【正文】 設(shè)計(jì)要求（4） 無(wú)砟軌道預(yù)制件設(shè)計(jì)圖、制造技術(shù)要求及成套裝備（5） 無(wú)砟軌道施工工藝及成套裝備3）客運(yùn)專線無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（1） 橋上無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（2） 路基上無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（3） 隧道內(nèi)無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（4） 岔區(qū)無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)(5） 過(guò)渡段軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)（6） 無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)預(yù)制件設(shè)計(jì)技術(shù)（7） 無(wú)砟軌道與站后工程的接口設(shè)計(jì)技術(shù)4）客運(yùn)專線無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)技術(shù)（1） 橋上無(wú)砟無(wú)縫線路設(shè)計(jì)技術(shù)（含區(qū)間、岔區(qū)）（2） 無(wú)縫線路關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)技術(shù)（含伸縮調(diào)節(jié)器、絕緣接頭、凍結(jié)接頭）（3） 無(wú)砟無(wú)縫線路鋪設(shè)技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備研制5）客運(yùn)專線無(wú)砟軌道工程材料的試驗(yàn)研究（1） 路基上無(wú)砟軌道水硬性支承層材料的研制（2） 路基面瀝青防水層材料的研制（3） 無(wú)砟軌道吸音板材料的研制（4） 板式軌道凸形擋臺(tái)填充樹(shù)脂材料的研制（5） 過(guò)渡段道砟粘結(jié)材料的研制（6） 橋上隔離層及橡膠墊層的研制(7） 減振型板式軌道橡膠墊層的研制（8） 硬質(zhì)泡沫塑料板的研制（9） 道床板及底座混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化（10）錨固銷釘及錨固材料的研制6）客運(yùn)專線板式軌道CA砂漿及成套裝備的研制（1） 瀝青乳劑的研制（2） CA砂漿原材料要求及配合比設(shè)計(jì)（3） CA砂漿施工工藝及成套設(shè)備的研制（4） CA砂漿注入袋的研制(5） CA砂漿調(diào)整層修補(bǔ)技術(shù)7）客運(yùn)專線無(wú)砟軌道制造、檢測(cè)技術(shù)及成套裝備的研制（1） 混凝土軌道板制造工藝及成套設(shè)備的研制（2） 雙塊式軌枕制造工藝及成套設(shè)備的研制（3） 桁架式岔枕制造工藝及成套設(shè)備的研制8）客運(yùn)專線無(wú)砟軌道施工、檢測(cè)技術(shù)及成套裝備的研制（1） 板式軌道施工工藝及成套設(shè)備的研制（2） 雙塊式無(wú)砟軌道施工工藝及成套設(shè)備的研制（3） 岔區(qū)無(wú)砟軌道施工工藝及成套設(shè)備的研制2. 無(wú)砟軌道設(shè)計(jì) 無(wú)砟軌道的技術(shù)特點(diǎn)1）強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)，有砟軌道20年，無(wú)砟軌道60年。2）幾何平順性好，保持能力強(qiáng)，技術(shù)速度更高3）維修量小，養(yǎng)護(hù)人員少，簡(jiǎn)化養(yǎng)護(hù)維修體制，無(wú)需大型養(yǎng)護(hù)機(jī)械4）橫向穩(wěn)定性好，可以設(shè)置較大的曲線超高，可減小線路曲線半徑，使線路選線具有較大的靈活性。5）縱向穩(wěn)定性提供更好的防爬能力，可使線路設(shè)計(jì)更大的縱坡，適應(yīng)地形好，節(jié)省工程費(fèi)。6）軌道高度降低，節(jié)省隧道空間，降低橋梁二期恒載，相應(yīng)降低相關(guān)工程費(fèi)。7）特別適合在高速客運(yùn)專線和長(zhǎng)大隧道內(nèi)修建，技術(shù)性先進(jìn)、節(jié)省維修量，速度目標(biāo)值可靠。8）環(huán)保：避免特級(jí)道砟開(kāi)采、水洗破壞環(huán)境和景區(qū)風(fēng)貌。1）對(duì)路基穩(wěn)定性和沉降值要求高（客專15～20mm），基礎(chǔ)處理費(fèi)用較高。目前京津城際路基下沉最大47mm，預(yù)測(cè)還將發(fā)生30mm。2）～，但全壽命經(jīng)濟(jì)效益仍優(yōu)于有砟軌道。3）軌道一旦破壞，修復(fù)難度較大。 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)確定的無(wú)砟軌道種類適用性目前標(biāo)準(zhǔn)參考圖編制種類：彈性支承塊式CRTSⅠ型雙塊式CRTSⅡ型雙塊式CRTSⅠ型板式CRTSⅡ型板式預(yù)埋鐵座式彈性可調(diào)扣件可調(diào)式彈性扣件是為秦嶺特長(zhǎng)隧道內(nèi)彈性支承塊式無(wú)砟軌道上使用而研發(fā)的。它是一種預(yù)埋鐵座、無(wú)擋肩、不分開(kāi)、可調(diào)式彈條扣件。由ω型彈條、軌距擋板、絕緣軌距塊、軌下膠墊、預(yù)埋鐵座、T型螺栓、平墊圈、蓋型螺母及調(diào)高墊片等組成。其主要技術(shù)參數(shù)如下：設(shè)計(jì)參數(shù)：1. 軌距：1435mm。2. 軌底坡：在鐵墊板上設(shè)置1:40軌底坡。3. 鋼軌縱向阻力：一般地段大于9kN（每組扣件），小阻力地段為4kN（每組扣件）。4. 節(jié)點(diǎn)剛度：A型：墊板靜剛度為20～30kN/mm，扣件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)靜剛度為35kN/mm。B型：墊板靜剛度為30～40kN/mm，扣件系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)靜剛度為50kN/mm。5. 疲勞性能：扣件系統(tǒng)按EN131464進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)300萬(wàn)次荷載循環(huán)后零部件無(wú)傷損，軌距擴(kuò)大小于6mm，且扣壓力變化≤20%、 鋼軌縱向阻力變化≤20%、節(jié)點(diǎn)靜剛度變化≤25%。（試驗(yàn)荷載參數(shù)：Pv/cosα=70kN，L/V=，α=26176。，X=15mm）。6. 絕緣電阻：扣件系統(tǒng)按EN131465進(jìn)行測(cè)試，兩軌間絕緣電阻大于3Ωkm，并滿足軌道電路的要求。7. 惡劣環(huán)境條件影響：扣件系統(tǒng)經(jīng)EN131466所述300h鹽霧試驗(yàn)之后，用手工拆卸工具能順利拆卸。8. 鋼軌左右位置調(diào)整量：?jiǎn)喂射撥壸笥椅恢谜{(diào)整量：6～+6mm；軌距調(diào)整量：12～+12mm，連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)整。9. 鋼軌高低位置調(diào)整量：30mm，調(diào)整級(jí)別為1mm，采用充填式墊板可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)整。10. 彈條扣壓力及彈程：W1型彈條：扣壓力大于9kN，彈程14mm；X2型彈條：扣壓力6kN，彈程12mm。11. 預(yù)埋套管抗拔力：不小于100kN。 無(wú)砟軌道的適用范圍設(shè)計(jì)速度200km/h以下，無(wú)砟主要考慮鋪設(shè)于長(zhǎng)大隧道地段、長(zhǎng)橋地段及橋隧相連地段，其余地段以有砟軌道為主。主推無(wú)砟軌道類型有：彈性支承塊無(wú)砟軌道CRTSⅠ型雙塊式框架式軌道板 設(shè)計(jì)速度300km/h~350km/h，原則上全線鋪設(shè)無(wú)砟軌道，主推軌道類型有：CRTSⅠ型雙塊式、CRTSⅡ型雙塊式、CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式。其中溫暖地區(qū)CRTSⅠ型雙塊式、CRTSⅡ型雙塊式采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，寒冷地區(qū)可考慮分塊式單元結(jié)構(gòu)；CRTSⅠ型板式溫暖地區(qū)可采用框架式，寒冷地區(qū)可采用大板，目前不主張?jiān)诤涞貐^(qū)采用CRTSⅡ型連續(xù)板（博格）。設(shè)計(jì)速度250km/h，無(wú)砟主要考慮鋪設(shè)于長(zhǎng)大隧道地段、長(zhǎng)橋地段及橋隧相連地段，其余路基地段以有砟軌道為主。主推無(wú)砟軌道類型有：CRTSⅠ型雙塊式、CRTSⅡ型雙塊式、CRTSⅠ型板式。 無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)1）軌道強(qiáng)度、材料耐久性指標(biāo)60年、氣候條件——道床厚度、配筋率、道床裂縫寬度、鋼筋保護(hù)層厚度——軌道部件種類2）軌道彈性指標(biāo)：合理范圍20~60kN/mm，主要靠扣件膠墊實(shí)現(xiàn)，板式軌道CAM僅能提供部分緩沖作用。3）施工方法、進(jìn)度指標(biāo)4）維修性指標(biāo)5）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)結(jié)構(gòu)選型原則（1）結(jié)構(gòu)形式與速度、軸重、運(yùn)量匹配（2）技術(shù)成熟（3）可施工性好（4）經(jīng)濟(jì)性好1）線路與超高接口線路曲線半徑與外軌超高關(guān)聯(lián)，由于無(wú)砟軌道橫向穩(wěn)定性更好，可以使曲線超高更大些，因此使線路曲線半徑更小。2）路基與排水接口（1）路基沉降：我國(guó)時(shí)速300350公里暫規(guī)：①有砟軌道路基工后沉降量不應(yīng)大于5cm，沉降速率應(yīng)小于2cm/年。橋臺(tái)臺(tái)尾過(guò)渡段路基工后沉降量不應(yīng)大于3cm。②無(wú)砟軌道地段路基在無(wú)砟軌道鋪設(shè)完成后的工后沉降應(yīng)滿足扣件調(diào)整和線路豎曲線圓順的要求。工后沉降一般不應(yīng)超過(guò)扣件允許的沉降調(diào)高量15mm；沉降比較均勻、長(zhǎng)度大于20m的路基，允許的最大工后沉降量為30mm，并且調(diào)整軌面高程后的豎曲線半徑應(yīng)能滿足下列要求：Rsh≥ 沉降值——15mm 德國(guó)擬合豎曲線理論：德國(guó)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)RIL836規(guī)定：無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的總殘余沉降量SR應(yīng)滿足1要求，個(gè)別特殊情況應(yīng)滿足2要求。無(wú)砟軌道施工以后的最大總殘余沉降量SR應(yīng)不超過(guò)軌道的最大調(diào)整余量減去5 mm。在長(zhǎng)度大于20m的均勻沉降路段，結(jié)構(gòu)的殘余沉降量最大不應(yīng)超過(guò)2倍修正調(diào)節(jié)量。該調(diào)節(jié)量最大不超過(guò)20 mm，修正調(diào)節(jié)量為15mm，其中5mm的差是為了抵消火車經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生的沉降。個(gè)別特殊情況，結(jié)構(gòu)的總殘余沉降量可以調(diào)整至6 cm，前提是根據(jù)列車行駛動(dòng)力學(xué)原理 Ra 179。 ve2 ，對(duì)線路長(zhǎng)的落差值采取一定的過(guò)渡措施。 3）隧道接口沉降縫處理：不同結(jié)構(gòu)縫處軌道設(shè)置斷縫；山區(qū)圍巖穩(wěn)定是可不設(shè)斷縫。在軌道板末端或者在工作縫和施工縫等自由邊，底座和無(wú)砟軌道之間的粘結(jié)必須采用特殊的措施來(lái)進(jìn)行處理。為了確保軌道板混凝土和底座間的粘接，防止橫向荷載和抬升發(fā)生，應(yīng)該在軌枕之間的軌道板的自由邊上安裝直徑為25mm的銷釘，每處安裝4排，1排5個(gè)銷釘，正常的銷釘是直徑為25mm的直螺紋鋼筋，其長(zhǎng)度要確保無(wú)砟軌道內(nèi)有固定的長(zhǎng)度，而且要插入隧道內(nèi)100mm。 隧道結(jié)構(gòu)相鄰單元之間的沉降差不能超過(guò)3 mm。在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中都必須嚴(yán)格監(jiān)控有可能產(chǎn)生沉降差的結(jié)構(gòu)縫，以便于及時(shí)調(diào)整沉降差。在特殊情況下，如果隧道結(jié)構(gòu)允許的話，沉降差也可以大于3 mm。在此處，混凝土底板和道床板中都要斷開(kāi)設(shè)置。在結(jié)構(gòu)縫處沒(méi)有設(shè)置活動(dòng)連接的軌道結(jié)構(gòu)單元，應(yīng)采取必要的措施，以避免兩層混凝土結(jié)構(gòu)之間互相粘連，以及由于下部結(jié)構(gòu)的變形而加劇上部道床板裂縫的發(fā)展。當(dāng)沉降差在0～3 mm范圍時(shí)，需在道床板內(nèi)配附加鋼筋，且在混凝土底板和道床板之間要設(shè)置PE膜作為隔離層；當(dāng)沉降差大于3 mm時(shí)，應(yīng)將混凝土底板和道床板斷開(kāi)設(shè)置，且在混凝土底板和道床板之間設(shè)置PE膜作為隔離層。4）橋梁接口（1）技術(shù)要求：梁端轉(zhuǎn)角≤1‰（2）長(zhǎng)橋上軌道與梁面連接方式：跨度大于25M為長(zhǎng)橋 無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)檢算（1）Zublin無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法計(jì)算模型和假定:結(jié)構(gòu)計(jì)算模型分為三層，最上面是鋼軌，下面是承載層，由道床板和水硬性承載層共同組成，最下面是防凍層及地基各土層。計(jì)算假定一：軌道結(jié)構(gòu)的上部荷載是通過(guò)軌枕以45176。角向下傳遞的。計(jì)算假定二：道床板混凝土處于未開(kāi)裂狀態(tài)。另外，雙塊式軌枕與道床板整體澆筑在一起，這保證了荷載的橫向傳遞，所以不用額外對(duì)結(jié)構(gòu)橫向的抗彎承載力進(jìn)行分析。也就是說(shuō)，鋼軌下部的混凝土承重結(jié)構(gòu)主要是受沿軌道縱向的彎矩作用，設(shè)計(jì)時(shí)可以簡(jiǎn)化成“彈性地基梁”。無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)是基于德國(guó)鐵路要求(AKFF)和Eisenmann 教授和Leykauf教授 的理論。 到 %，鋼筋須設(shè)在軌道板的中間位置附近。在裂縫處，鋼筋確保荷載從一邊轉(zhuǎn)移到另一邊，同時(shí)保證了裂縫寬度的在限值之內(nèi) ，以保護(hù)鋼筋免受腐蝕。 mm。（2）橋上無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法設(shè)計(jì)原理同路基上無(wú)砟道岔與長(zhǎng)橋上無(wú)砟軌道，特別考慮了下列因素的影響：橋梁撓曲變形的影響；橋上無(wú)縫線路附加縱向力的影響；1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算使用年限（1）無(wú)砟軌道的設(shè)計(jì)與檢算采用容許應(yīng)力法。（2）按我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，設(shè)計(jì)壽命為50年的稱為半永久性結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)壽命為100年的稱為永久結(jié)構(gòu)，并沒(méi)有與設(shè)計(jì)壽命60年(如德國(guó)采用的設(shè)計(jì)使用壽命)對(duì)應(yīng)的耐久性設(shè)計(jì)要求。因此我國(guó)無(wú)砟軌道在設(shè)計(jì)中建議按使用壽命50年考慮，以方便在耐久性設(shè)計(jì)中參照有關(guān)規(guī)范。2）計(jì)算檢算范圍（1）主體結(jié)構(gòu)①軌道板、道床板、底座應(yīng)進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)及強(qiáng)度、裂紋、疲勞等檢算。②砂漿層應(yīng)進(jìn)行抗拉壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度檢算。③彈性墊層應(yīng)進(jìn)行剛度設(shè)計(jì)、強(qiáng)度檢算并依據(jù)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的老化特性進(jìn)行選材。④支承層在設(shè)計(jì)中納入計(jì)算，但不進(jìn)行檢算。（2）附屬結(jié)構(gòu)①連接層應(yīng)進(jìn)行關(guān)于粘接強(qiáng)度的抗拉、抗剪強(qiáng)度計(jì)算和檢算。②凸形擋臺(tái)、底座上的凸形限位臺(tái)、底座側(cè)面的限位器等應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和檢算。③限位銷釘應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和檢算，還應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度檢算。④道床板與底座間的隔離層、底座板與橋梁面板間的滑動(dòng)層應(yīng)依據(jù)強(qiáng)度和耐久性進(jìn)行選材或檢算。⑤縱連式無(wú)砟軌道的端部限位臺(tái)座及與橋梁連接的傳力結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和檢算。⑥其他附屬結(jié)構(gòu)根據(jù)需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算或檢算，必要時(shí)進(jìn)行疲勞檢算。3）結(jié)構(gòu)檢算內(nèi)容與荷載組合（1）主體結(jié)構(gòu)中的軌道板、道床板、底座①所用材料的性能應(yīng)按設(shè)計(jì)壽命50年，依據(jù)國(guó)標(biāo)GB500102002中關(guān)于耐久性設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。②單元式無(wú)砟軌道以“列車豎向設(shè)計(jì)荷載＋溫度梯度＋橋梁撓曲變形（如在橋上）”引起的主體結(jié)構(gòu)的彎矩進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)及裂縫寬度檢算。③縱連式無(wú)砟軌道以“列車豎向設(shè)計(jì)荷載＋溫度梯度＋橋梁撓曲變形（如在橋上）＋縱向溫度力”引起的主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，依據(jù)裂紋寬度限值和鋼筋強(qiáng)度限值進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。④以“列車豎向準(zhǔn)靜態(tài)檢算荷載＋溫度梯度＋縱向溫度力＋基礎(chǔ)變形＋混凝土收縮”進(jìn)行強(qiáng)度檢算。⑤以“列車豎向疲勞檢算荷載＋溫度梯度”按50年內(nèi)荷載作用次數(shù)進(jìn)行疲勞檢算。⑥以運(yùn)輸、吊裝、施工、維修中可能出現(xiàn)的臨時(shí)荷載進(jìn)行強(qiáng)度檢算，給出限制條件或施工維護(hù)指導(dǎo)意見(jiàn)。（2）列車豎向荷載計(jì)算方法①列車豎向設(shè)計(jì)荷載供設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)使用，為列車運(yùn)行在線路上的最大可能輪載值再考慮一定的安全裕量，取靜輪載的3倍或單輪300kN。②列車豎向準(zhǔn)靜態(tài)檢算荷載供靜力檢算中的計(jì)算使用，為列車運(yùn)行在線路上的最大可能輪載值。③列車豎向疲勞檢算荷載供疲勞檢算中的計(jì)算使用，為列車運(yùn)行在線路上經(jīng)常出現(xiàn)的輪載值。④。⑤。⑥進(jìn)行平板溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算時(shí)，參照公路規(guī)范《（JTG D402002）公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的溫度梯度取值，將取值除以2，再取不同地區(qū)的平均值，建議我國(guó)無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)中溫度梯度的取值暫定為45℃/m。則對(duì)于190mm厚的軌道板，℃。⑦縱向溫度力計(jì)算中的年最高最低氣溫按我國(guó)無(wú)縫線路設(shè)計(jì)中相關(guān)規(guī)范取值。⑧收縮按降溫處理，降溫幅度參照《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB ）》。⑨路基沉降暫按15mm/20m取值。⑩橋梁撓曲變形、墩臺(tái)沉降、梁端轉(zhuǎn)角按所在線路的橋梁設(shè)計(jì)暫規(guī)取值。3）無(wú)砟軌道列車荷載彎矩計(jì)算理論（1）彈性地基上的疊合梁理論（2）彈性地基上的梁－板理論（3）彈性地基上的梁－體有限元計(jì)算理論為消除邊界效應(yīng)，模型選取三塊單元軌道板或相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，以中間單元板作為研究對(duì)象，計(jì)算的應(yīng)力數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算得到軌道板所受縱橫向彎矩。梁體有限元理論的計(jì)算模型如圖所示。4）比較分析的初步結(jié)論（1）建議采用梁板理論進(jìn)行列車荷載作用下的彎矩計(jì)算（2）疊合梁理論修正后也可用于設(shè)計(jì)計(jì)算（3）梁體有限元計(jì)算理論宜作為研究中使用3 有限元介紹 有限元方法的發(fā)展歷史早在1941年，Hrennikoff用線單元網(wǎng)絡(luò)求解連續(xù)體中的應(yīng)力，從而在20世紀(jì)40年代便開(kāi)始了有限元方法的現(xiàn)代發(fā)展。1943年，Co