《新时代高速铁路的安全怎样去保障》以这样的题目展开铁路安全保障阐述。
引言高速铁路既是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化),使营运速率达到每小时200公里以上,或者专门修建新的“高速新线”,使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。国内外高铁现状以及高铁特点简介1964年,日本建成世界上第一条高速铁路——东海道新干线,并以时速210km/h投入商业运营。由于修建高速铁路可以带来巨大的社会经济效益,高速铁路的辉煌业绩深受世人瞩目,法国也及时发展了独具特色的可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品TGA高速技术,并在1981年率先建成西欧第一条高速铁路。从此TGV一直牢牢占据高速轮轨的速度桂冠,目前的纪录是2007年创下的 公里/小时。欧洲有关部门做出的长远规划是到2015年,全欧高铁铁路总长达到3万公里,其中新建段9100公里,约占30%。 紧接日法之后,德国、意大利、西班牙等都相继修建了高速铁路。并且德国研制独自的ICE(Intercity-Express)机车,美国研制了具有美国特色的Acela。从1972年以后,又相继出现了磁悬浮和摆式列车,而其中的摆式列车由于其性价比较高,有可能是一种在大规模成熟铁路网基础上完成提速的高速铁路技术。 我国的高速铁路研发及建设均起步较晚,但是我国高速铁路建设近几年的发展速度有目共睹,从2008年8月1日我国第一条具有完全自主知识产权的高速铁路——京津城际铁路开通运营,到之后的武广高速铁路、郑西铁路等高速铁路的开工建设及投入运营,我国高铁建设一直得到国家大力的政策支持与资金投入。特别是在过去两年,我国多项高铁建设项目开工并建成投产,宁波~台州~温州、温州~福州、福州~厦门等客运专线相继建成通车,特别是世界上里程最长、时速350公里、全长公里的武广高速铁路开通运营,成为中国高速铁路的又一里程碑。 高速铁路在不长的时期内之所以能取得如此的发展势头,根本原因是基于轮轨系的高速技术充分发挥了既先进又实用的特点,特别是在中长距离的交通中的独特优势。实践表明,高速铁路已是当代科学技术进步与经济发展的象征。高速铁路虽然源于传统铁路,但借助于多项高新技术已全面突破常规铁路的概念,已形成一种能与既有路网兼容的新型交通系统。同时高铁还具有一些其他列车无法比拟的优点:(1)输送能力大:目前各国的高速铁路几乎都能满足最小行车间隔4分钟及其以下(日本可达3分钟)的要求。(2)速度快:法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运行时速分别达到了300公里、300公里、280公里、270公里和250公里。如果作进一步改善,运行时速可以达到350~400公里。(3)安全性好:高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。(4)受气候变化影响小,正确率高:高速铁路全部采用自动化控制,可以全天候运营,除非发生地震。由于高速铁路系统设备的可靠性和较高的运输组织水平,可以做到旅客列车极高的正点率。(5)方便快捷:高速铁路一般每4分钟发出一列车,日本在旅客高峰时每3分半钟发出一列客车,旅客基本上可以做到随到随走,不需要候车。(6)能源消耗低:如果以“人/公里”单位能耗来进行比较的话。高速铁路为1,则小轿车为5,大客车为2,飞机为7。(7)环境影响好(8)经济效益好:高速铁路投入运行以来,倍受旅客青睐,其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金,自1985年以后,每年纯利润达2000亿日元。德国ICE城市间高速列车每年纯利润达亿马克。法国TGV年纯利润达亿法郎。实例分析 沪杭高速铁路布局及运营现状简介 沪杭城际高速铁路,连接上海与杭州,是中国“四纵四横”客运专线网络中沪昆客运专线的一个组成部分。该工程连接上海、杭州两大城市,由上海虹桥站引出,经松江南-----金山北-----嘉善南-----嘉兴南-----桐乡-----海宁西-----余杭南引入杭州东站,并通过联络线与上海站、杭州站相接,正线全长160公里,其中87%为桥梁工程,全线设车站9座。采用国产“和谐号”CRH380A新一代高速动车组列车,全程持续运营速度为350公里,最高运营时速为380公里。工程自2009年2月26日动工,2010年10月26日正式通车营运。 由于沪杭高铁采用的日本新干线道版运用一种新的轨道施工技术,轨枕本身是混凝土浇灌而成,路基不用碎石,铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。采用这种施工技术,列车在行驶中即使遇到弯道也不用减速。致使沪杭高铁运行最高时速达到公里,继续刷新世界铁路运营试验的最高时速。
铁路工程无砟轨道施工测量技术分析论文
摘要:无砟轨道在平顺性以及线路中心线几何线性的准确性方面具有较高的要求,而且无砟轨道的敷设工艺较为复杂,必须要将误差控制在毫米级以内,但想要对无砟轨道施工的各项要求进行有效的满足,需要对相关测量技术进行有效的落实,并做好精度控制工作。只有如此,才能使无砟轨道施工质量得到保证,不仅能够提升工程的使用寿命,还能对铁路工程建设事业的发展产生一定的推动作用。因此,本文针对铁路工程当中的无砟轨道施工测量技术及精度控制进行讨论,对相关测量技术加以了解,并探讨实现精度控制的具体措施,意在提升铁路工程的建设水平。
关键词:铁路工程;无砟轨道施工;测量技术;精度控制
传统形式的有砟轨道,在受到列车荷载作用影响下,会导致道床出现道砟粉化及磨损的问题,从而导致结构变形,使轨道使用寿命受到严重影响。在列车高速行驶的情况下,还可能造成道砟飞溅,容易引发安全事故问题,无砟轨道不仅具有较高的稳定性和平顺性,而且几何变形不高、便于维护,具有较长的使用寿命。也正是受到这些特点的影响,无砟轨道的施工具有较高的要求,需要通过准确的测量来确保施工的质量,所以有必要针对无砟轨道施工过程中的测量技术以及精度控制进行深入的研究。
1铁路工程中的无砟轨道施工测量技术
轨道测量控制网
在铁路工程当中,测量控制网分为高程控制网和平面控制网,而根据施测阶段、功能以及目的,又可以分为施工控制网、勘测控制网以及运维控制网。为了确保控制测量质量能够对勘测、施工以及运维等阶段的要求加以满足,确保铁路工程建设及运营管理等工作的顺利进行,需要保证各阶段中的高程、平面控制测量能够具有统一的标准,即在平面控制方面应统一采用CPI作为标准,而高程控制则可以将二等水准基点作为标准,在铁路工程中的平面测量控制网主要是由线路平面控制网、基础平面控制网以及轨道控制网组成。高程测量控制网包括轨道控制网和线路水准基点控制网,其中前者主要作为运营维护、轨道精调以及铺设调整等工作的高程控制基准,而后者主要用于铁路施工、勘测工作的高程基准。
板式无砟轨道板精调技术
当前阶段,我国在客运专线当中应用的无砟轨道形式主要有以下几种:CRTSⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型无砟轨道,其中CRTSⅡ型无砟轨道又分为板式和双板式。而CRTSⅠ型无砟轨道主要是在钢筋混凝土底座上利用水泥沥青砂浆铺设调整层。其中设置了凸形挡台限位,在确保轨道板铺设能够满足相关精度需求的基础上,通常会通过调整扣件的方式对钢轨最终的几何状态进行控制,其系统构成包括混凝土底座、GA砂浆层、轨道板、凸形挡台、钢轨以及扣件系统等。即便隧道、路桥在线下基础方面存在差异,但CRTSⅠ型板式无砟轨道的构成并不会发生改变,而我国首条应用无砟轨道结构形式的铁路,已经对相关技术进行了有效的消化,并对制造Ⅱ型板的工艺进行研究和实验,经过不断的摸索和总结,已经开发出了独具特色的Ⅱ型板制造工艺,而这种轨道结构形式即为CRTSⅡ型板无砟轨道形式。
无砟轨道平顺性检测技术
在完成轨道板精调以后,需要使用CA砂浆进行浇筑,而铺设精度在通过验收以后,就可以进行铺轨和扣件安装,完成轨道铺设需要使用轨检小车来测量轨道的几何状态,并利用扣件进行轨道的调整,使其进度能够达到设计要求。从理论上来讲,要求线路中心轴为轨距中心,在直线段当中要与两根铁轨平行,在曲线段当中要与曲线切线平行,我国标准轨距是1435mm,轨距变化率要保持在1mm/,以±1mm作为验收标准,在活动端设有复位弹簧,确保在轨检小车运行过程中能够与轨道内侧紧密相连,而具体测量范围在-35~35mm。在铁路工程中,轨面高程以及轨道中线是工程质量的直观反映,通过将线路高程、坐标与设计值进行对比得出其中的偏差,可以对轨道自身的几何状态进行全面的反映,在测量轨道高程和坐标的过程中,需要通过高精度全站仪对轨检小车当中的'棱镜中心三维坐标进行实测。根据标定好的轨面情况、线路中心线以及小车几何参数,将对应里程中的轨面高程及中心线位置换算出来,并与设计参数进行对比,从而得出设计和实测的差值,利用相关技术规范完成评价。水平轨向就是轨道里程方向上的内线状态,而高低轨向则是轨道顶面部分的线形状态,如果横向轨道不良,会导致列车在横下加速度过程中缺乏稳定性,而高低轨向不良则会对列车垂向加速度造成影响,对于高低轨向和水平轨向的平顺检测,可以对德国长、短波不平顺检测法加以借鉴,并使用300m弦或30m弦的轨道平顺性核检。走行轨、支脚以及模板的安装,需要通过支脚对无砟轨道进行测量精度控制,这种测量方法主要是将加密基桩和控制基桩作为依据,根据线形设计资料将各模板及支脚的位置计算出来,然后在施工现场进行放样,并完成定点和划线。在对走行轨、支脚以及模板进行固定时,需要保证左右支脚的中轴线位置位于线路中心线的法线上,而支脚前后间距即为轨枕间距,对于曲线路段,外侧两支脚间距要大于内侧两支脚间距,因此在安装支脚的过程中,要将外侧作为基准。
全站仪自由设站程序设计
在对轨道的几何状态进行测量时,应该针对测区钢轨中的8个CPⅢ控制点运用边角后方交会的办法完成全站仪的自由设站,利用无线控制端,实现全站仪的有效控制,从而达到自动观测的目的。在对全站仪进行换站处理时,相邻站之间需要对4个CPⅢ控制点进行搭接,使数据之间能够具有较强的关联性,下述内容为相关设计流程。第一,利用全站仪对2个CPⅢ控制点进行手动瞄准,结合后方交会原理对近似的全站仪位置进行确定;第二,根据待测点坐标以及近似全站仪坐标,对待测控制点自身的棱镜方向值进行计算,并通过相关指令,使全站仪将剩余控制点的自动观测完成;第三,针对CPⅢ观测值对数据稳定性进行检测,查看观测值是否存在超限问题,并将其中不合格的点剔除在外。
2控制无砟轨道施工测量精度的具体措施
做好测量仪器设备的配置工作
第一,要对高精度全站仪加以准备,要求其具有ATR自动照准功能;第二,准备精密水准仪,要求该仪器能够对数据进行显示和存储,且误差要小于;第三,对电子轨道尺加以配置,要求具有数码显示功能,且精度误差在以内。
线路基标测设
对于无砟轨道施工而言,线路基标是其实现精度控制的基础,具体测设内容包括加密基标记控制基标,基标方面的测设精度不但会对无砟轨道施工精度造成影响,同时还会影响到施工的效率,具体测定方法为:第一,选定CPⅢ控制点,并以此为基础,采用精密水准测量以及设站极坐标法对施工高程和平面进行测设;第二,在直线段中以100m为一个间距进行控制基标的设置,而曲线段则每间隔60m就要设置一个控制基标;第三,对特殊路段需要进行控制基标的加密设置,结合轨排长度,在直线段中应以为一个间隔进行设置,而曲线段要以为一个间隔进行设置;第四,在混凝土地板强度达到一定水平以后,对控制基标以及加密基标进行布设,并做好标识,在完成基标布设以后,要在道床板顶面使用墨线标记中心线位置。
轨排架精确调整
为了确保测量数据的准确性,在借助轨道检测小车完成测量时,应该严格按照测量规定要求进行,通常在测站20~80m的范围内测量准确度较高,所以顺接段以及搭接段的测量长度应控制在~20m,具体长度需要结合两次测量数据对比以及测量距离来确定。在此过程中,需要对测站位置、数据的收集和分析保持重视,在精调过程中,需要将小车静置在待测轨道当中,利用全站仪进行小车棱镜点的测量,从而对设计位置、轨道位置、位置偏差以及调轨方向进行实时的显示,使现场调轨作业能够获得相应的指导。
测量控制网复测
第一,在进行复测以前,需要对线路测量的相关资料进行检查,并与设计单位针对现场桩橛进行交接,包括控制点、水准点、导线点以及GPS点等;第二,针对水准点高程、GPS点坐标以及导线点间距和右角进行展开复测,如果复测结果和设计单位的勘测结果存在差异,应在此进行复测,如果是设计单位的勘测资料存在误差,要通过协商之后进行及时的更正;第三,完成复测以后需要对复测报告加以编制,并反馈给设计和监理单位,在完成批复以后才能进行后续测量。
测量精度控制中的注意事项
第一,不管是粗调还是精调,在对棱镜进行移动的过程中,都要一直面向全站仪,且棱镜与全站仪之间不能有阻碍物;第二,在精调轨排架时,工作区域当中严禁无关人员的进入,且在测量过程中要保证轨排架轨面具有较高的清洁性;第三,由于在精调过程中,轨排架和鱼尾夹板相连,所以在调整时要对连续2~3榀轨排架展开联测,就是要求每榀排架调整以后,都要对与之相连并完成调整的轨排架进行复测,确认是否存在影响,如果受到影响需要进行适当的调整。
3结束语
综上所述,在铁路工程中,针对无砟轨道施工落实相关测量技术,并做好精度控制工作能够使无砟轨道施工质量得到有效的保证,因此相关部门在进行铁路施工的过程中,一定要将各项工作做好,以此来推动铁路建设事业的发展。
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中国高速铁路安全摘要:通过对影响铁路运输安全稳定的“三大因素”(设备、制度、人员)相互关系的探讨,提出消除影响运输安全的不稳定因素,奠定支撑运输安全坚实基础的要求措施。在施工组织过程中,加强整体协调运转,明确结合部的分工和责任,保证铁路运输安全的持续稳定。关键词:铁路运输;安全稳定;因素;设备;施工;影响、影响运输安全的“三大因素”维持铁路运输生产所必备的先进技术设备、完善的规章制度和高素质的运营人员是保证铁路运输安全稳定的“三大因素”。铁路运输企业的设备、制度和人员情况在其安全生产中起至关重要的作用。1)铁路设备对安全的影响。对行车设备的改造施工及故障处理,多数情况需停止信号联锁的使用,要在无联锁的情况下接发列车,操纵台无显示、信号停用、道岔失去联锁,从准备进路、交递凭证、引导接车到区间列车的掌握均由人工来完成,对接发列车安全影响较大。2000年全路发生的17起行车重大、大事故中,有7起(占41.2%)是在施工情况下发生的。设备临时故障是在作业人员无准备的情况下,信号及联锁设备发生变化,一般在水害、雷击、暴风雨雪等自然环境下及设备老化等时,易发生临时故障,对运输安全影响也较大。哈尔滨铁路局每年发生影响接发列车安全的设备故障约1200起。
(2)规章制度对安全的影响。规章制度有遗漏、不严密,与现场实际不符等均会影响运输安全。规章制度不完善的原因主要是:①深入现场实际不够,未能随设备的变化及时修改相应的作业程序及制度;②工务、电务部门不能及时提供相关技术资料,影响车务部门对《车站行车工作细则》的修订、补充和完善,以及有针对性地制定安全防范措施;③没有针对设备的临时变化,及时制定作业办法和安全措施,使作业过程缺乏安全保障。
(3)作业人员对安全的影响。①作业人员对规章制度的掌握或理解有误,影响作业安全;②作业人员不严格执行规章制度,简化作业过程,影响作业安全;③作业人员应变能力差,对突发事件处理不当,影响作业安全。1999年8月2日5:10,哈尔滨铁路局万乐站因3#道岔故障(1—3联动道岔光带和表示灯无显示),影响上行出站信号不能开放,使用路票发车,5:38 Y212次旅客列车进2道停车,值班员确认3#道岔是定位后,对故障的判定和处理不当,误认为1#道岔也是定位状态,5:40列车启动行至信号机前司机发现l#道岔是反位,停车构成未准备好进路发车的险性事故。
综上所述,在设备改造施工及临时故障等情况下,如果规章制度不完善,设备作业人员应变能力差,就会影响运输安全。因此,强化设备、制度、人员及其相互间的协调配合,是确保运输安全稳定的关键。2、强化“三大因素”的协调管理设备是基础、制度是保证、人员是关键,三者是相辅相承、紧密相联、互相制约的统一体;同时,三者只有在动态的变化中保持相对的协调和稳定,安全才有保证,忽视了三者的动态协调与统一,维持安全稳定的支撑就将倾斜。2.1强化施工管理,提高设备质量从运输安全的角度规范施工,施工单位应严格按施工方案给定的时间进行施工;实施施工、验收质量责任追究,避免低标准的重复施工,尽可能减少施工次数;接收部门要严格执行日常维修、检查制度,及时处理潜在的设备隐患,减少设备故障率。在设备发生意外故障后,能在最短时间(查标定时)内到达现场,进行抢修,及时恢复设备的正常使用。2.2跟踪设备变化,完善规章制度(1)制定符合现场实际的规章制度。随时掌握设备变化情况,以及现场设备的特点和性能,及时修订安全防范措施,修订有关规章制度。(2)完善施工与交接、培训制度。施工部门应有对车站技术管理人员(包括接收部门的工电维修部门)和作业人员进行培训的义务和责任,有跟踪、处理使用中发生意外问题的责任,限定最少跟踪时间;接收部门的维修人员要尽快掌握设备特点、性能和处理故障的能力。(3)严格培训上岗制度。(4)制定特殊情况下,接发列车作业标准。哈尔滨铁路局正在研究制定适合本局设备特点的《正常情况下接发列车作业标准》。2.3强化人员素质,执行作业标准(1)强化岗位相关知识的应知应会培训。制定各工种应知必会范围,定期学习、考核和举行技术比武,引进激励机制和岗位轮岗制度。(2)进行事故案例教育,增强安全第一的思想意识,强化作业人员对规章的理解。(3)强化停电、施工、设备临时故障等情况下《接发列车作业标准》的学习,经常进行非正常情况下接发列车和应急处理能力的实作演练,提高非正常情况下的应变处理能力。(4)施工中严格执行登记、消记制度,严格执行单一指挥的原则。把握好威胁运输安全的3个时候:施工开始的时候、施工完了进行调试的时候、设备临时故障的时候。(5)严格管理,造就一批训练有素,能严格执行规章制度、作业标准化的职工队伍。3消除不稳定因素,奠定坚实安全.“三戒”:一戒推诿扯皮。避免各部门的本位主义,相互扯皮、责任不明易产生安全漏洞;二戒信息梗塞。从提报施工方案到施工的全过程,各系统间、系统内部各业务科室间,以及各工种间要强化信息的沟通与联系,避免不了解情况的盲目作业;三戒各自为战。施工中要考虑各系统间的协调配合,互为提供方便条件。“五强”:①强化施工方案的提报和审批。施工部门提报的施工项目、内容、影响范围、施工时间要准确无误;运输部门对施工方案的编制要科学,避免施工中发生意外事件。②强化总工程师室在施工中的组织协调作用和权威性。③强化施工协调会的作用。所有与施工有关部门汇报的施工准备、配合事项要形成会议纪要,总工程师室负责督促检查落实,任一方未落实均不能施工。④强化车站对施工安全结合部的控制。根据车站设备特点,制定切实可行的安全保障措施。重点把握5个环节:影响范围、关键作业、关键岗位、作业程序、达到标准。⑤强化作业标准的执行。各系统要严格执行施工操作规程和作业标准。施工中严把“七关”:①把住施工协调关。涉及多部门、多单位的施工,对结合部要明确分工、落实责任。②把住请点关。严格落实施工不行车、行车不施工原则,能纳入“天窗”内的维修作业,一律在“天窗”内进行。③把住现场监控关。监控干部要重点检查安全措施的落实情况。④把住施工试验和列车放行关。施工接近尾声时,施工现场和人员易出现忙乱现象,不完全具备开通条件时,坚决不放行列车。⑤把住施工中行车设备运用和控制关。严禁超范围施工,施工方案中没有涉及的行车设备,一律不准动,特别是不准提前动行车设备进行施工准备。⑥把住非正常情况下接发列车作业关。严把施工中的“闭塞、进路、凭证”三关。⑦把住列车运行组织关。机务、车务部门要认真学习《施工方案》,按调度命令正确出示《运行揭示》,编制《施工明示图》;机车乘务员、运转车长要熟悉施工方案,认真抄录《运行揭示》。铁路是大联动机,须各工种协同作业。随着铁路新技术、新设备的大量采用,加强施工过程中设备、制度、人员之间的协调、配合,以及结合部的管理,必能达到自控、互控、他控,保证铁路运输安全的持续稳定。
高速铁路混凝土常见问题及对策论文
摘要: 混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,混凝土施工中出现的质量问题有共性的,还有由于结构特殊性而存在的个性问题。如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。
关键词: 铁路;混凝土;含气量;隧道
混凝土工程在铁路工程中占有很大比重,由于铁路建设标准高、技术要求高、质量目标高,因此,混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都应充分重视,特别施工过程中必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。
1共性质量问题及对策
混凝土离析、泌水
铁路混凝土离析、泌水比较常见,其直接后果是混凝土可泵性差,难以振捣密实,对混凝土外观及实体质量影响较大。
混凝土离析、泌水的原因有以下几方面:
(1)水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料及减水剂、防腐剂等外加剂质量波动较大,导致胶凝材料与外加剂的适应性变差。
(2)粗、细骨料粒形变差,特别是针片状颗粒增多,细骨料细度模数增大10%以上,混凝土问题更加明显。
(3)粗、细骨料含水率变化大,没有按要求正确换算施工配合比,混凝土单方用水量偏大。
(4)混凝土净搅拌时间不足90s-120s,搅拌机拌合叶片上残余混凝土没有及时清理,导致混凝土搅拌不均匀,减水剂性能没有充分发挥。搅拌设备计量偏差大,没有按施工配合比生产混凝土。
(5)混凝土运输中没有转动运输罐,有二次加水现象。
预防及处理措施:
(1)严格控制原材料进场质量,不合要求的原材料禁止进场使用。重点了解掌握粉煤灰、减水剂等原材料的质量特性,含品质指标、质量波动情况。对质量波动大的除按要求做好品质质量检测外,还应每批对减水剂与胶凝材料相互进行适应性验证检测,对适应性差的不应生产混凝土,最好对减水剂予以调整或退换胶凝材料。
(2)对由于骨料原因引起的混凝土离析、泌水的,可通过增加砂率,调整粗骨料各级比例,增加胶凝材料用量等方法解决。实践证明砂率增加3%,粗骨料比例调整,胶凝材料总量在耐久性要求的允许范围内增加对混凝土结构实体强度、耐久性及长期性影响较小。
(3)对粗、细骨料均化处理,避免含水率变化过大。并勤测含水率,及时调整施工配合比。保持混凝土施工用水量与理论配合比相差不宜超过5kg/m3。
(4)定期检查、维护、保养搅拌设备,严格执行混凝土生产管理程序。
(5)加强混凝土运输过程管控,运输车中积水应倾倒干净,不得二次加水。
混凝土坍落度、含气量损失大
混凝土坍落度、含气量损失大也是非常棘手的`问题,如果处理不当,混凝土将无法正常浇注施工,硬化混凝土质量也无法保证。混凝土坍落度、含气量损失大的原因如下:
(1)原材料中粉煤灰吸附性强、水泥C3A含量高、减水剂(含引气剂)保坍保气性能差,粗、细骨料含泥量高。
(2)胶凝材料、骨料温度高,环境温度高,使混凝土中水分蒸发加大加快,从而导致混凝土坍落度、含气量损失大。
(3)施工组织不当,混凝土运输及浇注等待时间过长也是导致混凝土坍落度、含气量损失大的重要原因之一。
预防及处理措施:
(1)避免使用磨细粉煤灰及高C3A含量水泥,减水剂保坍保气性能应满足工程需求,粗、细骨料含泥量应符合标准要求。当胶凝材料、骨料性能难以改变时,应匹配合适的减水剂。并根据原材料性能、混凝土运距、浇注方式、环境气候条件等设计适宜的混凝土配合比,室内配合比设计相关试验指标必须符合设计要求。
(2)高温季节做好胶凝材料储备,避免使用高温胶凝材料,对粗、细骨料洒水降温处理,使用低温地下水,错开高温时段施工。
(3)强化施工组织,混凝土拌合站与浇注现场应加强沟通协调,杜绝混凝土运输及等待浇注时间过长。
(4)未雨绸缪,混凝土在搅拌站拌合生产时,根据实际情况(运距、气温、浇注时长等)将混凝土坍落度较设计增大5%-10%,可通过增加减水剂掺量解决。
(5)一旦混凝土出现坍落度、含气量损失过大,无法满足浇注施工,而废弃处理成本损失又较大时,可采取如下处理措施:①在现场混凝土入泵口(泵送设备搅拌锅中)采用雾化装置均匀加入减水剂,严禁加水。②将混凝土运回搅拌站,按照理论配合比相同的掺合料掺量、水胶比二次加入混凝土车中剩余混凝土浆体总量3%-5%的浆体,加入浆体的同时应高速搅拌罐车直至混凝土均匀。如还不能满足要求,再加入减水剂。③对二次处理后的混凝土浇注部位,应做好详细记录,并增加检查试件数量,及时对混凝土实体质量进行验证。
实践证明,混凝土二次处理中,增加5%的胶凝材料浆体和的减水剂掺量对混凝土实体质量影响较小。
混凝土含气量不符合要求
因结构耐久性要求,《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010对混凝土含气量做了明确的规定,见表1。
在施工现场混凝土含气量不符合要求的也屡见不鲜,但大多数人都没有引起足够重视,更谈不上如何去应对处理。实际上含气量是混凝土拌合物性能中重要指标之一,其对混凝土的浇注、力学、耐久及长期性影响较大,如处理不当会留下质量隐患。
混凝土含气量不符合要求的原因分析如下:
(1)粉煤灰质量波动大,玻璃珠颗粒数量及形态变化都可导致含气量的变化。水泥质量波动大,引气剂质量差,减水剂与胶凝材料适应性差。
(2)粗、细骨料含泥量、粉尘含量高,颗粒级配变化大。
(3)混凝土拌合物坍落度控制不严,与设计范围值偏差过大。
预防及处理措施:
(1)对重要结构如梁体、轨道板等混凝土正式生产前,应采用现场原材料进行试拌,实测混凝土拌合物的含气量及经时损失,不符合要求的应调整外加剂组分。
(2)随时关注粗、细骨料含泥量、粉尘含量及级配变化情况,对变化幅度大的应及时调整混凝土配合比,如增减减水剂掺量等。
(3)严格按设计要求控制混凝土坍落度。
(4)实践证明,实际施工中混凝土含气量低于最低限值1%,梁体、轨道板混凝土含气量在对施工浇注及工程质量影响较小。
混凝土粘稠、内聚力大
混凝土粘稠、内聚力大在施工现场也较常见,其直观症状可通过坍落度试验表征出来,即混凝土铲装困难,坍落度桶提起后混凝土流动缓慢,20s-30s才能静止(正常状态混凝土5s-10s后静止即可量测坍落度及扩展度),并且混凝土可塑性差,呈粘底状。此类混凝土虽然拌合物性能指标符合要求,但其可泵性较差,容易堵管,不易振捣,对工程质量及进度影响较大。
混凝土粘稠、内聚力大的原因有以下几点:
(1)粗、细骨料含泥量、粉尘含量大,使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料适应性差。
(2)胶凝材料用量大,砂率大,水胶比低。
(3)混凝土含气量低,坍落度低。
预防及处理措施:
(1)严格控制粗、细骨料含泥量及粉尘含量,尽量不使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料应匹配使用。
(2)在满足混凝土性能的基础上,尽量降低胶凝材料用量和水泥用量。混凝土砂率应合理,避免盲目选用低水胶比。
(3)在允许范围内通过调整减水剂来增加混凝土含气量及坍落度,以减轻混凝土粘稠、内聚力大的症状。
(4)调整粗、细骨料的级配比例,降低粒形差颗粒含量。
2个性质量问题及对策
由于结构部位的特殊性,如按常规来控制生产混凝土,其工程实体质量不一定满足要求。下面对隧道初支、二衬拱顶混凝土予以总结。
隧道初支混凝土
现今隧道初支湿喷工艺已普遍推广应用,但其回弹量大、早期强度(特别是1天强度)低、功效低一直困扰着我们,导致很多单位继续使用干喷工艺。分析其原因有以下几方面:
(1)液体速凝剂与减水剂适应性差,混凝土凝结时间长。
(2)混凝土坍落度较大,大部分160mm以上。二次加水现象较多。
(3)配合比设计不当,混凝土细料偏少。
(4)速凝剂用量不准确,风管风压不合适等。
(5)操作工人技术水平不高,喷射角度、距离、顺序把握不当。
预防及处理措施:
(1)避免使用缓凝型减水剂,速凝剂应与减水剂相容性良好。
(2)严格控制混凝土坍落度不宜超过160mm,不得现场二次加水。
(3)设计合理的配合比,混凝土细料(小于5mm颗粒)质量不少于材料总量的55%—60%。添加增强增韧复合型掺合料。
(4)确保喷浆设备正常工作,速凝剂计量、风管风压等满足要求。
(5)使用熟练操作工人并及时总结改进。
隧道二衬拱顶混凝土
对已建和在建铁路隧道二衬无损检测质量统计发现,有近30%隧道二衬拱顶出现混凝土不密实、脱空等质量缺陷,给隧道缺陷整治和交验带来了不少麻烦。究其原因,有施工工艺方面,也有混凝土质量方面的。对于混凝土质量方面的有以下几点:
(1)在拱顶混凝土灌注过程中,盲目加大混凝土坍落度,导致混凝土匀质性变差,浆体流失,混凝土收缩变形大。
(2)坍落度偏小,无法满足“冲顶”及混凝土自密实的需求。
(3)“冲顶”时混凝土供应不连续,间隔时间长,没有一气呵成。
(4)混凝土泵车压力不足,泵送困难。
预防及处理措施:
(1)在二衬“冲顶”时,宜适当调整混凝土施工配合比,增加1%-2%砂率,必要时增加3%-5%的胶凝材料,增加坍落度10mm-20mm,使混凝土匀质性及自密实性能良好。
(2)搅拌站混凝土生产供应应连续,避免“冲顶”时出现断料现象。
(3)确保混凝土泵车等设备正常工作。
路基边坡防护骨架混凝土
路基边坡防护骨架混凝土施工质量控制一直是个薄弱环节,有不少混凝土存在裂纹、蜂窝麻面、不密实甚至空洞等质量缺陷。原因有两方面,一是管理及施工人员思想意识上没有引起重视,没有把边坡防护当作主体工程来施工。二是施工工艺存在一些问题。关于施工工艺方面的有以下问题:
(1)混凝土坍落度偏大,导致混凝土在振动力的作用下易溜坍,不易定型。
(2)没有分层浇注或层厚偏大。
(3)模板安装质量不符合要求,接缝不严实。
(4)基底处理不到位,混凝土由于基底不密实而产生沉降裂纹。
预防及处理措施:
(1)提高管理及施工人员的质量意识,要形成铁路工程没有主体与附属之分的理念。
(2)严格控制混凝土拌合物质量,坍落度不宜大于140mm,初凝时间不宜大于4h。
(3)混凝土层厚不宜大于15cm,由下至上分层循环浇注。
(4)确保模板安装质量满足要求,接缝应严实。
(5)处理好基底,不得有虚碴层,保证其密实。
3结语
混凝土质量问题特别是拌合物性能问题,一直是施工现场需要面对和及时解决的。而影响混凝土拌合物性能的因素很多,也很复杂,有原材料、配合比方面的,也有施工工艺控制和试验检测及施工技术管理方面的,广大工程技术人员应不断学习总结,努力提高现场解决问题和保证工程质量的能力。
国内外高铁现状以及高铁特点简介1964年,日本建成世界上第一条高速铁路——东海道新干线,并以时速210km/h投入商业运营。由于修建高速铁路可以带来巨大的社会经济效益,高速铁路的辉煌业绩深受世人瞩目,法国也及时发展了独具特色的可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品TGA高速技术,并在1981年率先建成西欧第一条高速铁路。从此TGV一直牢牢占据高速轮轨的速度桂冠,目前的纪录是2007年创下的 公里/小时。欧洲有关部门做出的长远规划是到2015年,全欧高铁铁路总长达到3万公里,其中新建段9100公里,约占30%。 紧接日法之后,德国、意大利、西班牙等都相继修建了高速铁路。并且德国研制独自的ICE(Intercity-Express)机车,美国研制了具有美国特色的Acela。从1972年以后,又相继出现了磁悬浮和摆式列车,而其中的摆式列车由于其性价比较高,有可能是一种在大规模成熟铁路网基础上完成提速的高速铁路技术。 我国的高速铁路研发及建设均起步较晚,但是我国高速铁路建设近几年的发展速度有目共睹,从2008年8月1日我国第一条具有完全自主知识产权的高速铁路——京津城际铁路开通运营,到之后的武广高速铁路、郑西铁路等高速铁路的开工建设及投入运营,我国高铁建设一直得到国家大力的政策支持与资金投入。特别是在过去两年,我国多项高铁建设项目开工并建成投产,宁波~台州~温州、温州~福州、福州~厦门等客运专线相继建成通车,特别是世界上里程最长、时速350公里、全长公里的武广高速铁路开通运营,成为中国高速铁路的又一里程碑。 高速铁路在不长的时期内之所以能取得如此的发展势头,根本原因是基于轮轨系的高速技术充分发挥了既先进又实用的特点,特别是在中长距离的交通中的独特优势。实践表明,高速铁路已是当代科学技术进步与经济发展的象征。高速铁路虽然源于传统铁路,但借助于多项高新技术已全面突破常规铁路的概念,已形成一种能与既有路网兼容的新型交通系统。同时高铁还具有一些其他列车无法比拟的优点:(1)输送能力大:目前各国的高速铁路几乎都能满足最小行车间隔4分钟及其以下(日本可达3分钟)的要求。(2)速度快:法国、日本、德国、西班牙和意大利高速列车的最高运行时速分别达到了300公里、300公里、280公里、270公里和250公里。如果作进一步改善,运行时速可以达到350~400公里。(3)安全性好:高速铁路由于在全封闭环境中自动化运行,又有一系列完善的安全保障系统,所以其安全程度是任何交通工具无法比拟的。(4)受气候变化影响小,正确率高:高速铁路全部采用自动化控制,可以全天候运营,除非发生地震。由于高速铁路系统设备的可靠性和较高的运输组织水平,可以做到旅客列车极高的正点率。(5)方便快捷:高速铁路一般每4分钟发出一列车,日本在旅客高峰时每3分半钟发出一列客车,旅客基本上可以做到随到随走,不需要候车。(6)能源消耗低:如果以“人/公里”单位能耗来进行比较的话。高速铁路为1,则小轿车为5,大客车为2,飞机为7。(7)环境影响好(8)经济效益好:高速铁路投入运行以来,倍受旅客青睐,其经济效益也十分可观。日本东海道新干线开通后仅7年就收回了全部建设资金,自1985年以后,每年纯利润达2000亿日元。德国ICE城市间高速列车每年纯利润达亿马克。法国TGV年纯利润达亿法郎。
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