【正文】 SⅠ 型板式無砟軌道 CRTSⅠ 軌道的特點如下： （ 1）道板在工廠批量生產(chǎn)，進度不受現(xiàn)場施工條件的制約，施工進度塊； （ 2）軌道結(jié)構(gòu)高度低，自重輕； （ 3）具有可修復(fù)性，可通過板下 CA 砂漿進行高程調(diào)整； （ 4）現(xiàn)場調(diào)整工作量較大，初期投資高于雙塊式軌道 。 CRTSⅡ 系統(tǒng)主要由鋼軌、扣件系統(tǒng)、軌道板、 CA 砂漿墊層、混凝土支承層（路基）或鋼筋混凝土底座（橋梁）、側(cè)向擋塊、隔離層等部分組成。 圖 路基上 CRTSⅡ 型板式無砟軌道 18 圖 隧道內(nèi) CRTSⅡ 型板式無砟軌道 圖 橋上 CRTSⅡ 型板式無砟軌道 橋上軌道結(jié)構(gòu)與路基地段有所不同，軌道板鋪設(shè)于鋼筋混凝土底座上并進行縱向連接，下部鋼筋混凝土底座連續(xù)澆筑，并在底座與梁面保護層之間設(shè)置滑動層，底座板兩側(cè)設(shè)置側(cè)向限位擋塊，在橋梁兩端路基上設(shè)置摩擦板、過渡板和端刺。制造過程中采用先進的數(shù)控磨床對預(yù)制軌道板承軌槽進行精加工，現(xiàn)場采用專用測量滑架進行軌道板的定位測量，使其精度容易滿足高速鐵路對軌道幾何尺寸的高要求。 CRTSⅡ 軌道的特點如下： （ 1）板與板之間要縱連，設(shè)有橫向擋塊。 CRTSⅢ型板式無砟軌道 CRTSⅢ 型板式無砟軌道是將預(yù)制軌道板通過水泥瀝青沙漿調(diào)整層 ,鋪設(shè)在現(xiàn)場攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土底座（橋梁）上 ,并適應(yīng) ZPW2020 軌道電路的連續(xù)軌道板結(jié)構(gòu)，且對每塊板限位的無砟軌道結(jié)構(gòu)形式。軌道板為預(yù)制部分預(yù)應(yīng)力混凝土板，標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 49302400190mm。軌道板精確就位后灌注水泥瀝青砂漿，通過連接器進行縱向連接，再用彈性混凝土填縫，板兩端設(shè)置定位銷水平限位。 CRTSⅢ 型軌道的特點： （ 1）與 CRTSⅠ 型軌道相比，取消了凸形擋臺，將軌道板連為整體， 定位銷或水平限位擋塊在鋪板后施工，可減少原設(shè)凸形擋臺對施工的干擾，提高鋪軌進度。 CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道 CRTSⅠ 型雙塊式無砟軌道是將預(yù)制的雙塊式軌枕組裝成軌排 ,以現(xiàn)場澆筑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(yīng) ZPW2020 軌道電路的無砟軌道結(jié)構(gòu)形式。 20 路基上 CRTSⅠ 型雙塊式軌道道床板澆筑于混凝土支承層上，隧道內(nèi)直接澆筑于仰拱填充層上；橋梁采用分塊式道床板，澆筑于鋼筋混凝土底座或保護層上，并在底座中部限位凸臺或凹槽。 圖 路基上雙塊式無砟軌道橫斷面 圖 橋上雙塊式無砟軌道橫斷面 21 圖 隧道內(nèi)雙塊式無砟軌道橫斷面 CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道 CRTSⅡ 型雙塊式 無砟軌道是以現(xiàn)場澆筑混凝土方式，將預(yù)制的雙塊式軌枕通過機械振動法嵌入均勻連續(xù)的鋼筋混凝土道床內(nèi)，并適應(yīng) ZPW2020 軌道電路的無砟軌道結(jié)構(gòu)形式。 CRTSⅡ 型雙塊式軌道的特點： （ 1）引進德國旭普林軌道技術(shù)； （ 2）結(jié)構(gòu)整體性強，軌枕采用振動方式壓入混凝土中，避免了灌注過程中的振搗不密實，加強了新老混凝土結(jié)合面的連接； （ 3）施工機械化程度高，施工進度相 對較快； （ 4）施工必須由專業(yè)人員操作，設(shè)備規(guī)模大，施工靈活性較差； （ 5）出現(xiàn)病害時修復(fù)較為困難。 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。 技術(shù)特點： （ 1） 軌道板為普通混凝土結(jié) 構(gòu)，分塊設(shè)置，預(yù)設(shè)連接筋； （ 2） 軌道板廠內(nèi)預(yù)鉆扣件螺栓孔、測量棱鏡孔（精度 ）； （ 3） 板底充填自密混凝土砂漿； （ 4） 便于施工組織，不需帶道岔鋼軌件組裝施工。由于瀝青材料的溫度敏感性高，耐久性相對較差，后用鋼筋混凝土替代了瀝青混凝土。厚度與 寬度 范圍應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)承載能力、荷載傳遞特性及道床厚度確定。每隔 2 個板單元設(shè) 1 個橫向伸縮縫，寬度為 20mm，用瀝青板填充。 為防止地面水滲入路基，對混凝土支承層兩側(cè)的路基面，應(yīng)采取瀝青混凝土封閉或其他防水措施。 隧道內(nèi)板式軌道 與路基、橋梁相比，隧道基礎(chǔ)為無砟軌 道應(yīng)用提供了較好的承力層，除過渡段外，與路基上的 無砟 軌道相比要簡單得多。借鑒日本板式軌道在隧道內(nèi)的應(yīng)用經(jīng)驗，以及我國贛龍線楓樹排隧道板式軌道試驗段的研究成果，可以得出隧道內(nèi)無砟軌道底座與凸形擋臺可直接在隧道基地基底回填曾上的構(gòu)筑結(jié)論。 23 圖 隧道內(nèi)板式軌道橫斷面（單位： mm） 隧道內(nèi)板式軌道底座混凝土伸縮縫的設(shè)置：洞內(nèi)每 3 個軌道板單元處（約 15m）設(shè)置一個；洞口向內(nèi)延伸 200m 范圍內(nèi)，約每 5m 處設(shè)置 1 個。 橋上板式軌道 軌道在路基縱向可以認(rèn)為是不移動的，但是橋梁由于制動力、起動力和溫度荷載會長生縱向位移。圖 為橋上板式軌道。為保證無砟軌道結(jié)構(gòu)與梁體的可靠連接，實現(xiàn)梁體與無砟軌道道床間的結(jié)構(gòu)變形的協(xié)調(diào)，在混凝土底座范圍內(nèi)的橋面，應(yīng)設(shè)置一定數(shù) 量的連接鋼筋。 ● 底座每隔 1 個板單元設(shè) 1 個橫向伸縮縫。 根據(jù)橋上無砟軌道技術(shù)條件要求，應(yīng)盡量減小梁端轉(zhuǎn)角和變形對扣件系統(tǒng)的影響，軌道板 /道床板結(jié)構(gòu)端部距第一個扣件節(jié)點重心，必須控制在 250mm 以上。軌道板的寬度首先要滿足結(jié)構(gòu)及制造工藝要求，其次要考慮傳遞列車荷載的有效范圍，并盡可能減少傳遞到板下結(jié)構(gòu)的荷載應(yīng)力及作用在板上的彎矩。綜合考慮， 取 板的寬度為 2400mm。為了減少軌道板類型，橋上無砟軌道板長度可確定為 4853mm，相應(yīng)的扣件節(jié)點間距為 617mm。在秦沈客運專線及贛龍線板式 軌道 試驗段，軌道板標(biāo)準(zhǔn)長度為 4930mm，經(jīng)試驗驗證是安全可靠的。 考慮到方便鋪設(shè)及維修，在板兩端的中部設(shè)置半圓形缺口，以便配合設(shè)在底座上的凸形擋臺。底座的設(shè)計應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)強度的前提下，考慮板式軌道施工設(shè)備和機具的使用。由于緩和曲線地段的超高是逐漸變化的，每個底座單元的高度應(yīng)根據(jù)超高變化合理設(shè)置。底座伸縮縫對應(yīng) 凸形擋臺中心位置， 其寬度為 20mm， 用瀝青板填充。 根據(jù)我國板式軌道的設(shè)計經(jīng)驗，要求底座的最小厚度為 100mm，特別是曲線地段的內(nèi)軌一側(cè)，由于下部基礎(chǔ)的施工偏差，為保證 CA 砂漿調(diào)整層的厚度，很容易造成底座厚度的不足。設(shè)計采用圓形截面，外形必須與軌道板相匹配。凸形擋臺頂面應(yīng)與大板頂面基本保持同一高度，既能保證板端面受力均勻，又不凸出過高，凸形擋臺高度取 250mm。 ● CA 砂漿調(diào)整層 在滿足結(jié)構(gòu)受力的前提下，選用我國前期應(yīng)用較成熟的材料，普通型和減振型板式軌道的板下 CA 砂漿調(diào)整層厚度分別取 50mm 和 40mm。1mm 2） 高低調(diào)整量： 4mm～ 26mm 3）絕緣性能滿足軌道電路技術(shù)要求 4）扣件縱向阻力應(yīng)滿足無縫線路設(shè)計要求 板式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 無砟軌道的受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與有砟軌道不同，以據(jù)無砟軌道的受力特點，將無砟軌道簡化成合理的板狀結(jié)構(gòu)或梁狀結(jié)構(gòu)進行計算。 彈性地基梁理論 它是把由混凝土道床承載層、水硬性混凝土支承層、路基基床及地基構(gòu)成的無砟軌道，在設(shè)計時區(qū)分為軌道縱向和軌道橫向計算模型。 道床板R 1R 2 R 2a ak 圖 當(dāng)量彈性地基梁模型 而在軌道橫向，是將相鄰扣件中間截取的道床板單元作為簡支懸臂梁處理。 27 L 0 L 1 L 2x 11y 11x 20y 20x 12y 12x 22y 22x 13x 23y 23y 13E 2 I 4k 4E 3 I 5k 5qx 21y 21x 11y 11x 12y 12x 13y 13x 20y 20x 22y 22x 23y 23x 21y 21eL 3 L 2 L 1 L 0eq基礎(chǔ) L 3軌道板( 或道床板)底座( 或支承層) 圖 二重疊合梁橫向計算模型 L 1 L 2 L 3x 11y 11x 21y 21x 31y 31x 12y 12x 22y 22x 32y 32x 13x 23y 23y 33x 33y 13E 1 I 1k 1E 2 I 2E 3 I 3k 2k 3P軌道板( 或道床板)底座( 或支承層)基礎(chǔ)鋼軌 圖 三重疊合梁縱向計算模型 軌道板鋼軌Pk 2 E 2 I 2 E 1 I 1 k 1 k 3 E 3 I 3 底座k 4qE 2 I 4q軌道板底座k 5E 3 I 5 圖 a 軌道縱向 圖 b 軌道橫向 圖 彈性地基疊合梁模型 而在軌道橫向，是把從相鄰鋼軌扣件中間截取的軌道板（或道床板）和底座（或支承層）單元用彈簧聯(lián)結(jié)，并作為彈性地基上的二重梁彎曲變形力學(xué)分析模型 ，上述彈性地基疊合梁模型可通過文克勒法或有限元法求解。 鋼軌軌道板軌下膠墊CA M層底座地基基礎(chǔ) 圖 梁－板－板彈性支承模型 梁－板－體彈性支承彎曲理論 它是把鋼軌視為彈性點支承梁，扣件系統(tǒng)用彈簧模擬，軌道板、 CAM 層與底座視為板體單元支承在彈性地基上的板式軌道有限元應(yīng)力分析模型。 MIDAS/Civil 是針對 土木結(jié)構(gòu) ，特別是分析象預(yù)應(yīng)力箱型橋梁、懸索橋、 斜拉橋 等特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式，同時可以做非線性邊界分析、水化熱分析、材料非線性分析、 靜力彈塑性分析 、動力彈塑性分析。它的適用領(lǐng)域非常廣泛，例如鋼筋混凝土橋梁 ： 板型橋梁、剛架橋梁、預(yù)應(yīng)力橋梁 。 大跨度橋梁 ： 懸索橋、斜拉橋、拱橋 。 地下結(jié)構(gòu) ：地鐵、通信電纜管道、上下水處理設(shè)施、隧道 。 國家基礎(chǔ)建設(shè) ： 飛機場、大壩、港口。彈性地基梁板模型符合無砟軌道結(jié)構(gòu)的受力特點，能夠有效地反映承載層的空間彎曲變形；在該模型的鋼軌上施加輪載可直接得到無砟軌道各承載層的縱、橫向彎矩，既克服了彈性地基疊合梁模型忽略無砟軌道縱、橫向變形協(xié)調(diào)條件，將縱、橫向彎矩分開計算而造成的較大計算誤差的缺點，也克服了彈性地基梁體模型層間約束強且計算繁瑣的缺點。 (2)梁板模型可較好地模擬無砟軌道的結(jié)構(gòu)與受力特點，有效地反映承載層的空間彎曲。 模型的建立 在模型中，鋼軌采用彈性點支承梁模擬； 扣件及軌下膠墊以線性彈簧模擬，計算時取動剛度，軌道板 (或道床板 )與底座板 (或支承層 )采用板殼單元模擬，兩層之間的彈性層 CA 砂漿可以用實體模擬，也可以用線性彈簧模擬。當(dāng) CA 砂漿用實體模擬時稱作 梁－板－體 模型，當(dāng) CA 砂漿用彈簧模擬時稱作 梁－板－板 模型。 板式軌道結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)如表 所列。 由于 只 中間的 5m結(jié)構(gòu)進行分析，因此車輛荷載添加于中間段的鋼軌上，根據(jù)《客運專線無昨軌道鐵路設(shè)計指南》，設(shè)計動輪載取荷載大小為 300KN。于此同時，還應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)自重 的影響，因此對結(jié)構(gòu)整體添加自重。 MIDAS 運行結(jié)果及分析 當(dāng)扣件剛度為 80kN/mm、 CA 砂漿彈性模量 300MPa、地基系數(shù)為 190MPa/m 時的計算結(jié)果如表 32 所示和表 33 所示。m/m 軌道板縱向負(fù)彎矩 kNm/m 軌道板橫向負(fù)彎矩 kNm/m 底座縱向負(fù)彎矩 kNm/m 底座橫向負(fù)彎矩 kNm 鋼軌負(fù)彎矩 kN 表 不同扣件剛度下軌道板與底座彎矩 扣件剛度（ kN/mm） 40 60 80 100 軌道板橫向正彎矩 (kNm/m) 軌道板縱向正彎矩 (kNm/m) 底座橫向正彎矩 (kNm/m) 底座縱向正彎矩 (kNm/m) 表 、軌道板、砂漿層及底座的位移 鋼軌最大位移 (mm) 軌道板最大位移 (mm) 砂漿層最大位移 (mm) 底座最大位移 (mm) 35 結(jié)論：由以上表格可看出，軌道板與底座板彎矩隨著軌下墊 層剛度的增大逐漸增大，軌道板和底座板彎矩變化規(guī)律趨于線性；隨著軌下墊層剛度的增大，鋼軌最大位移逐漸減?。幌啾蠕撥壎?，軌道板及底座板的最大位移則隨著軌下墊層剛度的增大而增大。 表 不同 CA 砂漿彈性模量下的彎矩、位移結(jié)果 砂漿層彈性模量 (MPa) 100MPa 300MPa 500MPa 1000MPa 軌道板縱向正彎矩 (kNm/m) 軌道板橫向正彎矩 (kNm/m) 底座縱向正彎矩 (kNm/m) 底座橫向正彎矩 (kNm/m) 鋼軌正彎矩 (kNm) 地基彈性系數(shù)采用 K30， 分別按 50MPa/m、 190MPa/m、 500MPa/m、 1000MPa/m進行建模，結(jié)果如表 和表 。m/m) 軌道板縱向負(fù)彎矩 (kNm/m) 軌道板橫向負(fù)彎矩 (kN