【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式無(wú)砟軌道在施工和制作方 面上的一些優(yōu)點(diǎn)，吸收了軌枕埋入式無(wú)砟軌道整體性好的優(yōu)勢(shì)。砂漿層 (采用高性能水泥瀝青砂漿 )為半剛性材料，彈性模量達(dá)到 5000N/mm2，接近其下的支承層，厚度僅為 30mm，目的是將軌道板和底座板連接成整體結(jié)構(gòu)。由于是采用數(shù)控磨床打磨，尤其是承軌部位，博格板式軌道的尺寸能夠保證較高的精度。另外，博格軌道板之間通過(guò)連接鎖件連接，最大限度地減少了軌道板自由端數(shù)量，對(duì)于改善填充砂漿和軌道板受力狀態(tài)有很大的好處，可采用彈性模量相對(duì)較高的 BZM 填充砂漿。 博格板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)及構(gòu)造見(jiàn) 圖 。其層次結(jié)構(gòu)依次為 :防凍層 (FSS)，其由級(jí)配砟石構(gòu)成 。支承層 (HGT)，其由 300mm 厚的水硬性混凝土構(gòu)成 。砂漿層 (BZM)，其由高性能水泥瀝青砂漿構(gòu)成 。扣件，采用 Vossloh300。軌道板，采用 6500mm*2550*200mm的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 。鋼軌，采用的標(biāo)準(zhǔn)是 UIC60 鋼軌。 圖 博格板式軌道結(jié)構(gòu) （四）德國(guó)其他形式的無(wú)砟軌道 目前在德國(guó)取得普通許可證的還有 Getrac 型無(wú)砟軌道，是將軌排直接支撐在精確鋪設(shè)的瀝青混合材料道床板上，軌枕通過(guò)混凝土錨塊彈性 地連接到瀝青層上，混凝土錨塊可以將來(lái)自軌排的橫向作用力傳遞到瀝青層上，軌道一旦損壞，可以快速地修復(fù)，恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。 2020 年德國(guó)聯(lián)邦鐵路管理局批準(zhǔn)對(duì) Getrac 型軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)完善工作，包括減少瀝青層寬度和厚度，優(yōu)化支承層變形模量，減少結(jié)構(gòu)層數(shù)量。 GetracA3 通過(guò)擴(kuò)大軌蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 枕支撐面積，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步優(yōu)化厚度和結(jié)構(gòu)還有 Sato、 ATD、 BTD、 Walter 等結(jié)構(gòu)。 三、 法國(guó)等其他國(guó)家的無(wú)砟軌道 除了德國(guó)以及日本外，在世界上還有很多的國(guó)家也都進(jìn)行了關(guān)于無(wú)砟軌道方面的試驗(yàn)和鋪設(shè)研究。這其中法國(guó)高速鐵路是以有砟 軌道為主要研究方向，但他們也在地中海TGV的隧道內(nèi)（長(zhǎng) 千米）試鋪了雙塊式（即是 Sateba)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)。從 1969 年英國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)無(wú)砟軌道（ PACT 型）的研究和試鋪，直到在 1973 年無(wú)砟軌道得到了正式推廣應(yīng)用，同時(shí)也打開(kāi)了西班牙、加拿大、南非和荷蘭等國(guó)的國(guó)外市場(chǎng)。在這些國(guó)家的高速鐵路和重載的橋、隧結(jié)構(gòu)上均有采用，其總共的鋪設(shè)長(zhǎng)度約為 80 千米。瑞士國(guó)鐵在 1966 年首次在隧道內(nèi)應(yīng)用的彈性支承塊式無(wú)砟軌道（即 LVT)，其在英吉利海底隧道（最高時(shí)速為 200km)也有使用。除此之外，這種軌道結(jié)構(gòu)在韓國(guó)、丹 麥以及法國(guó)和葡萄牙等國(guó)均有使用。 四、 我國(guó)的無(wú)砟軌道 我國(guó)無(wú)砟軌道的研究與國(guó)外的研究幾乎同步，都是上個(gè)世紀(jì) 60 年代左右，但是由于當(dāng)初我國(guó)的國(guó)情和周邊環(huán)境的影響，使我國(guó)的無(wú)砟軌道的研究研究進(jìn)步緩慢。進(jìn)入 90年代中期以來(lái)，為適應(yīng)我國(guó)鐵路提速以及高速鐵路發(fā)展的需求，我國(guó)無(wú)砟軌道的研發(fā)步入了一個(gè)新階段，這時(shí)期我國(guó)才進(jìn)入鐵路大發(fā)展時(shí)期，已建鐵路先后實(shí)施了六次大面積的提速，隨著 21世紀(jì)的到來(lái)，我國(guó)的無(wú)砟軌道的發(fā)展逐漸提上日程。 板式軌道在我國(guó)開(kāi)始研究的時(shí)間很早，早在 20 世紀(jì) 70年代就開(kāi)始研究 CA 砂漿技術(shù)。期間曾試驗(yàn)鋪設(shè)過(guò)支撐塊式、短枕式以及瀝青道床和整體灌注式等，而到最后只有支撐塊式整體道床得到了正式的推廣使用，其總共鋪設(shè)了約 300 千米，主要是在成昆線、京原線和京通線上的隧道內(nèi)（長(zhǎng)度超過(guò) 1千米）鋪設(shè)應(yīng)用。瀝青混凝土整體道床（由瀝青混凝土鋪裝層和寬枕組成的結(jié)構(gòu)型式）曾在 1980 年初得到應(yīng)用，它鋪設(shè)的長(zhǎng)度有 10千米，并且全部鋪設(shè)應(yīng)用在大型客站以及隧道內(nèi)。除此之外還有由涵青灌注的固化道床沒(méi)能被推廣應(yīng)用。 1999 年完成“秦沈客運(yùn)專(zhuān)線橋上無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)條件 ” 的研究與編制，在秦沈客運(yùn)專(zhuān)線選定了狗河特 大橋和雙何特大橋作為板式軌道的試鋪地段，研究了適應(yīng)于寒冷地區(qū)使用 CA 砂漿。在長(zhǎng)度為 千米的西康線秦嶺隧道內(nèi)鋪設(shè)了彈性支承塊式無(wú)砟軌道，并且已經(jīng)在 2020 年正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)；秦沈客運(yùn)的沙河特大橋試鋪了長(zhǎng)枕埋入式無(wú)砟軌道（ 692 米）；在長(zhǎng)度為 741 米的狗河特大橋直線上以及長(zhǎng)度為 740 米的雙河特蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 大橋曲線上試鋪了板式無(wú)砟軌道見(jiàn) 圖 。 圖 秦沈線板式無(wú)砟軌道橫截面圖 我國(guó)臺(tái)灣省高速鐵路（臺(tái)北一高雄）的全線長(zhǎng)度為 345 千米已經(jīng)投入使用，鋪設(shè)的無(wú)砟軌道的總長(zhǎng)度達(dá)到了 155 千米 ,其中德國(guó)雷達(dá) 2020 型無(wú)砟軌道鋪設(shè)在 96組道岔區(qū)(總共 123 組）。 無(wú)砟軌道是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在和世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家（德國(guó)、日本等）相比，在無(wú)砟軌道技術(shù)方面我國(guó)仍有不少的差距。比如在大跨度橋梁和路基地段上出現(xiàn)的問(wèn)題：梁端轉(zhuǎn)角限值的確定、梁體徐變上拱以及縱向力在橋梁與無(wú)砟軌道間的傳遞特征和路基地段沉降控制等，我們需要加倍的努力來(lái)研究出解決這些問(wèn)題的方法。 即便是這樣，我們?nèi)〉玫某煽?jī)還是值得肯定的。通過(guò)在隧渝線上進(jìn)行的有關(guān)無(wú)砟軌道的綜合試驗(yàn)研究，創(chuàng)新 研究形成了我國(guó)的 CRTSⅠ 型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式。對(duì)于京津城際上的關(guān)于無(wú)砟軌道的進(jìn)一步研究，研究產(chǎn)生了適合我國(guó)的新的 CRTSⅡ 型無(wú)砟軌道。除此之外，在武廣客運(yùn)專(zhuān)線進(jìn)行的無(wú)砟軌道再創(chuàng)新研究試驗(yàn)中 ,有關(guān) CRTSⅢ 型無(wú)砟軌道的研究工作也在成灌線進(jìn)行著。 CRTSⅠ 型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型：板式和雙塊式。CRTSⅡ 型和 I 型一樣也是兩種類(lèi)型。在這其中，在武廣高速鐵路上鋪設(shè)了 CRTSⅠ 型雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)，而在鄭西高速鐵路上則鋪設(shè)應(yīng)用了 CRTSⅡ 型雙塊式無(wú)砟軌道型式。 第五節(jié) 板式無(wú)砟軌道發(fā)展現(xiàn)狀 關(guān)于無(wú)砟 軌道的研究我國(guó)雖然開(kāi)始時(shí)間和外國(guó)幾乎一致，但真正發(fā)展是在鐵路六次蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 大面積提速以后。在 21 世紀(jì)，我國(guó)的無(wú)砟軌道發(fā)展才越來(lái)越快。 一、 CRTSⅠ 型板式無(wú)砟軌道 CRTSⅠ 型軌道板采用 C60 混凝土預(yù)制而成，其中涉及到的有水泥、摻合料、外加劑、粗細(xì)骨料、鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼棒、封錨砂漿等 14 種主要原材料。 CRTSⅠ 型軌道板采用塌落度為 80120 mm 的 C60 混凝土灌注，經(jīng)過(guò)靜停、升溫、恒溫、降溫這四個(gè)階段的蒸汽養(yǎng)護(hù)控制，采用后張法施加預(yù)應(yīng)力以保證軌道板的高強(qiáng)度和耐久性指標(biāo)。 CRTSⅠ 型板式無(wú)砟 軌道是這樣一種軌道結(jié)構(gòu)型式：將預(yù)制好旳軌道板首先經(jīng)過(guò)水泥瀝青砂漿調(diào)整層，在現(xiàn)場(chǎng)繞注在擁有凸形擋臺(tái)的鋼筋輪底座上面，能夠適應(yīng) ZPW2020軌道電路。 CRTSⅠ 型板式無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)由下列部分組成：鋼軌、扣件系統(tǒng)、充填式塾板、軌道板、水泥乳化瀝青砂漿調(diào)整層、混凝土底座、凸形擋臺(tái)還有周?chē)畛錁?shù)脂等。在這其中，扣件采用的標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)擋肩彈性分開(kāi)式扣件，要小心節(jié)點(diǎn)間距。其一般為 629 毫米，最好不要超過(guò) 650 毫米，如果超過(guò)了就應(yīng)該進(jìn)行特殊檢算，下圖是 CRTSⅠ 型板式無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)組成。板式無(wú)砟軌道 （圖 ） 分為平板 型無(wú)砟軌道和框架式無(wú)砟軌道。 圖 板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖 CRTSⅠ 型板式軌道板釆用工廠化的方法進(jìn)行生產(chǎn)，并能夠做到提前預(yù)制存儲(chǔ)。必須要通過(guò)關(guān)于無(wú)砟軌道對(duì) 鋪設(shè)條件的評(píng)估，并且確定能夠達(dá)到軌道施工要求后，方才能夠進(jìn)行灌注底座混凝土和凸型擋臺(tái)，將軌道板運(yùn)輸?shù)骄€路上，進(jìn)行鋪設(shè)后并且精確調(diào)整軌道板后，方能進(jìn)行 CA 砂裝的灌注工作，進(jìn)而鋪設(shè)無(wú)縫線路。 CRTSⅠ 型板式軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下 : (一 )由于采用了比較堅(jiān)實(shí)的混凝土基礎(chǔ)，所以減小了軌道板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。軌道板有蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 多種作用，如可以承載、傳遞縱橫向力、對(duì)鋼軌進(jìn)行定位等。 (二 )CA 砂漿作為調(diào)整層，軌道板的定位，可以通過(guò)調(diào)整 CA 砂漿厚度來(lái)調(diào)整，從而能夠確保軌道板正確合理的幾何定位，但是要求 CA 砂漿有著姣好的流動(dòng)性、傳力能力要強(qiáng)，這就對(duì) CA 砂漿要求比較高。 (三 )這種無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)采用層次分明的層狀結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)原理，維修或撤換比較方便。 (四 ) 為了能夠更有效的傳遞縱橫向力，在混凝土底座上設(shè)置圓形凸形擋臺(tái)。其凸形擋臺(tái)是主要的傳力結(jié)構(gòu)，必須采取保護(hù)措施，設(shè)計(jì)時(shí)在凸臺(tái)和軌道板之間設(shè)置緩沖層，以減少在傳遞水平力時(shí)對(duì)凸臺(tái)造成的沖擊 ，增加其使用壽命。 (五 )該軌道結(jié)構(gòu)可修性好、施工效率高、彈性好、通用性強(qiáng)。 CRTSⅠ 型板式無(wú)砟軌道的技術(shù)特點(diǎn)： (一 )能夠很好的保證鋪設(shè)的精度：首先在混凝土底座上直接“放置”已經(jīng)預(yù)制好的軌道板，然后通過(guò)在軌道板和底座中間填充水泥乳化瀝青砂漿來(lái)達(dá)到調(diào)整軌道板的目的。 (二 )由于施工性能非常好，可以最大限度地減少在現(xiàn)場(chǎng)上的工作量，從而能夠使用機(jī)械化施工，因此提高了作業(yè)水平，大大加快了施工進(jìn)度。 (三 )可修復(fù)性很好，不僅可以通過(guò)扣件來(lái)調(diào)整軌道的幾何形位，也能夠用調(diào)整水泥瀝青砂漿還有凸形擋臺(tái)樹(shù)脂厚度的方法來(lái)適應(yīng) 線下基礎(chǔ)的變形：垂向和橫向的變形。由于是使用單元板式結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)在軌道板損壞或者是線下基礎(chǔ)有利變形的時(shí)候，可以能夠用更換軌道板還有重新灌注砂漿的辦法來(lái)達(dá)到快速修復(fù)的目標(biāo)，從而對(duì)線路運(yùn)營(yíng)的干擾程度降到最小。 (四 )具有很好的減振降噪能力以及抗震性能、同時(shí)也有較好的彈性。 CRTSⅠ 型無(wú)砟軌道板的工藝流程可以概括為：鋼筋骨架制作完成后，到固定模板位置安裝就位，澆筑混凝土，蒸汽養(yǎng)護(hù)至脫模強(qiáng)度脫模，進(jìn)行翻板檢查，檢查合格后進(jìn)行 預(yù)應(yīng)力張拉和錨穴孔封錨作業(yè)，水養(yǎng)完成后運(yùn)輸至存板區(qū)存放 。 二、 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道技術(shù)在京津城際客運(yùn)專(zhuān)線得到應(yīng)用，此種技術(shù)有這比較多的優(yōu)點(diǎn)，例如定位精度高、美觀、取消伸縮調(diào)節(jié)器、工程量小、平順性好等。 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道其主要結(jié)構(gòu)都是在工廠預(yù)制好的，故其為預(yù)制板式軌道結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)組成在橋上與路基、隧道地段有很小的區(qū)別。橋梁上由滑動(dòng)層、鋼筋混凝土蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 底座、側(cè)向擋塊、調(diào)整層 (BMZ 砂漿 )、軌道板等組成，在隧道、路基地段自下而上由支承層、調(diào)整層 (BMZ 砂漿 )、軌道板等組成。沿線路縱向底座、支承層及軌道板都是連接結(jié)構(gòu)，如 圖 所示。 圖 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道圖 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)組成： CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道主要由鋼軌、配套扣件、預(yù)制軌道板、砂漿調(diào)整層、連續(xù)底座板、滑動(dòng)層、側(cè)向擋塊等部分組成，每孔梁固定支座上方設(shè)置剪力齒槽，梁縫處設(shè)置硬泡沫塑料板，臺(tái)后路基上設(shè)置有摩擦板、端刺及過(guò)渡板等。 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下： (一 )軌道板采用工廠化預(yù)制，通過(guò)布板軟件計(jì)算出軌道板布設(shè)、制作、打磨、鋪設(shè)等工序所需的全部軌道幾何數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制造和施工的數(shù)據(jù)共享。 (二 )軌道板相互之間通過(guò)縱向精軋螺紋鋼筋連接，較好的解決了板端的變形問(wèn)題，從而能夠改善軌道板施加于下面結(jié)構(gòu)的受力，提高了行車(chē)舒適程度。 (三 )軌道板采用數(shù)控機(jī)床打磨工藝，機(jī)床的打磨精度可以達(dá)到 毫米，再加上通過(guò)高精度的測(cè)量以及精調(diào)系統(tǒng)，軌道板鋪設(shè)后就能夠獲得較高精度的軌道幾何尺寸，最大程度的降低了鋪軌精調(diào)的工作量，大幅度提高了綜合施工進(jìn)度。 （四）橋上底座板不受橋跨的限制，作為跨越縫隙的縱向連接結(jié)構(gòu)，橋上的軌道板與路基、隧道中的軌道板是相同的，都是標(biāo)準(zhǔn)的軌道板，利于工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，便于質(zhì)量控制，同時(shí)簡(jiǎn)化軌 道板的安裝和鋪設(shè)。 (五 )摩擦板和端刺結(jié)構(gòu)是橋上 CRTSⅡ 型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的錨固體系，通過(guò)摩擦板和端刺可以將溫度力以及制動(dòng)力都傳遞到路基上。 (六 )梁面設(shè)置滑動(dòng)層，達(dá)到隔離橋梁和軌道間相互作用的目的，能夠減小由于橋梁蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 伸縮而引起的鋼軌以及板內(nèi)縱向附加力，減少橋梁和軌道之間的相互影響，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在大跨度連續(xù)梁上取消伸縮調(diào)節(jié)器的目的。 (七 )一般情況下，在橋梁固定支座上方，在橋梁和底座板之間設(shè)置剪力齒槽和預(yù)埋件，從而能夠達(dá)到及時(shí)將制動(dòng)力、溫度力傳遞到墩臺(tái)上的目的。 (八 ) 在梁縫處設(shè)置高強(qiáng)度擠塑板。減小梁端轉(zhuǎn) 角對(duì)無(wú)砟軌道的影響。 (九 ) 在底座板兩側(cè)設(shè)置側(cè)向擋塊，進(jìn)行橫向、豎向限位。 (十 )支承層使用的是水硬性材料或素混凝土，不需要配筋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，這樣可以減少工程投資，同時(shí)由于不配筋還有利于施工。 第六節(jié) CRTSⅢ 型無(wú)砟軌道目前研究存在的問(wèn)題 對(duì)比 CRTSⅠ 型、 CRTSⅡ 型兩種板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)的水泥乳化瀝青砂漿材料，岔區(qū)板式無(wú)砟軌道充填層材料采用自密實(shí)混凝土，其經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較好。 隨著國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)和研究的深化，完全有基礎(chǔ)和條件也有足夠的能力來(lái)研究開(kāi)發(fā)一種新型板式無(wú)砟 軌道結(jié)構(gòu)，該新型板式無(wú)砟軌道在受力狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)性、施工性、可維修性及耐久性等方面，能夠具備各型板式軌道的優(yōu)點(diǎn)，減少缺點(diǎn)。 由此，各相關(guān)參研單位在總結(jié)我國(guó)既有無(wú)砟軌道研究與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)砟軌道理論研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建造技術(shù)、維修技術(shù)等開(kāi)展了系統(tǒng)性的研究，獲得了比較豐碩的果實(shí)，創(chuàng)新研制了 CRTSⅢ 型板式無(wú)砟軌道，這是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、一種全新的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)體系。目前在我國(guó)， CRTSⅢ 型板式無(wú)砟軌道已被成功的應(yīng)用在成灌線上。 成灌線上 CRTSⅢ 型板式無(wú)砟軌道見(jiàn)圖 。