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1、客运专线无碴轨道介绍 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望内容概要n一.无碴轨道的特点n二.世界各国无碴轨道概况n三.国内无碴轨道研究概况n四.目前国内铁路客运专线计划采用的无碴轨道型式以及相关技术介绍n一一.无碴轨道具有的特点（与有碴轨道相比）：无碴轨道具有的特点（与有碴轨道相比）：n轨道稳定性好，线路养护维修工作量显著减少（50%以上）；n耐久性好，服务期长；n可减轻桥梁二期恒载，降低隧道净空；n初期投资相对较大(下部基础与轨道部分)；n一旦基础变形
2、下沉，修复困难；n在维修作业困难、公铁交叉、减振降噪与环境要求高的区段、优质道碴短缺的地区适于铺设。二、无碴轨道国内外概况二、无碴轨道国内外概况n 1.1.概况概况:n自上世纪60年代开始，世界各国铁路相继开展了以整体式或固化道床取代散粒体道碴的各类无碴轨道的研究。n在大多数国家，无碴轨道由于造价高等原因还处于研究试铺或短区段分散铺设的状况；n而在日本板式轨道已在新干线大量铺设，铺设总长度达2700km。n德国铁路Rheda系、Zblin系等五种无碴轨道已批准可正式使用，并在新建的高速线上全面推广，铺设总长度达360km。n无碴轨道最初一般都铺设在隧道内，以后逐渐扩大到桥梁和路基上，如日本的板
3、式轨道铺设在山阳、东北、上越、北陆等新干线全部的桥、隧结构上。而德国铁路无碴轨道则首先解决了在土质路基上铺设的技术问题，然后在隧道、桥梁上推广使用。2.2.国外几种主要无碴轨道结构国外几种主要无碴轨道结构型式n轨枕埋入式（双块式和长枕埋入式）（Rheda）n板式轨道 （Slab）nLVT弹性支承块式（Low Vibration track）nPACT型 （Paved Concrete Track）n其它型式 （意大利IPA、法国VSB等）Rheda型（国内名称：双块式无碴轨道）Rheda-2000型（国内名称：双块式无碴轨道）RhedaRheda型（长枕埋入式）型（长枕埋入式）n长枕埋入式无碴
4、轨道在德国高速铁路上得到应用（柏林汉诺威，190km）；其轨道的基础分钢筋混凝土和沥青混凝土两类。Rheda型轨道为钢筋混凝土底座上的结构型式之一。nRheda型轨道由轨枕及其周围灌筑的混凝土组成，在桥、隧和土质路基上都适用。在德铁铺设的360km无碴轨道中，Rheda型约占一半以上。长枕埋入式无碴轨道长枕埋入式无碴轨道板式轨道（Slab）n日本从60年代试验研究开始，截止到目前累积铺设板式轨道已达2700多km，成为世界上铺设无碴轨道最多的国家。n为适应新干线沿线的环境，开发了防振型板式轨道，其中防振G型在东北新干线开始推广应用。此外，为减少材料用量、降低造价，开发的框架型板式轨道也得以应用
5、。n主要类型包括：A型、框架型、RA型、防振G型等。Slab(普通A型板式轨道)路基上板式轨道(RA型)桥上板式轨道隧道内板式轨道(框架式)秦沈客运专线板式无碴轨道LVT型（低振动轨道）n弹性支承块式无碴轨道自瑞士国有铁路1966年首次采用以来，在很多国家得到应用，如：英吉利海峡隧道、丹麦、葡萄牙、比利时等；n在有减振降噪要求的区段得到广泛应用，如城市地铁等；n我国西康线秦岭隧道、西南线东秦岭隧道、兰新线乌鞘岭隧道等采用了这种结构型式。LVT型（低振动轨道）LVT型（低振动轨道）PACT型（英国）（采用滑模摊铺机施工）三、国内无碴轨道的发展概况n1.概况:n我国铁路对无碴轨道的研究起步并不晚，
6、但由于研究局限于上部轨道结构的研究，缺少下部基础相关专业、相关部门之间的密切配合。特别是施工部门在施工过程中，对轨道基底、水害的处理不当，导致无碴轨道在应用过程中出现了不少问题。造成维修部门难以接受，只好采用限制其使用的简单措施，而没有从根本上开展深入研究，统一认识。这样，从1987年以后的近10年时间，对无碴轨道的研究基本停止，技术也停滞不前。n随着我国高速铁路与客运专线的发展，特别是近年来铁路改革的深入，对维修工作量少的无碴轨道的研究又提上议事日程。从90年代后期开始，铁道部组织科研、设计、施工以及院校多部门的线路、桥梁等专业的科研人员针对性地开展了无碴轨道整体结构的试铺与性能试验以及动力
7、学仿真计算。为今后新型无碴轨道的研究开发建立了一个较好的发展模式。2.新型轨道结构的研究开发阶段n结构型式的提出与设计参数的确定：n 室内模型试验，考察结构性能n 技术标准制定、现场试验段的运营考验n 改进完善、全区间推广应用结构型式的提出与设计参数的确定n国家“九五”科技攻关计划项目高速铁路无碴轨道结构设计参数的研究。n1998年部科研开发计划项目高速铁路高架桥上无碴轨道关键技术的试验研究。技术标准制定、现场试验段的运营考验n19992000年部科研项目n秦沈客运专线桥上无碴轨道关键技术的研究n2001年部科研项目n秦沈客运专线双何曲线桥板式轨道的研究n设计技术条件的编制；n施工技术条件的编
8、制；n无碴轨道工程施工技术细则的编制；n无碴轨道工程质量检验评定标准的制订。改进完善、全区间推广应用n20012004年部科研项目n秦沈客运专线桥上无碴轨道综合试验n20022003年部科研项目n高速铁路桥上减振型无碴轨道关键技术的研究3.高速铁路无碴轨道结构设计参数的研究n借鉴国外高速铁路成熟的无碴轨道结构型式，结合我国既有的技术基础，初步提出了适合我国高速铁路的三种无碴轨道结构型式：n 板式轨道板式轨道n 轨枕埋入式轨枕埋入式(长轨枕或双块式轨枕长轨枕或双块式轨枕)n 弹性支承块式弹性支承块式n初步确定三种结构在桥上、隧道内的断面尺寸与平面布置；n阐明了三种无碴轨道的结构组成和特点；n根据
9、动力学仿真计算结果，初步确定无碴轨道的设计荷载；n根据静力计算模型，初步进行了无碴轨道各组成部件的设计。n三种无碴轨道的结构组成与设计特点双块式轨枕（双块式轨枕（Rheda-2000型型）是在长枕埋入式的基础上优化发展的新型式是在长枕埋入式的基础上优化发展的新型式长枕埋入式结构组成板式轨道 结构组成结构组成n轨道板(PRC或RC）nCA砂浆弹性调整层n凸形挡台n混凝土底座 结构设计特点结构设计特点n结构高度低、自重轻；n轨道板预制，现场工作量少；n可修复性强；n初期投资大。结构组成弹性支承块式 结构组成：结构组成：n弹性支承块n(支承块、橡胶套靴、大橡胶垫板）n混凝土道床板n隔离层n混凝土底座
10、 结构设计特点：结构设计特点：n结构减振性能好；n制造、施工简单；n初期投资相对较大；n特殊条件下可修复。结构组成四.目前国内铁路客运专线计划采用的无碴轨道型式以及相关技术介绍n根据国内无碴轨道的研究成果以及国内即将开工建设的客运专线情况,基本明确国内客运专线的无碴轨道类型主要有：n双块式无碴轨道双块式无碴轨道n长枕埋入式无碴轨道（主要应用于道岔区）长枕埋入式无碴轨道（主要应用于道岔区）n板式无碴轨道板式无碴轨道双块式轨枕双块式轨枕(Rheda-2000(Rheda-2000型型)(1994)(1996)(1997)(1998)(1972)(1981)从长枕埋入式无碴轨道到双块式无碴轨道的发展
11、历程桥上双块式无碴轨道横端面曲线桥上双块式无碴轨道隧道内双块式无碴轨道桥上双块式无碴轨道平面(1)桥上双块式无碴轨道平面(2)双块式无碴轨道的主要特点双块式无碴轨道的主要特点n用钢桁架组成的支承块取代轨枕，只保留承轨台和预埋扣件螺栓部位的预制混凝土，减少了新、老混凝土的结合面，提高了结构的整体性；n轨道建筑高度降低（650 472mm），降低线路和结构物的造价。支承层滑模摊铺机施工工序前置工序安放穿孔轨枕摊铺贫混凝土底座摊铺连续配筋混凝土路槽轨道高度、方向精调与固定现场搅拌站自卸车供料水泥罐车供料侧向喂料机喂料卡车、运输带侧向供料振动刀横向切缝摊铺机拉毛养生机在路槽中轨枕间填塞混凝土后续工序路
12、槽侧壁排水孔成型装置滑模摊铺机摊铺机施工路基段水硬性支承层(1)摊铺机施工路基段水硬性支承层(2)拉毛养生机拉毛养生 成形的路基段水硬性支承层基标测设钢筋加工梁面凿毛、清洗梁面钢筋复位、检查试件成型绑扎底座钢筋支立模板及标高复测灌注混凝土混凝土制配、运输底座拆模、养护涂刷隔离层及粘贴凹槽内橡胶板绑扎道床板底层钢筋铺设轨排及上下、纵横钢筋绝缘处理准备隔离剂及橡胶板钢筋加工制作轨排准备及绝缘材料混凝土制配、运输轨排粗、精调及检测无碴轨道道床板砼施工拆模、特殊养生、维护清理现场及维护结 束桥上无碴轨道施工工艺框图 换铺长钢轨、施工无缝线路轨检小车复测轨道状态灌注道床板混凝土混凝土特殊养护支立模板基础
13、面处理混凝土运输砼支承层灌注混凝土养生轨排吊装就位加密基标测设混凝土制备施工测量控制网测设轨排精确调整定位轨道电路参数检测绑扎道床板钢筋轨排组装路基上无碴轨道施工工艺框图道床板钢筋安装轨排铺设就位下承式支撑架调整轨排支撑轴架调整和固定轨排长枕埋入式无碴轨道（主要应用于道岔区）长枕埋入式无碴轨道（主要应用于道岔区）工厂组装道岔道岔运输道岔吊装道岔现场组装用起重机放置到安装的TSS上运输到安装现场(长达1500 m)水平和垂直对中固定板式轨道主要由下列各项构件组成n底座混凝土n凸形挡台n铺设轨道板nCA砂浆灌注n安装扣件n铺设钢轨n充填式垫板施工板式无碴轨道结构横断面图板式无碴轨道结构横断面图板式
14、无碴轨道结构组成板式轨道施工顺序框图底坐底坐混凝土混凝土轨道板制造轨道板制造钢轨进场钢轨进场轨道板运输轨道板运输轨道板存储及搬运轨道板存储及搬运铺设临时钢轨铺设临时钢轨轨道板搬运及运输轨道板搬运及运输钢轨钢轨焊接焊接3 300M00M钢轨钢轨CACA砂浆灌注砂浆灌注钢轨铺设钢轨铺设钢轨焊接钢轨焊接钢轨整备钢轨整备秦沈客运专线板式轨道（狗河、双何特大桥）秦沈客运专线板式轨道（狗河、双何特大桥）n混凝土底座n凸形挡台n预制轨道板nCA砂浆调整层n扣件系统A、混凝土底座、混凝土底座n底座结构按梁体产生此挠度换算得出的弯曲力矩设计；n底座与凸形挡台均通过预埋钢筋与梁体相连；n曲线超高在底座上设置；n沿
15、线路方向每隔5m设一横向伸缩缝。梁体预留连接钢筋梁体预留连接钢筋梁体预留连接钢筋梁体预留连接钢筋底座的混凝土灌筑作业底座的混凝土灌筑作业底座混凝土灌筑完成底座混凝土灌筑完成B、凸形挡台、凸形挡台n凸形挡台作为板式轨道结构中的重要组成部分，设置于混凝土底座两端的中部，用以限制轨道板的纵、横向移动；n其直接承受由钢轨传递到轨下基础的纵向力和横向力，包括：梁轨间相互作用产生的纵向力、温度变化引起的轨道板伸缩力、轨道的横向抗力、起动与制动力、轮轨间的横向作用力等；n凸形挡台外形在梁端部为半圆形，在梁体中部均为圆形，其半径为250mm，高度为250mm。梁体中部的圆形挡台梁体中部的圆形挡台梁端的半圆形挡
16、台梁端的半圆形挡台混凝土灌筑完成后的底座与凸形挡台混凝土灌筑完成后的底座与凸形挡台C、双向预应力混凝土轨道板、双向预应力混凝土轨道板n采用部分预应力混凝土结构；n配筋对称于截面中心；nC60级混凝土；n标准板尺寸：n4.932.40.19mn端 部 缺 口 半 径300mm新郑桥梁厂制造轨道板新郑桥梁厂制造轨道板双向施加预应力双向施加预应力轨道板铺设与调整轨道板铺设与调整过渡段轨道板底橡胶垫层的设置过渡段轨道板底橡胶垫层的设置CA砂浆模型安装砂浆模型安装D、CA砂浆调整层砂浆调整层nCA砂浆由水泥、乳化沥青、细骨料（砂）、混合料、水、铝粉、各种外加剂等多种原材料组成，其作为板式轨道混凝土底座与
17、轨道板间的弹性调整层，是一种具有混凝土的刚性和沥青的弹性的半刚性体。n我国对板式轨道CA砂浆开展了为期3年的科研攻关工作，针对性地提出了CA砂浆的性能指标及试验方法，研制出的CA砂浆各项性能指标达到或接近国外同类产品的质量水平。CACA砂浆灌注砂浆灌注CACA砂浆灌筑完成砂浆灌筑完成E E、板式轨道扣件系统、板式轨道扣件系统F F、轨道状态精细调整、轨道状态精细调整轨道状态精细调整轨道状态精细调整充填式垫板充填式垫板铺设位置标记排气口强化芯材注入口止回阀充填式垫板铺设位置充填式垫板铺设位置由中铁三局施工完成的秦沈客运专线双何桥板式无碴轨道德国的板式轨道德国的板式轨道博格板式无碴轨道博格板式无碴
18、轨道博格板式轨道施工工序框图混凝土支承层施工混凝土支承层施工轨道板制造轨道板制造钢轨进场钢轨进场轨道板运输轨道板运输轨道板存储及搬运轨道板存储及搬运轨道板铺设及精调轨道板铺设及精调钢轨钢轨焊接焊接3 300M00M钢轨钢轨CACA砂浆灌注砂浆灌注宽窄缝施工宽窄缝施工钢轨铺设钢轨铺设钢轨焊接钢轨焊接轨道板生产轨道板生产轨道板承轨槽磨削轨道板承轨槽磨削n混凝土支承层施工混凝土支承层施工n布设测量控制网，测设出路基混凝土支承层施工边界。桥梁地段测设出每块轨道板的准确位置，根据轨道板铺设位置确定混凝土支承层施工边界，并测设辅助点。n混凝土支承层用混凝土利用铁路桥梁预制场搅拌站拌合，混凝土运输车运至施工
19、现场，路基上采用滑模摊铺机进行施工，桥上混凝土支承层采用专用钢模板浇筑施工，道岔区混凝土支承层采用组合钢模板浇筑施工。桥上轨道板铺设桥上轨道板铺设n轨道板铺设轨道板铺设n根据测量控制网在混凝土支承层表面测设出每块轨道板的准确位置。根据轨道板铺设位置确定轨道板接缝处辅助点坐标。轨道板铺设采取先右线后左线分区段施工。汽车运输轨道板，跨双线轮胎式龙门吊吊装，先利用塑料锥体进行初定位，再利用测量框架和调位装置精确定位。n水泥沥青砂浆水泥沥青砂浆灌注灌注n轨道板精调完成后，用密封砂浆封堵轨道板纵横向缝隙，安装轨道板向下固定件，现场拌制和灌注水泥沥青砂浆。轨道板纵向连接轨道板纵向连接无碴轨道完工无碴轨道完工 n谢谢大家！