【文章內(nèi)容簡介】 道的結構選型 無砟軌道結構選型應符合施工性、維護性、動力性適應性和經(jīng)濟性的 5 個基本原則。 ? 施工性的核心是施工速度 ? 維護性的核 心是少維護 ? 動力性的核心是軌道彈性 ? 適應性的核心是工程實際 ? 經(jīng)濟性的核心是生命周期 客運專線無砟軌道類型 CRTSⅠ型板式無砟軌道結構 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道結構 CRTSⅡ型板無砟軌道結構 CRTSⅢ型板無砟軌道結構 岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道結構 岔區(qū)板式無砟軌道結構 17 橋上無砟軌道的類型 國內(nèi)無砟軌道 CRTSⅠ型板式無砟軌道結構 CRTSⅡ型板式無砟軌道結構 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道結構 CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道結構 岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道結構 岔區(qū)板式無砟軌道結構 國外無砟軌道 博格板式無砟軌道 雷達型無碴軌道 旭普林型無碴軌道 日本板式無碴軌道 彈性支承塊型 (LVT)無碴軌道 其他類型無砟軌道 18 2 橋上無砟軌道的結構特點 世界高速鐵路的發(fā)展證實，高速鐵路基礎工程如果使用常規(guī)的有砟軌道系統(tǒng) ，道碎粉化嚴重，線路維修頻繁，安全性、舒適性、經(jīng)濟性相對較差。因此，無砟軌道逐漸成為高速鐵路工程技術的發(fā)展方向。 無砟軌道的優(yōu)點： （ 1） 線路平順性高、鋼軌支點支承均勻性好，旅客乘坐舒適性好。 （ 2） 從根本上消除了道床的累積變形，顯著減 少了維修工作量和維修裝備，延長維修周期，從而可大幅節(jié)省維修費用。 （ 3） 耐久性好，服務期長（設計使用壽命 60年）。 （ 4） 提供更高、更穩(wěn)定的線路縱、橫向阻力， 保證無縫線路在惡劣氣候、緊急制動條件下的穩(wěn)定性。在確保列車運行安全和舒適性的前提下，困難地段的選線設計參數(shù)有可能放寬，有利于適應地形選線，并可減少工程量。 （ 5） 避免了高速鐵路特級道砟資源的需求，道床整潔美觀，避免高速條件下的道砟飛濺問題。 （ 6） 自重輕，可減輕橋梁二期恒載 ；結構高度低，可改善隧道通風條件。 無砟軌道的不足之處： （ 1） 初期工程投資較大。 （ 2） 軌道必須建于堅實、穩(wěn)定的基 礎上，一旦下部基礎殘余變形超出扣件調(diào)整范圍或?qū)е萝壍澜Y構裂損，修復和整治難度大。 （ 3） 道床面相對平滑，輪軌產(chǎn)生的輻射噪聲相對較大。 無砟軌道的結構形式繁多，技術上也各有其特點。目前，國際上并沒有對無砟軌道進行統(tǒng)一分類。 19 國內(nèi)橋上無砟軌道結構特點 Ⅰ型板式無砟軌道結構 定義：預制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設在現(xiàn)澆的具有凸形擋臺的鋼筋混凝土底座上的單元軌道板無砟軌道結構型式。 特點：單元板，板與板之間不縱連，不設橫向擋塊。引進日本無砟軌道技術。 CRTSⅠ型板式無砟軌道結構優(yōu)缺 Ⅱ型板式無砟軌道結構 定義：預制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設在現(xiàn)場攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場澆注的鋼筋混凝土底座（橋梁）上，并適應 zpw2020 軌道電路的無砟軌道結構型式。 特點：板與板之間要縱連，設有橫向擋塊。引進德國博格板技術。 優(yōu) 點 缺 點 1. 橋上、隧道和路基上軌道結構型式基本相同，利于軌道結構與線下工程的標準化設計 。 2. 現(xiàn)場混凝土施工量少 ； 水泥瀝青 砂漿袋裝灌注， 施工工效高、進度快 。 3. 軌道板為工廠預制， 質(zhì)量易于保證；可采用框架結構，經(jīng)濟性好； 現(xiàn)場設制造廠靈活、建廠 投資相對較小 。 4. 可修復性較好。 水泥瀝青 砂漿 可實現(xiàn)上下部結構分離。 1. 鋼軌鋪設后，軌道精細調(diào)整工作量較大 。 2. 水泥 乳化瀝青 砂漿 、凸形擋臺填充樹脂、充填式墊板材料 的生產(chǎn)、施工專業(yè)性強。 20 路基與隧道地段 CRTSⅡ型板式軌道系統(tǒng) ? 鋼軌 ? 彈性不分開式扣件 ? 混凝土軌道板 ? 水泥乳化瀝青砂漿層 ? 水硬性支承層 Ⅰ型雙塊式無砟軌道 定義：將預制的雙塊式軌枕組裝成軌排，以現(xiàn)場澆注混凝土方式將軌枕澆入均勻連續(xù)的鋼筋混凝土道 床內(nèi)，并適應 zpw2020 軌道電路的無砟軌道結構型式。 特點：埋入式。引進德國雷達 2020（ Rheda）無砟軌道技術。 橋梁地段 軌道結構高度： 725mm。 橋上混凝土道床板分塊設置，橋上道床板長度 5～ 7m 道床板之間設最小寬度為 100mm 的橫向斷縫。 道床板與底座或保護層間設隔離層，以實現(xiàn)特殊情況下的道床板可修復。 Ⅱ型雙塊式無砟軌道 定義：以現(xiàn)場澆注混凝土方式，將預制的雙塊式軌枕通過機械振動嵌 21 入均勻連續(xù)的鋼筋混凝土道床內(nèi)，并適應 zpw2020軌道電路的無砟軌道型式。 特點：振動壓入式。引進德國旭普林軌道技術。 橋梁地段 CRTSⅠ雙塊式（雷達 2020）與 CRTSⅡ雙塊式（旭普林）無砟軌道的比較 ? 旭普林型無砟軌道系統(tǒng)在路基、橋梁和隧道內(nèi)的結構設計與雷達 2020型無本質(zhì)區(qū)別。 ? 其系統(tǒng)研發(fā)的出發(fā)點是：旭普林改變傳統(tǒng)的施工方法，提高現(xiàn)澆混凝土結構的施工效率。 ? 與 Rheda 型無砟軌道的主要不同點 旭普林與雷達 Rheda 型無砟軌道的主要不同點 ，雙塊式軌枕外形和配筋不同 ，道床混凝土的水灰比較大。 ，用固定架替代鋼軌支撐架，將軌排 22 振動壓入預先澆筑的混凝土中，其施工機械化程度高。 ，受環(huán)境影響小。 岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道 結構組成：道岔及配件、道床板（含桁架式預應力混凝土岔枕）、混凝土底座等。 施工方法：自上至下施工，道岔和岔枕現(xiàn)場組裝、精調(diào)完成后，進行道床板混凝土的澆筑。 岔區(qū)板式無砟軌道 結構組成：道岔及配件、預制混凝土道岔板（厚度 240mm）、自密混凝土調(diào)整層（厚 180mm）及找平層（ 130mm）等。 技術特點： － 軌道板為普通混凝土結構，分塊設置，預設連接筋； － 軌道板廠內(nèi)預鉆扣件螺栓孔、測量棱鏡孔（精度 ）； － 板底充填自密混凝土砂漿； － 便于施工組織，不需帶道岔鋼軌件組裝施工。 施工方法 － 自下至上施工：先鋪設軌道板，后安裝道岔及配件。 － 鋪設精度：高程及平面 ，板接頭錯位 國外 橋上無砟軌道結構特點 博格板式無砟軌 道 一、 概述 23 博格板式無碴軌道系統(tǒng)的前身是 1979 年鋪設在德國卡爾斯費爾德一達豪的一種預制板式無碴軌道。通過對其進行包括預應力結構、結構尺寸、縱向連接等方面的優(yōu)化改進；采用先進的數(shù)控磨床來加工預制軌道板上的承軌槽；使用快速方面的測量系統(tǒng)，使用精度容易滿足高速鐵路對軌道幾何尺寸的高要求。高性能瀝青水泥沙漿墊層可以為軌道提供適當?shù)膭偠群蛷椥?。博格公司軌道板施工研制生產(chǎn)了成套的設備，使得博格板式軌道機械化程度高于一般軌道結構。博格板式無碴軌道已獲得了德國聯(lián)邦鐵路管理局頒發(fā)的許可證，可用于 的高速 鐵路，目前正在德國紐倫堡至英戈爾施塔特的新建高速線上鋪設。 二、系統(tǒng)組成 （一） 系統(tǒng)構成 路基上博格板式軌道系統(tǒng)和構造見圖 21和圖 22。其層次構成依次為：級配碎石構成的防凍層（ FSS） 30cm 厚的水硬性混凝土支承層（ HGT）、3cm 厚的瀝青水泥沙漿層、 20cm 厚的軌道板，在軌道板上安裝扣件。博格板式軌道系統(tǒng)軌頂至水硬性混凝土頂面的距離為 474mm。 （二） 軌道板 預制軌道板是在預應力臺座上生產(chǎn)出來的，混凝土強度等級為 C45/55，可以采用 普通混凝土或鋼纖維混凝土。預制軌道板的橫向為預應力鋼筋，縱向為普通鋼筋，板與板之間在縱向通過伸出鋼筋進行傳力連接。采用這種預制軌道板的軌道均勻性好、耐久性強，橫向及縱向的抗滑移阻力高。 在混凝土預制軌道板的收縮徐變完成后，使用數(shù)控磨床對承軌臺進行機械加工（承軌臺在生產(chǎn)時已留出了加工余量），可以達到極好的精度，大大減少了現(xiàn)場調(diào)試工作。軌道板進行安裝定位時不需過渡軌，只需對承軌臺上指定的測量點進行精確定位即可。 預制軌道板有以下 3 種形式。 標準預制軌道板 24 標準預制板為長度 ,板厚 200mm 的單向預應力混凝土板，板與板之間有縱向連接，適用于路基、橋長 25m及以下的橋梁和隧道。 特殊預制軌道板 特殊預制軌道板為最大板長 。板厚 300mm 的鋼筋混凝土板，可用在長度大于 25m 的橋梁上。特殊預制軌道板設有減振系統(tǒng)（質(zhì)量彈簧系統(tǒng)）。必要時還可在特殊預制板里安裝信號設備。 其他補充型預制軌道板 由于存在著橋梁、隧道、道岔和新線與既有線路的接處等控制點，必要時需對預制軌道板的長度進行調(diào)整，為此可生產(chǎn)長度從 到小于 不等的預制軌道板。 （三） 水硬性材料支承層（ HGT） 該層厚度為 300mm，由素混凝土構成。水硬性材料支承層的作用是保證系統(tǒng)剛度從防凍層經(jīng)預制軌道板到鋼軌的遞增。 在隧道和明洞里不設水硬性混凝土支承層，直接鋪設在結構底板上。 （四） 防凍層 路基上應鋪設一層防凍層，以防止路基因凍融循環(huán)所引起的凍脹。防凍層由級配碎石組成，也具有防止毛細作用發(fā)生的功能。 （五） 溝槽 為防止軌道扣件處混凝土出現(xiàn)裂縫，在承軌臺之間預設了溝槽。 （六） 承軌臺 軌道扣件安裝在承軌臺上。承軌臺用數(shù)控機床磨削加工，加 工精度為。 （七） 軌道扣件 預制軌道板磨削工序完成之后，在工廠里預安裝軌道扣件。 25 三、 博格板式軌道的特點 博格板式軌道除了完全滿足德國鐵路對于軌道的技術要求外，還具有以下特點。 軌道板在工廠批量生產(chǎn)，進度不受施工現(xiàn)場條件制約。 每塊板上有 10對承軌臺，承軌臺的精度用機械打磨并由計算機控制。工地安裝時，不需對每個軌道支撐點進行調(diào)節(jié)，使工地測量工作可大大減少。 預制軌道板可用汽車在普通施工便道上運輸，并通過龍門吊直接在線路上鋪設，無須二次搬運。 現(xiàn)場的主要 工作是瀝青水泥沙漿層的灌注，灌漿層在灌注 5~6h 后即可硬化。 具有可修復性，除在每個鋼軌支撐點處（軌道扣件）調(diào)高余量外，還可調(diào)整預制板本身的高度。 博格板式軌道的缺點是制造工藝復雜，成本相對較高。 四、適應不同基礎設施條件的博格板式無碴軌道 （一）、路基 博格板式無碴軌道在路基上的標準截面 見圖 23。為了將工后沉降控制在允許范圍內(nèi)，必要時應對地基進行加固處理。 在路基上鋪設預制軌道板（間隙為 50mm），首先使用調(diào)高裝置對軌道板進行調(diào)整和精確定位，再將軌道板與水硬性材料支承層之間的間隙進行密封處理， 灌漿后密封灌漿孔。接下來進行軌道板的連接。先在窄縫處灌漿然后連接張拉預制軌道板兩端露出的螺紋鋼筋，使接縫處始終處于壓應力狀態(tài)下，最后在寬接縫處澆注混凝土，起到保護作用。 （二）、長度小于 25m 的橋梁 對于長度小于 25m的短橋來說，氣候變化對橋梁變形影響很小。因此， 26 在短橋上可使用博格板式軌道系統(tǒng)的標準預制軌道板。見圖 24 為短橋上的博格板式無碴軌道標準截面圖。 （三）、長度大于 25 m 的橋梁 當橋梁長度超過 25m時，受溫度變化和活載引起的橋梁撓度的影響，橋面在縱向和橫向會發(fā)生位移。因此，橋上需使用特殊預制軌 道板，設置限位塊，以避免這種位移對軌道板產(chǎn)生不良影響。圖 25 為長橋上的博格板式無碴軌道標準斷絕圖。 （四）、隧道 隧道內(nèi)的博格板式無碴軌道標準截面見圖 26。 五、減振降噪措施 在對環(huán)境要求比較高的地段，無碴軌道需要降噪和防振處見圖 27 為減振降噪博格板式無碴軌道。 雷達型無碴軌道 一、 概述 雷達型無碴軌道于 1972 年鋪設于德國比勒非爾德至哈姆的一段線路上，以雷達車站而命名。在使用過程中不斷優(yōu)化，從最初的雷達普通型發(fā)展到現(xiàn)在的雷達 2020 型，并且針對路基、橋梁、隧道不同基礎進行了部分修改。圖 28 為最早的雷達普通型無碴軌道結構形式。圖 29 為雷達 2020型無碴軌道結構形式優(yōu)化過程。 雷達型無碴軌道最初為整體軌埋人式軌道，到雷達柏林（ READBERLIN）已經(jīng)發(fā)展為鋼筋木行梁支撐的雙塊埋入式無碴軌道，但承載層仍然是槽形。發(fā)展到雷達 2020 型時，成為由鋼筋木行架連接的雙塊埋入式軌道，其混凝土承載層改成平板。圖 210為雷達 2020 型無碴軌道結構系統(tǒng)圖，圖 211為標準支承塊結構組裝圖。 二、系統(tǒng)構成 27 雷達 2020 型無碴軌道系統(tǒng)結構如下：基礎為水硬性混凝土支承層，厚度 300mm，強度不應低于 15Nmm2。 B355W60M 型雙塊式軌枕按照650mm 的間距排列，每組軌枕枕塊下依靠兩個鋼筋木行架支撐，軌枕塊精確定位后澆