华东地区CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损现状及主要特征

李群LI Qun

（沪杭铁路客运专线股份有限公司，上海200032）

0 引言

CRTSII 型无砟轨道因其结构性能好、稳定性强、安全性高等特点，在京沪、京武、沪杭、宁杭等高速铁路和客运专线中得到应用。但由于多种因素影响，在个别地段存在一些伤损现象，特别是在华东地区，由于高温天气作用与高密度的列车荷载等原因，部分CRTSⅡ型板式无砟轨道结构产生伤损，最主要表现形式为轨道板与砂浆层之间的层间离缝、相邻轨道板之间宽窄接缝伤损等。

本文通过研究华东地区CRTSⅡ型板式无砟轨道的伤损病害类型和特点，分析形成原因，有助于掌握CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损现状和主要特征，为养护维修提供指导和建议。

1 典型伤损类型及伤损特点

1.1 轨道板与砂浆层离缝

轨道板与填充砂浆层的粘结处作为无砟轨道结构体系中最薄弱环节，其所产生的离缝问题将严重影响高速铁路行车速度与安全。现场调查表明，轨道板和砂浆层出现离缝病害的表现形式不同，主要的伤损形式为的粘结界面离缝并伴随局部浆体盐分的大量流失与砂浆层掉空现象，如图1 所示。

1.2 板间宽窄接缝病害

宽窄接缝作为轨道结构中的重要连接部分，其结构的完整性对于轨道整体的结构服役状态有重要的影响。现场调查表明，宽窄接缝处的病害形式主要为接缝破坏如图2所示。

图1 砂浆层掉空

图2 接缝受损

1.3 轨道板裂缝病害

为了减少轨道板整体的纵向热胀冷缩作用，将CRTSⅡ轨道板分成10 个小单元，并在相邻单元之间预先设置假缝。现场调查表明，轨道板裂缝病害的主要形式沿轨道板预应力钢筋位置处的纵向贯通裂缝。（图3）

2 伤损形成原因

根据现场实地调研发现，CRTSⅡ型板式无砟轨道结构现有病害主要为轨道板与砂浆层之间的离缝和板间宽窄接缝病害，下面对离缝和板间宽窄接缝病害的形成原因进行介绍。

图3 纵向贯通裂缝

2.1 离缝病害产生原因

无砟轨道结构长期暴露于自然条件中，随着气象参数的改变，无砟轨道结构的内部温度也会发生相应的变化。然而无砟道床结构传热性能相对较差，不同深度的温度变化相对于表面存在一定的滞后性，在结构内部上易产生非线性的温度梯度，造成纵连板式无砟轨道结构不同层间出现较大的剪切应力，导致结构出现开裂与离缝等问题，影响轨道结构的可靠性与耐久性，降低其服役性能。

2.2 宽窄接缝病害产生原因

宽窄接缝的状态很大程度上决定了轨道板的实际纵连状态，同时也就决定了轨道板中温度力的传递状态。对宽窄接缝破坏状态进行分析，可知在轨道板纵向力传递过程中，窄接缝受力更为不利，存在一定的应力集中，一般先于宽接缝破坏。随着窄接缝的破坏，宽窄接缝受力中心偏移，宽接缝应力水平升高，甚至发生挤碎或劈裂破坏。宽窄接缝的破坏，往往伴随着轨道板的上拱，对行车造成不利影响。

3 伤损发展规律

根据现场实地调研发现，CRTSⅡ型板式无砟轨道结构现有病害主要为轨道板与砂浆层之间的离缝和板间宽窄接缝病害，下面对离缝和板间宽窄接缝病害的发展规律进行介绍。

3.1 离缝病害分析

利用天窗时间对高铁现场轨道板的离缝病害进行统计分析，根据所统计记录的27 处轨道板离缝所在位置进行统计分析，如图4 所示。

图4 离缝分布位置所在比例

总结：离缝的产生和发展受多种环境因素影响，离缝的发展大致经过盐分的析出、堆积、掉空以及破损四个环节。离缝的整体分布没有随线路方向的不同而存在明显改变，但板端分布较板中集中。因此，在对轨道板进行日常维修过程中需加强对轨道板离缝病害的检查，并采取有效的预防和修复措施。

3.2 宽窄接缝病害分析

为了分析宽窄接缝病害的发展规律，现场调研是对板间宽窄接缝病害拍摄多张照片进行分析，经过分析发现宽窄接缝发展规律为：宽窄接缝连接处断裂——窄接缝失效——窄接缝脱空——宽窄接缝同时破坏，分别如图5-图6 所示。

图5 宽窄接缝之间断裂

图6 宽窄接缝同时破坏

总结：相较于宽接缝，窄接缝破坏比较严重，根据分析可知宽窄接缝病害的发展规律为：宽窄接缝连接处断裂——窄接缝失效——窄接缝脱空——宽窄接缝同时破坏。

4 结论

①根据现场调研，华东地区CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损类型主要为轨道板与砂浆层之间的离缝、相邻轨道板之间宽窄接缝伤损、轨道板裂缝、底座板裂缝和侧向挡块劈裂等病害情况。其中以轨道板的层间离缝和板间宽窄接缝较为严重。

②通过对离缝的病害统计分析可知，轨道板离缝多集中于板端；离缝的发展趋势由砂浆层经雨水冲刷，内部盐分的溶解析出，当盐分析出并大量堆积在底座板，在层间连接部位形成掉空，并影响内部结构的应力分布，造成离缝周围的轨道板破损及掉块现象。

③通过对板间宽窄接缝的病害统计分析可知，最常见的形式为宽接缝完好，窄接缝破坏。

宽窄接缝发展规律为：宽窄接缝连接处断裂—窄接缝失效—窄接缝脱空—宽窄接缝同时破坏。