客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道技術(shù)培訓(xùn)講座教材

PAGEPAGE52010年度上海xx建設(shè)系統(tǒng)培訓(xùn)教材客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道技術(shù)上海xx2010年度上海xx建設(shè)系統(tǒng)培訓(xùn)教材客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道技術(shù)（內(nèi)部資料）上海xx二〇一〇年二月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一講：國(guó)內(nèi)外高速鐵路發(fā)展概況及關(guān)鍵技術(shù) 11. 前言 22. 我國(guó)鐵路無(wú)砟軌道技術(shù)的前期研究 32.1 普通鐵路無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的早期研發(fā) 32.2 高速鐵路無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的前期研究與小規(guī)模試鋪 32.3 遂渝線無(wú)砟軌道試驗(yàn)段的自主研發(fā)與成區(qū)段試鋪 32.4 客運(yùn)專(zhuān)線引進(jìn)無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況 43. 客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道關(guān)鍵技術(shù) 53.1 無(wú)砟軌道與線下工程的主要接口 53.2 無(wú)砟軌道高精度測(cè)量技術(shù) 83.3 無(wú)砟軌道與站后工程的接口 83.4 無(wú)砟軌道主要工程材料的質(zhì)量控制 103.5 無(wú)砟軌道施工的溫度控制 114. 建議 12第二講：設(shè)計(jì)原理與方法 131. 概述 142. 標(biāo)準(zhǔn)軌道板設(shè)計(jì)原理 152.1 設(shè)計(jì)流程圖 162.2 結(jié)構(gòu)、荷載及參數(shù)信息 172.3 縱向計(jì)算 182.4 橫向計(jì)算 212.5 軌道板移運(yùn)和存放計(jì)算 233. 橋上無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 263.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 263.2 設(shè)計(jì)思路及計(jì)算模型說(shuō)明 293.3 底座混凝土板設(shè)計(jì)原理 363.4 臺(tái)后錨固限位措施設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 404. 結(jié)語(yǔ) 41第三講：CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 421.CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)況 431.1CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)況 431.2CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)技術(shù)主要內(nèi)容 441.3CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 442.布板設(shè)計(jì)及軌道板精調(diào)系統(tǒng) 442.1布板軟件 442.2布板軟件主要功能 462.3布板設(shè)計(jì) 483.混凝土預(yù)制件設(shè)計(jì)技術(shù) 493.1CRTSⅡ型軌道板 493.2道岔板 544.路基上CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 554.1結(jié)構(gòu)組成 554.2主要型式尺寸 564.3相關(guān)部分的技術(shù)要求 565.橋上CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 585.1設(shè)計(jì)方法 585.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 596.無(wú)砟軌道與有砟軌道過(guò)渡段設(shè)計(jì) 696.1設(shè)計(jì)原則 696.2過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 69第四講：CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道水泥乳化瀝青砂漿 721.CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 732.水泥乳化瀝青砂漿的組成 743.水泥乳化瀝青砂漿原材料的性能要求 763.1乳化瀝青 763.2干料 823.3水 843.4減水劑 843.5消泡劑 844.水泥乳化瀝青砂漿的性能要求 854.1拌合物溫度 864.2擴(kuò)展度 864.3流動(dòng)度 874.4含氣量 874.5單位容積質(zhì)量 884.6分離度 884.7膨脹率 894.8力學(xué)性能 894.9抗凍性 904.10抗疲勞性能 914.11試件養(yǎng)護(hù)制度 925.水泥乳化瀝青砂漿的配制 935.1水泥乳化瀝青砂漿的配合比設(shè)計(jì)原則 935.2水泥乳化瀝青砂漿的配合比設(shè)計(jì)步驟 936.水泥乳化瀝青砂漿的施工 956.1原材料的儲(chǔ)存與管理 956.2施工前準(zhǔn)備 966.3軌道板精調(diào)、定位和壓緊 976.4封邊施工和排氣孔設(shè)置 976.5底座預(yù)濕或封閉處理 1016.6水泥乳化瀝青砂漿的拌制 1026.7水泥乳化瀝青砂漿的灌注 1056.8水泥乳化瀝青砂漿的養(yǎng)護(hù) 1086.9環(huán)保要求 1097.水泥乳化瀝青砂漿的質(zhì)量檢驗(yàn) 1107.1 型式檢驗(yàn) 1107.2 原材料進(jìn)場(chǎng)檢查 1107.3 日常檢驗(yàn) 110第五講：Ⅱ型板式鐵路無(wú)砟軌道施工工藝要點(diǎn) 1121.無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu) 1132.主要施工工藝流程 1133.無(wú)砟軌道施工保障性接口條件及主要施工準(zhǔn)備 1134.施組平面布置 1145.底座板施工 1146.臨時(shí)端刺的施工 1167.底座板連接施工 1168.軌道板粗鋪施工 1179.軌道板精調(diào)施工 11710軌道板(下)墊層砂漿灌注施工 11711.軌道板縱向連接 11812.軌道板剪切連接 11813.側(cè)向擋塊的施工 11814.軌道板灌漿后的測(cè)量調(diào)整 11915.軌道幾何狀態(tài)的調(diào)整 11916.總結(jié)及體會(huì) 119第六講：CRTSⅡ型軌道板鋪設(shè)技術(shù) 1211.前言 1222.適用范圍 1223.主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù) 1223.1橋上無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu) 1223.2路基上無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu) 1234.施工工藝流程 1245. 主要施工方法及過(guò)程控制標(biāo)準(zhǔn) 1255.1 施工準(zhǔn)備 1255.2 橋上鋪設(shè)施工工藝 1285.3 路基上鋪設(shè)施工工藝 1516. 主要設(shè)備配置 1557. 施工組織要點(diǎn) 1577.1 勞動(dòng)力組織 1577.2 物流組織 1598. 質(zhì)量控制要點(diǎn) 1618.1 施工準(zhǔn)備 1618.2 兩布一膜鋪設(shè) 1648.3 底座混凝土 1648.4 軌道板存放 1658.5 軌道板粗鋪 1658.6 軌道板測(cè)量及精調(diào) 1668.7 水泥乳化瀝青砂漿灌注 1679. 安全措施 16710. 環(huán)保措施 168PAGE1PAGE164PAGE159客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道技術(shù)第一講：國(guó)內(nèi)外高速鐵路發(fā)展概況及關(guān)鍵技術(shù)

第一篇：國(guó)內(nèi)外高速鐵路發(fā)展概況及關(guān)鍵技術(shù)前言與有砟軌道相比，無(wú)砟軌道具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：從根本上消除了道床的累積變形和軌道狀態(tài)的變化速率，減少維修工作量和維修裝備，延長(zhǎng)維修周期，從而可大幅節(jié)省維修費(fèi)用。線路平順性高、鋼軌支點(diǎn)支承均勻性好，提高旅客乘坐舒適性。耐久性好，服務(wù)期長(zhǎng)（設(shè)計(jì)使用壽命60年）。提供更高、更穩(wěn)定的線路縱、橫向阻力，保證無(wú)縫線路在惡劣氣候、緊急制動(dòng)條件下的穩(wěn)定性。在確保列車(chē)運(yùn)行安全和舒適性的前提下，困難地段的選線設(shè)計(jì)參數(shù)有可能放寬，有利于適應(yīng)地形選線，并可減少工程量。無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的應(yīng)用避免了高速客運(yùn)專(zhuān)線特級(jí)道砟資源的要求，道床整潔美觀，避免高速條件下的道砟飛濺問(wèn)題。因此，自上世紀(jì)60年代開(kāi)始，世界上很多國(guó)家在強(qiáng)化有砟軌道的同時(shí)，相繼研發(fā)了以“高平順性”和“少維修”為主要目標(biāo)的多種型式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的不斷完善，無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)在高速客運(yùn)專(zhuān)線上的推廣應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣，日本、德國(guó)、韓國(guó)、我國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)后期修建的客運(yùn)專(zhuān)線鐵路無(wú)砟軌道所占比例均在90%以上。無(wú)砟軌道已成為世界高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。但事物都是一分為二的，無(wú)砟軌道同樣具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)所帶來(lái)的一些不足，主要包括：對(duì)下部基礎(chǔ)（橋、隧、路基）的變形要求高，無(wú)砟軌道的高低調(diào)整能力有限（主要通過(guò)扣件系統(tǒng)），不能象有砟軌道那樣進(jìn)行起道和撥道作業(yè)。一旦變形超出可調(diào)范圍，或在特殊情況下，軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂損失效，盡管理論上無(wú)砟軌道具有一定的可修復(fù)性，但實(shí)際操作非常困難，直接影響線路的正常運(yùn)營(yíng)。無(wú)砟軌道的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、多種特殊工程材料（乳化瀝青水泥砂漿、樹(shù)脂、橡膠、泡沫塑料、二布一膜等）；制造和施工設(shè)備的前期投入；制造施工工效等因素決定了無(wú)砟軌道本身的初期投資要大于有砟軌道。無(wú)砟軌道的道床面相對(duì)平滑，輪軌產(chǎn)生的噪聲輻射范圍相對(duì)較大。幾十年來(lái)，世界鐵路技術(shù)人員針對(duì)這些不足在無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)、制造、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)在不懈地努力克服。我國(guó)鐵路無(wú)砟軌道技術(shù)的前期研究我國(guó)鐵路無(wú)砟軌道技術(shù)的前期研究基本上可分為以下三個(gè)階段：2.1普通鐵路無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的早期研發(fā)我國(guó)開(kāi)展無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的研究始于上世紀(jì)60年代，與國(guó)外幾乎同時(shí)起步，截止到80年代中期，在隧道內(nèi)、大型客站、貨物裝卸線上鋪設(shè)各種型式的無(wú)砟軌道約300km，結(jié)構(gòu)型式主要有混凝土支承塊式、單元板式以及瀝青混凝土鋪裝層與寬枕組成的整體道床，在橋上還試鋪了無(wú)砟無(wú)枕結(jié)構(gòu)。但由于無(wú)砟軌道初期造價(jià)較高，線路下部基礎(chǔ)的處理、無(wú)砟軌道制造和施工的技術(shù)水平和管理水平相對(duì)較低，在個(gè)別地段出現(xiàn)了由于基礎(chǔ)沉降引起軌道結(jié)構(gòu)的損壞問(wèn)題，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)管理層和技術(shù)層在無(wú)砟軌道系統(tǒng)研究和推廣應(yīng)用方面的認(rèn)識(shí)程度不一，在一定程度上延緩了無(wú)砟軌道的發(fā)展進(jìn)程。2.2高速鐵路無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的前期研究與小規(guī)模試鋪上世紀(jì)90年代中期，隨著我國(guó)高速鐵路軌道技術(shù)前期研究的開(kāi)始，無(wú)砟軌道在我國(guó)重新得以關(guān)注。在部無(wú)砟軌道系列科研項(xiàng)目的推動(dòng)下，由科研、設(shè)計(jì)、施工以及院校多部門(mén)的線路、橋梁、隧道和土工等專(zhuān)業(yè)的科研人員組成的無(wú)砟軌道研究群體，對(duì)高速客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算分析、室內(nèi)實(shí)尺模型試驗(yàn)、無(wú)砟軌道部件技術(shù)條件以及設(shè)計(jì)、施工技術(shù)條件、施工細(xì)則和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的編制、現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)、動(dòng)力測(cè)試和長(zhǎng)期觀測(cè)等開(kāi)展了一系列的綜合試驗(yàn)研究，并分別在秦沈線沙河、狗河和雙何三座特大橋上、贛龍線楓樹(shù)排隧道和渝懷線魚(yú)嘴2號(hào)隧道內(nèi)進(jìn)行了單元板式和整體軌枕埋入式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的試鋪。2.3遂渝線無(wú)砟軌道試驗(yàn)段的自主研發(fā)與成區(qū)段試鋪為研發(fā)適合我國(guó)國(guó)情路情、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)砟軌道成套技術(shù)，積累成區(qū)段鋪設(shè)無(wú)砟軌道的經(jīng)驗(yàn)，2004年鐵道部決定在遂渝線建設(shè)無(wú)砟軌道綜合試驗(yàn)段。作為國(guó)內(nèi)第一條成區(qū)段鋪設(shè)的無(wú)砟軌道試驗(yàn)線，全長(zhǎng)13.157km，線下基礎(chǔ)涵蓋路基、橋梁、隧道及各類(lèi)過(guò)渡段，自主研發(fā)采用了單元板式、縱連板式、雙塊式和岔區(qū)軌枕埋入式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)，針對(duì)我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線采用的諧振式ZPW－2000軌道電路，試驗(yàn)研究了多種不同的絕緣處理措施和相應(yīng)的傳輸特性。試驗(yàn)段在不同構(gòu)筑物上無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、部件制造工藝、施工工藝；線下工程沉降和變形控制；無(wú)砟軌道扣件系統(tǒng)；無(wú)砟軌道道岔等方面取得了比較系統(tǒng)的研究成果，目前該試驗(yàn)段已交付運(yùn)營(yíng)。2.4客運(yùn)專(zhuān)線引進(jìn)無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況與日本、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)針對(duì)高速客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道的試驗(yàn)研究起步相對(duì)較晚，前期的試驗(yàn)研究尚缺乏系統(tǒng)性，為滿足我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線的建設(shè)需要，2005年鐵道部全面引進(jìn)了國(guó)外無(wú)砟軌道先進(jìn)技術(shù)，針對(duì)京津城際、武廣和鄭西客專(zhuān)，分別引進(jìn)了德國(guó)博格板式、日本板式、雷達(dá)2000和旭普林雙塊式無(wú)砟軌道的設(shè)計(jì)、制造、施工、檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)維修等成套技術(shù)。四種類(lèi)型無(wú)砟軌道在不同結(jié)構(gòu)物（橋梁、路基和隧道）上的系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)高度，如表1所列。表1客運(yùn)專(zhuān)線引進(jìn)無(wú)砟軌道的系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)高度線別軌道結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)高度（mm）系統(tǒng)組成（自上至下）京津城際博格板式橋上665鋼軌、Vossloh扣件、預(yù)制軌道板、BZM砂漿層、現(xiàn)澆底座板、梁面滑動(dòng)層或梁端泡沫塑料板、梁面噴涂防水層等。.其它：側(cè)向擋塊、端刺、摩擦板路基779鋼軌、Vossloh扣件、預(yù)制軌道板、BZM砂漿層、水硬性支承層等。鄭西客專(zhuān)旭普林型橋上860鋼軌、WJ-8型扣件、道床板（含雙塊式軌枕）、混凝土底座、隔離層、鋼筋砼保護(hù)層、防水層。其它：凹槽周?chē)鹉z緩沖層等。路基830鋼軌、WJ-8型扣件、道床板（含雙塊式軌枕）、貧混凝土支承層。隧道570鋼軌、WJ-8型扣件、道床板（含雙塊式軌枕）。武廣客專(zhuān)Rheda2000橋上767鋼軌、Vossloh扣件、道床板（含雙塊式軌枕）、隔離層、鋼筋砼保護(hù)層（中部設(shè)凸臺(tái)）、防水層。其它：凸臺(tái)周?chē)鹉z緩沖層等。路基797鋼軌、Vossloh扣件、道床板（含雙塊式軌枕）、水硬性支承層。隧道497鋼軌、Vossloh扣件、道床板（含雙塊式軌枕）日本板式橋上751鋼軌、扣件（含充填式墊板）、預(yù)制軌道板、CA砂漿（含灌注袋）、混凝土底座。其它：凸形擋臺(tái)及周?chē)畛錁?shù)脂。路基751隧道701客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道關(guān)鍵技術(shù)與日本、德國(guó)等無(wú)砟軌道應(yīng)用較為廣泛的國(guó)家相比，我國(guó)開(kāi)展客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)、制造、施工和檢測(cè)等方面的系統(tǒng)性研究較晚。盡管前期在消化吸收無(wú)砟軌道系統(tǒng)引進(jìn)技術(shù)過(guò)程中，基本掌握了無(wú)砟軌道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程材料的性能指標(biāo)要求，參加了技術(shù)轉(zhuǎn)讓方的設(shè)計(jì)和施工培訓(xùn)等，但畢竟缺乏無(wú)砟軌道規(guī)模化、專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，隨著客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道工程規(guī)?；O(shè)施的開(kāi)始，一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題在工程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)引起高度重視：無(wú)砟軌道與線下工程的主要接口線下工程的沉降和變形相比于有砟軌道，無(wú)砟軌道線路的高低調(diào)整能力有限（扣件、橋梁可調(diào)高支座）、可修復(fù)性較差，因此，國(guó)外高速鐵路無(wú)砟軌道線路對(duì)線下工程的沉降和變形提出了嚴(yán)格的限制，在地質(zhì)勘察、線下工程設(shè)計(jì)、沉降觀測(cè)及評(píng)估方面均相應(yīng)提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求（如詳細(xì)的地質(zhì)勘察，沉降觀測(cè)期至少6個(gè)月等要求）。我國(guó)前期借鑒國(guó)外的成功實(shí)踐和相關(guān)技術(shù)要求，制訂了《客運(yùn)專(zhuān)線鐵路無(wú)砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南》，其中明確規(guī)定了路基、橋梁和隧道等基礎(chǔ)工后沉降和變形的限值、觀測(cè)及評(píng)估辦法，以及建設(shè)、勘察設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理單位的職責(zé)，但對(duì)于基礎(chǔ)工程的沉降和變形控制，我國(guó)在設(shè)計(jì)、施工、管理方面均缺乏足夠的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在工程實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：與國(guó)外相比，我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線的建設(shè)周期相對(duì)較短，受工期的限制，一些區(qū)段的線下工程沉降變形觀測(cè)期難以得到保證。因此在線下工程的設(shè)計(jì)方面應(yīng)緊密結(jié)合施工組織，特別是地質(zhì)條件差的區(qū)段，應(yīng)采取必要的加強(qiáng)措施；同時(shí)提出沉降計(jì)算報(bào)告及設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)沉降值與時(shí)間的關(guān)系曲線，確保在預(yù)定的施工工期內(nèi)滿足無(wú)砟軌道鋪設(shè)條件。由于沉降變形受多種因素的影響，設(shè)計(jì)計(jì)算的預(yù)測(cè)沉降精度與實(shí)際仍存在一定差距，加強(qiáng)施工過(guò)程中的沉降觀測(cè)，通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)工后沉降是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于基礎(chǔ)沉降控制的有效手段。為此，要求施工單位嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)定要求布置沉降和變形觀測(cè)點(diǎn)，定期觀測(cè)，保證沉降數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，同時(shí)監(jiān)理單位應(yīng)全過(guò)程進(jìn)行平行觀測(cè)，為后期的線下工程沉降評(píng)估的準(zhǔn)確性創(chuàng)造條件。無(wú)砟軌道線路整區(qū)段或全線線下工程的沉降變形綜合評(píng)估。在完成不同結(jié)構(gòu)物（路基、橋梁、涵洞、隧道、各類(lèi)過(guò)渡段）基礎(chǔ)沉降變形預(yù)測(cè)評(píng)估的基礎(chǔ)上，應(yīng)繪制整區(qū)段或全線的沉降預(yù)測(cè)變形曲線，以確?？瓦\(yùn)專(zhuān)線開(kāi)通后無(wú)砟軌道線路的高平順性和高速列車(chē)運(yùn)行的舒適性。線下結(jié)構(gòu)物的高程控制與預(yù)埋件設(shè)置為保證無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)高度（如：混凝土底座、水硬性支承層厚度等）在設(shè)計(jì)允許的偏差范圍內(nèi)，無(wú)砟軌道對(duì)線下結(jié)構(gòu)物的頂面高程提出嚴(yán)格要求，施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定控制好路基基床表層、橋梁支承墊石、隧底回填層的頂面高程，并盡可能按負(fù)偏差控制。對(duì)于無(wú)砟軌道橋梁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，除了高程控制外，不同型式的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)對(duì)橋面平整度、梁端伸縮縫、梁體預(yù)埋件等提出了具體要求，如：京津城際板式軌道梁體預(yù)埋錨固銷(xiāo)釘及側(cè)向擋塊與梁體連接用的鋼套管；武廣、鄭西客專(zhuān)雙塊式無(wú)砟軌道梁面防護(hù)墻預(yù)埋連接鋼筋；再創(chuàng)新單元板式軌道、雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)梁面預(yù)埋與混凝土底座的連接鋼筋，梁端預(yù)埋伸縮縫裝置等。在無(wú)砟軌道施工前，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的位置、規(guī)格和數(shù)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收。防排水系統(tǒng)a）排水系統(tǒng)由于無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)型式的不同，排水系統(tǒng)的主要差異在于兩線間的排水。板式軌道（縱連板式、單元板式軌道）、路基和隧道內(nèi)雙塊式無(wú)砟軌道，線路兩側(cè)與線間無(wú)法連通，而橋上雙塊式道床板間設(shè)有10cm的間隔縫，線路兩側(cè)與線間排水可連通。針對(duì)路基上無(wú)砟軌道線路，目前均將線間的水排向兩側(cè)，有兩種排水方式：一種是將線間的水，通過(guò)道床面排向線路兩側(cè)，另一種方式是路基內(nèi)預(yù)埋排水管、線路中心隔一定距離設(shè)集水井。針對(duì)橋上無(wú)砟軌道線路，板式軌道（縱連板式、單元板式）結(jié)構(gòu)的橋梁均設(shè)三向排水，雙塊式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)兩側(cè)排水，同時(shí)沿線路方向隔一定距離設(shè)橫向擋水墻。b）防水措施針對(duì)路基上無(wú)砟軌道，路基面設(shè)8～10cm厚的瀝青混凝土防水層。針對(duì)橋上無(wú)砟軌道，目前有三種型式的防水措施：京津城際板式軌道橋面噴涂防水層；武廣和鄭西客專(zhuān)橋面設(shè)防水層（鋪設(shè)防水卷材等），再施工鋼筋混凝土保護(hù)層；再創(chuàng)新的不同無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的梁面防水措施實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，在無(wú)砟軌道范圍內(nèi)不設(shè)防水層和保護(hù)層，范圍外設(shè)防水層（鋪設(shè)防水卷材）和纖維混凝土保護(hù)層。無(wú)砟軌道高精度測(cè)量技術(shù)高精度的測(cè)量技術(shù)是保證客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道線路高平順性的重要關(guān)鍵，無(wú)砟軌道的高精度對(duì)測(cè)量工作提出嚴(yán)格要求，完全不同于傳統(tǒng)有砟軌道的施工測(cè)量。客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量的平面、高程控制網(wǎng)，按施測(cè)階段、施測(cè)目的及功能可分為勘測(cè)控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)控制網(wǎng)。客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道平面控制網(wǎng)分三級(jí)設(shè)置，如下圖所示：CPⅠ：GPS基礎(chǔ)平面控制網(wǎng)，主要為勘測(cè)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供坐標(biāo)基準(zhǔn)；CPⅡ：線路控制網(wǎng)，主要為勘測(cè)和施工提供控制基準(zhǔn)；CPⅢ：基樁控制網(wǎng)，主要為鋪設(shè)無(wú)砟軌道和運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供控制基準(zhǔn)?？瓦\(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路高程控制網(wǎng)應(yīng)按二等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求施測(cè)。在勘測(cè)階段，不具備二等水準(zhǔn)測(cè)量條件時(shí)，可分兩階段實(shí)施，即：勘測(cè)階段按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)，線下工程施工完成后，全線再按二等水準(zhǔn)測(cè)量要求建立水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)。在高精度的平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)基礎(chǔ)上，不同的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)型式、施工方法的不同，建立加密基樁，實(shí)現(xiàn)無(wú)砟軌道的精確定位。無(wú)砟軌道與站后工程的接口無(wú)砟軌道與站后工程的接口主要以下三個(gè)方面：（1）無(wú)砟軌道與ZPW2000軌道電路的相互適應(yīng)；（2）無(wú)砟軌道與綜合接地；（3）信號(hào)系統(tǒng)軌旁設(shè)備的安裝。（1）無(wú)砟軌道與ZPW2000軌道電路的相互適應(yīng)無(wú)砟軌道混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋在高頻諧振式軌道電路條件下與鋼軌產(chǎn)生較強(qiáng)的磁感應(yīng)，從而增大了鋼軌阻抗的線性損耗，是導(dǎo)致無(wú)砟軌道線路軌道電路技術(shù)長(zhǎng)度短的主要原因。無(wú)砟軌道與軌道電路的相互適應(yīng)性問(wèn)題是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，涉及到預(yù)制軌道板內(nèi)的鋼筋絕緣、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的絕緣、軌道結(jié)構(gòu)高度的調(diào)整、扣件系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)、軌道電路相關(guān)參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化等多項(xiàng)內(nèi)容，站前與站后專(zhuān)業(yè)必須協(xié)調(diào)配合，以實(shí)現(xiàn)客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。目前客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)采取了多種絕緣處理方式：京津城際板式軌道：軌道板采用絕緣塑料卡、熱縮套管；混凝土底座采用絕緣塑料卡。武廣客專(zhuān)雙塊式無(wú)砟軌道：現(xiàn)澆道床板內(nèi)鋼筋交叉點(diǎn)設(shè)絕緣塑料套管；鄭西客專(zhuān)雙塊式無(wú)砟軌道：現(xiàn)澆道床板內(nèi)橫向鋼筋進(jìn)行混凝土預(yù)包裹處理；遂渝線單元板式軌道：軌道板內(nèi)縱向或橫向采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋。無(wú)砟軌道預(yù)制軌道板及現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的縱、橫向鋼筋絕緣是一項(xiàng)隱蔽工程，在灌注混凝土前，應(yīng)仔細(xì)檢測(cè)縱、橫向鋼筋的絕緣質(zhì)量，并作為一項(xiàng)重要施工工序，施工、監(jiān)理單位的負(fù)責(zé)人員應(yīng)簽字驗(yàn)收。（2）無(wú)砟軌道與綜合接地為預(yù)防接觸網(wǎng)高壓線故障時(shí)，可能會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生很高的跨步電壓和接觸電位對(duì)人身和設(shè)備安全造成影響，我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線要求無(wú)砟軌道及線下工程實(shí)現(xiàn)綜合接地。綜合接地系統(tǒng)按照鐵集成2006[220]號(hào)“關(guān)于印發(fā)《客運(yùn)專(zhuān)線綜合接地技術(shù)實(shí)施辦法（暫行）的通知”來(lái)完成設(shè)計(jì)和施工、驗(yàn)收。目前對(duì)無(wú)砟軌道綜合接地的主要技術(shù)要求：預(yù)制軌道板、現(xiàn)澆道床板中設(shè)置4根縱向接地鋼筋，接地鋼筋可利用結(jié)構(gòu)鋼筋，鋼筋直徑要求不小于16mm，在每端預(yù)埋接地端子處設(shè)置橫向連接鋼筋（直徑不小于16mm）或扁鋼（截面不小于200mm2）。無(wú)砟軌道縱向接地鋼筋原則上按照每100米分段連接，各段中部預(yù)埋接地端子與貫通地線連接，段間鋼筋不連接；接地鋼筋不得構(gòu)成電氣回路。接地端子采用不銹鋼制造，軌道板間連接導(dǎo)線采用截面為50mm2的鍍錫銅或截面200mm2不銹鋼。（3）信號(hào)系統(tǒng)軌旁設(shè)備及安裝信號(hào)系統(tǒng)的軌旁設(shè)備主要包括：ZPW-2000軌道電路設(shè)備，主要包括：調(diào)諧匹配單元、空心線圈、補(bǔ)償電容、扼流變壓器（包含空扼流變壓器）、電纜箱盒（分線盒、終端盒）。道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)。各種標(biāo)志牌，主要包括：禁停標(biāo)志牌、號(hào)碼牌。應(yīng)答器等。其中：應(yīng)答器和軌道電路的補(bǔ)償電容必須設(shè)置在軌道線路的中央，采用在軌道板或道床板上鉆孔的方式，將化學(xué)錨固螺栓固定在預(yù)先鉆的孔內(nèi)。其它信號(hào)設(shè)備均設(shè)置在軌道線路兩側(cè)。無(wú)砟軌道主要工程材料的質(zhì)量控制無(wú)砟軌道系統(tǒng)涉及到多種工程材料，如：鋼材、混凝土材料、乳化瀝青水泥砂漿材料、支承層材料、路基面防水層材料、橡膠材料等，另外一些特殊材料是根據(jù)特定無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求的，如：滑動(dòng)層材料（土工布、薄膜）、硬質(zhì)泡沫塑料板等，目前京津、武廣客運(yùn)專(zhuān)線大部分工程材料均依據(jù)技術(shù)轉(zhuǎn)讓方提出的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)要求。必須注意的是，我國(guó)原材料、制造工藝水平、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外存在不同程度的差異，在室內(nèi)各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，根據(jù)相應(yīng)的施工設(shè)備、材料性能、不同的環(huán)境條件，在規(guī)模化施工前，必須建立模擬試驗(yàn)段，進(jìn)行設(shè)備、材料的工藝性試驗(yàn)，應(yīng)確保規(guī)模生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性和材料的長(zhǎng)期耐久性。無(wú)砟軌道施工的溫度控制溫度控制是無(wú)砟軌道施工工藝的一個(gè)重要組成部分，其直接影響工程質(zhì)量，我國(guó)前期無(wú)砟軌道試驗(yàn)段工程，有深刻的教訓(xùn)。我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線建設(shè)任務(wù)重、工期緊，無(wú)砟軌道的施工不可避免地要經(jīng)歷炎熱的夏天和嚴(yán)寒的冬天。我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道施工和驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)混凝土的施工溫度均提出了嚴(yán)格要求，如：夏期施工時(shí)，混凝土入模時(shí)的溫度不得超過(guò)30℃，冬期施工時(shí)，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于5℃。溫度對(duì)乳化瀝青水泥砂漿施工質(zhì)量的影響更為敏感，如日本板式軌道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)CA砂漿原材料、所用容器、機(jī)具的溫度均提出了要求，如下表：日本板式軌道CA砂漿原材料及所用容器、機(jī)具的溫度管理原材料與器具貯存溫度使用時(shí)限界溫度適宜溫度粉體水泥、混合料、細(xì)骨料（砂）、鋁粉5～25℃5～30℃10～25℃液體乳化瀝青、P乳液、水、消泡劑、引氣劑、其它外加劑5～25℃5～30℃10～25℃機(jī)具攪拌機(jī)、泵、軟管――――――10～25℃在施工溫度的控制方面，一方面在技術(shù)上采取必要的降溫或升溫措施，另一方面在建設(shè)初期做好適宜的施工組織安排，以保證無(wú)砟軌道工程質(zhì)量、長(zhǎng)期耐久性，滿足建設(shè)工期要求。建議客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到軌道、橋梁、隧道、路基、工程材料、環(huán)保、信號(hào)、牽引供電等多專(zhuān)業(yè)、多部門(mén)之間的協(xié)調(diào)配合。針對(duì)上述關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在無(wú)砟軌道規(guī)模化施工前，建議做好以下組織管理工作：根據(jù)無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，協(xié)調(diào)無(wú)砟軌道與線下工程、站后工程間的的接口關(guān)系，特別是線下工程（橋涵、路基、隧道及各類(lèi)過(guò)渡段）的沉降評(píng)估和質(zhì)量驗(yàn)收。組織制訂無(wú)砟軌道工程制造工藝細(xì)則、施工工藝細(xì)則、監(jiān)理細(xì)則及操作規(guī)程等。組織建立模擬試驗(yàn)段，開(kāi)展設(shè)備、材料的工藝性試驗(yàn)。對(duì)于一些專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)，如無(wú)砟軌道測(cè)量、乳化瀝青水泥砂漿、岔區(qū)無(wú)砟軌道施工等，建議組織培訓(xùn)、建立專(zhuān)業(yè)化的技術(shù)隊(duì)伍進(jìn)行施作，以保證質(zhì)量的穩(wěn)定性。無(wú)砟軌道施工幾乎沒(méi)有“可逆性”，過(guò)程中一旦產(chǎn)生失誤，調(diào)整極為困難，各工序的過(guò)程控制是保證無(wú)砟軌道施工質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，必須加強(qiáng)制造和施工過(guò)程中的各工序質(zhì)量控制、監(jiān)督和驗(yàn)收，各工序的質(zhì)量責(zé)任到人，建立嚴(yán)格的檢查驗(yàn)收簽字制度。客貨混運(yùn)線路的無(wú)砟軌道工程規(guī)模盡管相對(duì)較小（主要在長(zhǎng)大隧道內(nèi)），但對(duì)無(wú)砟軌道線路平順性、耐久性的要求與客專(zhuān)線路是一樣的，由于其車(chē)輛軸重大，線路不平順引起的輪軌沖擊力更大。因此，在施工前，同樣要依據(jù)客專(zhuān)線路的相關(guān)技術(shù)要求，精心組織好無(wú)砟軌道測(cè)量、制造、施工設(shè)備及工藝、無(wú)砟軌道與站后接口、無(wú)砟軌道工程材料等方面的前期技術(shù)準(zhǔn)備工作?？梢灶A(yù)期，通過(guò)各客運(yùn)專(zhuān)線工程建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等單位的共同努力，客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道工程將會(huì)高質(zhì)量地按期順利實(shí)施。

客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道技術(shù)第二講：設(shè)計(jì)原理與方法

第二篇：無(wú)碴軌道設(shè)計(jì)原理與方法概述高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)從總體上分為有砟軌道和無(wú)砟軌道。兩類(lèi)軌道結(jié)構(gòu)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面具有一定的差異，世界各國(guó)均根據(jù)自己的國(guó)情路情合理選用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)砟軌道具有高平順性、少維修養(yǎng)護(hù)和“維修天窗”短時(shí)性等特點(diǎn)，在國(guó)外高速鐵路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，其鋪設(shè)范圍已從橋梁、隧道發(fā)展到土質(zhì)路基和道岔區(qū)，無(wú)砟軌道的大量鋪設(shè)已成為世界各國(guó)高速鐵路發(fā)展趨勢(shì)。圖1.0-1高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)我國(guó)高速鐵路部分線路采用以CRTSII型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)，路基和橋上軌道結(jié)構(gòu)概貌分別如圖1.0-2、圖1.0-3所示。圖1.0-2路基上CRTSII型軌道結(jié)構(gòu)效果圖圖1.0-3橋梁上CRTSII型軌道結(jié)構(gòu)效果圖標(biāo)準(zhǔn)軌道板設(shè)計(jì)原理標(biāo)準(zhǔn)軌道板按路基上的支撐條件、限位方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。路基上軌道板鋪設(shè)在C15素混凝土支承層上（最小厚度為30cm厚），下設(shè)防凍層等（圖2.0-1），軌道板和支承層間灌注瀝青-水泥砂漿（CA砂漿）墊層保證兩者的可靠粘結(jié)。圖2.0-1路基上軌道結(jié)構(gòu)橫截面圖軌道板是路基上CRTSII型軌道系統(tǒng)的主要承重構(gòu)件（圖2.0-2），為橫向施加預(yù)應(yīng)力的預(yù)制混凝土標(biāo)準(zhǔn)板。軌道板尺寸6.45m×2.55m×0.20m（長(zhǎng)×寬×高），縱向每隔0.65m設(shè)“V”型預(yù)裂槽口，縫深4cm，用于防止承軌臺(tái)（0.65m寬）中部任意裂縫的產(chǎn)生。在線路方向，各塊軌道板通過(guò)兩端的6根Φ20mm連接鋼筋相互連接，該連接可防止軌道板端部出現(xiàn)翹曲。圖2.0-2標(biāo)準(zhǔn)軌道板模型圖設(shè)計(jì)流程圖軌道板設(shè)計(jì)計(jì)算按縱向和橫向分別進(jìn)行?？v向?qū)④壍腊迥M為彈性地基梁計(jì)算，基于縱向每隔0.65m位置預(yù)設(shè)的4cm深的“V”型槽口，預(yù)制板的計(jì)算厚度取為0.16m；橫向?qū)④壍腊搴?jiǎn)化為0.65m寬軌枕進(jìn)行計(jì)算，采用兩端帶懸臂的簡(jiǎn)支梁進(jìn)行模擬分析。軌道板設(shè)計(jì)計(jì)算流程如圖2.1-1所示。圖2.1-1軌道板設(shè)計(jì)計(jì)算流程圖結(jié)構(gòu)、荷載及參數(shù)信息結(jié)構(gòu)信息鋼軌：彈性模量：Es=2.1×105MPa截面面積：As=7.686×10-3豎向抗彎慣矩：Ix=3.055×10-5m4，ytop=0.091m，ybottom=橫向抗彎慣矩：Iz=5.129×10-6m4，yleft=yright=0.075m承軌臺(tái)間距：0.65m混凝土軌道板彈性模量：E1=3.9×104MPa截面高度：h1=0.16m/0.20m（考慮預(yù)設(shè)4cm的槽口）截面寬度：b1=2.55m軌道板縱向配筋上部：2.50cm2/m中部：6Φ20mm軌道板橫向配筋每根軌枕6Φ10mm預(yù)應(yīng)力鋼筋（1420/1570/圓形帶肋）箍筋=Φ8mm/25cm劈裂拉力配筋（傳力錨固區(qū)域）=2Φ8mm水硬性材料支撐層彈性模量：E2=5×103~1×104MPa截面高度：h2=0.30m截面寬度：b2=2.95m~3.25m（上~下）防凍層（FSS）和路基防凍層上表面變形模量：E3>120MPa防凍層厚度：按0.4m取用路基變形模量：Ev2=60MPa設(shè)計(jì)荷載恒載：自重縱向計(jì)算：地基彈性系數(shù)相同情況下，軌道板不產(chǎn)生內(nèi)力，縱向計(jì)算中不計(jì)自重。橫向計(jì)算：橫向計(jì)算中根據(jù)慕尼黑工大研究成果計(jì)入。豎向活荷載：采用UIC71的荷載圖示?？v向：?jiǎn)屋S荷載250kN；動(dòng)力系數(shù)1.5；彎道附加系數(shù)1.2。橫向：?jiǎn)屋S荷載300kN，按2×150kN作用在承軌臺(tái)頂面。預(yù)應(yīng)力荷載：縱向：僅在軌道板連接區(qū)域（6Φ20mm螺紋鋼筋）考慮張拉作用，并按每根鋼筋50kN進(jìn)行張拉。橫向：每個(gè)65cm承軌臺(tái)考慮6Φ10mm預(yù)應(yīng)力（先張）作用，有效預(yù)應(yīng)力按870MPa計(jì)。溫度荷載：按系統(tǒng)升降溫40℃混凝土收縮：根據(jù)DIN4227進(jìn)行計(jì)算。約束及連接參數(shù)鋼軌與承軌臺(tái)間連接彈性墊板的動(dòng)剛度Cdyn：40000kN/m軌道板和支承層間連接通過(guò)3cmCA砂漿調(diào)整層軌道板和支承層間可協(xié)同受力。在縱向計(jì)算中將支承層按等效剛度的原則換算成軌道板進(jìn)行計(jì)算，相應(yīng)的軌道板厚度計(jì)算值為：h1==0.196m地基支撐剛度：地基計(jì)算高度：h*=0.83×h1×3E1/E3+0.83×hk=E3/h*=120/1.77=67.8MPa/m縱向計(jì)算活載檢算縱向計(jì)算模型和計(jì)算結(jié)果分布如圖2.3-1、2.3-2所示。圖2.3-1縱向計(jì)算模型圖圖2.3-2計(jì)算結(jié)果（彎矩圖和支撐反力圖）從計(jì)算結(jié)果（圖2.3-2）可以看出，軌道板和底座混凝土板的等效截面承受的最大彎矩為70.3kN?m，最大支反力為107.5kN。軌道板彎矩分配系數(shù)根據(jù)抗彎剛度比確定，為=0.54。軌道板承受的彎矩即為70.3×0.54=38.0kN?m，按軌道板全截面（高0.16m）計(jì)算可得邊緣混凝土的最大拉壓應(yīng)力為3.5MPa。溫度和收縮檢算軌道板在縱向是通長(zhǎng)的，將軌道板近似認(rèn)為兩端固定的桿件考慮，故在系統(tǒng)溫差作用下，混凝土產(chǎn)生的收縮應(yīng)變?yōu)椋?△T=1.0×10-5×40=0.4‰溫度引起的應(yīng)力（對(duì)拉為名義應(yīng)力）為：σ△T=0.4‰×3.9×104＝15.6MPa考慮自14天→∞收縮變形：t0=14ddef=1.5×(2×2.55m×0.20m)/(2×0.20m+2.55m)=0.52mks,∞=0.78ks,14d=0.05εs,∞=-32.0×10-5×(0.78–0.05)=-0.23‰由溫度和收縮引起的拉應(yīng)變總和為：ε總和=εΔT+=0.4‰+0.23‰=0.63‰=630μ?鋼筋應(yīng)力為：σ總和=0.63×10-3×210000=132MPa<286MPa=500MPa/1.75軌道板連接檢算混凝土受壓檢算（升溫溫度+活載組合）σ總=3.5+15.6=19.1MPaVB=30MPa/19.1MPa=1.5鋼筋受拉檢算（降溫溫度+收縮組合）考慮到軌道板的鋼筋（6Φ20mm）布置在軌道板的中心，所以不計(jì)入活載作用下鋼筋受力，僅考慮在降溫和混凝土收縮情況下鋼筋的應(yīng)力，如下，σ鋼筋=0.63‰×2.1×105＝132.3MPa<286MPa=500MPa/1.75

橫向計(jì)算在橫向，軌道板簡(jiǎn)化為0.65m寬軌枕進(jìn)行計(jì)算，模型為兩端帶懸臂的簡(jiǎn)支梁。荷載根據(jù)慕尼黑工大研究成果確定（軸重300kN，輪重150kN），設(shè)計(jì)認(rèn)為該荷載包括了所有可能的荷載組合、動(dòng)力系數(shù)等，研究根據(jù)道床形式的不同給出了軌枕底的荷載分布。圖2.4-1慕尼黑工大關(guān)于軌枕橫向計(jì)算研究結(jié)果活載檢算活載檢算工況及彎矩檢算結(jié)果分別如圖2.4-2、2.4-3所示。圖2.4-2活載檢算工況圖示LF1LF2LF3圖2.4-3活載檢算結(jié)果（彎矩圖kN?m）有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算根據(jù)DIN4227計(jì)算收縮和徐變系數(shù)混凝土：B55水泥：Z55平均空氣濕度：70%基本收縮值：εs=-32×10-5基本徐變值：=2.0kf=1.5施加預(yù)應(yīng)力前的有效混凝土齡期t=1天截面面積：A=0.65m×0.20m=0.13m有效結(jié)構(gòu)厚度：U=0.65m→def=1.5×(2×0.13/0.65)=0.60mt=1天：kf=0.120ks=0.000t=∞：kf=1.325ks=0.775Kv=1.00φ∞=2.0×(1.325-0.120)+0.4×1.0=2.81?∞=-32×10-5×(0.775–0.000)=-24.8×10-5有效預(yù)應(yīng)力按870MPa取用。組合檢算表2.4-1組合計(jì)算結(jié)果一覽表距離彎矩壓應(yīng)力拉應(yīng)力XMMaxMMinσoσuσoσumkNmkNmMPaMPaMPaMPa0.350-8.7-7.2-4.14-4.07--0.525-19.7-16.2-6.61-4.13-+0.821.27520.4-0.5-2.28-7.811.84-從表中可以看出，混凝土最大拉應(yīng)力1.84MPa，設(shè)計(jì)認(rèn)為混凝土可以長(zhǎng)久承載此應(yīng)力。軌道板移運(yùn)和存放計(jì)算軌道板移運(yùn)和存放計(jì)算簡(jiǎn)圖分別如圖2.5-1、2.5-2所示。圖2.5-1移運(yùn)軌道板計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2.5-2存放軌道板計(jì)算簡(jiǎn)圖靜力驗(yàn)算過(guò)程如下：縱向計(jì)算[自重]荷載密度g=0.20m×25.0kN/m3=5.0kN/m2（在橫向每m范圍內(nèi)）M1=5.0×1.402/2=4.9kN?m/m查表可得kh=13/24.9配筋：3.65×4.9/13=1.4cm2/m<2.0cm2/m橫向計(jì)算[自重+預(yù)應(yīng)力]自重引起的支座反力A2：A2=6.45/2×2.55×0.20×25.0=41.1kNq=41.1kN/2.55m=16.1kN/mM2=16.1×1.275/2=13.1kN?m彎曲拉應(yīng)力W=bh2/6=(0.65×0.202)/6=0.004333mσm=13.10/0.004333=3.02MPa一根軌枕預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力：NV=-407kN由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力：σv=-407kN/(0.65m×0.20m)=-3.13MPa由自重產(chǎn)生的彎矩M2可完全通過(guò)預(yù)應(yīng)力抵消。

橋上無(wú)砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)特點(diǎn)軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成針對(duì)我國(guó)高速鐵路長(zhǎng)橋多、橋梁比例大的特點(diǎn)，結(jié)合既有無(wú)砟軌道系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了長(zhǎng)橋上連續(xù)板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)新方案。該方案與目前德國(guó)、日本已建的高速鐵路橋上無(wú)砟軌道的主要差別在于采用了連續(xù)的軌道結(jié)構(gòu)（預(yù)制軌道板＋底座板），放棄了長(zhǎng)橋上無(wú)砟軌道必須設(shè)置斷縫并在梁端接縫處斷開(kāi)的設(shè)計(jì)原則。圖3.1-1梁端接縫部位軌道系統(tǒng)連續(xù)構(gòu)造圖（俯視圖）圖3.1-2梁端接縫部位軌道系統(tǒng)連續(xù)構(gòu)造圖橋上CRTSII型板式無(wú)砟軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成主要包括（由上至下）：CHN60鋼軌扣件：Vossloh300軌道板：采用與路基上相同的軌道板。乳化瀝青水泥砂漿（CA砂漿）調(diào)整層：砂漿墊層設(shè)計(jì)厚度3cm。底座混凝土板：連續(xù)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，除在梁端接縫兩側(cè)（硬質(zhì)泡沫塑料板區(qū)域）的厚度為0.14m，其余部位外形尺寸為2.95m0.19m(寬×高)?；瑒?dòng)層：底板混凝土與橋梁間采用“土工布+薄膜+土工布”以使兩者間可自由的滑動(dòng)。硬質(zhì)泡沫塑料板（“彈簧板”）：在梁端接縫處縱向兩側(cè)1.5m范圍內(nèi)鋪設(shè)泡沫塑料板（1.5m+0.1m+1.5m），厚度5cm，寬度與軌道板一致。噴涂防水層：在梁面排水坡上噴涂防水層。側(cè)向擋塊：所有的側(cè)向擋塊均可以約束軌道結(jié)構(gòu)的橫向位移，扣壓式側(cè)向擋塊可以約束軌道結(jié)構(gòu)向上的位移，以保證軌道結(jié)構(gòu)在受壓時(shí)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)特點(diǎn)預(yù)制軌道板和底座混凝土板在長(zhǎng)橋上是跨過(guò)梁縫的連續(xù)結(jié)構(gòu)，軌道板結(jié)構(gòu)及外形尺寸不受橋跨的限制，可采用與路基、隧道內(nèi)一致的軌道板，軌道板本身的制造和安裝鋪設(shè)較既有方案簡(jiǎn)便。底座混凝土板在每孔橋梁固定支座上方，通過(guò)預(yù)設(shè)齒槽、錨固螺栓（每排7Ф28mm）以保證其和橋梁間縱向的可靠連接，其余部位通過(guò)在梁面設(shè)置滑動(dòng)層以保持滑動(dòng)狀態(tài)，可減弱橋梁伸縮對(duì)無(wú)砟軌道的影響。既有方案的和橋上縱連方案中橋梁伸縮對(duì)鋼軌及扣件影響的力學(xué)分析模型如圖3.1-3、圖3.1-4所示。通過(guò)梁縫處前后3.1m范圍的梁面上鋪設(shè)5cm厚硬質(zhì)泡沫塑料板，以減小梁端轉(zhuǎn)角對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)受力的影響。通過(guò)在底座板兩側(cè)設(shè)計(jì)側(cè)向擋塊進(jìn)行橫向限位（底座板與梁面間橫向?yàn)榛瑒?dòng)狀態(tài)）。通過(guò)在臺(tái)后路基上設(shè)置摩擦板、端刺等結(jié)構(gòu)，使橋梁縱向力不影響路基段軌道結(jié)構(gòu)。在設(shè)有排水坡的梁面上噴涂防水層，取消了鋼筋混凝土保護(hù)層。圖3.1-3既有方案-橋梁伸縮引起鋼軌和扣件受力的力學(xué)分析模型圖3.1-4橋上縱連方案-橋梁伸縮引起鋼軌和扣件受力的力學(xué)分析模型

設(shè)計(jì)思路及計(jì)算模型說(shuō)明設(shè)計(jì)思路橋上CRTSII型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的主承重構(gòu)件是底座混凝土板，各項(xiàng)設(shè)計(jì)均是圍繞底座混凝土板展開(kāi)的，以下對(duì)其總體設(shè)計(jì)思路介紹如下。底座混凝土板為通長(zhǎng)的普通鋼筋混凝土構(gòu)件，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中必然出現(xiàn)開(kāi)裂；針對(duì)此問(wèn)題首先提出了開(kāi)裂后的底座混凝土板不提供抗彎剛度的假設(shè)，將長(zhǎng)橋上的底座混凝土板（實(shí)際計(jì)算中該假設(shè)應(yīng)用于軌道結(jié)構(gòu)）按拉壓桿件設(shè)計(jì)；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用了開(kāi)裂后鋼筋混凝土構(gòu)件剛度折減的理念，對(duì)底座混凝土板按照正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通長(zhǎng)的底座混凝土板設(shè)計(jì)應(yīng)用了無(wú)縫鋼軌的設(shè)計(jì)理念，認(rèn)為橋梁間縱向連接剛度的加大可以使得橋梁上的縱向力在橋跨間更為均勻的分配；另外，為了解決底座混凝土自橋梁至路基過(guò)渡的問(wèn)題（路基上為支承層），設(shè)計(jì)采用了“端刺+摩擦板”的方案，使底座混凝土板內(nèi)力在該區(qū)域傳遞至路基，不影響端刺以外路基上的軌道結(jié)構(gòu)。在軌道結(jié)構(gòu)和橋梁間的縱向力傳遞方面，通過(guò)梁面和底座混凝土板間的構(gòu)造措施設(shè)置（錨固區(qū)域和兩布一膜滑動(dòng)層），認(rèn)為兩者間縱向力的傳遞可僅通過(guò)錨固區(qū)域傳遞，這樣可以避免橋梁伸縮對(duì)底座混凝土板受力的影響，也可以避免長(zhǎng)橋上鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的設(shè)置。在軌道結(jié)構(gòu)整體性方面，認(rèn)為在一般區(qū)域CA砂漿調(diào)整層（3cm）可以使軌道板和底座混凝土板在縱橫向協(xié)同受力，僅在梁端接縫位置采用錨固螺栓對(duì)兩者連接進(jìn)行了加強(qiáng)。在軌道結(jié)構(gòu)橫向受力方面，認(rèn)為作用在軌道上的橫向力可通過(guò)側(cè)向擋塊傳遞至橋梁。在軌道結(jié)構(gòu)的屈曲穩(wěn)定性方面，認(rèn)為橫向穩(wěn)定性可以通過(guò)側(cè)向擋塊來(lái)保證；在豎向（向上），設(shè)計(jì)通過(guò)將部分擋塊構(gòu)造設(shè)計(jì)成扣壓式，保證豎向穩(wěn)定性。表3.2-1根據(jù)橋上縱連方案軌道系統(tǒng)的組成對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的各部件進(jìn)行了歸納，在后續(xù)章節(jié)中分別對(duì)各個(gè)部位的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了總結(jié)。表3.2-1橋上縱連方案設(shè)計(jì)思路部件名稱(chēng)設(shè)計(jì)思路主要檢算工況鋼軌通過(guò)在底座混凝土板和梁體表面間設(shè)置滑動(dòng)層，設(shè)計(jì)認(rèn)為可以不考慮梁體伸縮對(duì)鋼軌受力的影響，同時(shí)長(zhǎng)橋上也可以避免設(shè)置伸縮調(diào)節(jié)器。梁端接縫部位硬質(zhì)泡沫塑料層的設(shè)置可以改善該部位鋼軌的受力，同時(shí)鋼軌在梁端轉(zhuǎn)角的上拱明顯降低可提高行車(chē)的舒適度。制動(dòng)力/牽引力工況扣件橋上縱連方案中橋梁伸縮不引起軌道結(jié)構(gòu)受力可以避免鋼軌和扣件內(nèi)墊板和彈性墊層的磨損。梁端接縫部位硬質(zhì)泡沫塑料層的設(shè)置可以減小由梁端轉(zhuǎn)角造成的扣件的上拔力，該區(qū)域不需要特殊扣件。制動(dòng)力/牽引力工況梁端彎矩受力工況軌道板軌道板采用路基上的計(jì)算結(jié)果，在橋上縱連方案中未進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)計(jì)算，設(shè)計(jì)認(rèn)為軌道板不作為橋梁軌道系統(tǒng)的主承重構(gòu)件。-底座混凝土板連續(xù)的底座混凝土板是橋上縱連方案最為重要的構(gòu)件之一，是橋上軌道結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件。底座混凝土板的設(shè)計(jì)思路主要體現(xiàn)在以下方面：提出允許底座混凝土板橫向開(kāi)裂的概念，并通過(guò)控制開(kāi)裂裂縫寬度保證結(jié)構(gòu)的使用耐久性。認(rèn)為開(kāi)裂后底座混凝土板抗彎剛度降低至較低的水平，不考慮底座混凝土板的抗彎能力，將其視為兩端固定在端刺上的軸向拉壓桿件進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后軸向剛度折減理論，并考慮開(kāi)裂結(jié)構(gòu)抗壓和抗拉折減剛度的不同。采用極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。二期恒載工況活載工況基礎(chǔ)沉降工況墩柱扭轉(zhuǎn)工況制動(dòng)/牽引工況溫度工況溫差工況收縮徐變工況水平錨固部位通過(guò)在固定支座附近梁體上部預(yù)埋錨固螺栓以保證底座混凝土板和橋梁間的形成可靠連接，用于將軌道上的部分水平力傳遞至下部結(jié)構(gòu)。結(jié)合部位的設(shè)計(jì)根據(jù)最大可能傳遞的水平力進(jìn)行，橫向單排設(shè)置7Φ28mm的錨筋。制動(dòng)力/牽引力等工況滑動(dòng)層在橋面和底座混凝土板間設(shè)置“兩布一膜”的構(gòu)造層，以使兩者間摩擦系數(shù)降低，理想情況下可以自由滑動(dòng)。下層土工布是為了減小橋面的不平整對(duì)滑動(dòng)層的影響；上層土工布是為了減小底座混凝土板混凝土澆筑時(shí)水泥漿、骨料對(duì)滑動(dòng)層的影響。-硬質(zhì)泡沫塑料通過(guò)在梁端接縫部位梁體和底座混凝土板間設(shè)置硬質(zhì)泡沫塑料，可以緩解梁體轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)接縫處軌道結(jié)構(gòu)受力的影響。-側(cè)向擋塊由于橋上縱連方案中橋梁和軌道結(jié)構(gòu)間只在橋梁固定支座上方進(jìn)行了連接，在其余部位，設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)置側(cè)向擋塊（通過(guò)預(yù)埋螺栓錨固在梁體頂面）來(lái)實(shí)現(xiàn)軌道系統(tǒng)和橋梁間的位移協(xié)調(diào)。所有的側(cè)向擋塊均可以約束軌道結(jié)構(gòu)的橫向位移，扣壓式側(cè)向擋塊可以約束軌道結(jié)構(gòu)向上的位移，以保證軌道結(jié)構(gòu)在受壓時(shí)的穩(wěn)定性。溫度工況風(fēng)荷載工況離心力工況搖擺力工況等摩擦板通過(guò)在臺(tái)后底座混凝土板下部設(shè)置鋼筋混凝土板，并利用其和底座混凝土板間的摩擦，將來(lái)自橋梁的水平荷載（部分）逐漸傳遞至路基，兩者間的摩擦系數(shù)按0.3~1.0之間取用。制動(dòng)/牽引工況溫度收縮工況端刺設(shè)計(jì)端刺目的是為了最終錨固自橋梁的水平力，為使橋上水平力不影響路基段軌道結(jié)構(gòu)的受力，端刺的原則是在設(shè)計(jì)水平力作用下不允許出現(xiàn)位移，即通過(guò)靜摩擦力克服。制動(dòng)/牽引工況溫度收縮工況

設(shè)計(jì)模型參數(shù)結(jié)構(gòu)基本信息以下列出的為結(jié)構(gòu)模型基本信息，具體各項(xiàng)計(jì)算模型中假定詳見(jiàn)各分節(jié)。鋼軌：彈性模量：Es=2.1×105MPa截面面積：As=7.686×10-3豎向抗彎慣矩：Ix=3.055×10-5m4，ytop=0.091m，ybottom=橫向抗彎慣矩：Iz=5.129×10-6m4，yleft=yright=0.075m承軌臺(tái)間距：0.65m混凝土軌道板：考慮預(yù)設(shè)裂縫深度0.04m部位彈性模量：E=3.9×104MPa截面高度：h=0.16/0.20m截面寬度：b=2.55mCA砂漿厚度：3cm寬度：2.55m（軌道板橫向范圍內(nèi)）彈性模量：0.7×104~1.0×104MPa底座混凝土板彈性模量：E=3.3×104MPa截面高度：h=0.19m截面寬度：b2=2.95m梁體采用京津線上32m預(yù)應(yīng)力混凝土雙線簡(jiǎn)支箱梁模型，考慮端部截面和跨中截面的不同。特殊橋梁結(jié)構(gòu)單獨(dú)建模計(jì)算?；A(chǔ)根據(jù)京津線實(shí)際墩頂縱向線剛度進(jìn)行模擬計(jì)算，并考慮極值情況。主要計(jì)算荷載設(shè)計(jì)中考慮的主要荷載包括：二期恒載鋼軌鋪設(shè)時(shí)，二期恒載引起的彈性變形已發(fā)生，認(rèn)為二期恒載不影響鋼軌應(yīng)力；對(duì)于底座混凝土板受力檢算，必須考慮二期恒載的影響，無(wú)砟軌道底座混凝土板和軌道板的自重最大（在超高范圍內(nèi)）為：Δg=73kN/m/每線。基礎(chǔ)沉降相鄰基礎(chǔ)不均勻沉降：Δs＝1.5cm橋墩扭曲變形圖3.2-1橋梁扭曲變形示意圖溫差-梁體頂板升溫ΔTM,pos=10℃×Ksur=10℃×0.6=6其中，Ksur采用了有砟道床的折減系數(shù)。溫差-頂板降溫ΔTM,neg=5℃×Ksur=5℃×1.0=5℃其中，Ksur徐變和收縮假定鋼軌在施加預(yù)應(yīng)力后約60天鋪設(shè)，只考慮在t=60d→∞期間內(nèi)由徐變和收縮引起的變形。將這種荷載等效為線性溫差荷載，梁體上下緣溫差荷載按14.1℃計(jì)ΔT=14.1℃×Krsup=14.4℃×1.1=15.8活載活荷載加載圖示選用ZK-活載，相當(dāng)于0.8UIC71，豎向動(dòng)力系數(shù)按以下選用：計(jì)算剪力時(shí)：計(jì)算彎矩時(shí)：活載作用在軌頂面上，選用以下兩種活載圖示進(jìn)行計(jì)算。（活載圖示一）（活載圖示二）圖3.2-2活載圖示制動(dòng)荷載制動(dòng)荷載依據(jù)中國(guó)規(guī)范，取DIN-專(zhuān)業(yè)報(bào)告101制動(dòng)荷載的80%。同時(shí)，根據(jù)中國(guó)規(guī)范規(guī)定僅考慮一線的制動(dòng)力（不考慮制動(dòng)力與牽引力組合）。Qlbk,red=0.8×Qlbk=0.8×20kN/m×L≤0.8×6000kN約束及連接參數(shù)采用不同剛度和形式的彈簧模擬軌道系統(tǒng)間及與橋梁的連接，彈簧系數(shù)取值列于表3.2-2。表3.2-2模型約束和連接參數(shù)信息約束/連接彈簧方向彈簧類(lèi)型彈簧剛度說(shuō)明豎向縱向鋼軌與軌道板√Cstat=31000kN/mCdyn=51000kN/mCdyn=60000kN/m設(shè)計(jì)近似按線性彈簧模擬，上拔力檢算時(shí)取剛度上限?！虩o(wú)載：30kN/m有載：60kN/m（每米范圍內(nèi)扣件可傳遞的最大縱向力）依據(jù)DS804取用。軌道板與√Kz=31638750kN/mEc=33000MPa/mKz=Ec×板寬×彈簧間距=33000×2.95×2×0.1625=31638750kN/m√Kx=40000kN/mMaxB?gl通過(guò)試驗(yàn)確定。Kx=410kN/(6.45m×0.25mm)×0.1625m與橋梁√Kz=31638750kN/m[非硬質(zhì)泡沫塑料區(qū)域]近似取軌道板和底座混凝土板間的連接剛度。按僅受壓的非線性彈簧模擬。√Kz=493756kN/m[硬質(zhì)泡沫塑料區(qū)域]MaxB?gl通過(guò)試驗(yàn)確定。Cm=(0.54+0.57+0.52+0.43)/4=0.515MPa/mmKz=Cm×板寬×彈簧間距=515×2.95×2×0.1625=493756kN/m√Kx=0[除錨固區(qū)域]不考慮水平方向的連接?！獭蘇=∞[錨固區(qū)域]錨固區(qū)域按剛性連接模擬。與摩擦板√Kz=∞縱向力傳遞計(jì)算不考慮地基豎向剛度的影響，按豎向剛性支撐模擬?！藽x=180000kN/m2Kx=Cx×彈簧間距MaxB?gl通過(guò)試驗(yàn)確定。失效荷載根據(jù)上部荷載和摩擦系數(shù)確定。與端刺√√K=∞底座混凝土板和軌道板間按剛性連接模擬。軌道板與支承層√Kz=∞縱向力傳遞計(jì)算不考慮地基豎向剛度的影響，按豎向剛性支撐模擬?！藽x=180000kN/m2Kx=Cx×彈簧間距MaxB?gl通過(guò)試驗(yàn)確定。失效荷載根據(jù)單塊板承受的最大水平推力為410kN確定。梁體與墩柱√√-按結(jié)構(gòu)形式模擬。墩柱約束√Kz=∞不考慮基礎(chǔ)的豎向剛度，按剛性支撐考慮?！蘇x=墩頂縱向線剛度根據(jù)實(shí)際剛度模擬。

底座混凝土板設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)計(jì)算思路連續(xù)的底座混凝土板是橋上縱連方案最為重要的構(gòu)件之一，是橋上軌道結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件。底座混凝土板的設(shè)計(jì)思路主要體現(xiàn)在以下方面：提出允許底座混凝土板橫向開(kāi)裂的概念，并通過(guò)控制裂縫寬度保證結(jié)構(gòu)的使用耐久性；認(rèn)為開(kāi)裂后底座混凝土板抗彎剛度降低至較低的水平，所以不考慮底座混凝土板的抗彎能力，將其視為兩端固定在端刺上的軸向拉壓桿件進(jìn)行設(shè)計(jì)。應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后軸向剛度折減理論，并考慮開(kāi)裂結(jié)構(gòu)抗壓和抗拉剛度折減的不同；采用極限狀態(tài)法對(duì)底座混凝土板的正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行檢算。設(shè)計(jì)考慮的荷載工況橋上縱連方案底座混凝土板設(shè)計(jì)中主要考慮了以下荷載工況：考慮軌道板和底座混凝土板間溫差作用下，底座混凝土板軸向受力工況。在系統(tǒng)升降溫、收縮荷載作用下，底座混凝土板的軸向受力狀態(tài)。在制動(dòng)力（或牽引力）荷載作用下，底座混凝土板的軸向受力狀況?；钶d作用下底座混凝土板軸向受力狀況。在二期恒載、活載、豎向溫差荷載和不均勻沉降等荷載組合作用下，梁端軌道結(jié)構(gòu)的彎曲受力狀況。剛度折減概念的應(yīng)用連續(xù)的底座混凝土板按軸向拉壓桿件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并運(yùn)用允許混凝土開(kāi)裂來(lái)考慮軌道剛度折減的理念，圖3.3-1給出了軸向力與應(yīng)變的關(guān)系圖。圖3.3-1軸向拉力N與等效應(yīng)變關(guān)系圖圖中各項(xiàng)分別表示：Nsr,1：裂縫出現(xiàn)時(shí)的法向力，Nsr,1=Abβbzw(1+μzn0)；βbzw：混凝土的有效抗拉強(qiáng)度；μz：配筋率，μz=As/Ab；n0：鋼筋與混凝土彈性模量之比；?sm,1：裂縫產(chǎn)生時(shí)平均應(yīng)變，?sm,1=βbzw/EbNsr,2：首道裂縫完全形成時(shí)的法向力，Nsr,2=1.3Nsr,1；?sm,2：裂縫完全形成時(shí)平均應(yīng)變，?sm,2=Nsr,2/EsAs-△?s；△?s：裂縫完全形成時(shí)裂縫間混凝土作用，△?s=0.4βbzw/Esμz；(EA)eff,i：考慮裂縫間混凝土作用時(shí)有效軸向剛度，(EA)eff,i=Nsi/?sm,i△Nsr：考慮混凝土抗拉強(qiáng)度損失時(shí)荷載增大，△Nsr=0.3Nsr,1；對(duì)于連續(xù)底座混凝土板，底座混凝土板法向力與應(yīng)變關(guān)系如圖3.3-2所示。圖3.3-2底座混凝土板法向力與應(yīng)變的關(guān)系設(shè)計(jì)流程圖底座混凝土板設(shè)計(jì)計(jì)算流程如下：圖3.3-3底座混凝土板設(shè)計(jì)計(jì)算流程圖

底座混凝土板設(shè)計(jì)檢算底座混凝土板按軸向拉壓桿件采用極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中考慮混凝土開(kāi)裂應(yīng)用了剛度折減的理念。荷載的確定1）混凝土收縮和溫度荷載收縮引起的總變形量εges約為-0.30‰，與降溫-30℃工況基本相同，故可采用-30℃的附加溫度荷載來(lái)計(jì)算混凝土收縮的影響。最大降溫荷載按2）溫差荷載（與軌道板）根據(jù)既有推板試驗(yàn)結(jié)果，偏安全地考慮剪力在整個(gè)軌道板墊層砂漿范圍內(nèi)（6.45m）疊加，即認(rèn)為從軌道板傳遞至底座混凝土板的最大荷載為410kN。3）制動(dòng)力荷載根據(jù)中國(guó)規(guī)范規(guī)定，豎向活載圖示按ZK活載（0.8UICLM71活載）取用，同樣，制動(dòng)荷載按DIN-專(zhuān)業(yè)報(bào)告101制動(dòng)荷載的80%取用。將這個(gè)荷載分布在一條線最大300m長(zhǎng)度上，中國(guó)規(guī)范規(guī)定僅考慮一線制動(dòng)力/牽引力。Qlbkred=0.8×Qlbk×L=0.8×20×L≤0.8·6000kN通過(guò)計(jì)算，并將Zlbk=1360kN確定為最大可能的拉力。4）由單側(cè)活荷載產(chǎn)生的荷載在最不利的活荷載情況下，根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)和底座混凝土板上固定點(diǎn)的位置得出底座混凝土板的附加拉力。