发明内容:
本发明的目的就是针对现有高速铁路中沥青砂浆灌注质量检测技术的不足而提供的一种较为全面的定量检测方法。
本发明的方法由下述步骤所构成:
一、定量检测轨道板沿列车行驶方向上沥青砂浆粘结强度及粘结刚度:
沿列车行驶方向对轨道板进行加载试验,测量不同荷载作用下轨道板沿加载方向的位移,进而计算行驶方向上沥青砂浆粘结强度及粘结刚度。
二、定量检测轨道板平面侧向上沥青砂浆粘结强度及粘结刚度:
沿轨道板平面侧向(垂直列车行驶方向)对轨道板进行加载试验,测量不同荷载作用下轨道板沿加载方向的位移,进而计算轨道板平面侧向上沥青砂浆粘结强度及粘结刚度。
三、定量检测荷载作用下轨道板的平整度指数:
沿垂直轨道板方向(竖向)对其进行偏心加载试验,测量不同荷载作用下轨道板不同检测点沿加载方向的位移,进而确定轨道板偏心荷载下的平整度指数。
进行上述的轨道板沿列车行驶方向和轨道板平面侧向(垂直列车行驶方向)加载试验时,荷载方向与轨道板加载面垂直且加载点位于轨道板加载面的中点位置。
进行上述的沿轨道板垂直方向(竖向)偏心加载试验时,其加载点为距板边1/3板长位置,且荷载方向与轨道板垂直。进行上述加载试验时,为使轨道板不被破坏,可在轨道板加载位置设置一保护轨道板的硬质簿板。
通过本发明可以定量检测轨道板上沿列车行驶方向和轨道板侧向的沥青砂浆粘结强度和粘结刚度以及轨道板平整度系数。当粘结强度和粘结刚度较大时,说明沥青砂浆的荷载传递效果较好。当行驶方向和侧向沥青砂浆粘结强度差异较小时,说明沥青砂浆灌注的均匀性较好。当平整度系数较小时,说明荷载作用下,轨道板平整度较好,沥青砂浆填充均匀。
通过本发明,不仅可以在施工阶段有效控制沥青砂浆的灌注质量,而且在高速铁路运行过程中可以通过定量检测轨道板侧向上沥青砂浆粘结力和粘结刚度对轨道系统定期进行健康监测。
具体实施方式
下面结合附图所示实施详例对本发明作进一步的介绍。
一、沿行使方向粘接强度及粘结刚度的检测
1、预先设置
(1)在板端设置一混凝土承台(1m×1m×1.5m),并预留4-6个铆孔。
(2)通过预留孔将反力架安装于混凝土承台上,并通过螺栓把油压千斤顶安装在反力架上,此安装过程需保证油压千斤顶与轨道板加载面垂直且加载点处于轨道板(加载侧)中点位置,并粘贴一厚为1-2cm钢板防止在加载过程中由于局部应力集中导致轨道板的损坏,钢板的表面积以略大于油压千斤顶压头为宜。
(3)在板边缘安装2个LVDT以测量在加载过程中轨道板沿加载方向位移。
2、检测试验
(1)计算轨道板在列车行驶过程中所受最大荷载,记为p。
(2)以0.1p为间隔进行逐步加载直至达到沥青砂浆沿行驶方向最大承载力Fs。
(3)将试验采集到的数据进行处理并绘制出荷载位移曲线。
3、沿行使方向粘接强度及粘结刚度计算
(1)沿行驶方向粘结强度可由下式计算
式中:
fs为沥青砂浆沿行驶方向粘结强度;
Fs为沥青砂浆沿行驶方向最大承载力;
A为轨道板表面积。
(2)沿行驶方向粘结刚度可由下式计算
式中:
ks为沥青砂浆沿行驶方向粘结刚度;
dn为各级荷载所对应位移;
p为轨道板在列车行驶过程中所受最大荷载。
二、沿侧向粘结强度及粘结刚度的检测
1、预先设置
(1)在板端设置一混凝土承台(1m×1m×1.5m),并预留4-6个铆孔。
(2)通过预留孔,将反力架安装于混凝土承台上,并通过螺栓把油压千斤顶安装在反力架上,此安装过程需保证油压千斤顶与轨道板加载面垂直且加载点处于轨道板(加载侧)中点处,并粘贴一厚为1-2cm钢板防止在加载过程中由于局部应力集中导致轨道板的损坏,钢板的表面积以略大于油压千斤顶压头为宜。
(3)在板边缘安装4个LVDT以便测量在加载过程中轨道板沿加载方向位移。
2、检测试验
(1)计算确定轨道板在列车行驶过程中所受最大荷载,记为p。
(2)以0.1p为间隔进行逐步加载直至达到沥青砂浆沿行驶方向最大承载力Fl。
(3)将试验采集到的数据进行处理并绘制出荷载位移曲线。
3、沿侧向粘结强度及粘结刚度计算
(1)沥青砂浆沿侧向粘结强度可由下式计算
式中:
fls为沥青砂浆侧向粘结强度;
Fls为沥青砂浆侧向最大承载力;
A为轨道板表面积。
(2)沥青砂浆侧向粘结刚度可由下式计算:
式中:
kl为沥青砂浆侧向粘结刚度;
dn为各级荷载所对应位移;
p为轨道板在列车行驶过程中所受最大荷载。
三、偏心荷载下轨道板平整度检测
1、预先设置
(1)加载部分可采用重物或搭制门形钢架安装油压千斤顶的方式。
(2)在板下沿四边设置4个LVDT用来测量偏心荷载下不同位置的竖向位移;
2、检测试验
(1)计算轨道板在列车行驶过程中所受最大竖向荷载,记为pv。
(2)以0.1pv为间隔进行逐步加载至pv,并记录荷载作用下轨道板不同位置的位移。
(3)将试验采集到的数据进行处理并绘制出荷载及不同测点的位移曲线。
3、偏心荷载下轨道板平整度指数计算:
轨道板偏心荷载下平整度指数可由下式计算:
式中,
dl为加载端LVDT所处位置竖向位移;
d为远端LVDT所处位置竖向位移;
L为加载端LVDT与同侧远端LVDT间距离;
tanα为轨道板偏心荷载下平整度指数。
四、沥青砂浆灌注质量评价
(1)行驶方向及侧向沥青砂浆粘结强度(fs和fls)和粘结刚度(ks和kl)较大,说明沥青砂浆的荷载传递效果较好。
(2)行驶方向和侧向沥青砂浆粘结强度差异较小说明沥青砂浆灌注的均匀性较好。
(3)平整度系数(tanα)较小说明荷载作用下,轨道板平整度较好,沥青砂浆填充均匀。