù)現(xiàn)場實地調研發(fā)現(xiàn)，CRTSⅡ型板式無砟軌道結構現(xiàn)有病害主要為軌道板與砂漿層之間的離縫和板間寬窄接縫病害，下面對離縫和板間寬窄接縫病害的發(fā)展規(guī)律進行介紹。

3.1 離縫病害分析

利用天窗時間對高鐵現(xiàn)場軌道板的離縫病害進行統(tǒng)計分析，根據(jù)所統(tǒng)計記錄的27 處軌道板離縫所在位置進行統(tǒng)計分析，如圖4 所示。

圖4 離縫分布位置所在比例

總結：離縫的產(chǎn)生和發(fā)展受多種環(huán)境因素影響，離縫的發(fā)展大致經(jīng)過鹽分的析出、堆積、掉空以及破損四個環(huán)節(jié)。離縫的整體分布沒有隨線路方向的不同而存在明顯改變，但板端分布較板中集中。因此，在對軌道板進行日常維修過程中需加強對軌道板離縫病害的檢查，并采取有效的預防和修復措施。

3.2 寬窄接縫病害分析

為了分析寬窄接縫病害的發(fā)展規(guī)律，現(xiàn)場調研是對板間寬窄接縫病害拍攝多張照片進行分析，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)寬窄接縫發(fā)展規(guī)律為：寬窄接縫連接處斷裂——窄接縫失效——窄接縫脫空——寬窄接縫同時破壞，分別如圖5-圖6 所示。

圖5 寬窄接縫之間斷裂

圖6 寬窄接縫同時破壞

總結：相較于寬接縫，窄接縫破壞比較嚴重，根據(jù)分析可知寬窄接縫病害的發(fā)展規(guī)律為：寬窄接縫連接處斷裂——窄接縫失效——窄接縫脫空——寬窄接縫同時破壞。

4 結論

①根據(jù)現(xiàn)場調研，華東地區(qū)CRTSⅡ型板式無砟軌道傷損類型主要為軌道板與砂漿層之間的離縫、相鄰軌道板之間寬窄接縫傷損、軌道板裂縫、底座板裂縫和側向擋塊劈裂等病害情況。其中以軌道板的層間離縫和板間寬窄接縫較為嚴重。

②通過對離縫的病害統(tǒng)計分析可知，軌道板離縫多集中于板端；離縫的發(fā)展趨勢由砂漿層經(jīng)雨水沖刷，內部鹽分的溶解析出，當鹽分析出并大量堆積在底座板，在層間連接部位形成掉空，并影響內部結構的應力分布，造成離縫周圍的軌道板破損及掉塊現(xiàn)象。

③通過對板間寬窄接縫的病害統(tǒng)計分析可知，最常見的形式為寬接縫完好，窄接縫破壞。

寬窄接縫發(fā)展規(guī)律為：寬窄接縫連接處斷裂—窄接縫失效—窄接縫脫空—寬窄接縫同時破壞。