Технология повышения прочности крепления шипов гусениц и решения по адаптации для сложных геологических оснований
Каковы распространенные типы и причины выхода из строя крепления шипов?
Распространенные типы нарушений крепления шипов включают три категории: падение из-за недостаточного сопротивления-выдергиванию, разрушение из-за недостаточного сопротивления сдвигу и коррозионное ослабление крепежного слоя. Основной причиной падения из-за недостаточного сопротивления-выдергиванию является недостаточная сила сцепления между анкерным раствором, шпалой и шипом. Под вертикальными вибрационными нагрузками при эксплуатации поезда постепенно появляются и расширяются зазоры между анкерным слоем и костылем, что в конечном итоге приводит к его отпадению. Разрушение из-за недостаточного сопротивления сдвигу чаще всего происходит в переходной зоне между закрепленной частью и незакрепленной частью шипа. Причина в том, что сила бокового удара поезда превышает прочность костыля на сдвиг, особенно на линиях с малыми радиусами кривых, где боковая нагрузка больше и риск разрушения выше. Причиной коррозионного разрыхления анкерного слоя является проникновение кислотно-основных ионов и грунтовых вод в сложных геологических средах в анкерный слой, что разрушает структуру продуктов гидратации раствора, что приводит к образованию пор и трещин в анкерном слое и значительному снижению прочности анкеровки. Кроме того, дефекты строительного процесса также могут стать причиной отказа анкеровки, например, неполная очистка анкерных отверстий, недостаточная заливка раствора и недостаточное время отверждения, что снижает надежность анкеровки шипа. На участках земляного полотна с мягким грунтом неравномерная осадка земляного полотна приведет к неравномерному напряжению на шипе, что еще больше увеличивает вероятность отказа анкеровки.
Каковы меры по обновлению формулы анкерного материала для повышения сопротивления шипа-выдергиванию?
Обновление формулы анкерного материала для повышения сопротивления шипам-выдергиванию сосредоточено на трех основных направлениях: высоко-растворная матрица, улучшение межфазного соединения и защита от-коррозии. В матрице раствора используется сульфоалюминатный цемент вместо традиционного портландцемента. Сульфоалюминатный цемент быстро набирает прочность на ранней стадии: прочность на сжатие в течение 24 часов превышает 30 МПа, что на 50 % выше, чем у традиционного цемента, и позволяет быстро образовывать стабильную закрепляющую структуру. Для улучшения межфазного сцепления в раствор добавляют поликарбоксилатный суперпластификатор и эмульсию акрилатного полимера. Дозировка суперпластификатора контролируется на уровне 0,8%-1,2% от массы вяжущего материала, что позволяет снизить соотношение воды-связующего и улучшить плотность раствора; дозировка полимерной эмульсии контролируется на уровне 5%-8%, что может образовывать гибкую связующую пленку на границе раздела между шипом и раствором, что значительно улучшает силу сцепления интерфейса и увеличивает сопротивление шипа выдергиванию более чем на 40%. Для антикоррозионной модификации в агрессивных средах, таких как засоленно-щелочные почвы, в раствор вводят шлаковый порошок и золу в дозах 20% и 15% от массы вяжущего материала соответственно. Пуццолановая реакция шлакового порошка и летучей золы может потреблять свободную щелочь в закрепляющем слое и снижать скорость эрозии коррозионно-активных ионов. В модернизированный анкерный раствор также необходимо добавлять расширяющий агент в дозировке 3–5% от массы вяжущего материала, чтобы компенсировать усадочную деформацию раствора и избежать снижения прочности анкеровки, вызванного усадочными трещинами.
В чем заключаются ключевые моменты технологии дифференцированного крепления шипов в сложных геологических землях?
Дифференцированная технология крепления шипов в сложных геологических землях должна быть точно адаптирована в зависимости от типа земляного полотна. Дляземляное полотно с мягким грунтомприменяется технология «анкеровка-увеличенного отверстия + вторичная цементация». Диаметр анкерного отверстия на 30 мм больше диаметра шипа, а дно отверстия расширено до сферической формы, чтобы увеличить площадь контакта между анкерным раствором и почвой. Затирка выполняется в два этапа: первая затирка составляет до 2/3 глубины отверстия, а вторичная затирка выполняется после первоначального схватывания раствора для заполнения пор и улучшения сопротивления-сопротивлению выдергиванию. Дляземляное полотно из мерзлого грунтаприменяется технология «крепление теплоизоляции + низкотемпературный раствор отверждения». На внутреннюю стенку анкерного отверстия укладывается слой теплоизоляции из полиуретана толщиной 20 мм для уменьшения воздействия внешней температуры на мерзлый грунт; выбран низкотемпературный закрепляющий раствор-, который может нормально гидратироваться при -10 градусах, избегая ослабления закрепляющего слоя, вызванного циклом замерзания-оттаивания мерзлой почвы. Дляземляное основание солончаковых-щелочных почвприменяется технология «анти-коррозионное покрытие + изоляционный кожух». На поверхность шипа нанесено анти-коррозионное покрытие Dacromet толщиной 8-12 мкм; В анкерное отверстие устанавливается изоляционный кожух из ПВХ, чтобы изолировать прямой контакт между ионами соляного-щелочного раствора и анкерным раствором, снижая риск коррозии. После анкеровки шипов всех сложных геологических оснований время отверждения должно быть увеличено более чем на 50% по сравнению с обычными земляными полотнами. Время выдержки мягких грунтов и мерзлых грунтов основания составляет не менее 7 суток, а засоленно-щелочных грунтов основания - не менее 10 суток для обеспечения полного затвердевания раствора.
Каковы технологии не-неразрушающего контроля и точки приложения для обеспечения качества крепления шипов?
Технологии не-неразрушающего контроля качества крепления шипов в основном включают три типа: ультразвуковой контроль, испытание отраженной волной с низкой-деформацией и выборочный контроль-выдергиванием. Ультразвуковой контроль использует характеристики распространения ультразвуковых волн в закрепляющем слое. При наличии пор и трещин в закрепляющем слое ультразвуковые волны будут отражаться и рассеиваться. Анализируя форму и амплитуду отраженных волн, можно судить о компактности закрепляющего слоя. Во время тестирования зонд должен быть плотно прикреплен к вершине иглы, чтобы обеспечить хорошее соединение. Испытание отраженной волной с низкой-деформацией возбуждает волны напряжения, которые распространяются вдоль шипа, постукивая по верхушке шипа. Волны напряжения будут генерировать сигналы отражения в местах закрепления дефектов. По времени прихода и амплитуде отраженных сигналов можно определить местоположение и размер дефектов. Эта технология подходит для крупномасштабного-быстрого тестирования. Выборочный-выборочный контроль — это полу-не-метод контроля с долей выборки не менее 3 %. Гидравлический тестер-используется для приложения вертикального натяжения к шипу и регистрируется предельное-сопротивление шипа выдергиванию. Предельное сопротивление выдергиванию шипов национальных стандартов должно быть больше или равно 60 кН, а шипы иностранных стандартов должны соответствовать соответствующим национальным стандартам. Что касается точек приложения, не-неразрушающий контроль следует проводить после затвердевания анкерного раствора; результаты ультразвукового контроля и испытаний низкой-деформации должны быть взаимно проверены; При выборочной проверке-выборочные контрольные точки должны выбираться случайным образом, охватывая разные участки земляного полотна, чтобы избежать выборочного отбора проб; неквалифицированные шипы, обнаруженные при тестировании, должны быть немедленно переработаны, а коэффициент выборки одной и той же партии шипов должен быть удвоен.
Каковы стандарты приемки и схемы долгосрочного-мониторинга прочности крепления шипов?
Приемочные нормы прочности крепления шипов делятся на два этапа:приемка строительстваимониторинг работы. На этапе приемки строительства предельное сопротивление-выдергивания шипа должно соответствовать проектным требованиям, при этом сопротивление выдергиванию шипов национальных стандартов не должно превышать 60 кН, а сопротивление сдвигу - не превышать 30 кН; компактность закрепляющего слоя определяют ультразвуковым контролем, при этом компактность, превышающая или равная 95%, считается аттестованной; отклонение шипа от вертикальности менее или равно 2 градусам для обеспечения равномерного напряжения. На этапе контроля эксплуатации раз в полгода проводится визуальный осмотр шипа на предмет расшатывания и коррозии; ежегодно проводятся испытания отраженной волной с низкой-деформацией для оценки долгосрочной-стабильности закрепляющего слоя; проверка выборки-выдергивания проводится каждые два года с коэффициентом выборки 1 %, а коэффициент ослабления сопротивления выдергиванию -менее или равный 10 % соответствует требованиям. Схема долгосрочного-мониторинга должна создать файл качества крепления шипов, записывая время строительства, геологические условия и данные испытаний каждого шипа; на участках земляного полотна повышенного-риска, таких как мягкий грунт и мерзлый грунт, устанавливаются автоматические точки мониторинга, а измерители натяжения вибрирующей проволоки используются для-мониторинга в реальном времени изменений напряжения на шипе. Когда изменение напряжения превышает значение раннего предупреждения, вовремя подается сигнал тревоги и принимаются меры по усилению. Неквалифицированные всплески приемки должны быть немедленно переработаны, а полный набор тестов должен быть повторно-проведен после доработки до тех пор, пока они не будут квалифицированы перед вводом в эксплуатацию.