高速鐵路線下結(jié)構(gòu)典型病害分析及快速無(wú)損檢測(cè)方法分析

石春陽(yáng)

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)于高速鐵路營(yíng)運(yùn)也提出了更高的要求，而在高速鐵路營(yíng)運(yùn)時(shí)間日益增加的同時(shí)，高鐵線下結(jié)構(gòu)問(wèn)題也引起人們的高度重視。在此之上，本文簡(jiǎn)要分析了高速鐵路線下結(jié)構(gòu)典型病害的現(xiàn)狀、成因及解決方案，并從無(wú)損檢測(cè)法的原理、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)三個(gè)方面進(jìn)一步詮釋了無(wú)損檢測(cè)法在高速鐵路線下結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的作用。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;病害分析;快速無(wú)損檢測(cè)

前言：高速鐵路由于自身具備速度快、運(yùn)行穩(wěn)定、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)深受大眾喜愛，成為了當(dāng)前人們?nèi)粘３鲂兄饕慕煌üぞ咧?。然而，隨著高速鐵路客運(yùn)量的提高，高速鐵路線下結(jié)構(gòu)受到多方面因素的影響，逐漸出現(xiàn)病害問(wèn)題，包括貫穿裂縫、CA砂漿層層間離隙等，為了提高高速鐵路的運(yùn)行水平，需要開展無(wú)損檢測(cè)，以此保障高鐵線下結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。

一、高速鐵路線下結(jié)構(gòu)典型病害的分析

1.線下結(jié)構(gòu)典型病害的現(xiàn)狀

高速鐵路具有有砟軌道與無(wú)砟軌道兩種類型，傳統(tǒng)的線下結(jié)構(gòu)往往采用有砟軌道，但隨著科技的進(jìn)步，有砟軌道開始逐漸出現(xiàn)噪音大、破損嚴(yán)重等問(wèn)題。而無(wú)砟軌道相比之下更加穩(wěn)定且沉降小，更加適合在粘土深路地帶或者松軟路基鋪設(shè)。根據(jù)目前高鐵線路路段來(lái)看，普通高鐵線下結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)路基頂部脫空、CA砂漿層脫空等病害，這對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重大影響，因此需要重視線下結(jié)構(gòu)病害的處理。

2.線下結(jié)構(gòu)典型病害的成因

在一般路段中，引起高鐵線下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害的方式主要有：（1）鐵路澆筑時(shí)，制模精讀不高致使軌道板彎曲;（2）設(shè)計(jì)配筋時(shí)，配筋大小不一致也會(huì)造成軌道板內(nèi)部出現(xiàn)孔洞等病害;（3）CA砂漿層施工時(shí)，灌注工藝、養(yǎng)護(hù)方式等與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不匹配，導(dǎo)致支撐板在實(shí)際施工時(shí)鋼筋綁扎錯(cuò)位，引起支撐板開裂現(xiàn)象。

3.線下結(jié)構(gòu)典型病害的解決方案

對(duì)于高鐵線下結(jié)構(gòu)的病害需采取針對(duì)性解決方案：（1）道床病害，需要相關(guān)人員加強(qiáng)地表和機(jī)床排水設(shè)施，并定期清渣;（2）路基深層凍害，這種問(wèn)題多由地下水所致，因此需對(duì)地下水進(jìn)行攔截疏干，盡量降低地下水水位，并對(duì)軟土路基加固、碾壓夯實(shí);（3）路基表層凍害，對(duì)已出現(xiàn)的裂縫加以封填，并在路基表面做好表層防水裝置，確保凍脹路基有效的進(jìn)行排水。

二、高速鐵路快速無(wú)損檢測(cè)方法

1.無(wú)損檢測(cè)法的原理

高鐵線下結(jié)構(gòu)從上到下是由軌道板、CA砂漿層、支撐板、路基組合而成。從列車行進(jìn)的方向可將高鐵線下結(jié)構(gòu)看作層狀介質(zhì)，而從垂直方向來(lái)看則視為三維空間分布結(jié)構(gòu)。目前，快速無(wú)損檢測(cè)法中的彈性波法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了但分量多通道檢測(cè)的目的。它主要的工作原理是當(dāng)高鐵線下結(jié)構(gòu)發(fā)生局部變化時(shí)，波的傳播特性也會(huì)隨之改變，此時(shí)，采用點(diǎn)-點(diǎn)式采集法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以通過(guò)對(duì)響應(yīng)信號(hào)的處理來(lái)推斷線下結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。由于波的傳播是從地表向下傳播，一旦遇到介質(zhì)就會(huì)發(fā)生反射，而不同介質(zhì)反射的情況有所差異，所以根據(jù)反射波的強(qiáng)弱程度，進(jìn)而推測(cè)處地下環(huán)境中介質(zhì)狀況。

2.CA砂漿層病害檢測(cè)

CA砂漿層是板式軌道主要彈性調(diào)整層，它承受著由鋼軌和軌道板之間向下傳遞的壓力與振動(dòng)，并為高速列車的快速行駛提供減震作用。因此，CA砂漿層的性能將直接決定軌道結(jié)構(gòu)的安全性和持久性。目前對(duì)于CA砂漿層的檢測(cè)主要采用動(dòng)檢車檢測(cè)、車載雷達(dá)檢測(cè)法等。其中動(dòng)檢車檢測(cè)是通過(guò)動(dòng)檢車輛放大振動(dòng)響應(yīng)來(lái)評(píng)價(jià)路段狀態(tài)的方式，它可以判斷軌道板振動(dòng)的幅度，但卻無(wú)法辨別病害類型。而車載雷達(dá)檢測(cè)法則是在軌道檢測(cè)車輛上安裝雷達(dá)天線，當(dāng)車輛行駛時(shí)，列車可以通過(guò)一定速度發(fā)射或接收到高頻脈沖電磁波信號(hào)，應(yīng)用追蹤手段對(duì)線下結(jié)構(gòu)的病害進(jìn)行劃分，通常情況下，車載雷達(dá)所需電磁信號(hào)容易受到金屬的干擾，而軌道板存在鋼筋網(wǎng)，這對(duì)于雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果極易造成巨大誤差[1]。

3.快速檢測(cè)系統(tǒng)與三維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

一般情況下，快速檢測(cè)法主要需要地震儀、耦合裝置、檢波器、計(jì)算機(jī)、主電纜、電源、激發(fā)裝置等設(shè)備，借助這些裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)高鐵線下結(jié)構(gòu)的有效檢測(cè)。在以往的無(wú)損檢測(cè)法中，檢波器都是單個(gè)排列，每發(fā)動(dòng)一次檢波器就會(huì)造成堅(jiān)持速度變慢，為了實(shí)現(xiàn)高鐵的正常運(yùn)行，檢測(cè)時(shí)間為凌晨0點(diǎn)到4點(diǎn)，所以為了在這四小時(shí)內(nèi)完成檢測(cè)工作，必須提高工作效率，為達(dá)到快速檢測(cè)的目的，對(duì)此建立了針對(duì)性三維數(shù)據(jù)采集技術(shù)，為了保障檢測(cè)人員的安全，檢測(cè)時(shí)需要身穿反光衣，所有儀器皆貼上反光膠帶，并確保出場(chǎng)時(shí)無(wú)任何遺留物件[2]。

結(jié)論：綜上所述，快速無(wú)損檢測(cè)法對(duì)于高鐵路線線下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的CA砂漿層層間離隙、貫穿裂縫等病害具有良好的操作效果。線下結(jié)構(gòu)病害一旦嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致軌道板振動(dòng)或者噪音擴(kuò)大，長(zhǎng)此以往，必然造成高速鐵路運(yùn)行出現(xiàn)安全隱患，針對(duì)鐵路路線檢測(cè)速度快、要求高等特點(diǎn)，研發(fā)出快速檢測(cè)系統(tǒng)，由此提高高速鐵路運(yùn)行的質(zhì)量，為人們的出行提供便捷。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘鵬飛，車愛蘭，馮少孔，張騰瑜.高速鐵路線下結(jié)構(gòu)典型病害分析及快速無(wú)損檢測(cè)方法研究[J].振動(dòng)與沖擊，2017，36（11）：154-160.

[2]江凱，蘇謙，白皓，劉朝軍.大數(shù)據(jù)環(huán)境下高速鐵路線下結(jié)構(gòu)檢測(cè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2016，60（03）：24-28.