客運(yùn)專線無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)75

客運(yùn)運(yùn)專專線線無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)中國(guó)國(guó)鐵鐵道道科科學(xué)學(xué)研研究究院院2008年02月1江成成一.前言言二.客運(yùn)運(yùn)專專線線無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及技技術(shù)術(shù)特特點(diǎn)點(diǎn)武廣廣客客專專雙雙塊塊式式無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道鄭西西客客專專雙雙塊塊式式無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道新廣廣州州站站單單元元板板式式無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道京津津城城際際縱縱連連板板式式無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道三.客運(yùn)運(yùn)專專線線無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道一一些些關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)四.結(jié)束束語(yǔ)語(yǔ)2一、、前前言言隨著著列列車車運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)速速度度的的不不斷斷提提高高，，世世界界上上很很多多國(guó)國(guó)家家在在強(qiáng)強(qiáng)化化有有砟砟軌軌道道的的同同時(shí)時(shí)，，相相繼繼研研發(fā)發(fā)了了以以““高高平平順順性性””和和““少少維維修修””為為主主要要目目標(biāo)標(biāo)的的多多種種型型式式無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，通通過(guò)過(guò)技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性的的不不斷斷完完善善，，無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的推推廣廣應(yīng)應(yīng)用用范范圍圍愈愈來(lái)來(lái)愈愈廣廣，，已已逐逐漸漸成成為為高高速速鐵鐵路路的的主主要要結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式。。日本本、、德德國(guó)國(guó)、、韓韓國(guó)國(guó)、、我我國(guó)國(guó)臺(tái)臺(tái)灣灣地地區(qū)區(qū)后后期期修修建建的的高高速速鐵鐵路路無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道所所占占比比例例均均在在90%以上上。。我國(guó)國(guó)鐵鐵路路無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展歷歷程程我國(guó)國(guó)鐵鐵路路無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的研研究究始始于于上上世世紀(jì)紀(jì)60年代代，，經(jīng)經(jīng)歷歷了了以以下下幾幾個(gè)個(gè)階階段段：：1960～1985普通通鐵鐵路路無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的早早期期研研發(fā)發(fā)與與應(yīng)應(yīng)用用2004～2005遂渝渝線線無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道試試驗(yàn)驗(yàn)段段的的自自主主研研發(fā)發(fā)與與成成區(qū)區(qū)段段鋪鋪設(shè)設(shè)1995～2004高速速鐵鐵路路無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的前前期期室室內(nèi)內(nèi)試試驗(yàn)驗(yàn)研研究究與與小小規(guī)規(guī)模模試試鋪鋪2005國(guó)外外無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道先先進(jìn)進(jìn)技技術(shù)術(shù)的的系系統(tǒng)統(tǒng)引引進(jìn)進(jìn)2006－客客運(yùn)運(yùn)專專線線無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道技技術(shù)術(shù)再再創(chuàng)創(chuàng)新新在隧隧道道內(nèi)內(nèi)、、大大型型客客站站、、貨貨物物裝裝卸卸線線上上鋪鋪設(shè)設(shè)各各種種型型式式的的無(wú)無(wú)砟砟軌軌道道約約300km。結(jié)構(gòu)型型式主要要有混凝凝土支承承塊式、、板式以以及瀝青青混凝土土鋪裝層層與寬枕枕組成的的整體道道床。1960～1985普通鐵路路無(wú)砟軌軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)的早期期研發(fā)與與應(yīng)用隧道內(nèi)混混凝土支支承塊式式九江引橋橋上無(wú)砟砟無(wú)枕式式在秦沈線線三座橋橋上、贛贛龍線楓楓樹(shù)排隧隧道、渝渝懷線魚(yú)魚(yú)嘴2號(hào)隧道試試鋪了單單元板式式、軌枕枕埋入式式無(wú)砟軌軌道。1995～2004高速鐵路路無(wú)砟軌軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)的前期期室內(nèi)試試驗(yàn)研究究與小規(guī)規(guī)模試鋪鋪單元板式軌枕埋入式在路基、橋橋梁、隧道道、岔區(qū)成成區(qū)段鋪設(shè)設(shè)了自主研研發(fā)的單元元板式、縱縱連板式、、雙塊式和和岔區(qū)軌枕枕埋入式無(wú)無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)。2004～2005遂渝線無(wú)砟砟軌道試驗(yàn)驗(yàn)段的自主主研發(fā)與成成區(qū)段鋪設(shè)設(shè)單元板式雙塊式軌枕埋入式縱連板式與先進(jìn)國(guó)家家相比，我我國(guó)針對(duì)高高速鐵路、、客運(yùn)專線線無(wú)砟軌道道的試驗(yàn)研研究起步相相對(duì)較晚。。為滿足我我國(guó)客運(yùn)專專線的建設(shè)設(shè)需要，2005年鐵道部全全面引進(jìn)了了國(guó)外無(wú)砟砟軌道先進(jìn)進(jìn)技術(shù)，針針對(duì)京津城城際軌道交交通工程、、武廣和鄭鄭西客運(yùn)專專線的工程程建設(shè)，分分別引進(jìn)了了德國(guó)博格格縱連板式式、雷達(dá)2000、旭普林雙雙塊式和日日本新干線線單元板式式軌道的設(shè)設(shè)計(jì)、制造造、施工、、檢測(cè)和養(yǎng)養(yǎng)護(hù)維修等等成套技術(shù)術(shù)。2005國(guó)外無(wú)砟軌軌道先進(jìn)技技術(shù)的系統(tǒng)統(tǒng)引進(jìn)二、客運(yùn)專線無(wú)無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)及技術(shù)術(shù)特點(diǎn)9客運(yùn)專線無(wú)無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)型式無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)型式預(yù)制板式現(xiàn)澆混凝土土式單元板式縱連板式雙塊式軌枕埋入式式新廣州站工工程京津城際武廣、鄭西西客專岔區(qū)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道2.2鄭西客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道2.3新廣州站單單元板式軌軌道2.4京津城際縱縱連板式軌軌道二、客運(yùn)專專線無(wú)砟軌軌道結(jié)構(gòu)及及技術(shù)特點(diǎn)點(diǎn)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道在路基上、、隧道內(nèi)、、短橋上采采用連續(xù)道道床板結(jié)構(gòu)構(gòu)路基樁板結(jié)結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)橋橋上采用分分塊道床板板結(jié)構(gòu)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道2.1.1路基上雙塊塊式無(wú)砟軌軌道系統(tǒng)自上至下為為剛度遞減減的層狀結(jié)結(jié)構(gòu)（包括括道床板、、HGT層、防凍層層、基床底底層、地基基等）。沿線路縱向向，HGT層和道床板板連續(xù)。技術(shù)特點(diǎn)路基上采用用連續(xù)道床床板結(jié)構(gòu)，，列車縱橫橫向力、溫溫度力由道道床板與支支承層的層層間粘結(jié)傳傳遞，其層層間粘結(jié)可可保證道床床板的橫向向限位。根據(jù)道路工工程連續(xù)配配筋混凝土土路面的實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，，配筋率0.8％～0.9％，縱向?yàn)闉閱螌愉摻罱?，布置于于道床板截截面中間位位置，以期期達(dá)到道床床板混凝土土的裂縫寬寬度限值0.5mm、裂縫間距距2～2.5m的設(shè)計(jì)目標(biāo)標(biāo)。技術(shù)特點(diǎn)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道路基上無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況扣件：Vossloh300型分開(kāi)式，22.5kN/mm道床板：厚度240mm，寬度2800mm，C40混凝土配筋率0.8～0.9％，縱向:20φ20mm，橫向:2φ16mm/65cm結(jié)構(gòu)總高度：797mm雙塊式軌枕：C60級(jí)支承層：厚度300mm，底寬3400mm，采用水硬性（HGT）材料2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道路基上雙塊塊式無(wú)砟軌軌道系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)來(lái)源源于道路工工程設(shè)計(jì)和和工程實(shí)踐踐經(jīng)驗(yàn)，采采用“當(dāng)量量彈性地基基梁”計(jì)算算模型和設(shè)設(shè)計(jì)檢算方方法。結(jié)構(gòu)計(jì)算模模型分為三三層，鋼軌軌、承載板板（道床板板＋水硬性性支承層）），防凍層層及地基。。－鋼軌支支點(diǎn)反力計(jì)計(jì)算是將鋼鋼軌假定為為剛性基礎(chǔ)礎(chǔ)上彈性無(wú)無(wú)限長(zhǎng)梁－承載板板簡(jiǎn)化成““彈性地基基梁”。－將鋼軌軌支點(diǎn)反力力作為荷載載作用在簡(jiǎn)簡(jiǎn)化的“彈彈性地基梁梁”上，按按相互粘結(jié)的的計(jì)算條件件，根據(jù)““彈性地基基梁”計(jì)算算理論可得得出模型梁所承受的的彎矩M。路基上雙塊塊式無(wú)砟軌軌道系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)理論和和設(shè)計(jì)方法法2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道道床板與支支承層材料料的彈性模模量不同，，為了把兩兩層不同的的結(jié)構(gòu)變成成相同的彈彈性模量，，考慮兩層層間的牢固固粘結(jié)，計(jì)計(jì)算中將模模型梁轉(zhuǎn)換換為T形截面。彎彎矩M作用在T形截面梁上上，可分別別計(jì)算出道道床板和水水硬性支承承層上、下下邊緣的彎彎曲應(yīng)力。。將計(jì)算結(jié)結(jié)果與道床床板混凝土土、水硬性性支承層材材料的疲勞勞彎曲抗拉拉強(qiáng)度比較較，驗(yàn)證其其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)。路基上雙塊塊式無(wú)砟軌軌道系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)理論和和設(shè)計(jì)方法法2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道路基及基床床表層質(zhì)量量對(duì)結(jié)構(gòu)受受力影響－E3＝50MPa時(shí)，HGT層底面拉應(yīng)應(yīng)力均超過(guò)過(guò)允許值0.8；－E3＝100MPa以上時(shí)，當(dāng)當(dāng)E2＝5000MPa、h＝300mm時(shí)不會(huì)超限限。由此可見(jiàn)，，地基及基基床的施工工質(zhì)量對(duì)承承力層影響響較大。系統(tǒng)適宜的的支承層材材料彈模－當(dāng)E3＝100MPa時(shí)，HGT的彈模E2＝10000MPa，其底層拉拉應(yīng)力超限限，將產(chǎn)生生裂縫，導(dǎo)導(dǎo)致彈性模模量下降，，直至應(yīng)力力達(dá)到允許許值，這種種穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)相應(yīng)的彈彈性模量值值為5000MPa。算例分析E1－道床板板彈模E2－支承層層彈模E3－基床表表層彈模UIC71活載作用下下（軸重250kN）支承層疲勞彎曲抗拉強(qiáng)度MPa支承層厚度（mm）2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道在ICE活載下，當(dāng)當(dāng)E3＝100MPa，HGT層厚度為300mm，HGT的彈模E2＝10000MPa時(shí)，道床板板和HGT層中的彎曲曲拉應(yīng)力均均小于允許許值。算例分析ICE活載作用下下（軸重195kN）道床板彎曲拉應(yīng)力HGT層彎曲拉應(yīng)力2.1.2橋上雙塊式式無(wú)砟軌道道系統(tǒng)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道為了降低由由于溫度變變化和道床床板收縮產(chǎn)產(chǎn)生的約束束應(yīng)力，在在長(zhǎng)橋上（（橋長(zhǎng)大于于30m），混凝土土道床板分分塊設(shè)置，，長(zhǎng)度一般般在4.0～5.5m之間。為了了橋面排水水，道床板板之間設(shè)最最小寬度為為100mm的橫向斷縫縫。技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道橋上無(wú)碴軌軌道設(shè)置在在鋼筋混凝凝土保護(hù)層層上，保護(hù)護(hù)層除了起起到原有的的作用（保保護(hù)橋面、、密閉抗?jié)B滲）外，還還應(yīng)作為傳傳力板將無(wú)無(wú)碴軌道所所受水平力力傳到橋面面板。出于于構(gòu)造與靜靜力要求，，最小厚度度110mm。在保護(hù)層或或道床板上上形成能相相互嵌入榫榫接的凸起塊以傳遞縱、、橫向力。。道床板與與保護(hù)層之之間設(shè)置隔隔離層，以以實(shí)現(xiàn)特殊殊情況下的的道床板修修復(fù)。技術(shù)特點(diǎn)2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道為適應(yīng)橋梁梁－軌道間間的相互作作用（緩和和沖擊，協(xié)協(xié)調(diào)變形）），在凸臺(tái)臺(tái)四個(gè)側(cè)面面設(shè)置橡膠膠彈性墊層層。隔離層彈性墊層（2）橋上雙塊塊式無(wú)砟軌軌道結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)高度：：767mm道床板：厚厚度370mm，寬度2800mm，長(zhǎng)度：5.4m～7.15m，C40，板間橫向斷縫縫100mm。保護(hù)層：厚厚度140mm，C40，在每個(gè)道道床板單元元范圍，保保護(hù)層設(shè)三三個(gè)凸臺(tái)。在橋梁梁中部設(shè)縱縱向伸縮縫縫。橋梁接口：：防護(hù)墻預(yù)預(yù)埋與保護(hù)護(hù)層的連接接鋼筋。2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道（3）隧道內(nèi)雙雙塊式無(wú)砟砟軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)高度：：497mm道床板：在在隧底回回填層上構(gòu)構(gòu)筑，厚度度240mm，寬度2800mm，縱向連續(xù)，混凝凝土強(qiáng)度等等級(jí)C40。2.1武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道主要優(yōu)點(diǎn)：：無(wú)砟軌道系系統(tǒng)成套技技術(shù)較為成成熟，且有有長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)營(yíng)實(shí)踐考驗(yàn)驗(yàn)。軌道建設(shè)成成本相對(duì)較較低。由于“自上上至下”的的施工方法法，與不同同類型的扣扣件結(jié)構(gòu)適適應(yīng)性強(qiáng)。。主要缺點(diǎn)：：路基上連續(xù)續(xù)道床板的的混凝土裂裂紋控制難難度較大；；與預(yù)制板式式軌道相比比，其道床床面外觀質(zhì)質(zhì)量相對(duì)要要差。施工工效較較低，施工工速度慢。。可修復(fù)性較較差。武廣客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道系統(tǒng)統(tǒng)小結(jié)2.2鄭西客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道鄭西客專旭旭普林雙塊塊式無(wú)砟軌軌道系統(tǒng)在在路基、橋橋梁和隧道道內(nèi)的設(shè)計(jì)計(jì)理論和方方法與雷達(dá)達(dá)2000無(wú)本質(zhì)區(qū)別別。其系統(tǒng)統(tǒng)的主要技技術(shù)特點(diǎn)是是：改變傳傳統(tǒng)的施工工方法，提提高現(xiàn)澆混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工效效率2.2.1無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概概況2.2鄭西客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道扣件系統(tǒng)：：WJ-8型不分開(kāi)式式道床板：厚厚度240mm，寬度2800mm，C40混凝土，縱縱向連續(xù)配配筋縱向:18φφ20mm，橫向:1φ16mm/65cm支承層：厚厚度300mm，C15混凝土，每每隔5m切一橫向假假縫，假縫縫深度為100mm路基上結(jié)構(gòu)高度：：830mm2.2.1無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概概況2.2鄭西客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道橋上結(jié)構(gòu)高度：：860mm道床板：厚厚度260mm，寬度2800mm，長(zhǎng)度：4～7m，C40，板間橫向向斷縫100mm底座：厚厚度160，寬度2800mm，C40，端部設(shè)凹凹槽對(duì)道床床板限位，，凹槽四周設(shè)橡膠膠墊層保護(hù)層：厚厚度120mm，C40，橋上連續(xù)續(xù)鋪設(shè)橋梁接口：：防護(hù)墻預(yù)預(yù)埋與保護(hù)護(hù)層的連接接鋼筋結(jié)構(gòu)高度：：570mm道床板：在在隧底回回填層上構(gòu)構(gòu)筑，厚度度240mm，寬度2800mm，縱向連續(xù)，混凝凝土強(qiáng)度等等級(jí)C40隧道洞口附附近，設(shè)置置隧底回填填層與道床床板之間的的連接鋼筋筋2.2.1無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概概況2.2鄭西客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道隧道內(nèi)-57為適應(yīng)其施施工方法，，雙塊式軌軌枕外形和和筋有一些些差別路基上Züblin型無(wú)砟軌道道的支承層層材料采用用C15貧混凝土橋上道床板板限位采用用底座端部部設(shè)凹槽限限位方式，，保護(hù)層厚厚度為120mm；底座板只只配置在凹凹槽周圍配配置縱、橫橫向箍筋、、及與保護(hù)護(hù)層的連接接鋼筋隔離層采用用LDPE（聚脂薄膜膜）、凹槽槽周圍的橡橡膠墊層材材料的技術(shù)術(shù)要求：當(dāng)當(dāng)壓應(yīng)力＜＜5MPa時(shí)，可采用用不配筋的的彈性墊層層CR（聚氯脂橡橡膠）；當(dāng)當(dāng)壓應(yīng)力＜＜15MPa時(shí)，采用配配筋的彈性性墊層2.2.2與武廣雙塊塊式軌道結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的的主要不同同點(diǎn)2.2鄭西客專雙雙塊式無(wú)砟砟軌道主要優(yōu)點(diǎn)：：施工機(jī)械化化程度高，，施工進(jìn)度度較快施工不需工工具軌，施施工受環(huán)境境條件影響響小軌枕采用振振動(dòng)方式壓壓入混凝土土中，避免免灌注過(guò)程程中的軌枕枕底部的振振搗不密實(shí)實(shí)主要缺點(diǎn)：：設(shè)備規(guī)模大大，施工的的靈活性不不強(qiáng)。一些些區(qū)段仍需需要采用軌軌排支撐架架法施工3.25m長(zhǎng)的軌排通通過(guò)固定架架分段振動(dòng)動(dòng)壓入，測(cè)測(cè)量的多級(jí)級(jí)傳遞，線線路的高低低平順性、、方向圓順順性的控制制較為困難難2.2.3系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)分析2.2鄭西客專雙塊塊式無(wú)砟軌道道2.3新廣州站單元元板式無(wú)砟軌軌道明確的層狀體體系設(shè)計(jì)，確確保方便維修修或重建傳力機(jī)理明確確：水平荷載：凸凸形擋臺(tái)垂向荷載：軌軌道板、底座座。軌道板承擔(dān)鋼鋼軌定位、傳傳力、承載多多重作用，工工廠預(yù)制。軌道板下可設(shè)設(shè)置彈性層，，減輕對(duì)環(huán)境境的影響。2.3.1技術(shù)特點(diǎn)扣件：WJ-7無(wú)擋肩分開(kāi)式軌道板：RC框架板，標(biāo)準(zhǔn)尺寸：4930（3930，4530）×2400×190mm，考慮普通鋼筋的絕緣處理和綜合接地端子設(shè)置。凸形擋臺(tái)：半徑260mm，高度250mm混凝土底座（設(shè)置超高）：橋上：寬度2600，厚度300，1～2個(gè)單元板長(zhǎng)

路基：寬度3200，厚度300，長(zhǎng)度20m

隧道：寬度2600，厚度250，1～2個(gè)單元板長(zhǎng)砂漿充填層：厚度50mm?？箟簭?qiáng)度≥

1.8MPa

擋臺(tái)周圍樹(shù)脂：厚度40mm?？箟簭?qiáng)度≥7.5MPa，彈性模量10KN/mm2.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況況2.3.3設(shè)計(jì)理論和設(shè)設(shè)計(jì)方法軌道板：彈彈性地基上的的“梁－板””計(jì)算理論，，容許應(yīng)力法設(shè)計(jì)。。底座：彈彈性地基基上二重/三重“疊合梁梁”計(jì)算理論論，極限狀態(tài)法法設(shè)計(jì)。主要優(yōu)點(diǎn)：成套技術(shù)較為為成熟，且有有長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)實(shí)實(shí)踐考驗(yàn)不同線下基礎(chǔ)礎(chǔ)上的軌道系系統(tǒng)受力明確確，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，，設(shè)計(jì)通用性性強(qiáng)制造、施工較較為簡(jiǎn)單可修復(fù)性強(qiáng)2.3.4優(yōu)缺點(diǎn)分析主要缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)含CA砂漿、樹(shù)脂等等多種類型的的化工材料，，其與嚴(yán)寒氣氣候條件的適適應(yīng)性有待驗(yàn)驗(yàn)證鋪軌階段的軌軌道精細(xì)調(diào)整整工作量大單元軌道板受受溫度梯度的的變化影響，，易產(chǎn)生翹曲曲變形2.4京津城際縱連連板式無(wú)砟軌軌道基于德鐵無(wú)砟砟軌道的設(shè)計(jì)計(jì)理論體系和和基本設(shè)計(jì)要要求：研發(fā)了縱向連連續(xù)的預(yù)制板板式無(wú)砟軌道道結(jié)構(gòu)，替代代路基上雙塊塊式無(wú)砟軌道的現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土道道床板；研發(fā)了端部設(shè)設(shè)凸臺(tái)的預(yù)制制單元板，替替代橋上雙塊塊式無(wú)砟軌道道的現(xiàn)澆混凝土土道床板。2.4.1研發(fā)由來(lái)軌道結(jié)構(gòu)為與與統(tǒng)一的Vossloh扣件系統(tǒng)相匹匹配，根據(jù)線線路平縱斷面面條件，帶擋擋肩的預(yù)制軌軌道板在廠內(nèi)內(nèi)對(duì)承軌槽進(jìn)進(jìn)行打磨處理理，通過(guò)布板板設(shè)計(jì)，鋪設(shè)設(shè)到指定地點(diǎn)點(diǎn)由于長(zhǎng)橋上既既有設(shè)計(jì)方案案在制造和施施工方面存在在諸多問(wèn)題，，針對(duì)京津城城際工程橋梁梁比例大的特特點(diǎn)，部分借借鑒了德鐵短短橋上無(wú)砟軌軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)，研發(fā)了了長(zhǎng)橋上縱連連板式無(wú)砟軌軌道系統(tǒng)2.4京津城際縱連連板式無(wú)砟軌軌道2.4.2路基上結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概況扣件：Vossloh300型，剛度22.5KN/mm軌道板：?jiǎn)蜗蛳葟堫A(yù)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)尺寸：6450×2550×200mm支承層：水硬性（HGT）材料底寬3250mm，厚度300mm乳化瀝青水泥砂漿充填層：厚度30mm

抗壓強(qiáng)度≥15MPa軌道板限位方方式：主要依依靠砂漿與軌軌道板、支承承層間的粘結(jié)結(jié)力。設(shè)計(jì)方法：軌軌道板采用““彈性地基梁梁”模型進(jìn)行行分析計(jì)算橫向按寬枕進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)檢算縱向橫向2.4.3橋上軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概況結(jié)構(gòu)組成（自自上至下）：：－鋼軌－扣件－預(yù)制軌道板板－－－200mm－乳化瀝青水水泥砂漿層－－－30mm－現(xiàn)澆鋼筋混混凝土底座板板－－－190mm－硬質(zhì)泡沫塑塑料板－－－50mm（梁縫兩側(cè)310mm）－滑動(dòng)層（兩兩布一膜）－－－粘貼在梁梁面－梁面噴涂防防水層。－側(cè)向擋塊－－－底座板板限位。2.4京津城際縱連連板式無(wú)砟軌軌道結(jié)構(gòu)組成示圖圖滑動(dòng)層(兩布一膜)硬質(zhì)泡沫塑料料板錨固銷(梁固定支座處處)結(jié)構(gòu)組成示圖圖混凝土底座板板：現(xiàn)場(chǎng)澆筑跨梁縫連續(xù)鋪鋪設(shè)在梁固定支座座處通過(guò)預(yù)埋埋錨固銷與與橋梁固結(jié)結(jié)構(gòu)組成示圖圖預(yù)制軌道板－橫向施加預(yù)預(yù)應(yīng)力－板間縱向連連接底座板側(cè)向擋擋塊底座板豎向擋擋塊由于底座板與與梁面為滑動(dòng)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)置置側(cè)向擋塊對(duì)對(duì)底座板進(jìn)行行橫向限位及及豎向壓曲限限位。荷載（包括列列車荷載、風(fēng)風(fēng)荷載、附加加縱向力等））通過(guò)預(yù)制軌軌道板→BZM砂漿層→底座板（（通過(guò)錨固銷銷釘與梁體相相連）→滑動(dòng)層、錨錨固銷釘、剪剪力齒槽→橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)、摩擦板、、端刺?？v向力的傳遞遞途徑2.4.4橋上縱連板式式軌道系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)方法要要點(diǎn)橋上縱連板式式軌道結(jié)構(gòu)的的主要承重構(gòu)構(gòu)件是底座混混凝土板，各各項(xiàng)設(shè)計(jì)均圍圍繞底座混凝凝土板展開(kāi)底座混凝土板板按拉壓桿件件設(shè)計(jì)；應(yīng)用用開(kāi)裂后鋼筋筋混凝土構(gòu)件件剛度折減的的理念，對(duì)底底座混凝土板板結(jié)構(gòu)按照正正常使用極限限狀態(tài)和承載載能力極限狀狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)檢算為了解決底座座混凝土板自自橋梁至路基基過(guò)渡的問(wèn)題題，采用了““端刺+摩擦板”的方方案，使底座座混凝土板內(nèi)內(nèi)力在該區(qū)域域傳遞至路基基，不影響端端刺以外路基基上的軌道結(jié)結(jié)構(gòu)通過(guò)梁面和底底座混凝土板板間的構(gòu)造措措施設(shè)置（錨錨固區(qū)域和滑滑動(dòng)層），梁梁軌間縱向力力的傳遞可僅僅通過(guò)錨固區(qū)區(qū)域傳遞，這這樣可以避免免橋梁伸縮對(duì)對(duì)底座混凝土土板受力的影影響，也避免免長(zhǎng)橋上鋼軌軌伸縮調(diào)節(jié)器器的設(shè)置2.4.4橋上縱連板式式軌道系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)方法要要點(diǎn)在軌道結(jié)構(gòu)橫橫向受力方面面，作用在軌軌道上的橫向向力可通過(guò)側(cè)側(cè)向擋塊傳遞遞至橋梁。在軌道結(jié)構(gòu)的的屈曲穩(wěn)定性性方面，橫向向穩(wěn)定性可以以通過(guò)側(cè)向擋擋塊來(lái)保證；；在豎向（向向上），通過(guò)過(guò)將部分擋塊塊構(gòu)造設(shè)計(jì)成成扣壓式，保保證豎向穩(wěn)定定性。2.4.5縱連板式軌道道結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺缺點(diǎn)三、客運(yùn)專線無(wú)砟砟軌道一些關(guān)鍵技術(shù)483.1雙塊式無(wú)砟軌軌道的裂紋控控制3.2無(wú)砟軌道工程程材料技術(shù)3.3無(wú)砟軌道與站站后工程的接接口3.4無(wú)砟軌道高精精度測(cè)量定位位三、客運(yùn)專線線無(wú)砟軌道一一些關(guān)鍵技術(shù)術(shù)3.1雙塊式無(wú)砟軌軌道的裂紋控控制（1）支承層的裂裂紋控制（2）道床板的裂裂紋控制（3）雙塊式軌枕枕與道床板的的界面裂紋控控制理論分析表明明：地基及基床施施工質(zhì)量對(duì)支支承層受力有有較大影響。。隨著支承層彈彈模的提高，，道床板縱向向拉、壓應(yīng)力力減小，而支支承層縱向拉拉、壓應(yīng)力增增大。支承層為允許許開(kāi)裂結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)，開(kāi)裂后后的當(dāng)量彈模模隨裂縫增多多而減小，彈彈模越大折減減率越大。當(dāng)當(dāng)裂縫間距減小到1.25m時(shí)，不同彈模支支承層的抗彎彎剛度也趨于于接近。為減小支承層層應(yīng)力，應(yīng)盡盡量采用較低低彈模的水硬硬性支承層材材料。為便于于施工和提高高抗沖刷性能能，可采用混混凝土材料，，但應(yīng)控制混混凝土的強(qiáng)度度不超過(guò)15MPa。3.1雙塊式無(wú)砟軌軌道的裂紋控控制（1）支承層的裂裂紋控制支承層為無(wú)配配筋的允許開(kāi)開(kāi)裂結(jié)構(gòu)。開(kāi)開(kāi)裂后的當(dāng)量量彈模降低，，支承層受力力減小，逐步步達(dá)到系統(tǒng)的的平衡點(diǎn)，符符合軌道系統(tǒng)統(tǒng)的彈模遞減減設(shè)計(jì)要求。。為控制支承層層開(kāi)裂后引起起道床板的反反射裂紋，可可采取以下措措施：－在支承層層收縮變形完完成后，方可可進(jìn)行道床板板施工，一般般時(shí)間間隔不應(yīng)少少于1個(gè)月。－在支承層層假縫處加鋪鋪隔離材料，，阻斷裂紋反反射。3.1雙塊式無(wú)砟軌軌道的裂紋控控制（2）道床板的裂紋紋控制道床板為普通通鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)。在溫溫度荷載、混混凝土收縮、、原材料、施施工工藝等因因素影響下，，道床板混凝凝土開(kāi)裂難以以避免，關(guān)鍵鍵是控制裂紋紋寬度和間距距，以保證結(jié)結(jié)構(gòu)整體耐久久性。道床板裂紋控控制措施：措施一：道床床板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)措施二：混凝凝土材料性能能的優(yōu)化措施三：施工工工藝的保障障3.1雙塊式無(wú)砟軌軌道的裂紋控控制措施一：道床床板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)采用分段道床床板結(jié)構(gòu)（設(shè)設(shè)伸縮縫）改變連續(xù)道床床板結(jié)構(gòu)的配配筋方式（2）道床板的裂裂紋控制措施二：混凝凝土材料的性性能優(yōu)化優(yōu)化混凝土配配合比，采用用摻加高效減減水劑、礦物物摻合料等措措施，降低混混凝土收縮率率。（2）道床板的裂裂紋控制措施三：施工工工藝的保障障混凝土配合比比應(yīng)隨環(huán)境溫溫度等施工條條件的變化進(jìn)進(jìn)行調(diào)整嚴(yán)格控制混凝凝土澆注時(shí)的的入模溫度混凝土振搗密密實(shí)，必要時(shí)時(shí)可采用二次次振搗工藝，，釋放溫度應(yīng)應(yīng)力混凝土表面不不宜壓光。壓壓光易產(chǎn)生浮浮漿，出現(xiàn)裂裂紋應(yīng)采用帳篷進(jìn)進(jìn)行防風(fēng)，采采取噴霧或噴噴灑養(yǎng)護(hù)劑措措施進(jìn)行初期期養(yǎng)生，后期期覆蓋濕潤(rùn)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)帳篷內(nèi)的噴霧、加熱裝置噴霧養(yǎng)護(hù)（2）道床板的裂裂紋控制（3）軌枕與道床板板間的界面裂裂紋控制優(yōu)化軌枕外形形設(shè)計(jì)，減小小軌枕邊角處處的集中應(yīng)力力在軌枕與道床床板混凝土的的結(jié)合面涂抹抹界面劑，增增加新老混凝凝土間的結(jié)合合力采用工具軌施施工方法，要要適時(shí)松開(kāi)扣扣件，防止鋼鋼軌溫度力作作用下帶動(dòng)軌軌排伸縮，引引起界面裂紋紋?；炷翝仓蠛?.5～1小時(shí)，螺桿放放松0.25圈；澆筑后2～4小時(shí)，松開(kāi)全全部扣件。3.1雙塊式無(wú)砟軌軌道的裂紋控控制3.2無(wú)砟軌道工程程材料技術(shù)無(wú)砟軌道涉及及到多種類型型的工程材料料，其質(zhì)量的的好壞直接影影響結(jié)構(gòu)的耐耐久性和使用用壽命！對(duì)于不同的軌軌道結(jié)構(gòu)型式式，其關(guān)鍵材材料包括：?jiǎn)卧迨杰壍赖溃核酁r青青砂漿、混凝凝土、樹(shù)脂等等材料縱連板式軌道道：水泥瀝青青砂漿、混混凝土、滑動(dòng)動(dòng)層等材料現(xiàn)澆混凝土式式無(wú)砟軌道：：混凝土、水水硬性支承層層（HGT）、橋上限位位裝置周圍的的橡膠等材料料。預(yù)制板式無(wú)砟砟軌道用的水水泥瀝青砂漿漿水泥瀝青砂漿漿層是單元板板式、縱連板板式軌道的關(guān)關(guān)鍵組成部分分。由于兩種種軌道結(jié)構(gòu)用用的砂漿在結(jié)結(jié)構(gòu)功能上有有所不同，在在砂漿的性能能指標(biāo)要求及及施工方法上上也有明顯差差異縱連板式軌道道用砂漿要提提供軌道板的的縱橫向阻力力，設(shè)計(jì)上要要求其強(qiáng)度較較高，與軌道道板、底座/支承層的粘結(jié)結(jié)性能好單元板式軌道道用砂漿主要要取調(diào)整作用用，并提供有有限的彈性，，其強(qiáng)度和彈彈性模量較低低，施工方法法上采用袋裝裝灌注，軌道道的可修復(fù)性性相對(duì)較強(qiáng)水泥瀝青砂漿漿是由水泥、、砂、乳化瀝瀝青、水、多多種添加劑等等組成，是一一種有機(jī)和無(wú)無(wú)機(jī)材料的混混合體。砂漿材料除了了要滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)力學(xué)性能（（強(qiáng)度、彈性性模量等）、、施工性能（（流動(dòng)性、膨膨脹率等）外外，由于其中中含有對(duì)溫度度敏感的瀝青青材料，必須須根據(jù)應(yīng)用的的氣候條件，，必須滿足耐耐久性和耐候候性的要求。。影響砂漿質(zhì)量量的因素除了了材料本身外外，還包括：：灌注設(shè)備的的性能、施工工工藝、施工工溫度的嚴(yán)格格控制等，因因此需要建立立專業(yè)化的隊(duì)隊(duì)伍，確保質(zhì)質(zhì)量的穩(wěn)定性性和可靠性。。3.3無(wú)砟軌道與站站后工程的接接口無(wú)砟軌道與站站后工程的接接口涉及到以以下三個(gè)方面面：（1）無(wú)砟軌道與與ZPW2000諧振式軌道電電路的相互適適應(yīng)（2）無(wú)砟軌道與與綜合接地（3）信號(hào)系統(tǒng)的的設(shè)備安裝（1）無(wú)砟軌道與與ZPW2000諧振式軌道電電路的相互適適應(yīng)無(wú)砟軌道對(duì)于于軌道電路電電氣參數(shù)的影影響，主要是是由于軌道結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋筋網(wǎng)和鋼軌間間的電流互感感作用，導(dǎo)致致鋼軌有效電電阻R增大，鋼軌電電感L減小，從而制制約了諧振式式軌道電路在在無(wú)砟軌道應(yīng)應(yīng)用環(huán)境下的的技術(shù)傳輸長(zhǎng)長(zhǎng)度。3.3無(wú)砟軌道與站站后工程的接接口a）對(duì)鋼軌以下一定定高度范圍內(nèi)內(nèi)的道床縱、橫橫向鋼筋節(jié)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行絕緣處處理，減少軌軌道電路的傳傳輸衰耗b）改進(jìn)無(wú)砟軌軌道的扣件系系統(tǒng)的絕緣性性能，提高無(wú)無(wú)砟軌道的道道床漏泄電阻阻c）優(yōu)化配置ZPW-2000制式軌道電路路，使之更加加適應(yīng)無(wú)砟軌軌道的使用環(huán)環(huán)境要解決無(wú)砟軌軌道與ZPW-2000諧振式無(wú)絕緣緣軌道電路的的適應(yīng)性問(wèn)題題，需要無(wú)砟砟軌道與軌道道電路互動(dòng)調(diào)調(diào)整，優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)，解決的的途徑包括：：（2）無(wú)砟軌道與與綜合接地為預(yù)防接觸網(wǎng)網(wǎng)高壓線發(fā)生生故障時(shí)，可可能會(huì)感應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生很高的跨跨步電壓和接接觸電位，對(duì)對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)結(jié)構(gòu)、人身和和設(shè)備安全造造成影響，客客運(yùn)專線要求求實(shí)現(xiàn)綜合接接地。為此，，無(wú)砟軌道的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需需考慮接地系系統(tǒng)的設(shè)置。。3.3無(wú)砟軌道與站站后工程的接接口無(wú)砟軌道綜合合接地的主要要技術(shù)要求：：a）在預(yù)制軌道道板內(nèi)或現(xiàn)澆澆混凝土道床床板內(nèi)，設(shè)置置4根縱向接地鋼鋼筋，鋼筋直直徑要求不小小于16mm，在每端預(yù)埋埋接地端子處處設(shè)置橫向連連接鋼筋（截截面不小于200mm2）。b）無(wú)砟砟軌道道縱向向接地地鋼筋筋原則則上按按每100m分段連連接，，各段段中部部預(yù)埋埋接地地端子子與貫貫通地地線連連接，，段間間鋼筋筋不連連接。。電線桿綜合接地端頭無(wú)砟軌道約100m預(yù)制軌軌道板板內(nèi)的的接地地接地端子縱向接地鋼筋橫向連接扁鋼5×40（3）信號(hào)號(hào)系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)設(shè)備安安裝信號(hào)系系統(tǒng)的的軌旁旁設(shè)備備主要要包括括：a）ZPW-2000軌道電電路設(shè)設(shè)備。。b）道岔岔轉(zhuǎn)轍轍機(jī)。。c）各種種標(biāo)志志牌。。d）應(yīng)答答器等等。其中：：補(bǔ)償償電容容和應(yīng)應(yīng)答器器均安安裝于于無(wú)砟砟軌道道結(jié)構(gòu)構(gòu)上，，補(bǔ)償償電容容約60m左右一一個(gè)；；應(yīng)答答器約約2km處設(shè)置置一組組。3.3無(wú)砟軌軌道與與站后后工程程的接接口補(bǔ)償電電容安安裝方方式應(yīng)答器器安裝裝要求求（3）信號(hào)號(hào)系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)設(shè)備安安裝3.4無(wú)砟軌軌道高高精度度測(cè)量量定位位無(wú)砟軌軌道的的高平平順性性對(duì)測(cè)測(cè)量工工作提提出嚴(yán)嚴(yán)格要要求，，完全全不同同于傳傳統(tǒng)有有砟軌軌道的的施工工測(cè)量量?？瓦\(yùn)專專線無(wú)無(wú)砟軌軌道鐵鐵路應(yīng)應(yīng)分級(jí)級(jí)建立立高精精度的的平面面控制制網(wǎng)、、高程