京津城際客運(yùn)專線crtsⅱ型板式無(wú)砟軌道畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 梁、隧道、道岔和新線與既有線路的接處等控制點(diǎn)，必要時(shí)需對(duì)預(yù)制軌道板的長(zhǎng)度進(jìn)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(jí)配碎石組成，也具有防止毛細(xì)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(tái)之間預(yù)設(shè)了溝槽。(6)承軌臺(tái)軌道扣件安裝在承軌臺(tái)上。承軌臺(tái)用數(shù)控機(jī)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(zhǎng)小于25m橋上博格板無(wú)砟軌道截面博格板式軌道除了完全滿足德國(guó)鐵路對(duì)于軌道的技術(shù)要求外，還具有以下特點(diǎn)。1)軌道板在工廠批量生產(chǎn)，進(jìn)度不受施工現(xiàn)場(chǎng)條件制約。2)每塊板上有10對(duì)承軌臺(tái)，承軌臺(tái)的精度用機(jī)械打磨并由計(jì)算機(jī)控制。工地安裝時(shí)，不需對(duì)每個(gè)軌道支撐點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使工地測(cè)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(yùn)輸，并通過龍門吊直接在線路上鋪設(shè)，無(wú)須二次搬運(yùn)。4)現(xiàn)場(chǎng)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(gè)鋼軌支撐點(diǎn)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(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，成本相對(duì)較高。 圖32 橋長(zhǎng)大于25m橋上博格板式軌道板標(biāo)準(zhǔn)截面適應(yīng)不同基礎(chǔ)設(shè)施條件的博格板式無(wú)砟軌道：1)路基博格板式無(wú)砟軌道在路基上的標(biāo)準(zhǔn)截面，見圖32。為了將工后沉降控制在允許范圍內(nèi)，必要時(shí)應(yīng)對(duì)地基進(jìn)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(duì)軌道板進(jìn)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(jìn)行密封處理，灌漿后密封灌漿孔。接下來進(jìn)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(hù)作用。2)長(zhǎng)度小于25m的橋梁對(duì)于長(zhǎng)度小于25m的短橋來說，氣候變化對(duì)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(biāo)準(zhǔn)預(yù)制軌道板。見圖34為短橋上的博格板式無(wú)砟軌道標(biāo)準(zhǔn)截面圖。3)長(zhǎng)度大于25m的橋梁當(dāng)橋梁長(zhǎng)度超過25m時(shí)，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(huì)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(duì)軌道板產(chǎn)生不良影響。4)隧道隧道內(nèi)的博格板式無(wú)砟軌道標(biāo)準(zhǔn)截面見圖33。圖33 隧道內(nèi)博格板式無(wú)砟軌道標(biāo)準(zhǔn)截面圖34 短橋上的博格板式無(wú)砟軌道標(biāo)準(zhǔn)截面圖 圖35 減振降噪博格板式無(wú)砟軌道5)減振降噪措施：在對(duì)環(huán)境要求比較高的地段，無(wú)砟軌道需要降噪和防振處見圖35，為減振降噪博格板式無(wú)砟軌道。 雷達(dá)型無(wú)砟軌道 雷達(dá)型無(wú)砟軌道于1972年鋪設(shè)于德國(guó)比勒非爾德至哈姆的一段線路上，以雷達(dá)車站而命名。在使用過程中不斷優(yōu)化，從最初的雷達(dá)普通型發(fā)展到現(xiàn)在的雷達(dá)2000型，并且針對(duì)路基、橋梁、隧道不同基礎(chǔ)進(jìn)行了部分修改。圖36為最早的雷達(dá)普通型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式。圖37為雷達(dá)2000型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化過程。圖36 最早的雷達(dá)普通型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式雷達(dá)型無(wú)砟軌道最初為整體軌埋人式軌道，到雷達(dá)柏林(READBERLIN)已經(jīng)發(fā)展為鋼筋木行梁支撐的雙塊埋入式無(wú)砟軌道，但承載層仍然是槽形。發(fā)展到雷達(dá)2000型時(shí)，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(dá)2000型軌道截面圖，圖38為雷達(dá)2000型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖，圖39為標(biāo)準(zhǔn)支承塊結(jié)構(gòu)組裝圖。圖37 雷達(dá)2000型軌道截面圖圖38 雷達(dá)2000型無(wú)砟軌道系統(tǒng)構(gòu)成：雷達(dá)2000型無(wú)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(qiáng)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?jī)蓚€(gè)鋼筋木行架支撐，軌枕塊精確定位后澆注混凝土，混凝土標(biāo)號(hào)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)。扣件螺栓錨在雙塊式軌枕內(nèi)，使用UIC60鋼軌。無(wú)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(dá)2000型無(wú)砟軌道具有如下特點(diǎn)：(1)與雷達(dá)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(jì)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(zhǎng)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)相對(duì)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(jiǎn)潔、平整，美觀漂亮。圖39 橋梁上的雷達(dá)型無(wú)砟軌道適用不同基礎(chǔ)設(shè)施條件的雷達(dá)2000型無(wú)砟軌道：1)路基對(duì)于安裝于土質(zhì)路基上的無(wú)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(yàn)中顯示的最低強(qiáng)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(dá)2000型結(jié)構(gòu)圖。橋梁上的雷達(dá)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(jì)成了凸凹結(jié)構(gòu)。橋梁上的雷達(dá)2000型可以使二期恒載大大降低。由于雷達(dá)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(shí)例是德國(guó)科隆－法蘭克福線雙線高速鐵路(300kmh1)，隧道斷面92m2。3)道岔區(qū)為了整個(gè)軌道系統(tǒng)(用于干線和道岔區(qū)段)一致性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工程的相互銜接，調(diào)整了用于雷達(dá)2000型無(wú)砟軌道系統(tǒng)的道岔區(qū)段設(shè)計(jì)，以降低軌道高度。該項(xiàng)開發(fā)的核心是基于B355W60M雙塊式軌枕對(duì)混凝土道岔軌枕進(jìn)行設(shè)計(jì)和定位。圖310 韓國(guó)高速鐵路雷達(dá)型普通無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)圖雷達(dá)型無(wú)砟軌道的應(yīng)用情況：現(xiàn)在德國(guó)鋪設(shè)的無(wú)砟軌道線路50%以上為雷達(dá)型無(wú)砟軌道。這種無(wú)砟軌道除了在德國(guó)成規(guī)模地應(yīng)用外，在世界其他國(guó)家和地區(qū)也得到認(rèn)同并使用。韓國(guó)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(wú)砟軌道，采用的是德國(guó)雷達(dá)普通型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式(見圖310)。目前，韓國(guó)認(rèn)為已充分掌握該項(xiàng)技術(shù)，計(jì)劃在第二階段大邱至釜山新建高速線上全部采用無(wú)砟軌道。印度(寬軌)和荷蘭新建鐵路中的無(wú)砟軌道也采用了德國(guó)雷達(dá)2000型(見圖31圖312和圖313)。圖311 印度寬軌線路雷達(dá)2000無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)圖圖312 荷蘭雷達(dá)2000型無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)圖我國(guó)在秦沈線的沙河橋和渝懷線魚嘴2號(hào)隧道(曲線)分別鋪設(shè)了長(zhǎng)枕埋入式無(wú)砟軌道692m和710m。正在建設(shè)的遂渝線無(wú)砟軌道綜合試驗(yàn)段岔區(qū)(路基)也將采用軌枕埋入式無(wú)砟軌道。我國(guó)臺(tái)灣省的臺(tái)北－高雄高速鐵路的道岔區(qū)也部分采用了雷達(dá)型無(wú)砟軌道。總之，雷達(dá)型無(wú)砟軌道在不同的國(guó)家和地區(qū)運(yùn)用，還需要根據(jù)不同國(guó)家和地區(qū)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)本國(guó)鐵路的發(fā)展。圖313 荷蘭采用的雷達(dá)型無(wú)砟軌道 日本板式無(wú)砟軌道日本無(wú)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(jì)70年代，板式軌道作為日本鐵路建設(shè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(jì)鋪設(shè)里程已達(dá)到2700多延長(zhǎng)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(duì)各種型號(hào)的板式無(wú)砟軌道的開發(fā)是統(tǒng)一有序的。在多年的試驗(yàn)研究實(shí)踐中，對(duì)不同等級(jí)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(hào)的板式無(wú)砟軌道。為了區(qū)分各種型號(hào)的無(wú)砟軌道，日本規(guī)范了軌道板的型號(hào)表示方法，其中的板式無(wú)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?dāng)?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(zhǎng)度，個(gè)位數(shù)為扣件類型，最后一位英文字母表示適用范圍，括號(hào)內(nèi)為鋼軌類型。例如：A152表示A型軌道板，長(zhǎng)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(jì)時(shí)需要根據(jù)不同環(huán)境和功能需要進(jìn)行選擇。日本板式軌道特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)整體性能日本板式軌道具有無(wú)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(diǎn)，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。框架式板式較軌道為非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，便于制造。可節(jié)省鋼筋和混凝土材料，降低橋梁的二期恒載，造價(jià)低廉，但沒有降低軌道板實(shí)際承受列車荷載的有效強(qiáng)度 不影響列車荷載的傳遞。在隧道內(nèi)應(yīng)用時(shí)可減小隧道的開挖斷面。與德國(guó)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(tái)，因此，縱向與博格板的連接不同。凸型擋臺(tái)與基礎(chǔ)混凝土板一起建造，依靠凸型擋臺(tái)對(duì)軌道板進(jìn)行定位，施工更為簡(jiǎn)便。日本板式軌道用的軌道板，沒有在工廠內(nèi)機(jī)械磨削的工序，制造相對(duì)簡(jiǎn)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(chǎng)混凝土施工量少，施工進(jìn)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(shí)現(xiàn)下部基礎(chǔ)對(duì)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(shí)，受橋梁不同跨度的影響，需要不同長(zhǎng)度的軌道板配合使用，無(wú)形中增加了制造成本；曲線地段鋪設(shè)時(shí)，線路超高順坡 曲線矢度的實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yùn)輸和施工的專業(yè)性較強(qiáng)，包括：軌道板的制造、運(yùn)輸、吊裝、鋪設(shè)；CA砂漿的現(xiàn)場(chǎng)攪拌、試驗(yàn)、運(yùn)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(tái)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(bǔ)用的樹脂砂漿外，在設(shè)計(jì)方面，用強(qiáng)度高、彈性和耐久性好的合成樹脂材料替代凸形擋臺(tái)周圍的CA砂漿。對(duì)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(shí)現(xiàn)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)少維修的設(shè)計(jì)初衷。日本板式軌道的應(yīng)用：各種型式的板式軌道在山陽(yáng)、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(jìn)行對(duì)土質(zhì)路基上的板式軌道正式研究，從1990年開始進(jìn)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(jì) 施工手冊(cè)（草案）》。為了解決路堤下沉、路堤翻漿冒泥等問題，通過各項(xiàng)試驗(yàn)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(jiǎn)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(guó)在秦沈客運(yùn)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(wú)砟軌道，長(zhǎng)度分別為741m和740m，在贛龍線楓樹排隧道也鋪設(shè)了719m。我國(guó)臺(tái)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(wú)砟軌道彈性支承塊型無(wú)砟軌道是在雙塊式軌枕（或兩個(gè)獨(dú)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(guó)鐵于1966年在隧道內(nèi)首次試鋪。法國(guó)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(yùn)營(yíng)的英吉利海峽兩單線隧道內(nèi)全部鋪設(shè)獨(dú)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(zhǎng)度約360km。彈性支承塊型無(wú)砟軌道在國(guó)外得到了推廣應(yīng)用，不僅在丹麥、葡萄牙、法國(guó)、委內(nèi)瑞拉和英國(guó)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(guó)西康線秦嶺隧道一、二線（）內(nèi)采用了彈性支承塊式無(wú)砟軌道,現(xiàn)在使用狀況良好。彈性支承塊型（LVT）無(wú)砟軌道有以下特點(diǎn)：(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(diǎn)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(diǎn)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(wú)砟軌道在水平方向的承載、動(dòng)力傳遞和振動(dòng)能量吸收方面更接近堅(jiān)實(shí)均勻基礎(chǔ)上碎石道床軌道，可以彌補(bǔ)無(wú)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)得以保持，最大程度地減少了養(yǎng)護(hù)維修工作量。(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單