【正文】 第四節(jié) 軌道板橫向配筋計(jì)算 一、 軌道板采用的混凝土及鋼筋 軌道板采用 C50 高強(qiáng)混凝土，采用精軋螺紋鋼筋配置軌道板的預(yù)應(yīng)力筋，非預(yù)應(yīng)力筋采用 HRB335 配筋。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 三、 縱向非預(yù)應(yīng)力筋的配筋 由 xbfAAfAf cdPpdssd ??????? 式中 sdf — 普通鋼筋 HRB335 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； sA — 受拉鋼筋面積； pdf — 精軋螺紋鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值； pA — 預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積； cdf — C50 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。mm 軌道板 Y軸的彎矩： Qcuyy MMM ?? 666 ?????? N并且認(rèn)為在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受拉區(qū)只有鋼筋承受拉應(yīng)力，認(rèn)為鋼筋和混凝土的彈性模量在加載過程中不會(huì)發(fā)生變化。溫度梯度值參照我國鐵路規(guī)范的相關(guān)取值。 mm 610? 四、 溫度應(yīng)力計(jì)算 溫度梯度的應(yīng)力只考慮了受陽光照射的最上層板或其他的部件，下層板或部件不考慮他們的翹曲應(yīng)力。 表 3 . CRTSⅢ 板式無砟軌道軌道板、支承層的縱橫向彎矩 軌道部件 計(jì)算指標(biāo) 單位 最大值 軌道板 橫軸彎矩 N178。 對計(jì)算得到的圖形進(jìn)行匯總，得到了如下圖形。 （七）單元虛擬連接 我們采用的是接觸對 contact pair 來進(jìn)行虛擬連接。 （四）自密實(shí)混凝土層 在軌道板和支撐層之艱難灌注的混凝土層在 CRTSⅢ 型板式無砟軌道中使用的是自密實(shí)混凝土層。我們建模時(shí)其單元類型我們采用的是BEAM4 單元，也就是使用彈性點(diǎn)支承梁模型來模擬鋼軌?，F(xiàn)有的軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以稱為準(zhǔn)靜態(tài)的分析：它在本質(zhì)上是靜力學(xué)分析和適當(dāng)?shù)膭?dòng)力影響的相結(jié)蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 合。 因?yàn)楸疚牡哪Ｐ拓Q向荷載僅僅考慮了列車的 動(dòng)力 荷載 （為列車的靜荷載乘以其對應(yīng)的動(dòng)力系數(shù)） ，鋼軌與軌道板之間用線性彈簧單元來模擬連接 。 本文建立的模型結(jié)構(gòu)包括鋼軌、扣件、軌道板、填充層、支承層、地基等組成部分。軌道板的單塊尺寸為：長為 米、寬為。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 四、 底座 在橋梁和遂道地段設(shè)置的底座應(yīng)該是 C40 鋼筋混凝土底座，它的底座寬度為3100mm，在其上面設(shè)置了兩個(gè)尺寸為 600 mmx400 mm 的凹槽，并且其深度應(yīng)該與底座相同。 三、 支承 層 在路基地段上要鋪設(shè)支承層，并且要在沿著線路縱向方向上進(jìn)行連續(xù)鋪設(shè)。 (六 )此軌道板結(jié)構(gòu)與 WJ8C 扣件系統(tǒng)配套，有很好的應(yīng)用性，并使其具備較好的施工性能和保持軌距的能力。而曲線地段是經(jīng)過調(diào)整承軌臺(tái)位置 從而來實(shí)現(xiàn)軌道空間上的線形。凹槽內(nèi)側(cè)周圍緊貼 1Omm 橡膠墊板，底部鋪設(shè) 20mm 泡沫板?？奂?WJ 8C 型扣件系統(tǒng) 。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 二、 CRTSⅢ 型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成 CRTSⅢ 型無砟軌道結(jié)構(gòu)主要包括下面的一些結(jié)構(gòu)：鋼軌、軌道板、扣件、自密實(shí)混凝土、鋼筋混凝土底座（支承層）等。 就 CRTSⅢ 型軌道板而言，其生產(chǎn)工藝和 I 型板相似，采用獨(dú)立臺(tái)座、雙向后張法生產(chǎn)。 CRTSⅢ 型板式無砟軌道總體結(jié)構(gòu)方案為帶擋肩的新型單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，其主要由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、配筋的自密實(shí)混凝土（自平流混凝土調(diào)整層）、限位擋臺(tái)、中間隔離層（土工布）和鋼筋混凝土底座等部分組成。是將已經(jīng)預(yù)制好的軌道板經(jīng)過自密實(shí)混凝土層“放置”在底座（或是支承層）上的一種新型無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。其中荷載參數(shù)是指大小和施加方式；而軌道參數(shù)主要包括鋼軌和扣件的類型及其參數(shù)、道床板和水硬性混凝土支承層的類型及實(shí)常數(shù)和參數(shù)、地基彈性系數(shù)等，另外，還深入研究分析了道床板和水硬性支承層之間的連接方式，并且提出了虛擬連接方式，這是一種很理想的連接方式。閱讀了大量的研究成果后，我們最終采用了梁 板模型來模擬實(shí)際軌道結(jié)構(gòu)，通過大型有限元軟件 ANSYS 來計(jì)算 CRTSⅢ 型無砟軌道結(jié)構(gòu)，然后再計(jì)算出軌道的各主要的參數(shù)：板的垂向位移、板的橫縱向位移、板的縱橫向彎矩等。所以 CRTSⅢ 型板式無砟軌道還需要長期的運(yùn)營以便觀測它的實(shí)際運(yùn)營數(shù)據(jù)來支持以及優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)型式，最終形成擁有自主品牌的新型板式無砟軌道系統(tǒng)，從而能夠?yàn)槲覈母咚勹F路完全走向世界打好堅(jiān)實(shí)的戰(zhàn)略技術(shù)基礎(chǔ)?？v連板式無砟 軌道所使用的是打磨的帶預(yù)裂縫的預(yù)制板，在板間進(jìn)行縱方向的連接，但是在其板間連接處也是比較容易開裂的。 (四 )能夠加大對于施工工藝和工裝方面的研究工作，增強(qiáng)無砟軌道施工方面技術(shù)再創(chuàng)新的研究力度，為以后 CRTSⅢ 型板式無砟軌道在施工方面的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化做出努力。 成灌線上 CRTSⅢ 型板式無砟軌道見圖 。 第六節(jié) CRTSⅢ 型無砟軌道目前研究存在的問題 對比 CRTSⅠ 型、 CRTSⅡ 型兩種板式無砟軌道系統(tǒng)的水泥乳化瀝青砂漿材料，岔區(qū)板式無砟軌道充填層材料采用自密實(shí)混凝土，其經(jīng)濟(jì)性相對較好。 (八 ) 在梁縫處設(shè)置高強(qiáng)度擠塑板。 （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)簡化軌 道板的安裝和鋪設(shè)。 圖 CRTSⅡ 型板式無砟軌道圖 CRTSⅡ 型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成： CRTSⅡ 型板式無砟軌道主要由鋼軌、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、端刺及過渡板等。 二、 CRTSⅡ 型板式無砟軌道 CRTSⅡ 型板式無砟軌道技術(shù)在京津城際客運(yùn)專線得到應(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。 (三 )可修復(fù)性很好，不僅可以通過扣件來調(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)樹脂厚度的方法來適應(yīng) 線下基礎(chǔ)的變形：垂向和橫向的變形。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)對凸臺(tái)造成的沖擊 ，增加其使用壽命。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、對鋼軌進(jìn)行定位等。板式無砟軌道 （圖 ） 分為平板 型無砟軌道和框架式無砟軌道。 CRTSⅠ 型板式無砟 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)過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，在現(xiàn)場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。 第五節(jié) 板式無砟軌道發(fā)展現(xiàn)狀 關(guān)于無砟 軌道的研究我國雖然開始時(shí)間和外國幾乎一致，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。除此之外，在武廣客運(yùn)專線進(jìn)行的無砟軌道再創(chuàng)新研究試驗(yàn)中 ,有關(guān) CRTSⅢ 型無砟軌道的研究工作也在成灌線進(jìn)行著。比如在大跨度橋梁和路基地段上出現(xiàn)的問題：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研究出解決這些問題的方法。 1999 年完成“秦沈客運(yùn)專線橋上無砟軌道設(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。 板式軌道在我國開始研究的時(shí)間很早，早在 20 世紀(jì) 70年代就開始研究 CA 砂漿技術(shù)。瑞士國鐵在 1966 年首次在隧道內(nèi)應(yīng)用的彈性支承塊式無砟軌道（即 LVT)，其在英吉利海底隧道（最高時(shí)速為 200km)也有使用。 三、 法國等其他國家的無砟軌道 除了德國以及日本外，在世界上還有很多的國家也都進(jìn)行了關(guān)于無砟軌道方面的試驗(yàn)和鋪設(shè)研究。鋼軌，采用的標(biāo)準(zhǔn)是 UIC60 鋼軌。支承層 (HGT)，其由 300mm 厚的水硬性混凝土構(gòu)成 。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。博格板式軌道在橋上的應(yīng)用，借鑒了 Rheda 型無砟軌道的成功經(jīng)驗(yàn)，利用硬質(zhì)泡沫塑料板和兩層聚乙烯 (PE)薄膜組成一個(gè)彈性墊層，放置在蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 混凝土底座板上。 （ 2）為了適應(yīng)軌枕振動(dòng)壓入法的施工要求，旭普林無砟軌道中雙塊式軌枕的鋼筋桁架不外露。 圖 雷達(dá)軌枕埋入式無砟軌道圖 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 隨著雷達(dá)軌道的不斷改進(jìn)，軌道高度不斷降低，整體性不斷提高，最新結(jié)構(gòu)形式是Rheda2020 型，已廣泛地應(yīng)用于橋梁、隧道、普通路基及樁板結(jié)構(gòu)路基上。到 2020年，德國鐵路無砟軌道鋪設(shè)總長度超過 600 延長公里，他們采用的主要結(jié)構(gòu)形式有雷達(dá)、旭普林和博格等，其中包含 57組無砟道岔。由德鐵制定統(tǒng)一的無砟軌道設(shè)計(jì)基本要求，由各公司、企業(yè)自行研制開發(fā)，無砟軌道需要經(jīng)過 5年的試鋪運(yùn)營考驗(yàn)，并經(jīng)過德國聯(lián)邦鐵路管理局（ EBA）審定通過后，方才能過正式投入應(yīng)用。 (2)相對于 A 型板式軌道其施工更簡便，且增加了施工的性能和效率，板下乳化水泥瀝青砂漿墊層 (CA 砂漿 )在施工時(shí)更加均勻了。 (2) 板式軌道的板式無砟軌道的每塊底座上設(shè)置兩凸形擋臺(tái)，其可作為日本板式無砟軌道鋪設(shè)和校準(zhǔn)時(shí)的基準(zhǔn)點(diǎn)，這只是其一個(gè)作用，其主要作用是限制軌道板的縱橫向位移以及固定其位置。從上個(gè)世紀(jì) 60 年代開始，日本就成立了鐵道綜合技術(shù)研究所來進(jìn)行無砟 軌道結(jié)構(gòu)的理論研究以及實(shí)驗(yàn)研究。 Rheda 型、 Ziiblin 型 (圖)和 Heltkamp 型是比較常見的結(jié)構(gòu)型式。 軌枕支承式 無砟 軌道是一種概念上最靠近 有砟 軌道的結(jié)構(gòu)，常見的有 BTD型、 ATD型與 GETRAC 型。 二、 無砟軌道的類型 無砟軌道作為一個(gè)龐大的體系，到目前依然沒有統(tǒng)一的系統(tǒng)并且全面的分類方法。 有砟軌道在列車的不停作用下的不足之處就是軌道殘余變形累積很快，而且由于軌道高低不平順而導(dǎo)致旅客乘坐舒適性的降低，并且養(yǎng)護(hù)維修工作量也會(huì)增加很多。 一、 無砟軌道的概念及特性 有砟軌道和無砟軌道是鐵路軌道的兩種基本類型。 第三節(jié) 無砟軌道概況 軌道是列車運(yùn)行的必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，軌道的結(jié)構(gòu)性能 對列車的安全、平穩(wěn)運(yùn)行有重要的影響。在全國范圍內(nèi)我國不僅開展了對既有線的改造來提高速度，還大規(guī)模的開始了客運(yùn)專線和城際鐵路的建設(shè)，截至 2020 年，我國已 擁有超過 萬公里的時(shí)速在 160 公里以上的鐵路里程，已超過 6000 公里的時(shí)速在 200 公里以上的鐵路里程。 (3)從 20 世紀(jì) 90 年代中期形成至今，全世界范圍內(nèi)掀起高速鐵路的建設(shè)第三階段的高潮。日本建成了山陽、上越等多條新千線；法國建成東南和大西洋高速新線；德國和意大 利也在國內(nèi)開始修建高速鐵路。目前存在的問題依然有很多，所以需要我們的鐵路科研工作者 更加努力鉆研。 伴隨著實(shí)施路網(wǎng)規(guī)劃的腳步的進(jìn)行，一系列的客運(yùn)專線得以批準(zhǔn)，這些都說明了我 國的客運(yùn)專線項(xiàng)目的逐漸啟動(dòng)。 無砟軌道重新得到了大家的廣泛關(guān)注，得益于京滬高速鐵路的建設(shè)及運(yùn)營。所以無砟 軌道的結(jié)構(gòu)最突出的優(yōu)點(diǎn)是：穩(wěn)定性好、少維修。同時(shí)擴(kuò)大城際客運(yùn)系統(tǒng)的組團(tuán)建設(shè)，將來我國所有省會(huì)及有 50 萬的人口以上的大城市將建立總規(guī)模超過 5萬公里的快速客運(yùn)網(wǎng)。 現(xiàn)有的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》逐漸較難適應(yīng)當(dāng)今快速發(fā)展的形勢了，因此《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整方案》在 08年獲得了批準(zhǔn)。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄 第一章 緒論 .............................................................. 1 第一節(jié) 引言 ........................................................... 1 第二節(jié) 高速鐵路的發(fā)展及現(xiàn)狀 ........................................... 2 一、 國外高速鐵路的發(fā)展 ........................................... 2 二、 我國高速鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀 ....................................... 3 第三節(jié) 無砟軌道概況 ................................................... 3 一、 無砟軌道的概念及特性 ......................................... 3 二、 無砟軌道的類型 ............................................... 4 第四節(jié) 各國無砟軌道發(fā)展概況 ........................................... 5 一、 日本的無砟軌道 ............................................... 5 二、 德國的無砟軌道 ...................................