無砟軌道介紹

無砟軌道介紹一、國內(nèi)外無砟軌道綜述無砟軌道的概念無砟軌道又作無碴軌道，無砟軌道采用諧振式軌道電路傳輸特性技術(shù)，首次成區(qū)段建成無砟軌道鐵路。在鐵路上，“砟”的意思是小塊的石頭。常規(guī)鐵路都在小塊石頭的基礎(chǔ)上，再鋪設(shè)枕木或水泥鋼軌，但這種鐵路不適于列車高速行駛。世界高速鐵路的發(fā)展證實，高速鐵路基礎(chǔ)工程如果使用常規(guī)的軌道系統(tǒng)，道砟粉化嚴重，線路維修頻繁，安全性、舒適性、經(jīng)濟性相對較差。無砟軌道是高速鐵路工程技術(shù)的發(fā)展方向。4(zha),巖石、煤等的碎片。在鐵路上，指作路基用的小塊石頭。傳統(tǒng)的鐵路軌道通常由兩條平行的鋼軌組成，鋼軌固定放在枕木上，之下為小碎石鋪成的路砟。路砟和枕木均起加大受力面、分散火車壓力、幫助鐵軌承重的作用，防止鐵軌因壓力太大而下陷到泥土里。此外，路砟(小碎石)還有幾個作用：減少噪音、吸熱、減震、增加透水性等。這就是有砟軌道。傳統(tǒng)有碴軌道具有鋪設(shè)簡便、綜合造價低廉的特點，但容易變形，維修頻繁，維修費用較大。同時，列車速度受到限制。無砟軌道的軌枕本身是混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上。無砟軌道是當今世界先進的軌道技術(shù)，可以減少維護、降低粉塵、美化環(huán)境，而且列車時速可以達到200公里以上。二、無碴軌道的整體性能為綜合評估上述3種結(jié)構(gòu)型式無碴軌道的整體性能，考察其結(jié)構(gòu)強度與動力特性，在試驗室內(nèi)分別鋪設(shè)10m長的無碴軌道實尺模型，利用多點液壓伺服加載系統(tǒng)及落軸試驗設(shè)備，對無碴軌道進行了靜載、疲勞與落軸試驗。1靜截與疲勞試驗靜載試驗單點最大荷載值為結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載，疲勞試驗單點最大荷載值根據(jù)靜輪重，并考慮動力附加系數(shù)，確定為150kN,加載頻率范圍5-25Hz。2.1.1試驗測試內(nèi)容道床板的表面應(yīng)變；鋼軌支點壓力的分配；鋼軌的絕對位移。2.1.2試驗結(jié)果在靜載過程中，3種結(jié)構(gòu)無碴軌道道床板的表面應(yīng)變隨荷載增加成線性增長，其受力狀態(tài)在彈性范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)具有足夠的強度儲備。200萬次模擬列車荷載的疲勞試驗前后.道床板的應(yīng)變未發(fā)生變化。單點荷載作用下，鋼軌支點壓力的分配基本在以加載點為中心的5個鋼軌支上；荷載越大，加載點下的鋼軌支點壓力分配比例越大；彈性支承塊式鋼軌支點壓力的分配比例相對較均勻；長軌枕埋人式與板式軌道的鋼軌支點壓力分配比例基本相同。彈性支承塊式鋼軌位移最大，其次為板式軌道，長軌枕埋入式最小。3種結(jié)構(gòu)的殘余變形均較小。2.2落軸試驗落軸試驗是評估軌道動力特性的有效手段，試驗過程中利用一定質(zhì)量的輪對，在選定的軌道斷面上，在一定落高下自由落體，造成對鋼軌軌面的垂向沖擊，一方面測定鋼軌的垂向沖擊力及沖擊時間，可得出軌道的彈性系數(shù)K與阻尼系數(shù)C；另一方面通過鋼軌沖擊力幅值的衰減及軌道各部分的振動加速度，分析軌道的振動傳遞與衰減性能。2.2.1無碴軌道的彈性系數(shù)與阻尼系數(shù)根據(jù)日本鐵路落軸試驗及其計算理論，對3種結(jié)構(gòu)進行了鋼軌沖擊力及其衰減時間段的測試，通過計算得出軌道的彈性系數(shù)與阻尼系數(shù)，如表1。從試驗結(jié)果可看出，3種軌道結(jié)構(gòu)的彈性系數(shù)K值的大小順序為：長軌枕埋人式、板式、彈性支承塊式軌道阻尼系數(shù)C反映的是軌道的減振性能，C值越大其減振性能越好，從表中看出，C值的大小順序K值正好相反。2.2.2軌道的振動傳遞與衰減性能(1)軌道各部分的振動加速度。表2為落高25mm時的3種結(jié)構(gòu)的鋼軌振動加速度測試結(jié)果，以及軌道各組成部分的加速度比值。可以看出，軌道各部分的振動加速度從鋼軌到道床板逐漸減小；由于彈性支承塊式無碴軌道結(jié)構(gòu)的組合剛度相對其它2種結(jié)構(gòu)要小，反映在同樣沖擊條件下鋼軌的振動加速度要小。從振動加速度比值盾，相應(yīng)的下部基礎(chǔ)(底座)加速度值也小。鋼軌沖擊力的峰值及其衰減。在相同沖擊條件下，由于軌道組合剛度的不同，3種結(jié)構(gòu)鋼軌沖擊力的峰值及其衰減明顯不同，表3為落高25mm時3種軌道結(jié)構(gòu)型鋼軌沖擊力峰值P及其大于2OkN之前的衰減總時問與衰減次數(shù)的測試結(jié)果。從表中鋼軌沖擊力峰值的衰減時間與衰減次數(shù)可以較直觀地看出3種軌道振動特性的不同，其中彈性支承塊式相對長軌枕埋入式與板式軌道的差異更為明顯，其減振性能優(yōu)越，這也是這種低振動軌道的設(shè)計初衷。從鋼軌沖擊力峰值的大小看，其受軌道剛度的影響規(guī)律也較明顯。軌道剛度越大，其相應(yīng)沖擊力的峰值增大，由于落軸試驗實際上反映的是輪?I>iuk?5*71,牲卷洋就87-職*3漓*瓷豪。am■輒姓勒舞,度就置喜郭登質(zhì)途度萄比該規(guī)a寥團fll2母,」2修623Z7.S鼻田t承雄式11(JM~1713XI標:支源凝;成床痂E0234皿I54?4^1067B1825.7?M 點瀕建些楚康 皿軌沖擊荷載作用下軌道的動力性能，因此如果在運營線路上軌道產(chǎn)生較大不平順，輪軌間產(chǎn)生沖擊荷載，在相同的線路與車輛狀態(tài)下，相對有碴軌道來說剛度較大的無碴軌道，其動力響應(yīng)將相應(yīng)增大。但從另一方面來說，高速鐵路無碴軌道線路具有穩(wěn)定性、平順性與剛度均勻性好的突出優(yōu)點，可彌補其組合剛度較大的不足。三、 無砟軌道的特點3.1優(yōu)點：良好的軌道穩(wěn)定性，連續(xù)性和平順性,使用壽命長；結(jié)構(gòu)耐久性好，維修工作量少；可避免高速行速下有砟軌道的道砟飛濺；有利于適應(yīng)地形選線，減少線路的工程投資；可減輕橋梁二期恒載，降低隧道凈空；荷載特性、振動特性和車輛的平穩(wěn)性都較好；維護費用比有砟軌道低；3.2缺點：初期投資大；一旦基礎(chǔ)變形下沉，修復(fù)困難.改進的可能性受到限制；無砟軌道不能在粘土深路塹、松軟土路堤或地震區(qū)域鋪設(shè)；無砟軌道噪聲水平比有砟軌道高5dB；混凝土無砟軌道為剛性承載層，當達到承載強度極限時將產(chǎn)生斷裂，并引起軌道幾何尺寸的突然變化和難以預(yù)見的惡化；四、 國外無砟軌道概況從60年代開始，高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)在日本德國、英國、意大利等國家得到了廣泛應(yīng)用，以下概要介紹目前國外鐵路應(yīng)用較成熟的幾種無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。(1)日本板式軌道。日本鐵路由于其獨特的地理條件以及勞動力短缺等原因，極力發(fā)展板式軌道，從60年代在山陽新干線試鋪的8km板式軌道算起，到1997年完工的北陸新干線155km板式軌道，累計鋪設(shè)長度已超過2400km。日本鐵路在板式軌道究發(fā)展過程中，通過室內(nèi)模型試驗與現(xiàn)場試驗段的運營考驗，積累了豐富的研究與實踐經(jīng)驗。開發(fā)出適用于隧道和高架橋上的A型軌道板、框架式軌道板，適用于土質(zhì)路基上”3村瓷皿*?《|單沖擊力嶂值及索收息*毒式pgHma裝人就禱】441S鼻磁次承北武3-+2345T的RA型軌道板，以及防振型軌道板等；配合使用的CA砂漿有適用于溫暖、寒冷、海岸線、修補等各種不同的配方，從而構(gòu)成了不同使用范圍的板式軌道系列。德國Rheda型無砟軌道。德國高速鐵路對無砟軌道的研究與應(yīng)用主要針對隧道和路基。1959—1988年的試驗階段，試鋪了各類無砟軌道試驗段36處，累計長度達21.3km,到1989年基本定型并開始成段鋪設(shè)，截止到1997年，共鋪設(shè)無砟軌道達190km,其結(jié)構(gòu)型式以Rheda型為主，在此基礎(chǔ)上，通過在道床板與底座問增設(shè)減振層，實現(xiàn)在特殊地段的減振要求。彈性支承塊式無砟軌道。彈性支承塊式無砟軌道由于其特有的減振、降噪、減磨等優(yōu)越性能而被世界上許多國家所采用，如瑞士、丹麥、英國等。設(shè)計時速200km/h的英吉利海底隧道通過多種無砟軌道結(jié)構(gòu)比選，采用了該種結(jié)構(gòu)型式.并于1993年6月開通運營美國成立的Sonneville國際集團公司還對該軌道系統(tǒng)提供成套技木咨詢服務(wù)，其技術(shù)已相當成熟。我國的18km長秦嶺隧道，也采用了這種結(jié)構(gòu)型式。其它結(jié)構(gòu)型式的無砟軌道。世界上許多國家根據(jù)自己的技術(shù)基礎(chǔ)與線路特點，開發(fā)出多種型式的無砟軌道結(jié)構(gòu)，如：英國的PACT型、法國的VSB型、意大利的IPA型等。五、國外的無砟軌道的類型、研究及運用日本無砟軌道1研發(fā)模式日本研究發(fā)展無砟軌道采取有組織的統(tǒng)一研發(fā)推廣模式，并且始終圍繞各種類型的板式軌道展開。鐵道綜合技術(shù)研究所匯集軌道、土工、橋隧、材料及化工等專業(yè)的研究人員組成系統(tǒng)攻關(guān)研究小組，負責無砟軌道的研發(fā)推廣。其研發(fā)技術(shù)路線為：研究小組針對不同的板式方案進行設(shè)計選型，并通過部件試驗、實尺模型加載試驗、設(shè)計修改、運營線試鋪。2研究及應(yīng)用日本板式軌道的應(yīng)用是從橋梁和隧道開始的，在既有線和新干線上先后共鋪設(shè)了20多處近30km的試驗段。在土質(zhì)路基上應(yīng)用板式軌道同樣經(jīng)歷了30多年的發(fā)展歷程開展了大量的室內(nèi)外試驗研究工作。1968年提出RA型板式軌道,并在鐵道技術(shù)研究所進彳亍性能試驗。20世紀70年代，日本將板式軌道作為鐵路建設(shè)的國家標準進行推廣，板式J道得到了廣泛應(yīng)用。20世紀90年代初，提出用混凝土道床代替瀝青混凝土道床的結(jié)構(gòu)方案，并用普通A型軌道板取代RA軌道板，實現(xiàn)板式軌道結(jié)構(gòu)型式的統(tǒng)一。為了適應(yīng)東北、上越新干線的寒冷地區(qū)，又研制出雙向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)軌道板，后來為了節(jié)省投資,在標準A型軌道板的基礎(chǔ)上,研制出框架式軌道板。到目前為止，其板式軌道累計鋪設(shè)里程達到2700多延長千米。另夕卜，日本鐵道綜合技術(shù)研究所基于普通的鋼筋混凝土軌枕、法國式的雙塊式軌枕、普通板式軌道、框架型板式軌道4種軌下基礎(chǔ)型式開發(fā)了梯子形無砟軌道。該結(jié)構(gòu)在美國的FAST線上進行了試驗，取得了成功，在日本的城市軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)開始使用。德國無砟軌道1研發(fā)模式德國是世界上研究開發(fā)無砟軌道最早的國家，采用企業(yè)自主研發(fā)、政府統(tǒng)一管理的模式。研發(fā)的技術(shù)路線為：德國鐵路制定統(tǒng)一的設(shè)計要求，由公司或企業(yè)自行研制開發(fā),試鋪前必須通過指定實驗室的相關(guān)試驗和性能綜合評估，并經(jīng)德鐵技術(shù)檢查團（EBA）認證、批準，方可上線試鋪;經(jīng)過5年的運營考驗并經(jīng)德鐵技術(shù)檢查團審定通過后，方可正式使用。目前德國有20多家企業(yè)參與無砟軌道新型結(jié)構(gòu)的開發(fā)。2研究及應(yīng)用1959年開始研究、試鋪無砟軌道，首先在希爾賽德車站試鋪了3種結(jié)構(gòu)，隨后又在雷達車站和奧爾德車站試鋪了2種結(jié)構(gòu)，1977年又在慕尼黑試驗線試鋪6種。1959—1988年是德國無砟軌道的試鋪期，共鋪設(shè)無砟軌道36處，累計21.6km。在此期間先后在土質(zhì)路基、高架橋及隧道內(nèi)試鋪了各種混凝土道床和瀝青混凝土道床的無砟軌道。經(jīng)過不斷改進、優(yōu)化和完善，形成了德國鐵路的無砟軌道系列、比較成熟的技術(shù)規(guī)范和管理體系，研制了成套的施工機械設(shè)備和工程質(zhì)量檢測設(shè)備，為無砟軌道在德鐵的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。經(jīng)過幾十年的開發(fā)和研究，德國已經(jīng)成功研發(fā)了雷達型、博格板型、旭普林型、Berlin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型等十幾種無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。目前，德國主要應(yīng)用的無砟軌道結(jié)構(gòu)型式有博格板式、雷達型、旭普林型3種，其它的處于試鋪或少量鋪設(shè)階段，尚未推廣。雷達型無砟軌道是以1972年鋪設(shè)于德國比勒菲爾德-哈姆鐵路的雷達車站而命名的，經(jīng)過不斷優(yōu)化，由雷達普通型發(fā)展到雷達2000型、雷達柏林型，目前德國有50%以上的高速鐵路采用的是雷達型無砟軌道，英國、法國、印度、荷蘭、韓國以及我國臺灣省和大陸地區(qū)都引進和采用了德國雷達型無砟軌道技術(shù)。旭普林型無砟軌道是1974年開發(fā)鋪設(shè)在科隆-法蘭克福高速鐵路上發(fā)展起來的，其結(jié)構(gòu)與雷達型相似，都是在水硬性混凝土承載層上鋪設(shè)雙塊埋入式無砟軌道,只是施工工藝不同。該結(jié)構(gòu)型式使用不多，除德國本土外，我國鄭西客運專線采用了旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。博格板式無砟軌道是通過優(yōu)化改進1979年德國在卡爾斯費爾德-達豪鐵路鋪設(shè)的一種預(yù)制板式無砟軌道而形成的，主要用于德國紐倫堡-英戈爾施塔特新建高速鐵路。PACT型無砟軌道為就地灌注的鋼筋混凝土道床，鋼軌直接與道床相連接,軌底與混凝土道床之間設(shè)連續(xù)帶狀橡膠墊板，鋼軌為連續(xù)支承。英國于1969年開始研究和試鋪，1973年正式推廣，并在西班牙、南非、加拿大和荷蘭等國家的重載和高速鐵路的橋隧上應(yīng)用，鋪設(shè)長度約80km。六、我國的無砟軌道1研發(fā)模式我國研究發(fā)展無砟軌道采用以政府主導、科研機構(gòu)研發(fā)為主的模式。主要技術(shù)路線：通過理論研究確定設(shè)計參數(shù)，進行實尺模型鋪設(shè)和技術(shù)性能試驗,完善設(shè)計參數(shù)，提出施工方案，試鋪。4.2研究及應(yīng)用我國于20世紀60年代開始對無砟軌道進行研究，與國外的研究幾乎同時起步。初期曾試鋪過支承塊式、短木枕式、整體灌筑式等整體道床以及框架式瀝青道床等多種型式。無砟軌道開發(fā)初期，在成昆線、京原線、京通線、南疆線等長度超過1km的隧道內(nèi)鋪設(shè)支承塊式整體道床,總鋪設(shè)長度約300km。20世紀80年代曾試鋪過由瀝青混凝土鋪裝層與寬枕組成的瀝青混凝土整體道床，全部鋪設(shè)在大型客站和隧道內(nèi)，總長約10km。1995年開始對彈性支承塊式無砟軌道展開研究，并得到推廣應(yīng)用。1996—1997年先后在隴海線白清隧道和安康線大瓢溝隧道鋪設(shè)彈性支承塊式無砟軌道試驗段,在秦嶺隧道一線、秦嶺二線隧道正式推廣使用，合計鋪設(shè)36.8km;以后又陸續(xù)在寧西線（西安一南京）、蘭武復(fù)線、宜萬線、湘渝線等隧道內(nèi)及城市軌道中得到廣泛應(yīng)用，累計鋪設(shè)彈性支承塊式無砟軌道近200km。在國家科技攻關(guān)專題“高速鐵路無砟軌道設(shè)計參數(shù)的研究”中，我國提出了適用于高速鐵路橋隧結(jié)構(gòu)上的長枕埋入式、彈性支承塊式、板式3種無砟軌道結(jié)構(gòu)型式及其設(shè)計參數(shù)；在鐵道部科技開發(fā)計劃項目“高速鐵路高架橋上無砟軌道關(guān)鍵技術(shù)的試驗研究”中，完成了以上3種無砟軌道實尺模型的鋪設(shè)及各項性能指標試驗，初步提出高架橋上無砟軌道的施工方案。1999年在秦沈客運專線沙河特大橋開始試鋪長枕埋入式無砟軌道,在渝懷線魚嘴2號隧道進行了試鋪；同年，在秦沈客運專線狗河特大橋直線和雙河特大橋曲線上開始試鋪板式軌道，在贛龍線楓樹排隧道也進行試鋪驗證。經(jīng)過40多年的無砟軌道的理論研究、室內(nèi)模型試驗、橋上和隧道內(nèi)試驗段鋪設(shè),我們?nèi)〉昧艘幌盗械难芯砍晒?。通過實踐，我們在無砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方法、軌道基礎(chǔ)技術(shù)等方面積累了寶貴的經(jīng)驗，為進一步發(fā)展無砟軌道技術(shù)打下了堅實的基礎(chǔ)。2004年開展了遂渝線無砟軌道綜合試驗段關(guān)鍵技術(shù)研究，通過引進、消化吸收、再創(chuàng)新，掌握無砟軌道的關(guān)鍵修建技術(shù)，致力于打造具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路。4.3高速鐵路建設(shè)階段的全面推廣應(yīng)用研究為了實施《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，建設(shè)世界一流客運專線，在我國無砟軌道技術(shù)尚未完全成熟的情況下，我們需要學習借鑒國外成熟經(jīng)驗，通過引進、消化、吸收和再創(chuàng)新,發(fā)展我國的無砟軌道技術(shù)，進行新一輪的大規(guī)模高速鐵路建設(shè)。為此，我們引進了德國雷達2000型和旭普林雙塊式、博格和日本板式無砟軌道。為了進一步掌握雷達型和旭普林雙塊式、博格板、日本板式無砟軌道技術(shù)，結(jié)合我國掌握的無砟軌道技術(shù),鐵道部根據(jù)有關(guān)設(shè)計施工單位的技術(shù)特點選取了不同的高速鐵路建設(shè)項目進行深入的應(yīng)用研究。七、國內(nèi)外的無砟軌道的類型、特點及適用范圍國內(nèi)外現(xiàn)有的無砟軌道類型：雷達型、博格板型、旭普林型、Berlin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型、雙塊式軌枕、普通板式軌道、框架型板式軌道、梯子形無砟軌道、PACT型無砟軌道、Monaco型雙塊式無砟軌道。雷達2000型無砟軌道1.1概述雷達型無砟軌道于1972年鋪設(shè)于德國比勒非爾德至哈姆的一段線路上，以雷達車站而命名。在使用過程中不斷優(yōu)化，從最初的雷達普通型發(fā)展到現(xiàn)在的雷達2000型，并且針對路基、橋梁、隧道不同基礎(chǔ)進行了部分修改。圖2-1-4為最早的雷達普通型圖2"4 軌誼結(jié)構(gòu)2000型無圖了輸圖2"4 軌誼結(jié)構(gòu)2000型無圖了輸［tiki島士Opp.結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化過程。W1Tji—. _WW0—M 一__」 ；XWTLIB _L-a;. M.3fiOQmm一 — ?-I-3KhrthMO)即夫碑新近皓構(gòu)IHd/S2雷達型無砟軌道最初為整體軌;埋人式軌道，到雷達柏林(READ-BER-LIN)已經(jīng)發(fā)展為鋼筋木行梁支撐的雙塊埋入式無砟軌道，但承載層仍然是槽形。發(fā)展到雷達2000型時，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。下圖為雷達2000型無砟軌道結(jié)構(gòu)支承塊結(jié)構(gòu)組裝圖。1.2系統(tǒng)構(gòu)成雷達2000型無砟軌道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：基礎(chǔ)為水硬性混凝土支承層，厚度300mm,強度不應(yīng)低于15N?mm-2。B355W60M型雙塊式軌枕按照650mm的間距排列，每組軌枕枕塊下依靠兩個鋼筋木行架支撐，軌枕塊精確定位后澆注混凝土，混凝土標號為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)?？奂菟ㄥ^在雙塊式軌枕內(nèi)，使用UIC60鋼軌。無砟軌道的混凝土板(B35)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。配筋率為0.8%?0.9%,從而將可能出現(xiàn)的裂縫寬度限制在0.5mm范圍內(nèi)，可防止連接鋼筋受到腐蝕。1.3雷達2000型無砟軌道的特點1、 與雷達普通型軌道相比，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減少了177mm;在軌距不變的前提下，軌枕全長由2.6m減少到2.3m。所用混凝土量大大減少。2、 埋入長軌優(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、標準相對單一，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、 表面簡潔、平整，美觀漂亮。1.4適用不同基礎(chǔ)設(shè)施條件的雷達2000型無砟軌道(1)路基對于安裝于土質(zhì)路基上的無砟軌道，根據(jù)ZTVT-StB 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)定溝槽，以控制裂縫的形成。在ZTVT-StB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）道岔區(qū)?ir&m臨31KJ加II件贍就演W推典州門伴基蝦國害運專鏤網(wǎng)留"】雷達隊職刑無*jmai就水塊相翠圖31奴褊渺'krw.cDm為了整個軌道系統(tǒng)（用于干線和道岔區(qū)段）一致性，實現(xiàn)系統(tǒng)工程的相互銜接，調(diào)整了用于雷達2000型無砟軌道系統(tǒng)的道岔區(qū)段設(shè)計，以降低軌道高度。該項開發(fā)的核心是基于B355 W60M雙塊式軌枕對混凝土道岔軌枕進行設(shè)計和定位。（3）橋梁、隧道橋梁上的雷達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)計成了凸凹結(jié)構(gòu)。橋梁上的雷達2000型可以使二期恒載大大降低。由于雷達2000型的結(jié)構(gòu)高度較低，為減少300km〃300km〃h-1）,線間距4.5m,隧道斷面92m2。 廠足~~日本板式無砟軌道 一"2.1概述日本無砟軌道技術(shù)主要以新干線板式軌道結(jié)構(gòu)為代表。20世紀70年代，板式軌道作為日本鐵路建 -'設(shè)的國家標準進行推廣。因此，日本的板式軌道應(yīng)用非常廣泛，到目前為止，其板式軌道累計鋪設(shè)里程已達到2700多延長公里。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。2.2系統(tǒng)組成板式無砟軌道是用雙向預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板及CA砂漿（乳化瀝青水泥砂漿）替換傳統(tǒng)有砟軌道的軌枕和道砟的一種新型軌道形式，由板下混凝土底座、CA砂漿墊層、軌道板、長鋼軌及扣件等四部分組成。2.3板式無砟軌道特點1、 結(jié)構(gòu)整體性能日本板式軌道具有無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，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?？蚣苁桨迨捷^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，造價低廉，但沒有降低軌道板實際承受列車荷載的有效強度、不影響列車荷載的傳遞。在隧道內(nèi)應(yīng)用時可減小隧道的開挖斷面。與德國博格板式軌道相比，日本板式軌道在基礎(chǔ)上設(shè)置了凸型擋臺，因此，縱向與博格板的連接不同。凸型擋臺與基礎(chǔ)混凝土板一起建造，依靠凸型擋臺對軌道板進行定位，施工更為簡便。日本板式軌道用的軌道板，沒有在工廠內(nèi)機械磨削的工序，制造相對簡單。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)場混凝土施工量少，施工進度較快；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，易于實現(xiàn)下部基礎(chǔ)對軌道的減振要求（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，受橋梁不同跨度的影響，需要不同長度的軌道板配合使用，無形中增加了制造成本；曲線地段鋪設(shè)時，線路超高順坡、曲線矢度的實現(xiàn)對扣件系統(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、運輸和施工的專業(yè)性較強，包括：軌道板的制造、運輸、吊裝、鋪設(shè)；CA砂漿的現(xiàn)場攪拌、試驗、運輸和灌注；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)了修補用的樹脂砂漿外，在設(shè)計方面，用強度高、彈性和耐久性好的合成樹脂材料替代凸形擋臺周圍的CA砂漿。對于軌道板底的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，以實現(xiàn)無砟軌道結(jié)構(gòu)少維修的設(shè)計初衷。2.4日本板式軌道適用范圍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)計時需要根據(jù)不同環(huán)境和功能需要進行選擇。博格板型無砟軌道3.1概述博格板式無砟軌道系統(tǒng)的前身是1979年鋪設(shè)在德國卡爾斯費爾德一達豪的一種預(yù)制板式無砟軌道。通過對其進行包括預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)尺寸、縱向連接等方面的優(yōu)化改進；采用先進的數(shù)控磨床來加工預(yù)制軌道板上的承軌槽；使用快速方面的測量系統(tǒng)，使用精度容易滿足高速鐵路對軌道幾何尺寸的高要求。高性能瀝青水泥沙漿墊層可以為軌道提供適當?shù)膭偠群蛷椥浴２└窆拒壍腊迨┕ぱ兄粕a(chǎn)了成套的設(shè)備，使得博格板式軌道機械化程度高于一般軌道結(jié)構(gòu)。博格板式無砟軌道已獲得了德國聯(lián)邦鐵路管理局頒發(fā)的許可證，可用于300km.h-1的高速鐵路，目前正在德國紐倫堡至英戈爾施塔特的新建高速線上鋪設(shè)。3.2系統(tǒng)組成（1）系統(tǒng)構(gòu)成路基上博格板式軌道系統(tǒng)和構(gòu)造見圖2-1和圖2-2。其層次構(gòu)成依次為：級配碎石構(gòu)成的防凍層（FSS）30cm厚的水硬性混凝土支承層（HGT）、3cm厚的瀝青水泥沙漿層、20cm厚的軌道板，在軌道板上安裝扣件。博格板式軌道系統(tǒng)軌頂至水硬性混（2） 軌道板預(yù)制軌道板是在預(yù)應(yīng)力臺座上生產(chǎn)出來的，混凝土強度等級為C45/55,可以采用普通混凝土或鋼纖維混凝土。預(yù)制軌道板的橫向為預(yù)應(yīng)力鋼筋，縱向為普通鋼筋，板與板之間在縱向通過伸出鋼筋進行傳力連接。采用這種預(yù)制軌道板的軌道均勻性好、耐久性強，橫向及縱向的抗滑移阻力高。在混凝土預(yù)制軌道板的收縮徐變完成后，使用數(shù)控磨床對承軌臺進行機械加工（承軌臺在生產(chǎn)時已留出了加工余量），可以達到極好的精度，大大減少了現(xiàn)場調(diào)試工作。軌道板進行安裝定位時不需過渡軌，只需對承軌臺上指定的測量點進行精確定位即可。預(yù)制軌道板有以下3種形式：標準預(yù)制軌道板標準預(yù)制板為長度6.50m,板厚200mm的單向預(yù)應(yīng)力混凝土板，板與板之間有縱向連接，適用于路基、橋長25m及以下的橋梁和隧道。特殊預(yù)制軌道板特殊預(yù)制軌道板為最大板長4.50m。板厚300mm的鋼筋混凝土板，可用在長度大于25m的橋梁上。特殊預(yù)制軌道板設(shè)有減振系統(tǒng)（質(zhì)量彈簧系統(tǒng)）。必要時還可在特殊預(yù)制板里安裝信號設(shè)備。其他補充型預(yù)制軌道板由于存在著橋梁、隧道、道岔和新線與既有線路的接處等控制點，必要時需對預(yù)制軌道板的長度進行調(diào)整，為此可生產(chǎn)長度從0.60m到小于6.50m不等的預(yù)制軌道板。（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。（4） 防凍層；土，口<_作?一―/一Jhtj匕—J ，/?/，7、,‘/、I//…―b’n《作'一，7、nL，/T'/］，//|q!/、^iq，7、/"_。，/■/，7、z^-aif j?碎石組成，也具有防止毛細作用發(fā)生的功能。(5)溝槽地?UfBiAtLMH?UfBiAtLMH；jflc^j；.'.Ikli'lk】、㈱耕山無.CM.4tin眼盹站MlEtit.<wrii<l|.t_*iZrjr-r.<「皿藤iHMthiim"再《■-垂Kt”：v-pvn.官?nUMmv：1*慎找?門.?” ，；*拭噂口為防止軌道扣件處混凝土出現(xiàn)裂縫，在承軌臺之間預(yù)設(shè)了溝槽。承軌臺軌道扣件安裝在承軌臺上。承軌臺用數(shù)控機床磨削加工，加工精度為0.1mm。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。3.3博格板式軌道的特點1、 軌道板在工廠批量生產(chǎn)，進度不受施工現(xiàn)場條件制約。2、 每塊板上有10對承軌臺，承軌臺的精度用機械打磨并由計算機控制。工地安裝時，不需對每個軌道支撐點進行調(diào)節(jié)，使工地測量工作可大大減少。3、 預(yù)制軌道板可用汽車在普通施工便道上運輸，并通過龍門吊直接在線路上鋪設(shè)，無須二次搬運。4、 現(xiàn)場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，除在每個鋼軌支撐點處(軌道扣件)調(diào)高余量外，還可調(diào)整預(yù)制板本身的高度。博格板式軌道的缺點是制造工藝復(fù)雜，成本相對較高。3.4適應(yīng)不同基礎(chǔ)設(shè)施條件的博格板式無砟軌道⑴路基博格板式無砟軌道在路基上的標準截面見圖2-3。為了將工后沉降控制在允許范圍內(nèi)，必要時應(yīng)對地基進行加固處理。在路基上鋪設(shè)預(yù)制軌道板(間隙為50mm)，首先使用調(diào)高裝置對軌道板進行調(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行密封處理，灌漿后密封灌漿孔。接下來進行軌道板的連接。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，起到保護作用。W.f 橫*1惚衣￡博n#lWiuint』5、；頃圖"Ifr鼎I而H樽性忒JUUtiUH/哉嫩囹

對于長度小于25m的短橋來說，氣候變化對橋梁變形影響很小。因此，在短橋上 可使用博格板式軌道系統(tǒng)的標準預(yù)制軌道板。見圖2-4為短橋上的博格板式無砟軌道標準LJtli —判mmMU?乾***忍廣*頃泄丫；降4榛ILJtli —判mmMU?乾***忍廣*頃泄丫；降4榛I.同聒虹技JC&HWOWII(K血⑶長度大于25m的橋梁當橋梁長度超過25m時，受溫度變化和活載引起的橋梁撓度的影響，橋面在縱向和

橫向會發(fā)生，軌道板產(chǎn)生。因此，橋上需使用特殊預(yù)制軌道板，i 偵袖…地擔護乙 ，、一影響。圖2-5為長橋上的博格板式無以避免這種位移斷絕圖伊材"Mlifi叵'f碩.■:帝腳叫陀檢■是 I滯是，E="JCT1

L?H釧凝k-tT.-K濯#海析，橫昂珈瞄勘圖“橋長,心驚橘r怫樸低式x成玖蔭頒硼I⑷隧道隧道內(nèi)的博格板式無砟軌道標準截面見圖2-6。3.5減振降噪措施在對環(huán)境要求比較高的地段，無砟軌道需要降噪和防振。4Getrac型無砟軌道4.1概述GETRAC型無砟軌道是將鋼軌和軌枕組成的軌排直接置于瀝青層上，有GETRACA1型和A3型兩種結(jié)構(gòu)形式，主要區(qū)別是所用軌枕不同。GETRACA1型結(jié)構(gòu)采用B316W60/54型預(yù)應(yīng)力軌枕，軌枕長2.6m,軌底支承面積約為6870cm，重約380kg。GETRACA3型軌枕為BBS3W60/54型預(yù)應(yīng)力軌枕，軌枕長2.4m,軌底支承面積lO820cm，重約560kg。因其軌枕長度減小，特別適于在斷面寬度小的隧道內(nèi)鋪設(shè)，因軌底支承面積增大，使列車荷載更均勻地傳到下部基礎(chǔ)，軌枕與瀝青層觸面上的壓應(yīng)力也隨之減小，軌枕寬度增加使軌枕更均勻地與瀝青層接觸并傳遞荷載。4.2系統(tǒng)組成為保證軌道穩(wěn)定性，軌枕中心底部設(shè)置錨塊。通過錨塊可將軌枕固結(jié)到瀝青支承層上。錨塊和軌枕間設(shè)一層氯丁橡膠套圈，允許軌枕與瀝青支承層間發(fā)生相對豎向變形，并使水平荷載傳遞到下部結(jié)構(gòu)。德國鐵路曾對通過總重1500萬t的GETRAC型無砟軌道上的氯丁橡膠套圈進行了疲勞強度測試，結(jié)果表明，氯丁橡膠套圈使用近10年后，其相關(guān)特性無明顯變化。在軌枕與瀝青支承層間設(shè)置一層土工布，使軌枕承受的列車荷載更均勻地分布在瀝青支承層上，同時可減少瀝青層應(yīng)力峰值和其表面的腐蝕。土工布在軌枕

測試，結(jié)果表明，在瀝青層有少許變形或未經(jīng)過特殊加強處理時，該區(qū)域也未出現(xiàn)因水霜凍影響帶來的腐蝕。土工布下部是瀝青層和防凍基礎(chǔ)，其中瀝青層包括上部瀝青支承 三三注*'周制蛔《1山J-1lht.il，榮時d-Zni帽幻節(jié)1.時」iti■-■i.■■：.n.iLiorw，■..i'；i.i：.Vi：層（水硬黏結(jié)）和下部瀝青支承層（無水硬黏結(jié)），也可不設(shè)置上部瀝青支承層，但下部瀝青支承層上表面的硬度應(yīng)足夠大。4.3GETRAC型無砟軌道結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用根據(jù)德國公路路面技術(shù)規(guī)范ZTVT-StB，該軌道結(jié)構(gòu)選用厚30cm、寬3.4m的水硬支承層（HBL），其上部是一層厚20cm、寬2.8m的瀝青層，下部是防凍層，其表面的變形模量需滿足Ev2>120N/mm2o若未設(shè)置HBL層則需將瀝青層厚度增加到35cm,同時寬度也需增加到3.2m;當防凍層上表面的變形模量達到Ev2>150N/mm2時，瀝青層厚度可在此基礎(chǔ)上減少5cm。GETRACA3型無砟軌道結(jié)構(gòu)采用支撐面積較大的BBS3型軌枕實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低了建筑結(jié)構(gòu)高度。A3型與A1型無砟軌道結(jié)構(gòu)枕下道床的區(qū)別是設(shè)置HBL層時，瀝青層高度從20cm減到15cm;未含HBL層時，需將瀝青層厚度增加到30cm,寬度仍為3.2m,當防凍層上表面變形模量增至Ev2>150N/mm2時，瀝青層厚度可在此基礎(chǔ)上減少4cm。GETRAC型無砟軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)用瀝青混凝土做支承材料，施工方便，穩(wěn)定性好，可將超高設(shè)置到180mm，安裝后可在短期內(nèi)投入運營。鋼軌置于預(yù)應(yīng)力軌枕上，保證了鋼軌支撐位置精度，通過軌排與瀝青層的彈性連接，保持了軌道幾何形位，軌道縱橫向阻力大，穩(wěn)定性滿足要求。施工可采用傳統(tǒng)的公路路面或鐵路施工設(shè)備，工序少，機械化程度高，周期短，使用壽命長，幾乎不需維護，維修方便。5.雙塊式無砟軌道5.1概述雙塊式無砟軌道是一種適用于高速鐵路的新型軌道結(jié)構(gòu)，結(jié)合雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式是以現(xiàn)澆混凝土方式將預(yù)制的雙塊式軌枕嵌入到均勻連續(xù)鋼筋混凝土道床內(nèi)并形成整體的無砟軌道結(jié)構(gòu)，雙塊式無砟軌道具有更好的的整體性、穩(wěn)定性和耐久性。5.2系統(tǒng)組成雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)從上至下由鋼軌、雙塊式軌枕、道床板、底座或混凝土支承層組成，軌道下部支承結(jié)構(gòu)物為路基、橋梁、隧道仰拱。（1）鋼軌和雙塊式軌枕鋼軌按一次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路設(shè)計，采用25m、60kg/m的U75V無孔鋼軌。雙塊TBI型、TB雙塊式、TBIII型等。軌枕高出道床50mm。⑵道床板道床板為C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為350mm、300mm和250mm，道床頂面設(shè)置1.5%的橫向排水坡。路基樁板結(jié)構(gòu)地段道床板長度為4920mm，扣件節(jié)點間距為625mm;橋上道床板標準長度為4856mm,扣件節(jié)點間距為617mm。相鄰道床板板縫為80mm,相鄰橋跨問板縫為120mm。對于一般土質(zhì)路基和隧道內(nèi)，軌道板可采用縱向連續(xù)，但每隔一段距離（5?6m）需設(shè)置伸縮縫。橋上道床板構(gòu)筑于C40鋼筋混凝土底座上；隧道內(nèi)及路基樁板結(jié)構(gòu)地段道床板直接構(gòu)筑于仰拱混凝土或樁板結(jié)構(gòu)上；土質(zhì)路基上道床板構(gòu)筑于混凝土支承層上，其伸縮縫與支承層伸縮縫至少錯開2m。伸縮縫寬20m，用瀝青木板填充，并用瀝青油膏封面。曲線地段，雙塊式軌枕及道床板伸縮縫應(yīng)垂直于線路中心線布置。底座或混凝土支承層橋上雙塊式無砟軌道需設(shè)置C40鋼筋混凝土底座，底座通過梁體預(yù)埋鋼筋與橋梁相連。每個底座單元的兩端中部設(shè)置限位凹槽。底座與道床板之間設(shè)置隔離層，橋上底座每隔一個板單元設(shè)一橫向伸縮縫，伸縮縫與道床板板縫一致，寬度80mm。板縫間防水處理與粱面防水一次完成。路基基床結(jié)構(gòu)上需設(shè)置C20混凝土支承層，支承層寬度3600mm,厚度300mmo^凝土支承層連續(xù)攤鋪，并每隔51TI設(shè)一橫向伸縮假縫，假縫必須在鋪設(shè)支承層后12h內(nèi)完成?；炷林С袑訌姸却笥?8MPa，構(gòu)筑成形后的壓縮率大于100%,支承層厚度誤差在+510mm之間。在施工前應(yīng)進行混凝土配方試驗，把支承層材料彈性模量控制在5000?10000MPa范圍內(nèi)。曲線超高設(shè)置曲線超高設(shè)置在橋梁地段及路基樁板結(jié)構(gòu)地段分別在底座或道床上實現(xiàn)，路基地段在路基面上實現(xiàn)，并通過現(xiàn)澆道床精確定位。雙塊式軌道與有砟軌道的過渡遂渝線無砟軌道是試驗段雙塊式無砟軌道與有砟軌道過渡段位于試驗段終點及襄渝引入線無砟軌道的起點，到發(fā)線無砟道岔岔后路基上，設(shè)計終點處軌道過渡段與蔣家橋路橋過渡段錯開設(shè)置，過渡段長45m。有砟軌道過渡段采用長度為2.61m過渡段軌枕，基本軌扣件采用彈條雙塊式扣件，道床下設(shè)置15m長C20鋼筋混凝土基礎(chǔ)板，板厚210?240mm，過渡段內(nèi)道砟由厚度200mm過渡到300mm。過渡段設(shè)置60kg/m的輔助軌及配套扣件，輔助軌長度25m,伸進無砟軌道內(nèi)4.8m,輔助軌與基本軌中心距為520mm。不同無砟軌道間的過渡不同無砟軌道問的高差在路基面順接，順接長度不小于5m。5.3雙塊式無砟軌道特點1、由于是現(xiàn)澆道床板底座，可增加多個工作面，利用就近梁場作為軌排拼裝場，節(jié)省用地，不受橋梁隧道和縮短施工工期等因素的影響，更加適合我國地形復(fù)雜、橋比重大的高速客運專線。圖1V塊5U冏-道結(jié)構(gòu)耘2、道床板底座不需要工廠預(yù)制，從而節(jié)省運輸?shù)来舶宓馁M用，在秦沈客運專線上每塊軌道板運費1000多元，每公里軌道板運輸費用約20多萬元。雙塊式無砟軌道則不需此項運輸費，從而降低投資。3、采用的雙塊式軌枕在澆注道床板時較長枕能減少混凝上與軌枕間的裂縫，從而保證施工質(zhì)量。八、南昌地鐵1號線項目概況1、南昌地鐵1號線初步線路簡介初步規(guī)劃線路走向：昌北蛟橋T紅谷灘綠茵路T（穿贛江）中山路^八一廣場T北京西路T北京東路T瑤湖該線計劃全線采用無砟軌道，其中在瑤湖段計