1、第3 0卷，第4期 2 0 0 9年7月 中 国 铁 道 科 学 CHINA RAILWAY SCIENCE V0130 No4 July，2009 文章编号：10014632(2009)04-006907 钢结构焊缝疲劳强度分析技术的最新进展 周张义，李 芾，安琪，黄运华，卜继玲 (西南交通大学机车车辆工程系，四川成都610031) 摘要：在平板焊接钢结构焊缝疲劳强度分析中，近年来国外主要发展起了等效结构应力法和表面外推热 点应力法2种新方法。等效结构应力法考虑焊趾部位的结构应力集中效应，应用改进线性化法或节点力法分析 结构应力，确保计算结果对有限单元类型、网格形状及尺寸的不敏感，从而有效区
2、分不同焊接接头类型的焊趾 结构应力集中情形；以结构应力为控制参数计算应力强度因子，在主要考虑焊趾缺口、结构板厚、载荷模式等 因素影响基础上，基于断裂力学分析确定与焊缝疲劳寿命直接相关的应力参数，导出等效结构应力转化方程； 基于上述应力计算和转化方法对焊缝疲劳试验结果数据进行处理，建立焊缝疲劳强度设计单一主sN曲线， 实现对钢结构焊缝的疲劳强度评定和寿命预测。通过比较分析可知，表面外推热点应力法适用于钢结构焊缝设 计阶段的方案比较及方案优化；等效结构应力法较适合对钢结构焊缝最终设计方案进行更为精确的焊缝疲劳强 度评定和寿命预测以及不能用表面外推热点应力法进行钢结构焊缝疲劳强度分析时。 关键词：等
3、效结构应力；网格不敏感；有限元法；焊趾；疲劳分析；表面外推 中图分类号：TG45711 文献标识码：A 对于平板焊接钢结构的疲劳设计，按照传统的 焊接细节分类法需要严格确定特定接头几何形状和 载荷模式下的名义应力及相应疲劳抗力数据r】 ， 故很大程度上影响了焊接细节分类法在工程中的应 用。为了完善或替代焊接细节分类法，针对广泛存 在的结构焊趾疲劳，新发展的2种适合于有限元技 术的表面外推热点应力法和等效结构应力法，通过 将焊趾结构应力集中考虑在应力分析之中，一方面 可适应有限元强大的应力分析技术，另一方面避免 了对疲劳设计SN曲线的选择。表面外推热点应 力法在国内相关行业的应用研究已得到普遍关
4、 注_5 。而等效结构应力法虽然在2007版ASME 锅炉及压力容器标准8、以及APIASME合于使 用性评定标准_9中均推荐将其应用于焊缝疲劳分 析，但至今国内尚未有技术文献详细介绍。有鉴于 此，本文在阐述、分析等效结构应力法的基础上将 它与表面外推热点应力法进行对比，研究分析2种 方法各自存在的优势和局限性，以及在实际工程的 结构疲劳设计中的合理应用方式。 收稿日期：2008一lO一27；修订日期：2009“-0226 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50821063) 作者简介：周张义(1982)，男，山西霍州人，博士研究生。 等效结构应力法剖析 等效结构应力法是1种新型焊接结构疲劳
5、寿命 预测技术1o la，可广泛应用于不同工业领域的各类 形式焊接承载部件的焊趾疲劳分析，如压力容器、 管道、海上平台、船舶、地面车辆等结构的管件及 平板焊接接头口 。该方法主要基于以下2项关键 技术：考虑焊趾部位的结构应力集中效应，应用 改进线性化法或节点力法分析其结构应力(即热点 应力)，确保计算结果对有限单元类型、网格形状 及尺寸均不敏感，从而有效区分不同接头类型的焊 趾结构应力集中情形；以结构应力为控制参数计 算应力强度因子，在主要考虑焊趾缺口、结构板 厚、载荷模式等因素影响的基础上，基于断裂力学 分析确定与疲劳寿命直接相关的应力参数，导出等 效结构应力转化方程。进而将其应用于处理疲劳
6、试 验结果数据，构建出单一通用的疲劳设计主sN 曲线，从而基于等效结构应力并结合该主sN曲 线进行焊接结构的疲劳强度评定及寿命预测。 70 中国铁道科学 第3O卷 11 网格不敏感结构应力计算 111结构应力定义 在焊趾缺口附近沿板厚方向的应力分布通常是 非线性的，焊趾部位垂直于竖向假设裂纹面的实际 正应力分布如图1所示。按平衡等效条件，该实际 缺口的正应力可分解为沿板厚t分布的膜正应力 m、弯曲正应力arb和非线性正应力峰值 ，结构 应力即定义为焊趾表面膜正应力和弯曲正应力之 和。若已知板厚t方向的正应力分布函数 (z)，则 结构应力 可通过常规的线性化法按下式确定： ， 1 f 一_1 I
7、 (z) l J一。 1 一 仃cz (专一z) l一 l= f【+ +Op 疑 一 图1焊趾非线性正应力分布及分解量 112 改进线性化法结构应力计算 在实际中通常不能应用式(1)计算结构应力。 因为：焊趾前沿为几何不连续区域，局部应力集中 主要受控于自平衡的非线性应力分布，在理想有限 元模型中该部位为应力奇异点，故应力分析结果对 单元类型、网格形状及网格尺寸等因素极为敏感； 对于焊接结构工程分析中应用最多的板壳有限元模 型，几何不连续处单元的应力分析结果是符合板壳 理论的收敛解，实际焊趾处的局部应力被强制服从 板壳理论，应力在板厚方向呈线性化分布，但有别 于按式(1)计算出的结构应力。 为
8、消除或降低结构应力分析结果对网格的敏感 性，等效结构应力法建议可采用改进线性化进行计 算(主要针对三维实体模型)，如图2所示。结构 应力的平衡等效条件不但要在假设裂纹面AA处 满足，还需在其临近参考面BB处满足。对于结 构应力沿板厚方向呈单调分布的情形，当截面A A和BB问表面无外力作用且可忽略惯性力时， 组成结构应力的膜正应力和弯曲正应力按式(2) 和式(3)计算。其中式(2)表征2个截面在z方 向的力平衡关系，式(3)表征2个截面相对A A截面在0点( 一0)的力矩平衡关系。 一 ( ) (2) + 鲁：=： c d + 了 c (3) 式中： ( )和 ( )分别为BB截面J=iE应力
9、和横向剪应力分布；t为焊趾处结构板厚； 为 A_A截面和BB截面间的距离。 。 r 一一，1 一 ， 图2改进线性化法结构应力计算 针对改进线性化法结构应力计算，文献 E19一文献E21进行的大量对比研究表明，在 三维应力集中情况下结构应力对网格的敏感性并不 能得到完全解决。文献E22对这一问题的解释 是：等效结构应力法的结构应力对网格不敏感性根 本上应采用节点力法实现，改进线性化法仅在网格 尺寸可足够准确描述分析部位几何特征的情形下作 为1种可选方法。 。 113节点力法结构应力计算 节点力法结构应力的计算原理：组成结构应力 的膜正应力分量和弯曲正应力分量分别由作用在其 板厚截面上的轴向线力
10、厂和线力矩m导致，如图3 所示，。进而可按式(4)材料力学的简单梁公式计 算膜正应力和弯曲正应力。 l。mjn 1 一6mt 、 ，1 1 目 f ， 图3节点力法结构应力计算原理 在具体有限元分析中，计算结构应力所需的线 力和线力矩由节点力和力矩分析结果依据单元形函 第4期 钢结构焊缝疲劳强度分析技术的最新进展 数按功等效原理导出，即节点力或力矩在节点位移 上的做功等于线力或线力矩在相同节点位移上的做 功。式(5)和式(6)分别为计算模型采用三维二 阶壳单元时，计算线力和线力矩应用的方程。其他 单元的相应求解公式见文献8。 rf13(6NF1+2NF3一NF2)(2叫) 厂2一一3(2NF1
11、-4-2NF33NF2)(4叫)(5) 【 一3(2NF1+6NF3一NF2)(2训) r优13(6NM1+2NM3一NM2)(2伽) m2一一3(2N1+2NM33NM2)(4叫) 【m33(2NM1+6NM3一NM2)(2w) (6) 式中： ，m ，N ，NMi分别为平行于单元宽度 W、垂直于假设焊趾裂纹面的3个节点的线力、线 力矩、内力和内力矩， 一1，2，3。 结构应力计算使用的节点力结果(三维二阶壳 单元有限元模型)如图4所示。 图4结构应力计算使用的节点力结果 (三维二阶壳单元有限元模型) 12等效结构应力转化 121 基于结构应力的K计算 将焊趾初始裂纹考虑为板边缘或板面半椭圆
12、表 面I型扩展裂纹，定义疲劳失效准则为出现穿透板 厚的裂纹，视结构应力为裂纹扩展远端驱动力 则 根据叠加原理，板边缘裂纹尖端的应力强度因子范 围K为 K一 I厂协(at)+ bfb(at) (7) 式中： ， 分别为结构应力范围 。的膜正 应力范围分量和弯曲正应力范围分量； (at)， fb(at)分别为膜应力和弯曲应力单独作用时确定 应力强度因子范围的无量纲权函数，可从众多文献 中查得；a和t分别为裂纹扩展深度和板厚。 122裂纹扩展分析 通过大量试验结果分析，可将整个裂纹扩展划 分为2阶段：短裂纹扩展阶段(at01)和长裂 纹扩展阶段(atO1)。预测疲劳寿命应用的裂 纹扩展方程为 td(
13、at) C(Mlkn) (K) t ( )一 (r) (8) 式中：N为预测疲劳寿命值；Mkn为焊趾缺口导致 的应力强度因子放大系数，用于短裂纹扩展阶段对 K进行修正，其计算式见文献13； 为短裂纹 扩展阶段的裂纹扩展指数，按经验取值为2；m为 常规的Paris方程裂纹扩展指数，等效结构应力法 中取值为36；J(r)为载荷弯曲比r(rAab ) 的无量纲函数，为载荷模式修正系数，可通过对式 (9)在不同，一下的积分结果进行曲线拟合得到 J(r)一 at=l f !堡 2 J Mkn (at)一rEf+(at)一fb(口) (9) 分析表明 当确定出 (r)后，式(8)表征了 l组与结构板厚t和
14、载荷弯曲比r相关的基于结构 应力范围的疲劳强度 一J，曲线。通过式(10) 对其进行适当变换，则可相应按式(11)定义能同 时考虑焊趾结构应力集中( 。)效应、结构板厚 尺寸()效应及载荷模式(，(r)效应而直接与 疲劳寿命相关的等效参量，从而构建出单一基于等 效结构应力范围的疲劳强度sN曲线。 ( )一一cN S T (11) J(r) 式中：AS为等效结构应力范围参量；J(r)为按式 (9)对大量积分结果数据进行曲线拟合得出的载荷 模式修正无量纲函数，J(r)一0294+ 0846r+25815。 123 疲劳设计主SN曲线确定 基于以上焊趾结构应力计算及等效结构应力转 化技术，文献12对
15、近50多年来的上千个焊接 接头疲劳试验结果数据进行了重新处理，经线性回 归统计分析，确定出了基于等效结构应力范围的疲 劳设计主sN曲线，95 存活率下其确定方程为 1 0 n n N 72 中国铁道科学 第30卷 1ogN一11442 309 13055 8531ogAS (12) 由于构建的基于等效结构应力范围的疲劳设计 主曲线应用的所有SN数据点来自不同接头类型 (管件及平板对接、十字、纵向加强筋接头等)、载 荷模式(远端纯拉伸、纯弯曲及复合状态)、结构 板厚(从5至100 mm)、母材强度(普碳钢、中 高强度钢)等试件的试验结果，并囊括了约100个 全尺寸管件和平板接头试件(部分来自支撑
16、BS 7608标准疲劳设计曲线的数据)。统计表明_1 ，所 有SN数据点以标准差表征的分散度水平约为 025，较某些单一接头细节基于名义应力表征的试 验结果分散度还小。可见，一方面不同接头类型的 焊趾结构应力集中差异，在网格不敏感结构应力计 算中得到了有效区分；另一方面焊趾缺口、板厚尺 寸及载荷模式3类主要疲劳影响因素，则在基于断 裂力学原理的等效结构应力转化中得到了合理考 虑。故试验数据的分散度得到了很大程度上的压 缩，相应确定的SN曲线用于疲劳设计时具有较 高的精度和可靠性。 13实用分析 通过以上对等效结构应力法较全面的分析探 讨，可知其在实际应用中最主要是需按规定方法严 格计算关注部位
17、的网格不敏感结构应力，该环节直 接决定疲劳分析的正确性和精确性。完成结构应力 分析后，即可直接应用式(11)导出等效结构应力 参量，并进而结合式(12)所示的主sN曲线进 行疲劳强度评定及寿命预测。 在结构应力计算中，所有情形下均建议唯一采 用节点力法。因为对于基于位移的有限元法，节点 力是最精确和对网格最不敏感的的结果量之一，且 其在所有节点及单元部位均自动满足平衡条件。故 由分析部位节点力结果直接导出结构应力能达到普 遍意义的网格不敏感性，并确保分析精确性。而改 进线性化法根本上基于对单元类型、网格形状和尺 寸均较敏感的有限元应力结果，结构应力的网格不 敏感性并不能得到完全保证，尤其是复杂
18、的三维应 力集中情形。 此外必须指出，尽管等效结构应力法的结构应 力分析技术具有较高的可靠性和优越性，但这种方 法是建立在需对有限元分析结果进行复杂而严格的 后处理及数学运算之上的。故具体应用中各细节的 正确实施至关重要，如节点力结果必须在规定的局 部坐标系下导出。 不难看出，等效结构应力法要在 工程中得到常规应用，则首先必须开发出相应的结 构应力计算程序软件，否则十分不利于工程应用。 2 等效结构应力法与表面外推热点应 力法的对比分析 等效结构应力法与表面外推热点应力法具有相 同的前提条件，即均试图通过在应力分析中考虑焊 趾结构应力集中，以克服名义应力法在应力计算和 SN曲线确定上面临的诸多
19、困难。此外，2种方 法都主要针对焊趾疲劳，对起始于焊根、内部焊接 缺陷等其他疲劳失效情形不适用。然而，进一步的 对比分析表明，2种方法亦存在较大差异。 (1)虽然2种方法定义的焊趾结构或热点应力 均为满足平衡等效条件的膜正应力和弯曲正应力之 和(如图1和式(1)所示)，但按表面线性外推法 (如图5和式(13)所示)或表面二次外推法(如 图6和式(14)所示)确定的焊趾热点应力值并不 一定能满足该平衡等效条件；等效结构应力法采用 的节点力法或改进线性化法焊趾结构应力计算，则 可严格按其定义满足平衡等效条件。此外，由于有 限元节点力计算结果对网格的敏感性远低于应力计 算结果，故节点力法结构应力计算
20、可实现对网格的 不敏感，较表面外推法热点应力计算具有明显优 势。 蝰值应力 图5热点应力的表面线性外推法 图6热点应力的表面二次外推法 第4期 钢结构焊缝疲劳强度分析技术的最新进展 一塑 (13) 1 Z2一Z1 。一x2z3(z3一X2) 。(z1)+ z1z3(z1一z3) (z2)+ z1X2(x2一X1) (z3)_JL 2 3(z3一X2)卜I 1z3( 1一z3)+z1z2(z2一z1) (14) 式中：z ，zz，z。分别为外推点1，2，3与焊趾 热点之间的距离； (z )， (zz)， (z。)分别为外 推点1，2，3处的结构应力值。 (2)表面外推热点应力法直接应用热点应力作
21、 为疲劳应力控制参量，板厚尺寸和载荷模式效应通 常按经验修正公式考虑，焊趾缺口效应则完全在热 点应力SN曲线中统计考虑；等效结构应力法则 基于断裂力学原理的应力转化技术，应用等效结构 应力作为疲劳应力控制参量，对上述3类疲劳影响 效应进行更为严格的理论考虑。 (3)由于受外推技术本身所限，平板件和管件 接头的热点应力通常不能共用相同的外推方法。且 对于焊趾结构应力集中程度较低及影向范围较小的 接头形式，如简单对接、十字或丁字接头等，外推 热点应力值常与名义应力值相同，即焊趾结构应力 集中效应不能确保得到有效捕捉，故对这些接头不 能应用该方法进行强度分析；等效结构应力法则不 受上述限制，其可完全
22、通用于对所有类型形式的管 件及平板件焊接结构的疲劳分析。 不难看出，与表面外推热点应力法相比，等效 结构应力法具有更为严格的理论基础，它的网格不 敏感结构应力计算及等效结构应力转化2项关键技 术，使其具有多方面优越性，如分析部位无严格的 有限元网格离散要求、焊趾热点部位的应力计算结 果精确可靠、相应疲劳强度评定及寿命预测精度较 高等。但由于节点力法或改进线性化法的结构应力 分析需对有限元计算结果进行较为复杂的后处理， 故在无专业软件支持的情况较难在工程实际中得到 常规应用。而表面外推热点应力法的具体实施则相 对较为简易，有利于工程实际应用。 通过分析可知，表面外推热点应力法和常规细 节分类法适
23、用于焊接结构疲劳设计阶段的方案比较 及方案优化改进；等效结构应力法较适合对结构最 终方案进行更为精确的疲劳强度评定及寿命预测或 应用于前2种方法均不适用的情形。 3结论 (1)等效结构应力法的结构应力可应用有限元 法确定，且通过将其转换为能同时考虑结构应力集 中、板厚及载荷模式效应的等效结构应力，疲劳设 计采用单一的主SN曲线，从而避免了焊接细节 分类法对结构复杂接头部位名义应力值及相应疲劳 设计SN曲线的确定难度。 (2)由于有限元节点力计算结果对网格的敏感 性远低于应力计算结果，故等效结构应力法采用的 节点力法结构应力计算可实现对网格的不敏感，较 基于表面外推法的结构应力计算具有明显优势。
24、 (3)等效结构应力法具有广泛的适用性，可应 用于不同工业领域的各类形式焊接承载部件的疲劳 设计和分析，在铁道行业中，诸如桥梁、特别是机 车车辆等领域具有参考和借鉴价值。 (4)等效结构应力法的结构应力计算需对有限 元分析结果进行相对复杂的后处理，且其仅适用于 潜在的疲劳失效发生于焊趾部位的情形，对起始于 焊根以及内部焊接缺陷等疲劳失效情形不适用。 参 考 文 献 中华人民共和国铁道部TB 10002220o5 J4612OO5铁路桥梁钢结构设计规范Is北京：中国铁道出版社， 2005 BSIBS 7608-1993 Code of Practice for Fatigue Design an
25、d Assessment of Steel Structures IsLondon：British Standards Institution，1995 HOBBACHER A FXIII-153996xV一84596 Fatigue Design of Welded Joints and Components IsCambridge： Abington Publishing，1996 周张义，李芾，卜继玲基于名义应力法的焊接结构疲劳强度评定方法研究I-J内燃机车，2007(7)：14 (ZH0U Zhangyi，LI Fu，BU JilingStudy of Fatigue Strength
26、 Assessment Methods of Welded Structures Based on Nomil StressJDiesel Locomotives，2007(7)：1-4in Chinese) 周张义，李芾，黄运华基于热点应力的焊缝疲劳强度评定研究J内燃机车，2008(7)：15 1 2 3 4 5 74 中国铁道科学 第3O卷 6 7 8 9 ElO 113 E123 13 14 15 16 17 18 193 20 21 22 (ZHOU Zhangyi，LI Fu，HUANG YunhuaStudy of Fatigue Strength Assessment of We
27、lds Based on Hot Spot StressJINese1 Locomotives，2008(7)：1-5in Chinese) FRICKE Recommended Hot Spot Analysis Procedure for StructuraI Details of FPs0 s and Ships Based on Round Robin FE AnalysesJInternational Journal of Offshore and Polar Engineering，2002，12(1)：4O一47 LOTSBERG I，SIGI瓜DSS0N GHot Spot S
28、tress N Curve for Fatigue Analysis of Plated StructuresJ Journal of 0ffshore Mechanics and Arctic Engineering，2006，128(4)：330336 ASME2007 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII Division 2 Part 5：Design by Analysis Require ments rs_New York：The American Society of Meehanica1 Engineers，2007
29、 APIAPI 5791ASME FI 一1 Fitness-for-ServicesWashington：The American Petroleum Institute，2007 DDNG P，H0NG J K，CA0 zA New Mesh-Insensitive Procedure for Characterizing Stress Concentration at weldsc2001 AsME Pressure Vessels and Piping ConferenceAtlanta：The American Society of Mechanical Engineers，2001
30、：85103 DONG PA Structural Stress Definition and Numerical Implementation for Fatigue Analysis of welded JointsJ Internationa1 Journa1 of Fatigue，2001，23(1O)：865876 D0NG P，H0NG J K，OSAGE D，et a1Master S_一N Curve Method for Fatigue Evaluation of Welded Compo nentsRNew York：Welding Research Council，200
31、2：1-50 D0NG P，H0NG J K，CA0 ZStresses and Stress Intensities at Notches：“Anomalous Crack Growth”Revisited JInternational Journal of Fatigue，2003，25(911)：811825 D0NG P，H0NG J K，0SAGE D，et a1Assessment of ASME s FSRF Rules for Vessel and Piping We1ds Using A New Structural Stress MethodJWelding in the
32、w0r1d，2003，47(12)：3143 DONG P，HONG J KCAE weld Durability Prediction：A Robust Single Damage Parameter Approach I-cSAE 2002 Wor1d CongressDetroit：Society of Automotive Engineers，2003：1-13 DONG PA Robust Structural Stress Method for Fatigue Analysis of Ship StructuresCThe 22nd International Conference
33、 on Offshore Mechanics and Arctic EngineeringCancun：The American Society of Mechanical Engineers， 2003：1-13 D0NG P，HONG J KThe Master S_一N Curve Approach to Fatigue Evaluation of Offshore and Marine Structures CThe 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic EngineeringVancouver：T
34、he American Society of Mechanica1 Engineers，2004：1-9 KYUBA H。D0NG PEquilibrium-Equivalent Structura1 Stress Approach to Fatigue Analysis of A Rectangular Hollow Section JointJInternational Journal of Fatigue，2005，27(1)：8594 DOERK O，FRICKE W，WEISSENB0M CComparison of INfferent Calculation Method for
35、Structura1 Stresses at welded JointsJInternational Journal of Fatigue，2003，25(5)：359369 PoUTIAINER I，TANSKANEN P，MARQUIS GFinite Element Method for Structural Hot Spot Stress Determi nation-A Comparison of ProceduresJInternational Journal of Fatigue，2004，26(11)：11471157 FRICKE WKAHL八Comparison of Di
36、fferent Structural Approaches for Fatigue Assessment of We1ded Ship StructuresJMarine Structures，2005，18(7)：473488 D0NG P，PRAGER M，0SAGE n The Design Master N Curve in ASME DIV 2 Rewrite and Its Validations JWelding in the wor1d，2007，51(5-6)：5363 Latest Development of Fatigue Strength Analysis Techn
37、ology for Welds in Steel Structures ZHOU Zhangyi，LI Fu，AN Qi，HUANG Yunhua，BU Jiling (Department of Vehicle Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu Sichuan 610031，China) Abstract：Aiming at the fatigue strength analysis of welds in welded steel structures，two new methods 第4期 钢结构焊缝疲劳强度分析技术的最新
38、进展 75 were mainly developed recently in overseas countries，including equivalent structural stress method and surface extrapolation hot spot stress methodFor the equivalent structural stress method，the structural stress was analyzed by modified linearization or nodal forces approach by considering th
39、e welded toe struc tural stress concentration effectIn that the stress calculation results were insensitive to the finite element type，mesh shape and dimensions，SO the welded toe structural stress concentration conditions for different welded joints could be distinguished effectivelySubsequently the
40、 stress intensity factor was calculated by using the structural stress as the control parameterBased on mainly considering the effects of the welded toe notch，plate thickness and loading mode，the stress parameter relevant to the fatigue lives of welds di rectly were defined by using the fracture mec
41、hanics and the formula for equivalent structural stress trans formation was determinedBased on the above method of stress calculation and transformation，the fatigue testing results data were analyzedThen the single fatigue design master SN curve，which is necessarily important in the fatigue strength
42、 assessment and life prediction，was establishedIt is known from the comparisons and analyses that the surface extrapolation hot spot stress method is suit for comparing and optimizing the scheme in welded structures fatigue design step，and the equivalent structural stress method is suit for assessin
43、g the fatigue strength and predicting lives more accurately for final structural scheme，or applied in the conditions that the surface extrapolation hot spot stress method can not be used Key words：Equivalent structural stress；Mesh insensitivity；Finite element method；Welded toe；Fatigue analysis；Surfa
44、ce extrapolation (责任编辑杨宁清) (上接第68页) 的科研成果，并参考国外的相关技术标准，对预制混凝土轨道板(轨道板模板、钢筋编组、预埋件安装、混凝土养护、封 锚砂浆填压)及原材料(粗细骨料、水泥、水、外加剂、预应力筋和锚具)的技术要求、试验方法、检验规则、标识、存 放、运输、装卸以及质保期等进行了详细规定，以满足结构设计和施工的要求。研究成果形成的技术条件于2008年4月通 过了铁道部科技司组织的技术评审，并于2008年6月3日向全路行文发布，全面指导CRTS I型板式无砟轨道混凝土轨道 板的设计和制造。目前已推广应用于广珠、广深港、海南东环、新广州、沪宁、哈大等客运专线
45、建设。 6客运专线铁路CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件 查阅了国内外相关技术资料，对原材料进行比选，初步确定原材料及砂浆的技术指标，研究沥青改性工艺及改性沥青 性能、沥青乳化工艺及乳化沥青性能、干料性能、砂浆搅拌工艺、砂浆配制和灌注施工技术。揭示了CRTS11型板式无砟 轨道水泥沥青砂浆组成体系、相互作用机理，建立水泥沥青砂浆配合比设计的理论基础。研发出具有自主知识产权的水泥 沥青砂浆及其关键组成材料，提出了适用于我国CRTSII型板式无砟轨道结构和不同环境条件的、科学先进的水泥沥青砂 浆的性能指标体系及相应的试验方法和技术条件，以及水泥沥青砂浆的制备技术和施工技术。提交了“
46、板式轨道水泥沥青 砂浆(SL砂浆)再创新及其产业化研究报告”和产业化的成套技术方案。研究成果已达到国外相关产品技术水平，所研发 的相关产品已成功应用于京津城际铁路、武广客运专线武汉综合试验段、哈大客运专线成高子火车站试验段，为该产品在 其他客运专线的应用奠定基础。2008年4月通过了铁道部科技司组织的技术评审。 7京津城际铁路联调联试及试运行工务工程测试道岔动力性能测试 京津城际铁路联调联试是我国首次进行的时速350 km客运专线联调联试，时速350 km的18号和39号道岔在我国也 是第1次使用。按照京津城际铁路18号和39号道岔试验研究大纲的要求，项目组对铺设于永乐站2号和lO号岔位的18
47、 号道岔及铺设于南仓站下行线的39号道岔进行了测试，主要测试内容有安全性指标、道岔部件变形、道岔关键部件强度、 无砟岔枕、轨道板、钢轨件的振动加速度、轨道刚度、转换设备性能、多机控制器性能、液压下拉装置性能、轨道静态观 测等。对测试结果的分析表明：京津城际铁路18号道岔的安全性指标、平稳性指标、部件强度、变形、转换和监测设备性 能均符合有关规定要求，动车组侧向过岔时18号道岔翼轨横向位移实测最大值达到329 ITIYI2，变形较大，建议加强对翼轨 的养护和观测。制定的道岔测试大纲、测试装备、数据处理等方面总体技术接近国际先进水平，为科学评价道岔的优缺点 以及评判道岔是否满足时速350 km动车组运行的安全性、平稳性提供了科学依据。2008年7月通过了铁道部科技司组织 的技术评审。 【下转第8O页)
