无砟轨道的具体的损坏现象.ppt

无砟轨道的具体的损坏现象,目录,8.1 无砟轨道的具体的损坏现象8.1.1 无砟轨道上部范围受到损坏扣件；锚固件；支承点或承轨台；支承层表面轨枕，轨枕承轨台侧面隆起处的点状失效。8.1.2 在较长范围内水硬性胶结支承层（HGT）以上无砟轨道全面损坏或系统无效；轨道或无砟轨道发生沉降和位置变化，而且在钢轨扣件调整量范围内无法修正。一般来说无砟轨道的维修标准与新建标准相同。有混凝土支承层的无砟轨道的修复包括替换有缺陷和损坏的混凝土构件（出现沉降时除外）。对无砟轨道修复时可以使用下列重要材料和方法：1 就地浇注混凝土/水泥砂浆；2 合成材料调配的水泥粘结物（PCC聚合物水泥混凝土）；3 反应树脂系统（PC聚合物混凝土）。,在对混凝土建筑物裂纹进行修复时，可以按照修复目的和裂纹情况使用下列方法和材料：1 灌注环氧树脂（EPT）；2 压注环氧树脂（EPI）；3 压注水泥浆（ZLI）和水泥悬胶液（ZSI）；4 压注聚氨脂（PURI）。8.1.3 单元板式轨道破损特征1 CA砂浆层汲水单元板式轨道CA砂浆层的汲水现象主要在雨后尤为明显。降雨时，雨水进入CA砂浆层，列车通过时的“拍打”使雨水被挤出。长期作用下，可能会影响CA砂浆层及轨道板的使用寿命。2 底座开裂根据现场实际调查，混凝土底座存在开裂问题，裂纹大多位于轨道板中下部的底座，裂纹较宽，严重地段会和路基面层一起沿底座横断面形成贯通的裂纹，这些都可能是由路基的不均匀沉降引起的。,3 凸型挡台周围填充树脂破坏个别地段会出现凸型挡台周围填充树脂破损的情况。填充树脂层破损的常见情况是整断面的断裂，一般与填充树脂材料的局部受力有关。出现这种情况应对树脂的破损进行及时修补或更换，以免因雨水等各种环境因素作用而影响轨道板的传力。4 CA砂浆支承不完全由于施工不到位会造成个别地段板下CA砂浆支承不完全，轨道板端部的不完全支承会在一定程度上会影响其传力。长期来看，可能会对轨道板的寿命产生一定的影响。5 框架板内积水由于雨水得不到及时排除而造成框架板式轨道的框架内积水现象。若底座顶面有细微裂纹，雨水会沿裂纹进入底座而造成底座钢筋的锈蚀，影响底座的使用寿命。同时，受雨水的长期浸泡，CA砂浆层的性能可能也会受到一定的影响。,8.1.4 双块式轨道破损特征1 道床裂纹双块式轨道枕角裂纹一般发生在双块式轨枕和道床混凝土交界处，裂纹与双块式轨枕边缘成45角左右，一般始发于道床混凝土初凝结束后2-3d，之后逐步发展，枕角裂纹互连通，沿道床横向逐步扩展，严重时形成道床横向贯通裂纹。此外，道床温度梯度对裂纹的形成和发展也有一定的促进作用。2 支承层裂纹双块式轨道支承层开裂一般发生在道床板的预设裂纹处，裂纹宽度较大。此外，在道床板中部下方的支承层也会有开裂情况，但一般裂纹宽度较小，这些一般是由于路基的不均匀沉降引起的。,8.2 无砟轨道结构损伤类型及原因分析8.2.1 无砟轨道结构损伤分类由于无砟轨道结构复杂，其损伤多种多样，因轨道结构形式的不同而不同。按照无砟轨道的结构层次来分，可以将无砟轨道损伤归类为主体结构损伤和附属结构损伤。前者主要包括道床板（轨道板）裂纹、支承层（底座）裂纹等；而后者主要包括板式轨道凸型挡台周围填充树脂损伤开裂、CA砂浆层裂纹、CA砂浆层汲水、纵连板式轨道侧向挡块开裂等。另外一方面，按照无砟轨道损伤特征，可以将损伤划分为裂纹损伤和非裂纹损伤两种。前者主要包括各种原因引起的宏观裂纹，而后者主要包括CA砂浆层汲水、轨道板的不完全支承等。8.2.2 无砟轨道裂纹损伤原因分析裂纹产生的原因可分为两类：一是结构裂纹，由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂纹；一是材料裂纹，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。,1 施工裂纹混凝土在浇筑时，由于振动棒和重力的作用，骨料下沉、水泥浆上升，沉落直到混凝土硬化时方停止。当塑性沉落受到模板、钢筋及预制件的抑制（或者模板沉陷、移动时）就会出现裂纹。裂纹大多出现在混凝土浇筑后之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面多余水消失时立即沿着轨道板上面钢筋的走向产生。其主要原因是混凝土塌落度大、沉陷过大所致，另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂纹。双块式无砟轨道施工时一般是先将钢轨、双块式轨枕精确定位和扣件拧紧，然后再浇筑混凝土。当白天太阳直射，外界温度比较高时，钢轨的温度发生急剧升高，钢轨伸长，这时由于混凝土正处于初凝状态，混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。对双块式无砟轨道，由于轨枕是预先制作的，所以容易出现新旧混凝土粘结不良而出现裂纹。在双块式轨道中，这种现象较为普遍。2 温度裂纹温度裂纹主要是由温差造成的。温差可分为以下几种：水化热引起的混凝土内外温差、结构整体的温度升降差、结构从上表面至下表面的温度梯度。混凝土浇筑初期，水泥水化过程产生大量的水化热，并且其大部分热量是在3d以内放出，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时，就会导致混凝土裂纹。,混凝土结构在随季节性变化和日照的循环变化下，结构整体发生均匀的温度升降变化，从而使混凝土结构发生伸缩。这种伸缩在没有纵向约束或约束很小时，产生的温度力可以不考虑，但由于无砟轨道混凝土结构纵向受到很多的约束，使混凝土结构越长引起的温度应力越大，可导致混凝土出现贯通裂纹。混凝土结构在太阳照射下，其上表面温度高，下表面温度低，由于混凝土的热传导性能差使轨道板（道床板）在沿高度方向上存在正温度梯度；与之相反，在夜间或遇环境突然降温时，会在轨道板（道床板）高度方向形成负温度梯度。温度梯度会导致轨道结构发生翘曲和表面出现横向裂纹。3 混凝土收缩裂纹混凝土的收缩类型有很多种，其中引起混凝土开裂的主要有干燥收缩和塑性收缩。干燥收缩是指混凝土硬化后，在干燥或外界温度很高的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂纹。塑性收缩是指混凝土浇筑后仍处于塑性状态时，由于表面水分蒸发过快而产生的裂纹，这类裂纹多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。但当轨道板是高度很小的薄板结构时，如果混凝土中掺有含泥量大的粉砂则可能被穿透。产生的原因主要是混凝土浇筑后3-4h左右表面没有被覆盖，轨道结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是过快地被基础和模板吸水，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。,4 荷载引起的裂纹轨道结构受外载作用时，当荷载应力大于轨道结构混凝土的抗拉强度时，就会引起混凝土的开裂。例如，当轨道结构遇基础不均匀沉降时，在列车荷载的作用下，会使底座板（支承层）和道床板（轨道板）承受附加弯矩而引起下部开裂。此外，既有裂纹会在外荷载作用下扩展。由于轨道结构主要承受列车荷载和温度荷载，两种荷载均为反复荷载，在荷载的反复作用下，由其他原因产生的微裂纹会进一步扩展，形成为轨道横向贯通裂纹。无砟轨道主体结构的裂纹种类多种多样，其产生的原因也错综复杂，各种因素相互影响。有的裂纹对轨道结构的主体受力有重要影响，而有的裂纹仅对无砟轨道的长期使用寿命有一定影响。因此，对无砟轨道主体结构裂纹应有区别的对待。,8.3无砟轨道损坏的维修方法下面根据可能出现的损坏现象和修复方法简单概述“无砟轨道维修方法”课题的研究内容。本章节不仅对无砟轨道系统生产商提出的维修方案，而且也对目前所取得的经验进行探讨。这里所研究的无砟轨道系统以传统的Rheda式（有槽形和无槽形轨道板）为基础，绝大多数设有混凝土支承层。8.3.1 扣件的损坏一般来说，扣件的各个部件均可以更换。但如果混凝土轨枕内的套管或混凝土螺纹损坏了，这就危险了。在这种情况下要找出需要维修的套管。在套管范围，如果是混凝土或混凝土螺纹损坏时必须钻孔，并用工程上允许采用的合成树脂重新粘合需要维修的套管。套管和扣件零件损坏的维修与有碴轨道相似，因此对这方面不作更详细的探讨。1 弹条松驰或钢轨扣件没有结构性的损坏扣件弹条松驰是不需要更换任何扣件部分。在这种情况下，只需要适当的紧固轨枕螺钉即可。这将根据轨道扣件系统LOARV300-1和Vossloh 300-1NL安装指令进行。,（1）修复过程：用扭力扳手或螺旋机根据安装说明紧固轨枕螺钉。（2）空间需求：完全封闭受影响的路段，在工作中必须对下一节轨道保持一定的安全距离。（3）重要的安全要求或有效的完成方法：如果工作人员有了一定的安全防护措施，此工作就可执行了。其安全措施如下：（1）安全的组织方法；（2）安全的技术方法；（3）上面提及的两种方法同时具备的情况；（4）完全封闭受影响的路段；（5）对下一轨节保持一定的安全距离。2 轨枕外的扣件或扣件组份的损坏除了塑料榫钉Sd 26和轨枕螺钉Ss 36N是完全或部分与轨枕结构结为整体外（见图），Vossloh 300-1NL扣件系统其余部分由钢轨垫板Zw 692、基础板Grp 21、弹性垫板Zwp 104 NT-22,5、轨距板Wfp 15 NL、轨枕螺钉Ss 36N、扣件弹条Skl 15和塑料榫钉Sd 26组成。,这种缺陷是由于正常使用、意外事故、以及安装或村料缺陷而造成的。这种损害类型有：（1）一或几个钢轨扣件组件的变形；（2）一或几个钢轨扣件组件的破裂。这种缺陷通常仅通过肉眼就可检查出来。其修复过程的工作步骤：（1）放松有损坏部分的轨道和相邻轨道的扣件；（2）提升起钢轨；（3）去除有缺陷的钢轨扣件或扣件组件；（4）用压缩空气或空气嘴清扫榫钉孔（如果取出了轨枕螺钉）；（5）润滑轨枕螺钉；（6）安装新的钢轨扣件或扣件组件；（7）放低钢轨；（8）按需的扭矩安装钢轨扣件。,3 轨枕内的扣件螺钉部份的损坏螺钉Ss 36N是部分与轨枕结构集为一体的（见图）。它们由于意外事故、安装或材料故障消除或降低了轨枕内的钢轨扣件的适当的锚固作用。这种损害有：螺钉失效和螺钉断裂。,这种缺陷通常仅通过简单的视觉进行检察。并且在此种螺钉失效的修复中是不需要抬升起钢轨的，只需要替换螺钉即可。在螺钉断裂的修复中，在榫钉内部的螺钉部分可以使用直径为8-15mm的左螺纹钻钻孔清除。钻头逆时针方向钻进断裂的螺钉中，随着转动阻力增大，则能够从榫钉中移除螺钉部分。如果这种方法不能去除螺钉部分，则全部榫钉，必须替换。工作步骤：（1）去除断裂螺钉的上部部分；（2）去除弹条和轨距板；（3）去除榫钉内的螺钉断折部分（使用钻孔机和左旋螺纹钻）；（4）用压缩空气清洗榫钉；（5）润滑轨枕螺钉；（6）安装轨距板和弹条；（7）用适当的扭矩拧紧螺钉。,4 轨枕内的扣件榫钉部分的损坏塑料榫钉Sd 26l Ss 36N与轨枕结构是完全一体的，它们由于意外事故、安装或材料缺陷降低或消除了轨枕内部的钢轨扣件的适当的锚固作用。这种损坏无需借助其它的检测仪器，仅凭肉眼就可进行检测判断。对于这种缺陷所需要的修复方法和各自的作用力与损坏的程度有关，因此它们每一个都必须单独的分析和解决。下面仅列出了通用的一种维修方法步骤。修复工作步骤：（1）放松损坏部分的轨道和相邻轨道的扣件；（2）提升起钢轨；（3）去除有缺陷的钢轨扣件；（4）锤击销钉或螺钉进入有缺陷的榫钉内；（5）沿逆时针方向从混凝土枕身内去除有缺陷的榫钉；（6）用锒头或铁锤从有缺陷的榫钉内去除销钉或螺纹装置；（7）用销钉或螺纹装置和扳手将车削螺纹的修理榫钉拧入混凝土枕身；（8）用压缩空气或空气喷嘴清理榫钉孔；（9）安装新的轨枕扣件或轨枕扣件组件；（10）放低钢轨；（11）用适当的扭矩固定扣件。5 混凝土轨枕内的锚固扣件的损坏,由于意外事故、安装或材料的问题，可能造成钢轨扣件锚固件的损害。其损害类型如下：（1）螺栓头部分损害或失效、断裂；（2）塑料榫钉损害或失效；（3）混凝土枕身损害或破碎、破裂。这种损坏只需通过视觉就可检测出来。这种缺陷所需要的修复方法和各自的作用力与损坏的程度有关，因此它们每一个都必须单独的分析和解决。其维修工作步骤如下：（1）松开受损和相邻部份的钢轨扣件；（2）提升起钢轨；（3）去除有缺陷的全部钢轨扣件；（4）在有缺陷的榫钉周围钻取芯孔（直径为37 mm缺陷榫钉的使用环氧树脂KONUDUR 160 PL,直径大于37 mm深度大于140 mm的有缺陷的混凝土表面，使用PAGEL修复砂浆V2/10进行修复）；（5）用压缩空气（空气喷嘴）清理榫钉孔；（6）准备混凝土替代材料；（7）灌注混凝土替代材料；（8）浆修理用榫钉和混凝土替代材料插入（安置）入所钻的孔洞里；,（9）混凝土替代材料的硬化；（10）去除榫钉定位装置；（11）安装新的钢轨扣或扣件组件；（12）放低钢轨；（13）用适当的扭矩固定扣件。8.3.2 轨枕的维修 通常轨枕的损坏形式有轨枕的松动、轨枕上有裂纹、由于外力作用产生的混凝土枕枕肩的碎裂、轨枕的钢轨垫板上出现损坏以及严重的钢轨垫板和轨枕的损伤，这些问题都给行车带来了安全隐患。因此，必须采取办法对其进行维修。下面就对这几点问题提出一些修理意见。1 松动轨枕的修复（1）产生轨枕松动的原因轨枕的松动是由于预制轨枕和新充填混凝土的生产过程和变形可能不同，导致在接缝处的混凝土粘合性比较差，因此动力荷载能够导致轨枕与混凝土支承层（BTS）分离。若损伤进一步发展下去，对轨枕的松动大多可从轨枕周区的白色边缘和棱角毁损现象辩认出来。此外，由于可能浸入水而使坚固性降低。一般情况下将这类轨枕看作松动轨枕，在轨枕范围会出现宽度W大于0.5mm的环绕裂纹。尤其是较早的Rheda型无砟轨道很容易产生上述缺陷，这种无砟轨道采用大型轨枕，从上面往下看大多数很光滑，且面积大。同时松动轨枕也可能导致列车脱轨。,AKFF规定轨道和支承层之间要边接结合，同时要满足60年的使用寿命。如果轨枕出现松动就不可能达到这个要求，因此鉴于对稳定性的考虑，对迄今发现的所有损坏都进行了修复整治。（2）对松动轨枕采用的修复方法对松动轨枕的修复，可能采用的并在修复方案中规定的措施是全套更换轨枕，在轨枕盒中安装新的支承点并对部分裂纹压注填料。（3）对各种修复方法的对比在各种不同的方法中，实验采用装入混凝土支承层的锚固系统来固定轨枕的方法。但根据目前的实验结果显示，此方法并不是很成功。在一般情况下，59个月后锚固系统中的锚栓就会松动，接着用压注环氧树脂的办法对松动的轨枕进行了修复。与此有关，环氧树脂对水敏感和相对较长的硬化时间是问题所在的原因。在轨枕直接承受荷载的情况下，在充填材料完全凝固之前是不可能恢复承载性能的。为了对轨枕压注充填物，专门开发了一种优化的压注方法。通过装入轨枕螺纹道钉套管中的适配器来压注环氧树脂。事先借助穿透套管底面的一个钻模，钻一个直到轨枕底面的孔。用事先准备用作压注塞的螺纹道钉对空腔进行压注，这里大多数不采用以前的填塞法。这种方法主要使用Konudur PL 160环氧树脂。在另一种情况下，对松动轨枕采用了一种普通的钻孔压注塞法。钻孔或压注塞的配置和数目依据轨枕的裂纹情况而定（一般情况下，钻孔或压注塞的数目为24个）。最初使用MC DUR 1264KF环氧树脂。由于恢复荷载需要较长的硬化时间，因此已修复的轨枕必须通过辅助结构暂时不让其承受荷载。在后来的修复工程中，使用了名为MC DUR 1264 Neu的环氧树脂，由于反应时间缩短30%，加快了硬化过程。,（4）修复结果比较迄今为止，被修复的轨枕上还没有出现过值得提起的新的松动现象。轨枕的修复作业表明，在每个轨枕端头也会遇到另外不同的情况。在压注过程中，用高压空气清扫时就可看出情况的不同。有一些轨枕尽管在充填混凝土中松动，但即使在非常高的压注力下其本身的压力也不允许降低。另一方面，个别情况显示，裂纹系统通过混凝土槽形板侧翼上的结合缺陷处排气，或通过贯通式裂纹系统甚至向防冻层排气。因此不能保证合成树脂全部到达所希望的位置。常常只能通过钻取核心的办法对充填效果进行可靠的检查。采用最前面提到的第一种方法特别容易产生这种缺陷。由于受原来螺纹道钉固定位置的限制，即压注点无法变动，因此有可能会与存在裂纹的修复要求不符合。此外，MC Dur 1264环氧树脂在凝固后形成光滑表面，不可能再进行补充压注，因此，采用上述两种方法时必须特别注意压注质量。上述所有材料的正常使用温度均需大于8。大于25时，Konudur PL 160环氧树脂的可操作时间很短（约10min）。（5）对双头轨枕松动的具体修复方法和工艺过程双头轨枕由于晶格桁架的固化作用，能够良好的锚固于混凝土板中。因此，对轨枕松动的锚固，可以使用注浆材料（环氧树脂或聚氨脂）加以恢复。这种维修方法必须由有自己的材料技术和装备的有相应实力的公司担任。因此下面的描述和图形将由于不同的情况而有所差异。,首先必须在轨枕的侧边为封隔器钻一与垂直轴线方向成45的注浆孔，这个注浆孔必须与轨道平面交叉（混凝土板与轨枕表面的连接层，如图）。,在插入孔封隔器后（图），注浆必须沿着一个方向进行，以确保完全填满混凝土板与轨枕间的空隙（图）。,如果注浆材料不能在轨枕周围获得均匀流动，则在轨枕的四周填加孔封隔器。注浆压力不得超过受压强度的1/3：对B35混凝土，注浆压力不得超过12 MPa以避免损坏混凝土板或使裂缝加大。环境温度必须保持在8-30之间，以确保使用环氧树脂适当的反应。在灌浆完成后（大约12小时）轨道位置必须通过测量检查，并在必要的情况下，对可能使用的钢轨扣件进行精确调节。工作步骤：1）清扫松动轨枕与混凝土板间的连接部位；2）钻封隔器进气孔并清洁封隔器进气孔和安装孔封隔器；3）准备注浆设备和注浆材料；4）对松动的轨枕进行注浆；5）去除封隔器并清洁混凝土枕表面；6）清洗工具（机器设备）；7）注浆材料的硬化。,2 单根轨枕的更换如果损坏的钢轨垫板和轨枕无法修复，那么就需要更换整个损坏的轨枕。此外，也可以在修复松动时更换轨枕，或在工后修正单根轨枕高度时更换轨枕。对于无轨枕结构型式的无砟轨道（预制板），这种修复措施是不适宜的。单根轨枕的更换过程如下所述：首先，应在无砟轨道与应更换轨枕相连的部位用垂直设置的钢筋连接。在把钢轨松开和提升后，通过切割和抬升把损坏的轨枕从充填混凝土或混凝土支承层中挖出。对于纵向钢筋穿过轨枕或穿过轨枕钢筋桁架的无砟轨道型式，应切断该钢筋并使伸到相邻轨枕盒去的连接钢筋裸露出来。抽出损坏的轨枕后，把轨枕盒中裸露的混凝土表面清扫干净，然后铺入新轨枕，并将直径适宜穿入新轨枕的钢筋焊接到裸露的钢筋上。对于轨枕无钢筋连接的无砟轨道结构型式，应通过配筋混凝土组成的锚件加固新浇筑充填混凝土的配筋连接。对铺入的新轨枕进行调整以及对裸露混凝土表面进行适当预处理之后，可以使用适合的材料浇注轨枕盒。应使用收缩性尽可能小的混凝土或以水泥为基础的高流动性和高早强性的灰浆。这种混凝土必须满足关于混凝土钢筋的补充合同技术条件规定（ZTV-Beton-Stb）的最低要求，并应进行相应的后处理。上述灌注灰浆在室温条件下约24h后达到B35（C30/37）强度。在温度降低时需要延长凝固时间。进行轨枕更换维修的几个实例如下：,（1）曼海姆卡尔鲁厄线瓦格霍伊尔路段，对松动轨枕压注失败后更换单根轨枕；（2）科隆莱茵/美因线尼登豪森路段，由于施工阶段铺设位置有误差而更换单根轨枕；（3）汉诺威柏林线鲁莱本厄比斯费尔德路段，对松动轨枕压注失败后更换单根轨枕；（4）汉堡柏林线维滕贝尔格德尔根延路段，对松动轨枕压注失败后更换单根轨枕。每根轨枕所需的作业时间为46h.用高效灰浆浇筑新铺轨枕时，恢复线路运营应能够限在810h之后。目前所有进行过的修复工程在日常运营中已经受了考验并未造成后继损坏。3 混凝土轨枕裂纹的修复混凝土支承层或轨枕的表面受到损伤只影响轨道系统的坚固性，并不会直接导致功能降低，在无砟轨道系统维修方案中建议用合成材料调配的灰浆（PCC）重新修复损伤的混凝土构件。此外，轨枕承轨台侧面隆起处的损伤，只要其支承层功能不低于50%，也可以用这种方式予以修复。其他的维修方案，由于受损伤混凝土支承层范围尺寸（面积和深度）的限制，其应使用范围有限。在这里，其损伤原因可能是施工缺陷、环境影响或事故（脱轨）。,在科隆莱茵/美因新线上安装双块式轨枕后，在轨枕体上出现大范围多种多样的波形裂纹和变形。正如所证实的那样，轨枕厂的生产缺陷是造成这些损伤现象的主要原因，并对其进行了分类，然后安排相应的修复措施。根据损伤范围确定用环氧树脂或PCC（聚合物水泥混凝土）对缺陷进行处理。在采用这些材料修复前，用适当的粘合料对基础进行了相应的预处理。由于所探讨的无砟轨道结构型式是有不规则裂纹的贯通形式配筋混凝土支承板式无砟轨道，因此裂纹是系统型式所决定的。大的裂纹可以损坏整个结构的耐久性，此外局部集中出现的深裂纹（裂缝）能够导致行车轨道刚度不可忽视的突变。在钢轨范围内不允许出现裂纹。对于槽形结构无砟轨道，无配筋槽壁上出现的裂纹因与宽度无关，不起关键作用。此外，对裂纹宽度约达1mm的修复，建议采用灌注环氧树脂（EPT）的方法。对此首先用金刚石砂轮把裂纹打磨约5mm深。对于注入打磨槽的环氧树脂的硬化时间，在恢复荷载前根据当时的温度、列车通过时裂纹宽度的变动和所使用的材料应定为012h。,出现更大宽度的裂纹时，建议采用环氧树脂压注法（EPI）或聚氨脂压注法（PURI）充填裂纹。充填前需以适当的间距（一般情况下约30cm）,沿着裂纹把粘合物塞进裂纹，在裂纹的其他范围则填塞环氧树脂、聚脂材料或聚氨脂。压注硬化时间（0.58h）取决于温度情况、所使用的材料和所需的灌注压力。在裂纹填充物硬化时间之后，将调配的充填物（环氧树脂或聚氨脂）压入粘合塞中。为使充填物在线路开通之前得以硬化，根据当时的温度、列车通过时裂纹宽度的变动和所使用的材料，应另规定012h。一般来说，对在混凝土板内有裂纹的轨枕不准进行修理，而且在安装上层轨道板结构之前要清理出来。然而，对于已经安装了的混凝土板外部有裂纹的轨枕，则无论其宽度如何，都必须进行裂纹修复，混凝土枕裂纹如图2-8所示。唯一修复混凝土轨枕裂纹的方法是灌浆。使用的灌浆材料是环氧树脂或聚氨脂，这种方法必须由有他们自己的材料技术和装备的有能力或专业化的公司担任。因此，下面的描述和图形在不同的案例中将有所差异。首先必须由有经验的人自觉的进行轨道结构分析。受损坏的表面必须干净和干燥（使用混凝土打磨机、真空净化器、空气喷嘴、水）,因此，胶粘剂封隔器（注入口图）必须固定在距裂纹上面大约20-30厘米处（图）,全部裂缝必须用适当的灌浆化合物密封（宽度大约10cm）以免从轨枕表面流出灌浆材料（图）。仅在裂缝未端必须保留一个通气孔。（如图）。同时，必须准备速凝材料以便修复在灌浆过程中可能发生的泄漏点。,灌浆压力必须向一个方向推进。注浆必须从最外的封隔器开始（与开的通气孔相反的未端）。如果灌浆材料从下一个封隔器流出，则必须对前一个封隔器进行封闭。这个过程将一直持续到未端的裂纹处，以确保完全填充（图）。,灌浆压力不得超过6MPa以免损害到封隔器的固定和裂缝的密封。环境温度必须保持在8-30，以确保所使用环氧树脂的能进行适当的反应。,工作步骤：（1）清洗混凝土枕裂缝周围表面（混凝土打磨机、真空清洁机、水）；（2）准备灌浆材料（胶粘剂封隔器）；（3）根据灌浆需求分析固定胶粘剂封隔器；（4）用灌浆化合物密封裂缝；（5）胶粘剂封隔器和灌浆化合物的硬化密封；（6）准备灌浆材料（环氧树脂或聚氨脂）；（7）裂缝灌浆；（8）灌浆完毕后，清洗工具（机器设备）；（9）灌浆材料硬化；（10拆除封隔器并清洁混凝土枕表面。,4 混凝土枕枕肩碎裂由于意外事故上部结构的整体混凝土枕身通常会被挤碎，例如列车脱轨。较为典型的轻度损害首先是部分枕肩被挤碎，如最大的损坏面积为80 cm的枕肩被挤碎的最大深度为5 cm。另外，枕肩承力功能的减少不能超过50%。这种损坏的修复方法将在这一章节进行描述（损坏情况参见图）。另外，对于混凝土枕身严重的碎裂损坏（枕肩承力功能减少超过了50%，裂缝深度超过了5 cm，损坏面积超过了80 cm）将不能按下述的方法进行修复。必须更换轨枕，并重新安装如Vossloh DFF 300型 的钢轨扣件进行修复。,图8.3.2-9 枕肩轻微损害的例子,在这种情况下，使用适当的材料和模具就能重新修整枕肩。,图8.3.2-10 枕肩模具的例子,对于这部分枕肩损坏的修复是没有标准的枕肩模具以供使用的，主要是因为枕肩的形状根据所采用的混凝土枕的类型不同而有所差异。因此，根据维修需要设计和准备适当的模具系统将是有用的。在这种损害的情况下，钢轨扣件和他们的组件也是可能受到损坏的。工作步骤：（1）松开受损和相邻部分的钢轨扣件；（2）提升起钢轨（在需要的情况下）；（3）去除掉钢轨扣件（在需要的情况下）；（4）清除松散的混凝土枕部分，然后将受损坏的混凝土表面部分用铁锤、钢丝刷和空气喷嘴清理干净；（5）将受损混凝土表面部分润湿；（6）在受损混凝土表面涂抹上一层粘结材料层（用一种较硬的刷子）；（7）安装轨枕模具；（8）配制适当的PCC砂浆（最小环境温度为5）；（9）灌注PCC砂浆进入轨枕模具里面或各个被浮筒损害的表面；（10）清洗工具；,（11）PCC砂浆的硬化（最小环境温度为5），包括处理后的蒸发保护（用塑料或羊毛毡覆盖、润湿、使用专门的防蒸发的材料如Pagel 01防蒸发材料）；（12）安装新的钢轨扣件或扣件组件；（13）放低钢轨；（14）用适当的扭矩锁紧固定住钢轨扣件。5 损伤后补装单独支承点在所研究的各种无砟轨道系统中，当轨枕或钢轨垫板上出现损伤时，作为轨枕更换的一种比选方案是安装单独支承点。新的支承点安装在与损坏轨枕相邻的轨枕盒中，在修复措施结束后用它承受全部荷载。采用这种方式可重新恢复无砟轨道系统的使用性。损坏的轨枕连同旧的钢轨支承点留在原处，以节省时间并避免出现其他损坏现象。,可以在各维修方案中作为单独支承点应用的各种口牌的扣件有：BWG公司带有弹性垫板（ERL，FUR）的各种扣件系统、Vossloh公司的336型系统（loarg 336）或Thyssen-Krupp公司的Krupp ECF扣件系统。根据AKFF的规定，钢轨至轨枕盒中混凝土支承层的最小距离为6cm（AKFF第三版规定为7cm），因此在所有比选方案中，为了补偿钢轨支承点底面与混凝土支承层面顶面之间的高度差，必须在轨枕盒中采取调节高度的辅助措施。在这里，可以用相应的灰浆或合成树脂进行高度补偿。对支承点用灌注在钻孔洞中的锚栓或套管来固定。由于迄今为止尚未用这种方式对无砟轨道进行维修，因此，这种维修方法有待我们进一步的实验证明。8.3.3 混凝土支承层的损坏1 混凝土支承层上有微小或表层裂纹的修复根据Deutsche Bahn AG板式轨道系统的建设目录要求和Prof.dr.ir J.C.Walraven 对Rheda 2000型轨道的混凝土最大设计和裂纹宽度准则的调查研究显示，在混凝土支承层上裂纹宽度不超过0.5 mm是可以接受的，不需要进行任何维修工作。然而，如果裂纹的宽度是超过了0.5 mm将被认为是需要用饱和的环氧树脂进行修理,详细操作将在以下叙述。,2 混凝土支承层上有较宽或较深裂纹的修复根据Deutsche Bahn AG编写的板式轨道系统的建设编目要求在混凝土支承层上的裂纹宽度超过0.5 mm的情况下必须修复（其裂纹形式如图所示），因为它们能起固化作用，防止和消除锈蚀，并增加混凝土板的稳定性。,（1）混凝土支承层裂纹的修复方法修复混凝土板如此宽度的裂纹的合适方法就是使用环氧树脂或聚氨脂灌浆。这种方法必须由有自己的材料技术和装备的能胜任的公司担任。因此下面的描述和图形将由于不同的情况而有所差异。首先必须进行自觉的裂纹结构分析，其次受侵袭的混凝土板表面必须干净和干燥。（2）混凝土支承层裂纹修复的工艺过程因此胶粘剂封隔器（注射喷嘴）被固定（用适当的胶粘剂）在裂纹上面大约20cm-30 cm处，胶粘剂封隔器沿裂纹的安装如图所示。,全部裂纹必须用合适的注浆化合物密封起来（宽度大约为10 cm）以避免灌浆材料从混凝土板表面流出。仅在裂纹未端留一个通气孔（图）。另外，需要准备速凝材料去修复可能在灌浆过程中发生的泄漏点。,灌浆压力必须沿一个方向进行。注浆必须从外层封隔器开始（与开的通气孔相反的未端）。如果灌浆材料从下一个封隔器流出，则前一个封隔器必须封闭，注浆能够在上述封隔器继续进行。这个过程将一直持续到未端的裂纹处，以确保完全填充（图）。,灌浆压力不得超过6MPa以免损害到封隔器的固定和裂缝的密封。环境温度必须保持在8-30以确保使用环氧树脂的适当反应。如果温度低于8，它必须通过适当的装置如加热装置和帐蓬去升到这个最低温度。因此和环氧树脂接触的材料温度必须通过适当的方法加热。（3）修复的具体操作步骤：1）清洗混凝土板表面裂纹周围区域（角磨机、真空净化器、水）；2）准备灌浆化合物（胶粘剂封隔器）；3）根据分析要求固定胶粘剂封隔器；4）用灌浆化合物密封裂纹；5）胶粘剂和灌浆化合物的硬化密封；6）配制灌浆材料（混合物）；7）裂纹灌浆；8）清洗工具或机器设备；9）灌浆材料的硬化；10）去除封隔器并清洗混凝板表面。,3 混凝土支承层浅表层损害通常而言，混凝土支承层由于意外事故会受到损害，如列车脱轨的影响。典型的轻微损害是深度不超过10cm的擦伤。这种修复损坏的具体修复方法如下：首先，所有松散的混凝土部分必须去除掉（用铁锤、钢丝刷或无油空气喷嘴）。缺陷的表面必须被清扫干净和适当的润湿。选择粘结层材料（如Pagel防锈蚀材料和MS02粘结材料或装备）去刷在表面。之后立即用各自的修复用砂浆填入缺陷的孔洞中。如果是需要修复的孔洞较小，它可以选择灌浆化合物（如Pagel PCC灌浆化合物MS05或装备）和浮筒。在修复工作完成后要保证适当的必要的愈合时间并应采取一定保护措施以确保能达到所要求的修复质量（这将依据所使用的材料）。例如使用PCC砂浆的环境温度超过5并需采取适当的蒸发保护措施。其具体工作步骤如下：（1）去除松散的混凝土部分，然后用铁锤、钢丝刷和空气喷嘴将受损部分混凝土的表面清理干净；（2）将混凝土受损部分表面润湿；（3）用较硬的洗涤刷在混凝土受损表面刷满粘结材料；（4）配制适当的PCC砂浆（最小环境温度为5）；（5）用浮筒灌注PCC砂浆在有缺陷的孔洞或各个表面受损部位；,（6）清洗工具；（7）PCC砂浆的硬化（最小环境温度为5），包括处理后的蒸发保护（用塑料或羊毛毡覆盖、润湿、使用专门的防蒸发的材料如Pagel 01防蒸发材料）。4 大面积更换混凝土支承层如果由于混凝土支承层的损坏而无法保证轨枕或钢轨支承点的荷载的均匀分布和位置的稳定性，并且采用其他措施也不能修复时，则必须一段一段地完全更换混凝土支承层。在这种修复方式下，无论在何种情况下我们都应最大程度地保证水硬性支承层的完好性。（1）更换混凝土支承层的施工工艺下面叙述的更换混凝土支承层的施工工艺可供所有的维修方案参考应用。首先在需要更新的轨道区段把钢轨锯断并拆下，与损坏区段的连接段，应对支承层采取必要的措施进行固定。在做好这些准备工作之后，用金刚石锯把损坏的混凝土支承层锯成可供运输的块段。通过剪切和抬升把混凝土块段与水硬性支承层分离，然后运走。在与相邻完好路段连接的过渡段，为便于钢筋搭接，连接钢筋应预留足够的长度。在下一步的施工流程中，根据ZTV ING和SIB的规定应对裸露的混凝土表面进行预处理，并把适合的钢筋焊接到裸露的连接钢筋上。全部钢筋铺设和轨枕定位之后就可以铺设浇筑混凝土支承层的模板了。调整轨排和浇筑混凝土按无砟轨道的施工规定进行。这里应根据ZTV-BETON-STB的规定使用早强混凝土B35（C30/37）。在各种维修方案中，只有个别方案提出采用速凝混凝土。新浇混凝土应使用适宜的措施（覆盖薄膜、隔热、保湿）进行足够的养护。对相应的混凝土配比，根据温度的不同养护26天后就可以完全恢复荷载。在个别情况下，如果不采用上述办法，建议用预制板替换损坏的支承层，可以参照预制件无砟轨道系统的修复方法。,（2）几个维修工程实践中的案例在德国铁路公司路网中，过去曾经有几次对设有混凝土支承层的无砟轨道结构型式进行了返工。但是只有几处由于运营所迫，需要进行返工更新。在一些路段往往由于存在施工缺陷或出现沉降而要在线路投入运营前返工。个别情况也可能是为试验而铺设的那种无砟轨道效果不佳，必须提前更换。下面是对无砟轨道区段进行返工施工的几个实例：1）科隆莱茵/美因线，柯尼希斯温特北路段，在施工阶段出现沉降之后，对230m长的路段进行返工和新建（充填混凝土和竖立的槽形板侧壁）；2）科隆莱茵/美茵线，尼登豪森区段（隧道），施工阶段在隧道接缝处出现隆起之后，在约35m长度范围进行返工和新建；3）曼海姆卡尔鲁厄线，瓦格霍伊瑟尔区段，在实验线区段轨道结构出现沉降和损坏之后进行返工；4）慕尼黑特罗伊希特林根线，达豪卡尔斯费德区段，拆除约400m长的两种不同的特殊型式无砟轨道，新建有碴轨道；5）RHEDA车站的第41组道岔，在圬工结构出现沉降和支承板出现裂纹之后拆除该组无砟轨道道岔，并在在碴轨道上新铺设道岔；6）慕尼黑特罗伊希特林根线，达豪卡尔斯费尔德路段，对25m长的无砟轨道维修方案研究项目中有大量的资料记载；,7）在慕尼黑附近专门修建的费尔德基试验段上，新建并返工重建了50m长的RHEDA型无砟轨道，对此在无砟轨道维修方案研究项目中有大量的资料记载。（3）国外的一些实验方法及经验对上述最后提到的项目，即专门修建的费尔德基希试验段，在返工重修的无砟轨道路段的课题中进行了大量研究。在那里积累了的经验在达豪卡尔斯费尔德无砟轨道路段返工重修工程中得到了应用。费尔德基希试验段的试验目的是：寻求一种切断混凝土支承层，并把这些段块与水硬性支承层（HGT）分离的适宜方法，同时也重点研究了优化新支承层混凝土浇筑作业流程以及加速混凝土凝固的可行性。实践证明，为把约4.5m长混凝土支承层块段与水硬性支承层分离，采用水压机进行剪切是最合适的办法。如同从瓦格霍伊瑟尔和科隆莱茵/美因新建线取得的经验表明的那样，进行维修时每次可以把岩心钻取作业安排在已完成锯段的混凝土板中心区进行。这样有足够大的空间放置压力机，而压力机则支撑在完好的混凝土支承层区域上，并在水硬性支承层与混凝土板的分界面上并沿纵向把相邻的混凝土板块段与水硬性支承层剪切分离。参照试验段经验，改建25长的达豪卡尔斯费尔德路段的工程大约在30h内就完成了（拆除和新建）。该路段在10h的混凝土龄期时已可以低速（50km/h）运行车辆。在空气温度为7-10时，约30h后达到了相当于B35（C30/37）混凝土的强度。对部分混凝土还采用了多种热养护法（拌和热水、吹热风、盘管加热），并用隔热垫覆盖。（4）混凝土支承层较深层的缺陷（类型A）如果由于混凝土支承层的损坏而无法保证轨枕或钢轨支承点的荷载的均匀分布和位置的稳定性，在这种情况下的维修工作就是替换有缺陷的混凝土支承层部分。,轨道结构类型A包括了短板（最长6.5米）RHEDA 2000 NL安装在自由盘或其它机车结构的上层结构部分。RHEDA上部结构部分通过中间的铁榫钉和各自部分的未端与水硬性支承层结构锚固在一起。混凝土支承层结构与水硬性支承层结构通过中间层物质（土工织物）隔开，呈分离状态。因此，这是没有竖向的粘接的，轨道部分能够容易的起升和移动。1）支承层损坏维修工艺轨道缺陷部分的钢轨必须放松、切断并移走。切割部位一定要定位在轨道缺陷部份的外部，使其能够垂直移动并几乎接近轨道车的运行部位。如果需要（由于提升装置和运输方法）将轨道的缺陷部分（最大重量约为2.5T/M）分成几份，它们必须用适当的节点切割器切开。由于轨道的曲线超高是在混凝土支承层形成的，因此更高的在另一侧，切割机的切割深度必须达500mm(例如Cedima CF-50.2 E或更深)。需要注意的是，在曲线超高区域，切割必须进入到足够的深度而不损伤到水硬性支承层的结构。（例如：SFP）。为了防止完好部分混凝土支承层的移动，必须用适当重型的锚固器（最小每部分2片）将混凝土支承层固定在水硬性支承