軌道工程課件：無砟軌道

1無砟軌道本講主要內(nèi)容概述國外無砟軌道中國無砟軌道無砟軌道過渡段無砟軌道絕緣2一、概述高速鐵路對軌道結(jié)構(gòu)的要求*高速鐵路具有行車速度快、密度大的運輸特點快速、舒適、安全是高速鐵路的基本要求高速鐵路軌道必須具有高平順性、高穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)特點高平順性是乘坐舒適性的保證，其關(guān)鍵在于持久保持軌道結(jié)構(gòu)的良好幾何狀態(tài)高穩(wěn)定性是軌道在高速運營條件下保持高平順性的能力，其關(guān)鍵在線上線下結(jié)構(gòu)不發(fā)生差異沉降3一、概述有砟軌道在高速鐵路中的應(yīng)用法國高速鐵路、日本東海道新干線、韓國及西班牙等傳統(tǒng)有砟軌道具有建設(shè)費用低、建設(shè)周期短、破壞時易修復(fù)、幾何狀態(tài)調(diào)整簡單、自動化及機械化維修效率高、噪音傳播范圍小等優(yōu)點法國高鐵韓國高鐵4一、概述有砟軌道需要不斷維修道砟容易流動、破損引起軌道下沉，為保持軌道平順性需不斷進行維修傳統(tǒng)鐵路：道床維修量占線路維修量的70%以上DB：高速鐵路線路維修量是傳統(tǒng)鐵路的2倍SNCF：TGV東南線820km線路，14年統(tǒng)計結(jié)果是每年需要對400km線路進行大機作業(yè)，最多的一年達600km大機作業(yè)后需慢行，對運輸?shù)母蓴_比較大飛砟及流砟現(xiàn)象5一、概述有砟軌道需要不斷維修運營與維修的矛盾6一、概述有砟軌道改進型鋪裝軌道填充道床軌道寬軌枕軌道彈性軌枕軌道7一、概述高速鐵路需要無砟軌道我國客運專線鐵路采用有砟軌道的制約因素：橋上道砟流動性軟土路基臨界速度高速時道砟的飛濺路網(wǎng)的統(tǒng)一性及天窗的短時性運輸?shù)母呙芏刃蕴丶壍理娜狈ξ覈瓦\專線軌道宜采用無砟軌道在地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)活動活躍斷裂帶地段以及不宜鋪設(shè)無砟軌道地段，宜采用有砟軌道結(jié)構(gòu)8一、概述無砟軌道的優(yōu)勢*軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量均衡、變形量小，利于高速行車變形積累慢，養(yǎng)護維修工作量小，從而減小對列車運營的干擾，線路利用率高軌道幾何形位能持久保持，提高列車運行的安全性平順性及剛度均勻性好耐久性好，服務(wù)期長，設(shè)計使用壽命60年避免優(yōu)質(zhì)道砟的使用及環(huán)境破壞避免高速運行時的道砟飛濺自重輕，可減輕橋梁二期恒載；結(jié)構(gòu)高度低，可減小隧道開挖斷面對線路平縱面的要求標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低9一、概述無砟軌道的缺點*軌道必須建于堅實、穩(wěn)定、不變形或有限變形的基礎(chǔ)上，一旦下部基礎(chǔ)殘余變形超出扣件調(diào)整范圍或?qū)е萝壍澜Y(jié)構(gòu)裂損，修復(fù)和整治困難初期投資相對較大，對基礎(chǔ)要求高因而顯著提高修建成本，軌道造價高振動、噪聲相對較大無砟軌道的修復(fù)樁板路基10二、國外無砟軌道無砟軌道結(jié)構(gòu)類型整體結(jié)構(gòu)直接支承結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土式預(yù)制板式軌枕或支承塊帶軌枕或支承塊不帶軌枕或支承塊RhedaZüblinBerlin彈性支承塊式FFCBESBTEHOCHETIEFRESENGLEISPACTB?gl板式普通A型板式框架板式減振G型IPA板式

ATDGetracBTDSATOWALTER11二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)板式軌道的結(jié)構(gòu)組成：鋼軌扣件預(yù)制軌道板乳化瀝青水泥（CA）砂漿調(diào)整層混凝土底座軌道板間的凸形擋臺

預(yù)制板強度高、施工速度快、鋼軌安裝方便凸臺定位、CA砂漿調(diào)整結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定、幾何良好12二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)目前日本板式軌道的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)型式框架式－RC或PRC型普通A型（平板式）－RC或PRC型減振G型框架板減振板框架板減振板13二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)橋上普通板路基上普通板14二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)橋上框架板路基上框架板15二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)

橡膠墊層

CA砂漿Cementasphaltmortar

16二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)軌道板預(yù)制17二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)底座及凸形擋臺施工18二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)臨時軌道19二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)軌道板安裝20二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)凸臺樹脂灌注21二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)鋼軌鋪設(shè)與焊接22二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)充填式墊板精調(diào)23二、國外無砟軌道日本無砟軌道結(jié)構(gòu)軌道檢查24二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)Rheda型無砟軌道因1972年在德鐵Rheda車站鋪設(shè)而得名軌道結(jié)構(gòu)組成：鋼軌、300型扣件、道床板（含預(yù)制混凝土軌枕或雙塊式軌枕）、槽形板（可選）等；德國弗萊德爾（Pfleiderer）公司1999年開發(fā)無槽形板Rheda2000系統(tǒng)雷達車站軌道25二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)雷達軌道發(fā)展歷程軌枕預(yù)制，道床現(xiàn)澆，自上而下施工便捷，軌道精度高軌道穩(wěn)定、無需特殊材料、適應(yīng)性強26二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)橋上、路基及岔區(qū)雷達普通型無砟軌道27二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)路基上雷達2000型無砟軌道28二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)施工步驟1：HGT層施工29二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)施工步驟2：抓枕機30二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)施工步驟3：軌排粗調(diào)31二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)施工步驟4：軌排精調(diào)32二、國外無砟軌道德國雷達型無砟軌道結(jié)構(gòu)施工步驟5：澆筑混凝土33二、國外無砟軌道德國旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和方法與Rheda2000系統(tǒng)基本相同，最大的不同是施工方法采用德國Zublin公司開發(fā)的專用成套施工設(shè)備，用固定架替代鋼軌支撐架，將軌排振動壓入預(yù)先澆筑的混凝土中施工機械化程度高，施工進度快施工不需要工具軌，且受環(huán)境條件影響小1974年首次在德國科隆-法蘭克福高速鐵路上應(yīng)用隧道內(nèi)旭普林軌道橋上旭普林軌道34二、國外無砟軌道德國旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)制作雙塊式軌枕混凝土巡回車35二、國外無砟軌道德國旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)混凝土振搗車軌枕壓入車36二、國外無砟軌道德國旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)模板拆除車軌排固定架37二、國外無砟軌道德國旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)旭普林無砟軌道施工現(xiàn)場38二、國外無砟軌道德國博格無砟軌道結(jié)構(gòu)由德國MAXBogl建筑公司研發(fā)，1978年試鋪級配碎石層(防凍層)水硬性膠結(jié)層BZM砂漿層Bogl軌道板伸縮縫承軌臺支撐螺栓孔BZM砂漿灌注孔連接鋼筋預(yù)制打磨軌道板，精度高，穩(wěn)定性好縱連軌道，平順性好39二、國外無砟軌道德國博格無砟軌道結(jié)構(gòu)軌道板預(yù)制并打磨40二、國外無砟軌道德國博格無砟軌道結(jié)構(gòu)HGT層鋪設(shè)軌道板鋪設(shè)41二、國外無砟軌道德國博格無砟軌道結(jié)構(gòu)軌道板縱向連接42二、國外無砟軌道德國博格無砟軌道結(jié)構(gòu)長鋼軌鋪設(shè)43二、國外無砟軌道瀝青支承層無砟軌道Getrac已在德國取得應(yīng)用許可寬軌枕直接支承于瀝青道床上通過混凝土錨塊對軌枕進行橫向限位44二、國外無砟軌道BTD軌道BTD型無砟軌道是德語BetontragschichtmitDirektauflagerung（直接支撐在混凝土道床板的無砟軌道）的簡稱，軌枕為整體軌枕，用銷釘與混凝土道床板聯(lián)結(jié)45二、國外無砟軌道ATD軌道ATD型無砟軌道是AsphaltRail-spanwithDirectSupport（瀝青支撐軌排結(jié)構(gòu)）的簡稱，在縱向方向上，由于僅靠軌枕與瀝青的摩擦力難以抵抗縱向作用力，需要在軌枕間充填道砟或采用重型軌枕46二、國外無砟軌道SATO軌道SATO型無砟軌道是德國第一階段出現(xiàn)的軌枕支撐式無砟軌道結(jié)構(gòu)型式，是德語StudiengesellschaftAsphalt-Oberbau（瀝青道床研究協(xié)會）的縮寫。鋼枕通過鋼銷與預(yù)制在瀝青道床板中的鋼板聯(lián)結(jié)47二、國外無砟軌道Walter軌道

Walter型無砟軌道結(jié)構(gòu)型式與BTD相似，只是將BTD的混凝土道床板代之以瀝青道床板48二、國外無砟軌道Heitkamp軌道

Heitkamp型無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計原理與采用混凝土槽的Rheda型無砟軌道相同，只是將充填的混凝土代之以粘結(jié)處理的道砟。所謂粘結(jié)處理的道砟，一般是將道砟攤鋪后，再灌注水泥灰漿49二、國外無砟軌道DFST軌道

扣件直接安裝在混凝土道床板上50二、國外無砟軌道ERS軌道將鋼軌全部用彈性復(fù)合材料埋入到混凝土槽中，具有理想的減振降噪效果和電氣絕緣性能51二、國外無砟軌道PACT軌道道床板采用滑模連續(xù)鋪筑，鋼軌連續(xù)支承，間隔扣壓52二、國外無砟軌道LVT軌道支承塊底可提供部分彈性，具有較好的減振降噪性能，在高速上的適應(yīng)性尚需進一步研究53二、國外無砟軌道梯型軌道日本研究的減振型軌道結(jié)構(gòu)54二、國外無砟軌道?BB-PORR板式軌道奧地利開發(fā)?BB-PORR板式軌道，開有2個矩形孔，以便于充填砂漿和傳遞水平力55二、國外無砟軌道無砟軌道的分類*有無軌枕軌枕與道床間的關(guān)系支承式嵌入式整體式現(xiàn)澆道床板和預(yù)制軌道板瀝青道床和混凝土道床施工方法Top-downBottom-up56三、中國無砟軌道我國無砟軌道發(fā)展歷程第一階段:1956～1984年，為前期研究階段，以支承塊式整體道床為主，鋪設(shè)長度達到300km以上，并已形成標(biāo)準(zhǔn)第二階段:1995～2003年，隨著京滬高速鐵路可行性研究的進展，在“九五”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，提出了板式、長枕埋入式和彈性支承塊式3種無砟軌道第三階段:2004～2006年，由原鐵道部組織在遂渝線開展了成區(qū)段鋪設(shè)無砟軌道綜合試驗，同時對國外成熟的無砟軌道結(jié)構(gòu)進行了大規(guī)模的技術(shù)和設(shè)備引進第四階段:2007～2009年，無砟軌道再創(chuàng)新，逐步形成了CRTSI型、II型板式軌道、CRTSI型、II雙塊式無砟軌道第五階段：2009年至現(xiàn)在，CRTSⅢ板式無砟軌道自主研發(fā)57三、中國無砟軌道第一階段：早期的無砟軌道短木枕式堅實基巖隧道內(nèi)支承塊式水溝支承塊式整體軌道

普通鋼筋混凝土板式軌道

58三、中國無砟軌道第二階段：無砟軌道試鋪秦沈線板式無砟軌道贛龍線長枕埋入式秦嶺隧道彈性支承塊式59三、中國無砟軌道第三階段：遂渝線無砟軌道成區(qū)段試驗為了研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無砟軌道成套技術(shù)，積累成段鋪設(shè)無砟軌道的經(jīng)驗，2004年鐵道部決定在遂渝線建設(shè)無砟軌道試驗段，對板式軌道、雙塊式軌道、縱連式軌道以及岔區(qū)長枕埋入式無砟軌道進行試驗研究60三、中國無砟軌道第三階段：遂渝線無砟軌道成區(qū)段試驗橋上框架板式無砟軌道路基上雙塊式無砟軌道61三、中國無砟軌道第三階段：遂渝線無砟軌道成區(qū)段試驗橋上縱連板式無砟軌道岔區(qū)長枕埋入式無砟軌道62三、中國無砟軌道第四階段：無砟軌道引進再創(chuàng)新階段，形成了中國CRTS系列無砟軌道結(jié)構(gòu)為探索350km/h高速行車條件下無砟軌道的合理結(jié)構(gòu)型式，原鐵道部07年組織對無砟軌道技術(shù)再創(chuàng)新研究，研發(fā)I型平板式軌道、框架板式軌道、I型雙塊式軌道、II型板式軌道、II型雙塊式無砟軌道在京津、武廣、鄭西高速鐵路上大范圍鋪設(shè)試驗段通過了395km/h速度的考核63三、中國無砟軌道我國目前引進的幾類主型無砟軌道結(jié)構(gòu)Rheda2000Züblin日本板式博格軌道64三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*結(jié)構(gòu)組成與功能定位65三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成與功能定位66三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道扣件系統(tǒng)67三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*扣件系統(tǒng)68三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*混凝土軌道板69三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*混凝土軌道板70三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*混凝土軌道板71三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*混凝土軌道板72三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*凸形擋臺73三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*水泥乳化瀝青砂漿層74三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*凸形擋臺周圍樹脂充填層75三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*混凝土底座76三、中國無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道*技術(shù)特點77三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*結(jié)構(gòu)類型系統(tǒng)特點：由預(yù)制軌道板通過銑床制作出精確的鋼軌定位；安裝就位后，用專用的連接件將軌道板沿縱向串連起來，實現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)的縱向連續(xù)性！78三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*路基上的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成：鋼軌件—扣件系統(tǒng)—預(yù)制軌道板—縱向連接件—CA砂漿調(diào)整層—密封帶—水硬性支承層—防凍層79三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*路基上的結(jié)構(gòu)80三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*縱向連接器81三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*岔區(qū)結(jié)構(gòu)82三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*橋上結(jié)構(gòu)83三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*橋上結(jié)構(gòu)——臺后錨固體系84三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道*橋上結(jié)構(gòu)——滑動層土工膜、土工布、膠粘劑組成的滑動層擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板85三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道布板軟件與精調(diào)系統(tǒng)三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)特點（1）CRTSⅡ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)層次分明，采用的是明確的層狀結(jié)構(gòu)體系設(shè)計理念。（2）軌道板加工精確，尤其是承軌槽打磨非常精細，可以確?？奂惭b以及鋼軌的精確定位。（3）軌道各部分結(jié)構(gòu)功能分工明確合理，承力傳力性能可靠、耐久性好。（4）軌道板直接設(shè)裂縫（假縫），但是裂縫控制不超過0.5mm，且實現(xiàn)了軌道板軌枕化。（5）CRTSⅡ型板式無砟軌道采用縱連結(jié)構(gòu)，保證了軌道結(jié)構(gòu)連續(xù)性。傳遞列車縱橫向力、溫度力時，橋梁上通過橋梁端端刺、錨固銷釘以及側(cè)向擋塊等部件傳遞。路基上由軌道板與調(diào)整層（BMZ砂漿）、支承層的層間黏結(jié)傳遞。（6）橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道的軌道板和底座板為跨過梁縫的連續(xù)結(jié)構(gòu)，預(yù)制軌道板結(jié)構(gòu)型式與路基、隧道內(nèi)統(tǒng)一。三、中國無砟軌道CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)特點（7）橋梁與底座板間設(shè)置滑動層（兩布一膜），以減小橋梁溫度伸縮對無砟軌道的影響，如圖所示。（8）在橋梁固定支座上方，底座板與梁體固結(jié)（梁體設(shè)抗剪齒槽和錨固筋），將縱向力傳遞至橋梁基礎(chǔ)。（9）在梁縫兩側(cè)一定范圍的梁面鋪設(shè)50mm厚的硬泡沫塑料板，減小由梁端轉(zhuǎn)角對無砟軌道結(jié)構(gòu)的影響。（10）底座板與梁面為滑動狀態(tài)，設(shè)置普通側(cè)向擋塊對底座板橫向限位；設(shè)置扣壓型擋塊，保證底座板的壓屈穩(wěn)定性。（11）通過在臺后路基上設(shè)置摩擦板、端刺等錨固體系，使橋上軌道傳遞的縱向力不影響路基和無砟軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。三、中國無砟軌道CRTSⅢ型板式無砟軌道*CRTSⅢ型板式軌道是我國結(jié)合了Ⅰ型和Ⅱ型板式軌道的優(yōu)點，自主研發(fā)的一種板式無砟軌道，采用預(yù)制軌道板鋪設(shè)在現(xiàn)場攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土底座（橋梁）上，軌道板上設(shè)有鋼軌承臺。鋪設(shè)方便，調(diào)整簡單。CRTSⅢ型板式無砟軌道是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的一類新型無砟軌道結(jié)構(gòu)，源自于成都至都江堰鐵路。目前在環(huán)武漢城際鐵路等城際、市域線路均有應(yīng)用。三、中國無砟軌道CRTSⅢ型板式無砟軌道*軌道結(jié)構(gòu)組成與功能CRTSⅢ型板式無砟軌道在路基、橋梁和隧道等不同線下基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)組成基本相同，由鋼軌、扣件系統(tǒng)、預(yù)制軌道板、自密實混凝土充填層、隔離層及混凝土底座等部分組成。如圖所示。三、中國無砟軌道CRTSⅢ型板式無砟軌道*軌道結(jié)構(gòu)組成與功能（1）扣件系統(tǒng)采用彈性不分開式扣件系統(tǒng)（如WJ-8型等），其主要功能是保持軌距，提供軌道彈性，調(diào)整軌道幾何形位，滿足軌道絕緣性能要求，調(diào)整線路縱向阻力。（2）預(yù)制軌道板與扣件系統(tǒng)相匹配，板面承軌部位設(shè)置擋肩，其主要功能是鋼軌和扣件的安裝定位；承受荷載，并通過自密實混凝土充填層及其與底座形成的凹凸結(jié)構(gòu)，將豎向和水平荷載傳遞至下部支承基礎(chǔ)；提供軌道結(jié)構(gòu)與軌道電路和綜合接地的接口。三、中國無砟軌道CRTSⅢ型板式無砟軌道*軌道結(jié)構(gòu)組成與功能（3）自密實混凝土砂漿充填層采用強度較高、流動性及耐久性良好的自密實混凝土砂漿作為板式無砟軌道充填層是CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)特征，其不僅作為調(diào)整層，為預(yù)制軌道板提供支承和調(diào)整，同時作為結(jié)構(gòu)層，充填完成后，與底座形成凹凸限位結(jié)構(gòu)，承受豎向和水平荷載。（4）底座、隔離層、限位凹槽及彈性墊層底座是CRTSⅢ型板式無砟軌道的重要承載結(jié)構(gòu)，沿線路縱向分段設(shè)置。底座中部設(shè)置限位凹槽，自密實混凝土砂漿灌注其中，為軌道板提供水平限位，頂面設(shè)置隔離層（土工布），凹槽側(cè)立面設(shè)置彈性緩沖墊層。底座的主要功能是承受荷載，并將豎向和水平荷載傳遞至線下基礎(chǔ)；曲線地段的軌道超高也在底座上實現(xiàn)。三、中國無砟軌道CRTSⅢ型板式無砟軌道*軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)特點CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)特點如下：（1）針對城際鐵路運營條件，優(yōu)化CRTSI型板式無砟軌道設(shè)計，降低結(jié)構(gòu)配筋率；（2）優(yōu)化凸形擋臺結(jié)構(gòu)，施工方便，降低造價；（3）取消CA砂漿填充層，簡化施工工藝，減小對環(huán)境的污染，降低工程投資；（4）使用自密實混凝土作為填充層，研究出了新型復(fù)合式軌道結(jié)構(gòu)；（5）此軌道板結(jié)構(gòu)與WJ-8扣件系統(tǒng)配套，具有較好的應(yīng)用性，并使其具備較好的施工性和軌距保持能力。93三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*路基結(jié)構(gòu)94三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*路基結(jié)構(gòu)95三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*雙塊式混凝土軌枕96三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*混凝土道床板97三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*支承層98三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*支承層99三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*橋梁結(jié)構(gòu)100三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*橋梁結(jié)構(gòu)——隔離層101三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*橋梁結(jié)構(gòu)——限位凸臺102三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*橋梁結(jié)構(gòu)——限位凹槽103三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*隧道結(jié)構(gòu)104三、中國無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道*技術(shù)特點105三、中國無砟軌道CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道*系統(tǒng)結(jié)構(gòu)106三、中國無砟軌道CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道*路基結(jié)構(gòu)107三、中國無砟軌道CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道*橋梁結(jié)構(gòu)108三、中國無砟軌道CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道*隧道結(jié)構(gòu)109三、中國無砟軌道CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道*技術(shù)特點110三、中國無砟軌道無砟軌道應(yīng)用111三、中國無砟軌道我國城市軌道交通無砟軌道技術(shù)發(fā)展作為解決城市交通擁堵問題的首選措施，我國目前正在加大發(fā)展城市軌道交通建設(shè)。我國城市地鐵和輕軌主要有地面、地下和高架三種敷設(shè)方式，地面線通常采用有砟軌道結(jié)構(gòu)形式，地下和高架通常采用無砟軌道結(jié)構(gòu)形式。截至目前我國地鐵和輕軌無砟軌道結(jié)構(gòu)形式從總體上可分為短枕式、長枕式和浮置式三種，大致有以下幾種類型：短枕式：普通短枕式整體道床、彈性短枕式整體道床、短枕式整體道床道岔，代表性的工程主要有北京地鐵1號線、天津輕軌、天津地鐵1號線、西安地鐵1號線等項目；長枕式：長枕埋入式整體道床、合成樹脂長枕式整體道床道岔，代表性的工程主要有廣州地鐵4號線、上海地鐵10號線、杭州地鐵1號線等項目；浮置式：鋼彈簧浮置板道床、橡膠復(fù)合浮置板道床、梯形（縱向）軌枕減振道床。其中鋼彈簧浮置板主要從德國引入，首次在北京地鐵西直門高架站運用，在廣州地鐵3號線、4號線進一步運用，現(xiàn)在作為國內(nèi)地鐵特殊減振方式得到普遍應(yīng)用；橡膠復(fù)合浮置板道床主要由同濟大學(xué)研發(fā)，在上海地鐵9號線首次應(yīng)用；梯形軌枕主要從日本引入，在北京地鐵5號線首次應(yīng)用，為目前軌道中等減振的主要方式。112三、中國無砟軌道整體道床無砟軌道整體道床特點整體道床是新型軌下基礎(chǔ)的一種結(jié)構(gòu)形式。它沒有傳統(tǒng)的道砟層，是用混凝土或鋼筋混凝土澆灌于堅實的基礎(chǔ)之上形成整體的道床（如圖所示）。日本鐵路稱之為“直接聯(lián)結(jié)軌道”，英國鐵路稱為“連續(xù)灌筑鋼筋混凝土軌道”。也有將無道砟的預(yù)制鋼筋混凝土板式道床列為整體道床的。本書所述內(nèi)容限于道床主體是現(xiàn)場澆筑的混凝土或鋼筋混凝土的整體道床。整體道床113三、中國無砟軌道整體道床的主要優(yōu)缺點為：（1）軌道穩(wěn)定性好，養(yǎng)護維修工作量極少（2）構(gòu)造簡單（3）外表整潔美觀，使碎石道床的面貌有了改觀。（4）整體道床用于隧道內(nèi)，可以降低隧道凈空，改善通風(fēng)條件。（5）整體道床混凝土為現(xiàn)場灌筑，避免了廠制構(gòu)件的長逾運輸。（6）整體道床發(fā)生病害時，修復(fù)較為困難，因此要求設(shè)計要安全，施工要重視質(zhì)量。（7）施工精度要求較高（8）道床彈性較差，軌道彈性靠扣件提供，因而扣件的型式較復(fù)雜。114三、中國無砟軌道整體道床的類型整體道床在實驗階段曾有過多種類型。經(jīng)過試鋪和運營，國內(nèi)保留了三種，它們是：短木枕式、鋼筋混凝土支承塊式和整體灌筑式。三種形式各有優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)線路條件、和要求選擇使用。（1）短木枕式整體道床軌下部件是經(jīng)過防腐處理的短木枕，嵌固于混凝土內(nèi)，上面鋪設(shè)鋼軌，如圖所示。短木枕式整體道床115三、中國無砟軌道（2）鋼筋混凝土支承塊式軌下部件為預(yù)制的鋼筋混凝土支承塊，由500號鋼筋混凝土制成，塊下有伸出鋼筋與道床混凝土聯(lián)結(jié)。如圖所示。鋼筋混凝土支承塊式整體道床116三、中國無砟軌道（3）整體灌筑式整體道床混凝土全部為就地灌筑，軌下不鑲嵌木枕或支承塊，承軌槽和擋肩系在灌筑混凝土?xí)r成型，如圖所示。整體灌筑式整體道床117三、中國無砟軌道彈性支承塊式無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)組成彈性支承塊式軌道結(jié)構(gòu)由彈性支承塊、道床板和混凝土底座及配套扣件構(gòu)成。彈性支承塊由橡膠靴套包裹的鋼筋混凝土支承塊以及塊下大橡膠墊板組成。橡膠靴套與塊下大橡膠墊板具備一定的厚度，大橡膠墊板為溝槽形，其設(shè)置是根據(jù)所需剛度設(shè)計而定，與軌下墊板的彈性匹配的目標(biāo)是使得無砟軌道的總體剛度與傳統(tǒng)有砟軌道的剛度相接近，盡可能做到線路上無砟軌道和有砟軌道的結(jié)構(gòu)受力、動力傳遞均勻一致。支承塊承軌部分設(shè)軌底坡，由于無砟軌道調(diào)整鋼軌高度的需要，配套扣件為彈性分開式，支承塊與鐵墊板的聯(lián)結(jié)通過預(yù)埋絕緣套管及螺栓實現(xiàn)；道床板由就地灌注的填充混凝土和槽形板組成的道床將彈性支承塊嵌固在其中。每7~8個支承間距作為一個板長單元。道床表面設(shè)人字坡，以利排水；在隧道內(nèi)，混凝土道床可直接與隧底仰拱填充混凝土聯(lián)結(jié)。而在高架結(jié)構(gòu)上，考慮列車制動和溫度力等作用，加設(shè)了混凝土底座。為此，需解決底座與橋面的聯(lián)結(jié)以及底座與道床的聯(lián)結(jié)等問題。為了提供混凝土道床的可修復(fù)性，在底座表層設(shè)置隔離層；在曲線地段，外軌超高的設(shè)置是在混凝土底座內(nèi)完成。118三、中國無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)特點（1）軌道結(jié)構(gòu)的垂向彈性由軌下和塊下雙層彈性橡膠墊板提供，最大程度上模擬了彈性點支承傳統(tǒng)碎石道床的結(jié)構(gòu)和受荷響應(yīng)特性，并使得軌道縱向彈性點支承剛度趨于一致。通過雙層彈性墊板剛度的合理選擇，可使軌道的組合剛度接近有砟軌道的剛度。（2）支承塊外設(shè)橡膠靴套提供了軌道的縱、橫向彈性變形。使這種無砟軌道在承載、動力傳遞和振動能量吸收諸方面更接近堅實均勻基礎(chǔ)上的碎石道床軌道。這種低振動軌道可以彌補無砟軌道彈性不足，以適應(yīng)環(huán)保對低振動、低噪音的要求。（3）通過雙層彈性墊板的隔離，軌道的支點荷載和振動等動力性能可保持長期穩(wěn)定，軌道的幾何形位也可在長時間內(nèi)得以保持。（4）結(jié)構(gòu)簡單，施工相對容易。支承塊為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可在工廠預(yù)制，在現(xiàn)場只需將鋼軌、扣件、靴套及墊板的支承塊力加以組裝，經(jīng)準(zhǔn)確定位后，就地灌注道床混凝土即可成型。由于采用橡膠靴套和塊下大橡膠墊板，初期投資較大。且由于橡膠易老化，故運營一定時間后必須更換。119三、中國無砟軌道鋼彈簧浮置板無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)組成根據(jù)振動理淪可知，當(dāng)一個振動體在一個外部激振動力的作用下，該振動體產(chǎn)生振動，但振動體振動的振動頻率與振動體質(zhì)量的開方成反比，與振動體的剛度開方成正比。而加速度的大小是與振動體振動頻率的平方成正比，所以也就與質(zhì)量成反比，與剛度成正比。浮置板就是利用這一原理，增大振動體的振動質(zhì)量和增加振動體的彈性，利用其慣性力吸收沖擊荷載，從而起到隔振作用，所以浮置板式軌道結(jié)構(gòu)是降低傳振和傳聲的很有效的方法，這一方法與房屋中隔絕機座振動噪聲的浮置板相同。這種隔振系統(tǒng)在共振頻率下的放大倍數(shù)很低，所以減振降噪效果非常顯著。浮置板軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用三層水平墊板和一層側(cè)向墊板，如圖所示。道岔處經(jīng)驗算橫向剛度后也可采用上述措施。鋼彈簧浮置板無砟軌道120三、中國無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)特點（1）能有效利用隧道的幾何空間。軌道板橫向與隧道側(cè)壁間隙小、垂向與隧道底板間垂向空隙小，這有利于減小隧道凈空，降低工程造價，提高浮置板道床的應(yīng)用范圍。（2）便于維修和更換彈簧，不影響列車正常運行。（3）使用壽命長，有研究表明對鋼彈簧表面做特殊處理和儲備彈簧強度，可使其設(shè)計壽命達50年。（4）相對于普通軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，鋼彈簧浮置板軌道系統(tǒng)具有更低的固有頻率，可以有效避開地鐵運行的激振頻率，取得較為良好的減振效果。（5）鋼彈簧浮置板的浮置板部分和鋼彈簧阻尼部分可以消耗能量，最終減少從軌道傳遞到路基的荷載。121三、中國無砟軌道梯形軌枕軌道軌道結(jié)構(gòu)組成梯形軌枕軌道是一種新型的低噪聲、低振動的軌道系統(tǒng)，由梯形軌枕、減振墊、混凝土底座構(gòu)成。梯形軌枕由預(yù)應(yīng)力混凝土縱梁和鋼管連接件構(gòu)成，形狀似梯子，以一定間隔的減振墊支撐在L形的鋼筋混凝土臺座上，形成彈性支撐的梯形軌枕軌道系統(tǒng)，如圖所示。在梯形軌枕軌道中，因縱梁起到在鋼軌之外的第二縱梁的作用，鋼軌和預(yù)應(yīng)力混凝土縱梁共同承載列車荷重，起到了軌道剛性較大的“復(fù)合軌道”，提高了軌道的分散動載荷的性能。梯形軌枕122三、中國無砟軌道軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)特點研究表明，梯形減振軌枕軌道系統(tǒng)既能夠發(fā)揮軌枕本來的特性，大幅度提高荷載的分散能力，又可補充鋼軌本身的剛性和質(zhì)量的性能特點，是一種既能實現(xiàn)提高彎曲剛度和剪切剛度，又能實現(xiàn)最適宜質(zhì)量的系統(tǒng)，可以說是一種較理想的減振軌道。主要技術(shù)特點有以下幾點：（1）將板式軌道的雙向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)改進成預(yù)應(yīng)力混凝土縱梁和橫向連接鋼管，從而消除了枕中負(fù)彎矩，進而可以取消橫向預(yù)應(yīng)力，而已鋼管代替；（2）梯形軌枕和鋼軌形成了復(fù)合軌道，改善了車輛的動力學(xué)特性；（3）減振降噪（4）簡化了制造工藝，減輕了軌道的荷載（5）耐久性好，維護方便（6）良好的經(jīng)濟性（7）有利于加快施工進度123三、中國無砟軌道埋入式軌道軌道結(jié)構(gòu)組成鋼軌埋入式整體道床是一種連續(xù)支撐鋼軌的無砟軌道結(jié)構(gòu)，主要用于有軌電車軌道。其初衷是克服鋼軌點支撐帶來的軌道受力和變形不均勻的問題，特別是鋼軌受力和變形不均勻引起的諸如波磨等問題。由于鋼軌直接埋在道床里，因此這種軌道結(jié)構(gòu)的建筑高度相比其他軌道形式都要小的多，而且軌道更換、施工進度等方面也優(yōu)于其它無砟軌道形式。埋入式軌道使得道路與鋼軌頂面平齊，但由于列車走行時導(dǎo)向的需求，必須設(shè)置與輪緣相對應(yīng)的輪緣槽。使用工字型鋼軌時必須在固定鋼軌的同時，由埋入軌槽的填充物形成輪緣槽，如圖所示。埋入式軌道示意圖124三、中國無砟軌道埋入式軌道類型從混凝土結(jié)構(gòu)類型看，可以分為預(yù)制軌道板和現(xiàn)澆道床板兩種結(jié)構(gòu)型式（1）預(yù)制軌道板結(jié)構(gòu)預(yù)制軌道板埋入式軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、軌下連續(xù)墊板、軌旁填充塊、軌道板及鋪裝層等組成。軌道板采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，在軌道板上預(yù)留承軌槽，鋼軌放置于槽內(nèi)。軌下設(shè)連續(xù)的支承墊，鋼軌通過軌腰兩側(cè)的填充塊固定。該類型的軌道結(jié)構(gòu)特點如下：第一，采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，施工進度快，與現(xiàn)澆的軌道相比，可以節(jié)省工期。第二，軌下連續(xù)支承，鋼軌受力連續(xù)。第三，施工時可以在軌腰兩側(cè)設(shè)置楔形塊調(diào)整軌距。第四，由于采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，軌道板對不同曲線半徑地段的通用性較差。125三、中國無砟軌道（2）現(xiàn)澆道床板結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆道床結(jié)構(gòu)與地鐵整體道床結(jié)構(gòu)類似。根據(jù)有無軌枕，可以分為有枕式和無枕式結(jié)構(gòu)。典型的有枕式現(xiàn)澆道床結(jié)構(gòu)如圖所示。道床結(jié)構(gòu)與地鐵整體道床軌道類似，在現(xiàn)澆道床板中設(shè)置預(yù)制軌枕（塊），軌枕（塊）內(nèi)預(yù)埋扣件系統(tǒng)套管，鋼軌與軌枕塊通過扣件系統(tǒng)連接。鋼軌側(cè)面通過填充塊包裹，扣件系統(tǒng)上設(shè)扣件罩。鋼筋混凝土道床上方設(shè)置鋪裝層。下圖為有扣件系統(tǒng)，施工時將扣件系統(tǒng)掛置于鋼軌上并調(diào)整鋼軌形位，然后現(xiàn)澆道床板。與有枕式道床相比，該類型軌道取消了軌枕，軌道結(jié)構(gòu)更加簡單，充分體現(xiàn)了鋼軌埋入的特點。126三、中國無砟軌道下圖為另一種無枕式現(xiàn)澆道床結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)取消了扣件系統(tǒng)，通過兩股鋼軌間的連接件在廠內(nèi)預(yù)裝形成鋼軌框架，鋼軌底部設(shè)彈性墊層提供彈性，