高速鐵路無砟軌道

1、高速鐵路無砟軌道第1頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五主 要 內(nèi) 容一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類三 無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)四 無砟軌道的施工第2頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述 高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)和普通鐵路軌道結(jié)構(gòu)一樣,由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔等部分組成。這些力學性質(zhì)絕然不同的材料承受來自列車車輪的作用力,它們的工作是緊密相關(guān)的。任何一個軌道零部件的性能、強度和結(jié)構(gòu)的變化都會影響所有其他零部件的工作條件,并對列車運行質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響,因此軌道結(jié)構(gòu)是一個系統(tǒng),要用系統(tǒng)論的觀點和方法進行研究。

2、第3頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述 高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)主要類型：有砟軌道和無砟軌道。 砟（zh）：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。第4頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述 有砟軌道是鐵路的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。它具有彈性良好、價格低廉、更換與維

3、修方便、吸噪特性好等優(yōu)點。但隨著行車速度的提高,有砟軌道不均勻下沉產(chǎn)生的120Hz以下頻率范圍的激振嚴重,軌道破損和變形加劇,從而使維修工作量顯著增加,維修周期明顯縮短。 根據(jù)德國高速鐵路的資料,當行車速度為250300 km/h時,其線路維修費用約為行車速度為160200 km/h時的2倍;速度為250300km/h時,通過總重達 3億噸后道砟就需全部更換。第5頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述 基于這一情況,許多專家認為,從經(jīng)濟角度和維修管理角度看,高速鐵路應(yīng)采用無砟軌道。特別是在橋隧結(jié)構(gòu)上,由于無砟軌道減少了二期恒載和建筑高度,采用無砟軌道更

4、為有利。除此以外,無砟軌道還具有使用壽命長、線路狀況良好、不易脹軌跑道、高速行車時不會有石砟飛濺等優(yōu)點,因此無碴軌道在國外高速鐵路上獲得了越來越廣泛的應(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),無碴軌道結(jié)構(gòu)在高速鐵路上的大量鋪設(shè)已成為發(fā)展趨勢。第6頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述無砟軌道的優(yōu)點線路穩(wěn)定、平順，有利于鋪設(shè)無縫線路和高速行車維修工作量少堅固耐久、整潔美觀，使用壽命長在隧道、地鐵中減少開挖面積無砟軌道的缺點一旦破壞整修困難扣件彈性要好第7頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五一 高速鐵路軌道技術(shù)綜述第8頁，共

5、29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類 無砟軌道：用整體混凝土結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有砟軌道中的軌枕和散粒體碎石道床的軌道結(jié)構(gòu)。（TZ216-2007） 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。 第9頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類板式無砟軌道第10頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類雙塊式無砟軌道第11頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類無砟軌道鋪裝第12頁，共29

6、頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類 無砟軌道的結(jié)構(gòu)：無砟軌道由長鋼軌、扣件系統(tǒng)、軌道板、CA砂漿、混凝土底座及凸形擋臺組成。 CA砂漿：即水泥瀝青砂漿，一般采用水泥、乳化瀝青、砂及各種摻和料混合而成。作用為使板式軌道具有一定的彈性，并固定軌道結(jié)構(gòu)的位置，同時消除混凝土構(gòu)件施工誤差。常用CA砂漿配方：干粉料主要為水泥、砂、礦物摻合料等。 種類干粉料乳化瀝青水減水劑消泡劑高彈模1427283125-1354.5-5.50.15-0.35低彈模105949416.471.186.24第13頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的

7、定義、結(jié)構(gòu)及分類縱向連接錨固鋼筋預(yù)設(shè)斷裂位置軌道扣件灌漿孔橫向預(yù)應(yīng)力典型無砟軌道結(jié)構(gòu)示意圖承軌道臺底座砼/支承層砼 第14頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類無砟軌道的分類：國際上目前比較常見的無砟軌道有：日本的板式軌道德國的雷達2000型無砟軌道旭普林型無砟軌道 博格板式軌道第15頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類日本新干線板式軌道第16頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類雷達2000型無砟軌道第17頁，共29頁，2022年，5月20日，1點

8、12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類旭普林型無砟軌道 第18頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類博格板式軌道第19頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類 國內(nèi)高速鐵路常用的有： CRTS、型板式無砟軌道 CRTS、型雙塊式無砟軌道 道岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道第20頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類 CRTS 型板式無砟軌道：預(yù)制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設(shè)在現(xiàn)場澆注的鋼筋混凝土底座上，由凸形擋臺限位，適應(yīng)ZPW2000 軌道電路的單元

9、軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。 CRTS 型板式無砟軌道：預(yù)制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設(shè)在現(xiàn)場攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場澆筑的具 有滑動層的鋼筋混凝土底座（橋梁）上，適應(yīng)ZPW2000 軌道電路的連續(xù)軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。 CRTS 型板式無砟軌道：預(yù)制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設(shè)在現(xiàn)場攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場澆注的鋼 筋混凝土底座（橋梁）上，并對每塊板限位，適應(yīng)ZPW2000 軌道電路的連續(xù)軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。 第21頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類 CRTS型雙塊式無碴軌道：將預(yù)制的雙塊式軌枕組裝成軌排，以現(xiàn)場澆注混凝土方式

10、將軌枕澆入均勻連續(xù)的鋼筋混凝土道床內(nèi)，并適應(yīng)ZPW2000 軌道電路的無碴軌道結(jié)構(gòu)型式。 CRTS型雙塊式無碴軌道：將預(yù)制的雙塊式軌枕通過機械振動法嵌入現(xiàn)場澆注的均勻連續(xù)的鋼筋混凝土道床內(nèi)形成整體，并適應(yīng)ZPW2000 軌道電路的無碴軌道結(jié)構(gòu)型式。第22頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五二 無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類 道岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道：將預(yù)制混凝土岔（軌）枕組裝成標準道岔軌排，現(xiàn)澆入混凝土形成均勻連續(xù)鋼筋混凝土道床，并適應(yīng)ZPW-2000軌道電路的無砟軌道結(jié)構(gòu)。第23頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五三 無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)1. 無砟軌

11、道的結(jié)構(gòu)選型 無砟軌道結(jié)構(gòu)選型應(yīng)符合施工性、維護性、動力性、適應(yīng)性和經(jīng)濟性的 5 個基本原則。 施工性的核心是施工速度 維護性的核心是少維護 動力性的核心是軌道彈性 適應(yīng)性的核心是工程實際 經(jīng)濟性的核心是生命周期第24頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五三 無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)無砟軌道的設(shè)計原則： 從工程建設(shè)的實際出發(fā) , 堅持結(jié)構(gòu)設(shè)計的自主創(chuàng)新, 工程材料國產(chǎn)化 以列車荷載、溫度荷載、基礎(chǔ)變形為設(shè)計主線 充分考慮裂紋控制、耐久性和經(jīng)濟性要求 把握軌道剛度和動力特性對環(huán)境的協(xié)調(diào) 兼顧站前、站后接口界面和施工維護對無砟軌道設(shè)計的要求。第25頁，共29頁，2022年，5月

12、20日，1點12分，星期五三 無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)無砟軌道的減振降噪： 無砟軌道降噪：無砟軌道噪聲主要表征為輪軌滾動噪聲和軌道板結(jié)構(gòu)輻射噪聲兩方面。為使軌道低噪化 , 使用定期打磨鋼軌和鋼軌無縫化的基本方法，或者在無砟軌道表面上設(shè)置吸音板 。 無砟軌道減振：軌道減振的基本方法是降低軌道的支承剛度 , 同時盡可能提高軌道的參振質(zhì)量 , 以減小線路下部結(jié)構(gòu)物的振動。第26頁，共29頁，2022年，5月20日，1點12分，星期五三 無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)無砟軌道的耐久性： 影響無砟軌道耐久性的因素主要有: 結(jié)構(gòu)型式、混凝土和各種特殊材料的品質(zhì)、施工質(zhì)量控制等方面?？瓦\專線無砟軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命要求按60 年設(shè)計 , 并作為軌道結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的依據(jù)。板式無砟軌道在使用過程中，會出現(xiàn)板下砂漿墊層的裂縫、剝離及碎裂；而雙塊式無砟軌道的傷損主要表現(xiàn)在