【文章內(nèi)容簡介】 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(yù)制軌道板的長度進行調(diào)整。(3)水硬性材料支承層(HGT)該層厚度為300mm，由素混凝土構(gòu)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(yù)制軌道板到鋼軌的遞增。在隧道和明洞里不設(shè)水硬性混凝土支承層，直接鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)底板上。(4)防凍層路基上應(yīng)鋪設(shè)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。(5)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(yù)設(shè)了溝槽。(6)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。(7)軌道扣件預(yù)制軌道板磨削工序完成之后，在工廠里預(yù)安裝軌道扣件。圖31 橋長小于25m橋上博格板無砟軌道截面博格板式軌道除了完全滿足德國鐵路對于軌道的技術(shù)要求外，還具有以下特點。1)軌道板在工廠批量生產(chǎn)，進度不受施工現(xiàn)場條件制約。2)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。3)預(yù)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(shè)，無須二次搬運。4)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。5)具有可修復(fù)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(yù)制板本身的高度。6)博格板式軌道的缺點是制造工藝復(fù)雜，成本相對較高。 圖32 橋長大于25m橋上博格板式軌道板標準截面適應(yīng)不同基礎(chǔ)設(shè)施條件的博格板式無砟軌道：1)路基博格板式無砟軌道在路基上的標準截面，見圖32。為了將工后沉降控制在允許范圍內(nèi)，必要時應(yīng)對地基進行加固處理。在路基上鋪設(shè)預(yù)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(yù)制軌道板兩端露出的螺紋鋼筋，使接縫處始終處于壓應(yīng)力狀態(tài)下，最后在寬接縫處澆注混凝土，起到保護作用。2)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，在短橋上可使用博格板式軌道系統(tǒng)的標準預(yù)制軌道板。見圖34為短橋上的博格板式無砟軌道標準截面圖。3)長度大于25m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(yù)制軌道板，設(shè)置限位塊，以避免這種位移對軌道板產(chǎn)生不良影響。4)隧道隧道內(nèi)的博格板式無砟軌道標準截面見圖33。圖33 隧道內(nèi)博格板式無砟軌道標準截面圖34 短橋上的博格板式無砟軌道標準截面圖 圖35 減振降噪博格板式無砟軌道5)減振降噪措施：在對環(huán)境要求比較高的地段，無砟軌道需要降噪和防振處見圖35，為減振降噪博格板式無砟軌道。 雷達型無砟軌道 雷達型無砟軌道于1972年鋪設(shè)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2000型，并且針對路基、橋梁、隧道不同基礎(chǔ)進行了部分修改。圖36為最早的雷達普通型無砟軌道結(jié)構(gòu)形式。圖37為雷達2000型無砟軌道結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化過程。圖36 最早的雷達普通型無砟軌道結(jié)構(gòu)形式雷達型無砟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砟軌道，但承載層仍然是槽形。發(fā)展到雷達2000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37為雷達2000型軌道截面圖，圖38為雷達2000型無砟軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖，圖39為標準支承塊結(jié)構(gòu)組裝圖。圖37 雷達2000型軌道截面圖圖38 雷達2000型無砟軌道系統(tǒng)構(gòu)成：雷達2000型無砟軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：基礎(chǔ)為水硬性混凝土支承層，厚度300mm，強度不應(yīng)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注混凝土，混凝土標號為B35。軌枕與軌道承載層整體相連，現(xiàn)澆軌道板厚240mm，軌枕上安裝IOARV高彈性膠墊，采用Vossloh300型扣件系統(tǒng)?？奂菟ㄥ^在雙塊式軌枕內(nèi)，使用UIC60鋼軌。無砟軌道的混凝土板(B35)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。%~%，可防止連接鋼筋受到腐蝕。雷達2000型無砟軌道具有如下特點：(1)與雷達普通型軌道相比，軌頂?shù)剿残曰炷辽媳砻娴木嚯x減少到473mm，軌道板各層的厚度累計減少了177mm；在軌距不變的前提下。所用混凝土量大大減少。(2)埋入長軌優(yōu)化為短枕，后期澆注混凝土與軌枕之間的裂縫減少。(3)對土質(zhì)路基、橋梁、高架橋、隧道、道岔區(qū)段以及減振要求區(qū)段，可以采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)類型，技術(shù)要求、標準相對單一，施工質(zhì)量容易控制，更適應(yīng)于高速鐵路。(4)槽形板的取消，使得軌道混凝土承載層的灌注混凝土的搗固作業(yè)質(zhì)量易于保證。(5)兩軌枕塊之間用鋼筋木行梁連接，軌距保持穩(wěn)定。(6)表面簡潔、平整，美觀漂亮。圖39 橋梁上的雷達型無砟軌道適用不同基礎(chǔ)設(shè)施條件的雷達2000型無砟軌道：1)路基對于安裝于土質(zhì)路基上的無砟軌道，根據(jù)ZTVTStB規(guī)定，在厚度為30cm的水硬性混凝土支承層上鋪設(shè)軌道承栽層。水硬性混凝土支承層是一種拌合水泥加以穩(wěn)定的支承層，該支承層在適應(yīng)性試驗中顯示的最低強度應(yīng)為15Nmm2。該層每隔5m設(shè)溝槽，以控制裂縫的形成。在ZTVTStB規(guī)定中，水硬性混凝土支承層下應(yīng)鋪設(shè)防凍層。防凍層位于土質(zhì)路基之上，而土質(zhì)路基的鋪設(shè)應(yīng)遵照DS836中的要求。2)橋梁、隧道圖39為橋梁上和隧道中的雷達2000型結(jié)構(gòu)圖。橋梁上的雷達2000型上部結(jié)構(gòu)與路基上基本相同，主要差別是，由于要保持混凝土承載層與橋面混凝土板的橫向穩(wěn)定，兩者縱向之間接觸面設(shè)計成了凸凹結(jié)構(gòu)。橋梁上的雷達2000型可以使二期恒載大大降低。由于雷達2000型的結(jié)構(gòu)高度較低，為減少隧道斷面面積提供了有利條件。實例是德國科?。ㄌm克福線雙線高速鐵路(300kmh1)，隧道斷面92m2。3)道岔區(qū)為了整個軌道系統(tǒng)(用于干線和道岔區(qū)段)一致性，實現(xiàn)系統(tǒng)工程的相互銜接，調(diào)整了用于雷達2000型無砟軌道系統(tǒng)的道岔區(qū)段設(shè)計，以降低軌道高度。該項開發(fā)的核心是基于B355W60M雙塊式軌枕對混凝土道岔軌枕進行設(shè)計和定位。圖310 韓國高速鐵路雷達型普通無砟軌道結(jié)構(gòu)圖雷達型無砟軌道的應(yīng)用情況：現(xiàn)在德國鋪設(shè)的無砟軌道線路50%以上為雷達型無砟軌道。這種無砟軌道除了在德國成規(guī)模地應(yīng)用外，在世界其他國家和地區(qū)也得到認同并使用。韓國高速鐵路一期工程雖然以有砟軌道為主，但在新建段(漢城－大邱)的3座隧道和光明車站的6股站線(車站側(cè)線)上也鋪設(shè)了幾段無砟軌道，采用的是德國雷達普通型無砟軌道結(jié)構(gòu)型式(見圖310)。目前，韓國認為已充分掌握該項技術(shù)，計劃在第二階段大邱至釜山新建高速線上全部采用無砟軌道。印度(寬軌)和荷蘭新建鐵路中的無砟軌道也采用了德國雷達2000型(見圖31圖312和圖313)。圖311 印度寬軌線路雷達2000無砟軌道結(jié)構(gòu)圖圖312 荷蘭雷達2000型無砟軌道結(jié)構(gòu)圖我國在秦沈線的沙河橋和渝懷線魚嘴2號隧道(曲線)分別鋪設(shè)了長枕埋入式無砟軌道692m和710m。正在建設(shè)的遂渝線無砟軌道綜合試驗段岔區(qū)(路基)也將采用軌枕埋入式無砟軌道。我國臺灣省的臺北－高雄高速鐵路的道岔區(qū)也部分采用了雷達型無砟軌道?？傊?，雷達型無砟軌道在不同的國家和地區(qū)運用，還需要根據(jù)不同國家和地區(qū)的技術(shù)標準進行改進，以適應(yīng)本國鐵路的發(fā)展。圖313 荷蘭采用的雷達型無砟軌道 日本板式無砟軌道日本無砟軌道技術(shù)主要以新干線板式軌道結(jié)構(gòu)為代表。20世紀70年代，板式軌道作為日本鐵路建設(shè)的國家標準進行推廣。因此，日本的板式軌道應(yīng)用非常廣泛，到目前為止，其板式軌道累計鋪設(shè)里程已達到2700多延長公里。目前常用的有普通A型軌道板、框架型軌道板、用于特殊減振區(qū)段上的防振G型軌道板及早期用于路基上的RA型軌道板等。日本板式軌道型式及其基本特征：日本對各種型號的板式無砟軌道的開發(fā)是統(tǒng)一有序的。在多年的試驗研究實踐中，對不同等級的線路、不同自然條件、不同車速和不同要求開發(fā)出不同型號的板式無砟軌道。為了區(qū)分各種型號的無砟軌道，日本規(guī)范了軌道板的型號表示方法，其中的板式無砟軌道板按照支承方式分類可以表示為()。橫杠前為英文字母，表示板式軌道的結(jié)構(gòu)形式，橫杠后的阿拉伯數(shù)字如果是2位，表示在新干線上使用，3位表示既有線上使用。十位數(shù)表示板的公稱長度，個位數(shù)為扣件類型，最后一位英文字母表示適用范圍，括號內(nèi)為鋼軌類型。例如：A152表示A型軌道板，長5m，在既有線上鋪設(shè)。A155NC表示寒冷地區(qū)使用防振板。日本板式軌道適用范圍及幾何尺寸總體上說，日本板式軌道也是由軌道板(厚度190～200mm)、瀝青砂漿墊層(30mm)基礎(chǔ)組成，在路基上軌道板的基礎(chǔ)使用鋼筋混凝土板。從表中尺寸可以看出，日本板式軌道的厚度在不同部位有較大的差別，設(shè)計時需要根據(jù)不同環(huán)境和功能需要進行選擇。日本板式軌道特點：(1)結(jié)構(gòu)整體性能日本板式軌道具有無砟軌道所具有的線路穩(wěn)定性 剛度均勻性好 線路平順性 耐久性高的突出優(yōu)點，并可顯著減少線路的維修工作量。從軌道結(jié)構(gòu)每延米重量看，小于有砟軌道，而板式軌道結(jié)構(gòu)高度低，道床寬度小，重量輕?？蚣苁桨迨捷^軌道為非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，便于制造?？晒?jié)省鋼筋和混凝土材料，降低橋梁的二期恒載，造價低廉，但沒有降低軌道板實際承受列車荷載的有效強度 不影響列車荷載的傳遞。在隧道內(nèi)應(yīng)用時可減小隧道的開挖斷面。與德國博格板式軌道相比，日本板式軌道在基礎(chǔ)上設(shè)置了凸型擋臺，因此，縱向與博格板的連接不同。凸型擋臺與基礎(chǔ)混凝土板一起建造，依靠凸型擋臺對軌道板進行定位，施工更為簡便。日本板式軌道用的軌道板，沒有在工廠內(nèi)機械磨削的工序，制造相對簡單。(2)制造和施工板式軌道結(jié)構(gòu)中的軌道板（RC或PRC）為工廠預(yù)制，其質(zhì)量容易控制，現(xiàn)場混凝土施工量少，施工進度較快；道床外表美觀；由于其采用“由下至上”的施工方法，施工過程中不需工具軌；在特殊減振及過渡段區(qū)域，通過在預(yù)制軌道板底粘貼彈性橡膠墊層，易于實現(xiàn)下部基礎(chǔ)對軌道的減振要求（如日本板式軌道結(jié)構(gòu)中的防振G型）。但在橋上鋪設(shè)時，受橋梁不同跨度的影響，需要不同長度的軌道板配合使用，無形中增加了制造成本；曲線地段鋪設(shè)時，線路超高順坡 曲線矢度的實現(xiàn)對扣件系統(tǒng)的要求較高；板式軌道結(jié)構(gòu)中CA砂漿調(diào)整層的施工質(zhì)量直接影響軌道的耐久性；板式軌道的制造 運輸和施工的專業(yè)性較強，包括：軌道板的制造、運輸、吊裝、鋪設(shè)；CA砂漿的現(xiàn)場攪拌、試驗、運輸和灌注；軌道狀態(tài)整理過程中的充填式墊板樹脂灌注等。(3)線路維修由于板式軌道水泥瀝青（CA）砂漿調(diào)整層的存在，受自然環(huán)境因素的影響較大，在結(jié)構(gòu)凸形擋臺周圍及軌道板底邊緣的CA砂漿存在破損現(xiàn)象，特別是在線路縱向力較大的伸縮調(diào)節(jié)器附近。因此日本鐵路除相應(yīng)開發(fā)了修補用的樹脂砂漿外，在設(shè)計方面，用強度高、彈性和耐久性好的合成樹脂材料替代凸形擋臺周圍的CA砂漿。對于軌道板底的CA砂漿調(diào)整層，以灌注袋的形式取代初期的設(shè)模式的直接灌注，以減少CA砂漿層的環(huán)境暴露面，從而顯著提高了板式軌道結(jié)構(gòu)的耐久性，以實現(xiàn)無砟軌道結(jié)構(gòu)少維修的設(shè)計初衷。日本板式軌道的應(yīng)用：各種型式的板式軌道在山陽、東北、上越、北陸和九州新干線的橋梁 隧道和部分路基區(qū)段上廣泛應(yīng)用。路基上的板式軌道必須克服路基沉降、翻漿冒泥等問題。日本從1987年就開始進行對土質(zhì)路基上的板式軌道正式研究，從1990年開始進行技術(shù)性研討，開發(fā)以省力化為目的的新路基結(jié)構(gòu)。這些研究結(jié)果在1993年9月編制成《路基結(jié)構(gòu)設(shè)計 施工手冊（草案）》。為了解決路堤下沉、路堤翻漿冒泥等問題，通過各項試驗研究，開發(fā)了RC路基板式軌道，其結(jié)構(gòu)型式較以往的結(jié)構(gòu)更為簡明，具有較好的荷載傳遞效果、較小的累積沉降、較少的材料損耗以及較好的耐久性。我國在秦沈客運專線的狗河和雙何特大橋上分別鋪設(shè)了板式軌道結(jié)構(gòu)的無砟軌道，長度分別為741m和740m，在贛龍線楓樹排隧道也鋪設(shè)了719m。我國臺灣高速鐵路的部分區(qū)段也采用了日本的框架型板式軌道。 彈性支承塊型（LVT）無砟軌道彈性支承塊型無砟軌道是在雙塊式軌枕（或兩個獨立承塊）的下部及周圍設(shè)橡膠套靴，在塊底與套靴間設(shè)橡膠彈性墊層，而在雙塊式軌枕周圍及下部灌注混凝土而成型，為減振型軌道。其最初由RogerSonneville提出并開發(fā)。瑞士國鐵于1966年在隧道內(nèi)首次試鋪。法國開發(fā)的VSB——STEDET系軌道也屬此類，在地鐵內(nèi)使用居多。1993年開通運營的英吉利海峽兩單線隧道內(nèi)全部鋪設(shè)獨立支承塊式LVT型軌道。目前，彈性支承塊型軌道的鋪設(shè)總長度約360km。彈性支承塊型無砟軌道在國外得到了推廣應(yīng)用，不僅在丹麥、葡萄牙、法國、委內(nèi)瑞拉和英國的鐵路得到發(fā)展，而且還在哥本哈根、亞特蘭大等城市的地鐵內(nèi)推廣應(yīng)用。我國西康線秦嶺隧道一、二線（）內(nèi)采用了彈性支承塊式無砟軌道,現(xiàn)在使用狀況良好。彈性支承塊型（LVT）無砟軌道有以下特點：(1)軌道結(jié)構(gòu)的垂直彈性由軌下和塊下雙層彈性墊板提供，最大程度上模擬了彈性點支承傳統(tǒng)碎石道床的結(jié)構(gòu)承載特性，軌道縱向節(jié)點支承剛度趨于均勻一致，通過雙層彈性墊板的剛度和阻尼的不同組合可獲得優(yōu)于有砟軌道的剛度和較好的減振效果。(2)支承塊外設(shè)橡膠套靴提供了軌道的縱橫向彈性，使這種無砟軌道在水平方向的承載、動力傳遞和振動能量吸收方面更接近堅實均勻基礎(chǔ)上碎石道床軌道，可以彌補無砟軌道側(cè)向剛度過大的不足，有利于減緩鋼軌的側(cè)磨。(3)通過雙層彈性墊板的隔離，使軌道各部件的荷載傳遞頻率得以降低，部件的損傷程度大大降低，幾何形位可在長時間內(nèi)得以保持，最大程度地減少了養(yǎng)護維修工作量。(4)結(jié)構(gòu)簡單