客運(yùn)專線無渣軌道結(jié)構(gòu)及施工技術(shù) 無碴軌道及CRTSⅡ型板式無砟軌道施工技術(shù)

客運(yùn)專線無碴軌道結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)客運(yùn)專線軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)具備四大基本性能

高平順性高穩(wěn)定性高可靠性高耐久性一、什么是無碴軌道

無碴軌道是建在混凝土或?yàn)r青防凍層上具有彈性或阻尼性質(zhì)的一種永久性軌道結(jié)構(gòu)?！越?jīng)久耐用的重要因素在于路基和構(gòu)筑物之間對(duì)過渡段的沉降和剛性差異的均衡。無碴軌道定義二、無碴軌道結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)無碴軌道優(yōu)點(diǎn)：

無碴軌道結(jié)構(gòu)幾何形位能持久保持，橫向阻力較高，軌道穩(wěn)定性好，保證了運(yùn)營的安全性；無碴軌道與有碴軌道相比,長波不平順小，因此軌道平順性高；無碴軌道可通過軌道剛度的合理匹配，提高旅客舒適度。1、軌道穩(wěn)定性好、平順性高、舒適性好無碴軌道的優(yōu)點(diǎn)：2、養(yǎng)護(hù)維修工作量少，使用壽命長

與有碴軌道相比，無碴軌道養(yǎng)護(hù)維修工作量小，結(jié)構(gòu)耐久性好,軌道使用壽命長(60年以上)。無碴軌道的優(yōu)點(diǎn)：3、初期土建工程投資相對(duì)較小，節(jié)省工程總造價(jià)；

無碴軌道與有碴軌道相比，初期投資較高，國外一般控制在無碴軌道為有碴軌道的1.3倍。無碴軌道在圓曲線地段可實(shí)現(xiàn)超出有碴軌道高達(dá)25%的超高，這就有可能在保持規(guī)定速度的情況下選擇較小的曲線半徑，同時(shí)無碴軌道可以采用較大的線路縱坡，提高線路平縱斷面對(duì)地形、地物的適應(yīng)性，減少對(duì)景觀的破壞，減少投資；結(jié)構(gòu)高度低，自重輕，可減少橋梁二期恒載、降低隧道凈空，從而降低工程總造價(jià)。無碴軌道的優(yōu)點(diǎn)：4、整潔美觀，利于環(huán)保；

無碴軌道道床整潔美觀，解決了有碴軌道在列車高速運(yùn)行下道碴飛濺帶來的一系列問題，利于環(huán)保。

三、國內(nèi)外高速客運(yùn)專線無碴軌道的應(yīng)用現(xiàn)狀三、國內(nèi)外高速客運(yùn)專線無碴軌道的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于無碴軌道結(jié)構(gòu)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，在國外高速鐵路上獲得了廣泛應(yīng)用，日本、德國二十世紀(jì)90年代后期修建的高速鐵路以及臺(tái)灣修建的高速鐵路，采用無碴軌道的比例接近100%，法國也在地中海線2km隧道鋪設(shè)了無碴軌道，近年來，國內(nèi)也鋪設(shè)了各類無碴軌道。

日本鋪設(shè)的無碴軌道已經(jīng)達(dá)到2700km；德國2002年8月1日正式投入運(yùn)營的科隆—法蘭克福，全長177km，其中在運(yùn)營速度不小于200km/h的155km地段鋪設(shè)了無碴軌道（包括44組無碴軌道道岔）三、國內(nèi)外高速客運(yùn)專線無碴軌道的應(yīng)用現(xiàn)狀

臺(tái)灣臺(tái)北至高雄高速鐵路全長約345公里，全線正線、高架車站道岔區(qū)均采用無碴軌道，其中區(qū)間采用框架式板式軌道，道岔區(qū)采用Rheda2000型無碴軌道。

三、國內(nèi)外高速客運(yùn)專線無碴軌道的應(yīng)用現(xiàn)狀

客專之前，國內(nèi)無碴軌道的應(yīng)用情況如下:板式軌道鋪設(shè)在秦沈線的狗河特大橋、沙河特大橋和贛龍鐵路楓樹排隧道；長枕埋入式鋪設(shè)在渝懷線魚嘴二號(hào)隧道及秦沈線雙何特大橋；彈性支承塊式主要鋪設(shè)在秦嶺隧道、蘭新線烏鞘嶺隧道。三、國內(nèi)外高速客運(yùn)專線無碴軌道的應(yīng)用現(xiàn)狀四、高速客運(yùn)專線，日本國鐵開始研制新型軌道結(jié)構(gòu)，至今，無碴軌道經(jīng)歷了1965年試驗(yàn)研究標(biāo)準(zhǔn)定型推廣應(yīng)用的發(fā)展歷程。

國內(nèi)“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目之一“高速鐵路無碴軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的研究”中，提出了三種結(jié)構(gòu)形式：板式、彈性支承塊及長枕埋入式無碴軌道，隨后根據(jù)鐵道部科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《高速鐵路高架橋上無碴軌道關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)研究》，完成了三種無碴軌道整體結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)、部件試制、室內(nèi)實(shí)尺模型的施工鋪設(shè)，并進(jìn)行了各項(xiàng)性能試驗(yàn)、車線橋系統(tǒng)動(dòng)力仿真分析等。

通過上述試驗(yàn)國內(nèi)得出如下結(jié)論：“三種無碴軌道結(jié)構(gòu)形式，具有各自不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這三種結(jié)構(gòu)形式在國外應(yīng)用已相當(dāng)成熟，通過振動(dòng)加載與疲勞試驗(yàn)表明，其結(jié)構(gòu)有足夠的安全儲(chǔ)備，不會(huì)影響高速列車的行車安全?！痹诖嘶A(chǔ)上，有代表性地進(jìn)行了工點(diǎn)鋪設(shè)。12軌枕埋入式板式軌道無碴軌道大致可以歸納為兩種結(jié)構(gòu)類型：軌枕埋入式：德國Rheda系列無碴軌道、彈性支撐塊式無碴軌道等板式軌道：日本的大板和框架式板式軌道、德國的博格軌道日本板式軌道大板式框架式

根據(jù)使用要求的不同，軌道板一般分為A、B兩種類型，A型軌道板的長度為4.930m，B型軌道板的長度為4.765m，寬度均為2.4m,厚度190mm。其中，B型軌道板上預(yù)留有輔助軌螺栓孔，用于無碴軌道與有碴軌道過渡段上。

板式無碴軌道主要由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、乳化瀝青砂漿層(CA砂漿)、鋼筋混凝土底座組成。博格板式軌道預(yù)設(shè)斷裂位置縱向連接錨固鋼筋軌道扣件灌注孔調(diào)高螺桿博格板式軌道框架式

博格板式軌道與日本板式軌道的最大不同在于博格板式軌道的軌道板下采用的是水泥砂漿，價(jià)格比較低廉，而日本板式軌道采用的是水泥瀝青砂漿，價(jià)格較昂貴，其次博格板式軌道的軌道板寬度較窄。雙塊式無碴軌道

彈性支承塊無碴軌道由于雙塊之間、支承塊與道床板之間缺乏結(jié)構(gòu)鋼筋的有效連接，其在高速運(yùn)營條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有待于進(jìn)一步研究與試驗(yàn)，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)國內(nèi)外沒有超過160km/h的運(yùn)營實(shí)踐，在客運(yùn)專線上大范圍鋪設(shè)設(shè)計(jì)單位會(huì)慎重考慮；軌枕埋入式無碴軌道1對(duì)兩種軌道結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)一步分析：長枕埋入式由于預(yù)制軌枕和現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之間的收縮徐變速度不同，軌枕與現(xiàn)澆道床板之間產(chǎn)生裂紋，國內(nèi)鋪設(shè)實(shí)踐尤其在迎車面裂紋更加顯著，因此這種結(jié)構(gòu)用在隧道內(nèi)比較合適，至于在露天路基及橋梁范圍內(nèi)鋪設(shè)，考慮到排水等會(huì)慎重考慮。道床板鋼筋為現(xiàn)場(chǎng)綁扎，縱橫向鋼筋的絕緣相對(duì)較為困難，如何保證信號(hào)最小傳輸距離大于1500m（困難情況下1200m）是這種無碴軌道推廣應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。雙塊式無碴桁架式鋼筋骨架組成的特殊雙塊式軌枕有利于提高施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)整體性。軌道高度從原來的650mm降至472mm，有利于降低工程造價(jià)。道床板為現(xiàn)場(chǎng)澆灌，適合應(yīng)用于道岔區(qū)鋪設(shè)。1342板式軌道2

板式軌道在軌道板與底座之間澆注CA砂漿，既增加了軌道的彈性，又使板式軌道在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有可維修性，軌道板為工廠預(yù)制，一方面可以保證施工質(zhì)量，另外一方面現(xiàn)場(chǎng)為組裝式施工，施工進(jìn)度較快。

框架式軌道由于減少了軌道板圬工量，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，同時(shí)改善了大板式軌道的受力條件。但是，由于板式軌道軌道板為工廠預(yù)制，在幾何設(shè)計(jì)上對(duì)于道岔區(qū)的適應(yīng)性較差，因此在道岔區(qū)不宜鋪設(shè)板式軌道。CRTSⅡ型板式無砟軌道施工技術(shù)2010年10月主要內(nèi)容一、結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介二、工藝流程及操作要點(diǎn)一、結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介1.橋上無砟軌道系統(tǒng)橋上CRTSⅡ型板式無碴軌道系統(tǒng)主要分4個(gè)結(jié)構(gòu)組成部分。自上至下的結(jié)構(gòu)為：60kg/m鋼軌，彈性扣件，20cm厚砼軌道板，3cm厚瀝青砂漿調(diào)整層，19cm厚(直線段)砼連續(xù)底座板，“兩布一膜”滑動(dòng)層，側(cè)向擋塊等部分組成，臺(tái)后路基上設(shè)置摩擦板、端刺及過渡板，梁縫處設(shè)置硬泡沫塑料板。無碴軌道設(shè)計(jì)使用壽命不小于60年。2.路基上的無砟軌道系統(tǒng)路基上CRTSⅡ型板式無砟軌道板的支承層，采用C15素混凝土墊層或干硬性材料壓筑成型(稱之為水硬性支承層，HGT)，設(shè)計(jì)寬度為3.25m，厚度為0.3m。支承層施工與橋上底座板施工基本相同，主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)： （1）支承層無兩布一膜滑動(dòng)層、高強(qiáng)擠塑板以及鋼筋。 （2）支承層直接澆注在路基基床表層上。 （3）路基上支承層施工無需設(shè)置臨時(shí)端刺區(qū)、后澆注帶等施工結(jié)構(gòu)和工序。 （4）支承層需每隔2.5～5m進(jìn)行切縫處理，切縫深度至少10cm。二、施工流程及操作要點(diǎn)1、橋面驗(yàn)收2、底座板范圍內(nèi)防水層作業(yè)3、CPⅢ測(cè)設(shè)及底座板放樣4、兩布一膜作業(yè)5、底座板施工6、軌道板施工7、剪切連接8、鋼軌鋪設(shè)9、側(cè)向擋塊作業(yè)10、底座板范圍外防水層作業(yè)1橋面驗(yàn)收1、橋面平整度 橋面平整度要求3mm/4m。使用4m靠尺測(cè)量每次重疊1m)，每橋面分四條線每底座板中心左右各0.5m測(cè)量檢查。對(duì)不能滿足3mm/4m要求，但在滿8mm/4m要求的，可用1m尺復(fù)測(cè)檢查，應(yīng)滿足2mm/1m要求。對(duì)仍不能滿足要求的，對(duì)梁面進(jìn)行整修處理2、梁端剪力齒槽等凹槽幾何尺寸 梁端左右中線底座板幅寬2.95m范圍凹槽深度50mm，兩側(cè)橫向排水平順接向外，不能滿足要求的鑿除、打磨或補(bǔ)漿處理。3、梁端平整度1.5m凹槽范圍的平整度要求為2mm/1m。不能滿足要求時(shí)，打磨處理，直至符合要求。4、橋面高程1.5m以外部分跨中及支座處凸臺(tái)頂面中心線位置的橋面高程允許誤差7mm，梁端1.5m范圍內(nèi)不允許出現(xiàn)正誤差。使用CPⅢ進(jìn)行復(fù)核檢查。對(duì)不能滿足要求的應(yīng)進(jìn)行打磨和采用聚合物砂漿填充處理5、相鄰梁端高差 在梁端處理合格基礎(chǔ)上，相鄰梁端高差不大于10mm。采用0.5m水平尺進(jìn)行檢查在底座板范圍內(nèi)對(duì)觀感較差處進(jìn)行量測(cè)。對(duì)大于10mm處應(yīng)進(jìn)行專門處理，或一側(cè)梁端采取落梁措施或較低一端用特殊砂漿修補(bǔ)。6、橋面預(yù)埋件 要求預(yù)埋件平面、高程位置要準(zhǔn)確。采用測(cè)量檢查。對(duì)不能滿足無砟軌道施工要求的，視情況進(jìn)行處理。7、橋面排水坡 橋面排水坡構(gòu)成應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)排水坡存在誤差的橋面，應(yīng)保證設(shè)計(jì)的匯水、排水能力，不允許反向排水坡的存在，特別是兩線中間部位。對(duì)可能造成排水系統(tǒng)紊亂的橋面應(yīng)打磨整修處理。8、伸縮縫 伸縮縫安裝完成且牢靠，不得有脫落現(xiàn)象。9、梁面凈寬 滿足8.8m凈寬及位置要求。10、防水層施工 空鼓現(xiàn)象的存在。防水層空鼓檢查可采用拖拽鐵鏈的方法進(jìn)行。破損及空鼓的防水層部位必須整修。

梁面打磨橋面驗(yàn)收2防水層施工1、先施工底座板下范圍內(nèi)的防水層，施工范圍的寬度為3.295m（兩側(cè)部分搭接）。2、設(shè)計(jì)為2mm厚彈性聚脲防水涂料。防水層施工工藝流程基層交接基層處理（拋丸、打磨）噴、涂膩?zhàn)拥淄繚M刮PU修補(bǔ)膩?zhàn)訃?、涂聚脲底涂修補(bǔ)針眼基層質(zhì)量自檢噴涂（純）聚脲防水涂料防水涂層檢驗(yàn)、驗(yàn)收防水層現(xiàn)場(chǎng)施工照片拋丸底涂防水層現(xiàn)場(chǎng)施工照片自動(dòng)噴涂設(shè)備聚脲防水完成3CPⅢ測(cè)設(shè)及底座板放樣1、在梁端固定制作上方的防撞墻頂部安裝CPⅢ埋件，路基上埋設(shè)在接觸網(wǎng)支柱的基礎(chǔ)上。2、使用全站儀通過CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行底座板放樣（CPⅢ的測(cè)設(shè)及成果提交由中鐵咨詢完成）。3、底座板的邊線測(cè)設(shè)的一般為控制線，距底座板邊緣向外15cm，便于施工。底座板放樣斷面圖4兩布一膜作業(yè)

在梁縫處設(shè)高強(qiáng)度擠塑板。高強(qiáng)度擠塑板標(biāo)準(zhǔn)尺寸為1.45m×2.95m，由5塊拼裝而成，其中3塊為600×1450mm，2塊為550×1450mm，兩塊之間采用臺(tái)階形搭接。擠塑板鋪設(shè)擠塑板鋪設(shè)雙組份膠勾兌鋪設(shè)兩布一膜鋪設(shè)

布一膜滑動(dòng)層包括下層土工布、土工膜和上層土工布，簡(jiǎn)稱兩布一膜。兩布一膜滑動(dòng)層從剪力齒槽一端邊緣鋪設(shè)至下一剪力齒槽邊緣。兩布一膜鋪設(shè) 在底座板范圍內(nèi)沿線路縱向兩側(cè)及中間各彈出寬30cm的粘合劑涂刷帶，底層土工布對(duì)接，中間薄膜采用熔接方式，上層土工布不許對(duì)接。涂膠范圍示意圖土工膜融接機(jī)兩布一膜鋪設(shè)

每一段內(nèi)土工布盡可能整塊連續(xù)鋪設(shè)，如果不能連續(xù)整塊鋪設(shè)，下層土工布只允許對(duì)接，對(duì)接接頭要與梁面全斷面粘接，采用刷30cm寬橫向膠粘接方式，分塊對(duì)接時(shí)，每塊土工布的最小長度不小于5m。上層土工布搭接長度不小于20cm，搭接位置與其他層對(duì)接處錯(cuò)開至少1m。兩布一膜鋪設(shè)要求兩布一膜鋪設(shè) 底座板墊塊提前預(yù)制，凝土墊塊擺放符合每延米墊塊與底座板的接觸面積不小于0.185m2，每塊墊塊與底座板接觸面的寬度不小于5cm。

兩布一膜鋪設(shè)墊塊擺放5底座板施工底座板施工主要包括的內(nèi)容有： 1、施工單元?jiǎng)澐?2、鋼筋加工 3、底座板模板安裝 4、底座板混凝土澆筑 5、底座板張拉底座板施工單元?jiǎng)澐?由于橋上CRTSII型板式軌道底座無法一次施工完成，因此必須劃分成幾個(gè)施工段，施工段的位置及長度根據(jù)施工組織方案確定。一般一個(gè)施工段長度為4～5km，施工段的首尾位置應(yīng)設(shè)置端刺或臨時(shí)端刺，臨時(shí)端刺長約800m，端刺或臨時(shí)端刺之間的區(qū)段為常規(guī)區(qū)。常規(guī)區(qū)一般最短為3個(gè)澆筑段，長度約480m。底座板施工單元?jiǎng)澐置總€(gè)施工單元包括一個(gè)常規(guī)區(qū)和兩個(gè)臨時(shí)端刺區(qū)底座板施工單元?jiǎng)澐?/p>

一個(gè)施工單元的構(gòu)成：臨時(shí)端刺分為五段，各段之間在跨中采用鋼筋連接器連接。在臨時(shí)端刺中一次命名為K0、J1、J2、J3、J4、K1。左右線臨時(shí)端刺錯(cuò)開兩孔梁。底座板施工單元?jiǎng)澐趾鬂矌Фx：底座板混凝土澆筑采用分段澆筑，在兩個(gè)混凝土澆筑段之間有后澆混凝土接縫，稱此接縫為后澆帶。后澆帶的分類如下：鋼筋加工

底座板鋼筋制作、安裝方法有兩種，一種是在鋼筋加工廠加工成半成品（主要是橫向鋼筋），然后連同縱向鋼筋一起吊裝上橋再進(jìn)行綁扎。經(jīng)實(shí)踐證明，采用前者，省工，效率高。鋼筋加工

箍筋、馬凳筋在鋼筋場(chǎng)集中加工，運(yùn)至施工地點(diǎn)吊車垂直上橋。鋼筋加工鋼筋連接器及剪力釘提前外委加工，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。鋼筋加工

剪力釘安裝前先將預(yù)埋套筒內(nèi)雜物、鐵銹用絲錐清理，然后用自制扳手?jǐn)Q緊，扭矩300Nm，深度不小于1.5D。鋼筋加工1、為防止梁縫處底座板混凝土下臥，下襯鋼板。2、縱向鋼筋搭接時(shí)，還應(yīng)滿足鋼筋搭接接頭終點(diǎn)之間的距離為1.3倍的搭接長度（即連接區(qū)段長度為搭接長度的1.3倍），以滿足鋼筋搭接接頭面積百分率≤50%的要求。3、縱向鋼筋搭接區(qū)不得位于剪力齒槽后澆帶（BL2）處，在實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)施工單元?jiǎng)澐智闆r，調(diào)整縱筋的長度。鋼筋加工模板安裝

底座板模板包括側(cè)模及端模，內(nèi)側(cè)模采用拉桿連接，側(cè)模采用可調(diào)高式組合鋼模，外側(cè)模與防撞墻支撐牢固。為防止底座板漏漿、爛根，在側(cè)模內(nèi)襯L形鐵皮。模板安裝模板安裝底座板混凝土澆筑

在底座板混凝土澆筑前清理模板內(nèi)雜物，底座板混凝土澆筑采用橋下泵送混凝土，插入振搗棒振搗后，用整平提漿機(jī)整平，在適當(dāng)時(shí)間拉毛、抹邊，灑水養(yǎng)生。底座板混凝土澆筑底座板混凝土澆筑底座板張拉底座板張拉，設(shè)計(jì)鎖定溫度為25℃，當(dāng)溫度在25～35℃時(shí)，用手?jǐn)Q緊鋼筋連接器上的鎖緊螺母即可，當(dāng)溫度在小于25℃之間，需要計(jì)算張拉量進(jìn)行補(bǔ)償張拉。當(dāng)溫度大于35℃時(shí)，不允許張拉作業(yè)。底座板張拉底座板張拉分五種工況： 新設(shè)臨時(shí)端刺＋常規(guī)區(qū)＋新設(shè)臨時(shí)端刺 既有臨時(shí)端刺＋常規(guī)區(qū)＋新設(shè)臨時(shí)端刺 固定端刺＋常規(guī)區(qū)＋新設(shè)臨時(shí)端刺 既有臨時(shí)端刺＋常規(guī)區(qū)＋既有臨時(shí)端刺 既有臨時(shí)端刺＋常規(guī)區(qū)＋固定端刺 滬杭客專當(dāng)時(shí)施工的溫度均在25～