《高速鐵路線路施工與維護(hù)》課件-4.高速鐵路軌道工程

高速鐵路軌道工程1目錄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(jì)的關(guān)鍵技術(shù)四無砟軌道的施工101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(xué)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(gè)軌道零部件的性能、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的變化都會(huì)影響所有其他零部件的工作條件,并對(duì)列車運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響,因此軌道結(jié)構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng),要用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法進(jìn)行研究。1一高速鐵路軌道技術(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：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(gè)作用：減少噪音、吸熱、減震、增加透水性等。1一高速鐵路軌道技術(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(jià)格低廉、更換與維修方便、吸噪特性好等優(yōu)點(diǎn)。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(yán)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(dāng)行車速度為250～300km/h時(shí),其線路維修費(fèi)用約為行車速度為160～200km/h時(shí)的2倍;速度為250～300km/h時(shí),通過總重達(dá)3億噸后道砟就需全部更換。1一高速鐵路軌道技術(shù)綜述基于這一情況,許多專家認(rèn)為,從經(jīng)濟(jì)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(shí)不會(huì)有石砟飛濺等優(yōu)點(diǎn),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(shì)。1一高速鐵路軌道技術(shù)綜述無砟軌道的優(yōu)點(diǎn)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(jiān)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(diǎn)一旦破壞整修困難扣件彈性要好1一高速鐵路軌道技術(shù)綜述102無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類1二

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。1二

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(tái)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(shí)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105949416.471.186.241二

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(dá)2000型無砟軌道旭普林型無砟軌道博格板式軌道1二

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：

CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式無砟軌道

CRTSⅠ、Ⅱ型雙塊式無砟軌道道岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道1二

無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類

CRTSⅠ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(chǎng)澆注的鋼筋混凝土底座上，由凸形擋臺(tái)限位，適應(yīng)ZPW－2000軌道電路的單元軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。

CRTSⅡ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(chǎng)攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場(chǎng)澆筑的具有滑動(dòng)層的鋼筋混凝土底座（橋梁）上，適應(yīng)ZPW－2000軌道電路的連續(xù)軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。

CRTSⅢ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(chǎng)攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場(chǎng)澆注的鋼筋混凝土底座（橋梁）上，并對(duì)每塊板限位，適應(yīng)ZPW－2000軌道電路的連續(xù)軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式。1二

無砟軌道的定義、結(jié)構(gòu)及分類

CRTSⅠ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(chǎng)澆注混凝土方式將軌枕澆入均勻連續(xù)的鋼筋混凝土道床內(nèi)，并適應(yīng)ZPW－2000軌道電路的無碴軌道結(jié)構(gòu)型式。

CRTSⅡ型雙塊式無碴軌道：將預(yù)制的雙塊式軌枕通過機(jī)械振動(dòng)法嵌入現(xiàn)場(chǎng)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)ZPW－2000軌道電路的無碴軌道結(jié)構(gòu)型式。

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(biāo)準(zhǔn)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)。103無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

1.無砟軌道的結(jié)構(gòu)選型無砟軌道結(jié)構(gòu)選型應(yīng)符合施工性、維護(hù)性、動(dòng)力性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性的五

個(gè)基本原則。施工性的核心是施工速度維護(hù)性的核心是少維護(hù)動(dòng)力性的核心是軌道彈性適應(yīng)性的核心是工程實(shí)際經(jīng)濟(jì)性的核心是生命周期1三

無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)2.無砟軌道的設(shè)計(jì)原則：

從工程建設(shè)的實(shí)際出發(fā),堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)主線充分考慮裂紋控制、耐久性和經(jīng)濟(jì)性要求把握軌道剛度和動(dòng)力特性對(duì)環(huán)境的協(xié)調(diào)兼顧站前、站后接口界面和施工維護(hù)對(duì)無砟軌道設(shè)計(jì)的要求1三

無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)3.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(dòng)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(shí)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(dòng)。1三

無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)4.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。客運(yùn)專線無砟軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命要求按60年設(shè)計(jì),并作為軌道結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的依據(jù)。板式無砟軌道在使用過程中，會(huì)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)在道床板混凝土的裂紋及其擴(kuò)展等傷損。因此，應(yīng)開發(fā)相應(yīng)的修補(bǔ)材料和設(shè)備，制訂無砟軌道結(jié)構(gòu)的維修標(biāo)準(zhǔn)和管理辦法。1三

無砟軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)104無砟軌道的施工

1四無砟軌道的施工

一、前期準(zhǔn)備工作1、確定軌道線路和設(shè)計(jì)方案，制定施工計(jì)劃，明確施工進(jìn)度和質(zhì)量要求；2、現(xiàn)場(chǎng)勘察、測(cè)量，開展地形、路基、土質(zhì)等工程勘測(cè)，確保無砟軌道的基底結(jié)構(gòu)合理穩(wěn)定；3、采購各種材料和設(shè)備，包括無砟軌道基底材料、軌道、道岔、固定件、安裝工具等；4、組建施工安全保障班組，制定安全措施和應(yīng)急預(yù)案，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全。

1四無砟軌道的施工二、基礎(chǔ)處理無砟軌道的基礎(chǔ)處理是施工過程中必不可少的環(huán)節(jié)，主要包括以下步驟：1、清除基礎(chǔ)表面雜物和附著物，避免基底表面不平整和雜物影響無砟軌道的安裝質(zhì)量；2、進(jìn)行基礎(chǔ)平整化處理，比如清除基礎(chǔ)上的土石異物、鋪設(shè)層、使用整平機(jī)械等；3、基礎(chǔ)涵洞及立交橋等地段的基礎(chǔ)處理，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的處理。

1四無砟軌道的施工三、基礎(chǔ)封閉在進(jìn)行基礎(chǔ)封閉時(shí)，需要根據(jù)無砟軌道的設(shè)計(jì)要求，對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行封閉處理，主要包括以下步驟：1、地面張網(wǎng)，避免工人和材料掉落；2、蓋起防護(hù)棚或搭建安全通道，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全；3、根據(jù)環(huán)保要求，采取必要措施，如噴灑水霧、設(shè)置粉塵屏障等。

1四無砟軌道的施工四、縱向和橫向調(diào)整在橫向調(diào)整時(shí)，需要保持鋪設(shè)軌道的平直度和與地面的垂直度，主要包括以下步驟：1、在鋪設(shè)前進(jìn)行縱向調(diào)整，在鋪設(shè)軌道前，先確定好橫向位置，并使用鐵絲設(shè)置好中心線；2、采用平整機(jī)械對(duì)軌道進(jìn)行橫向調(diào)整，確保軌道的平直度；3、使用制度合理、結(jié)實(shí)物料進(jìn)行橫向調(diào)整的固定，確保軌道不會(huì)移位。

1四無砟軌道的施工五、軌道鋪設(shè)1、先安裝軌道底座，設(shè)置好軌道的垂直度；2、然后進(jìn)行軌道鋪設(shè)，在軌道銜接位置，需要進(jìn)行精準(zhǔn)的角度校正；3、在軌道鋪設(shè)完成后，使用特制的無砟軌道基底材料，將軌道固定在基底上，確保軌道的穩(wěn)固。

1四無砟軌道的施工六、固定件的安裝在無砟軌道安裝后，需要進(jìn)行相應(yīng)的固定件的安裝，以保證軌道的牢固度和穩(wěn)定性。1、安裝波形彈簧（彈性固定件）、夾鋼板等固定件；2、根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行高低差調(diào)整，確保軌道間的間距、高度等符合要求；3、在安裝完成后，對(duì)存在缺陷或不嚴(yán)密的地方進(jìn)行修補(bǔ)和處理。

1四無砟軌道的施工七、道岔的安裝道岔是無砟軌道系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)于大型軌道交通工程而言尤為重要。1、根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選用適當(dāng)?shù)?/p>