第十三章--无砟轨道基本知识

第十三章无砟轨道基本知识掌握各型无砟轨道的结构特点一、什么是高速铁路中国标准新建高速铁路的基础设施设计速度至少达到250公里/小时。经升级改造（直线化、轨距标准化）的高速铁路，其基础设施设计速度达到200公里/小时，甚至达到220公里/小时。机车车辆商业营运速度最少达到250公里/小时的高速动车组列车。商业营运速度较低（200公里/小时），但服务质量较高的列车，例如摆式列车。商业营运速度达到200公里/小时的传统机辆模式（铁路机车牵引铁路车辆）铁路列车。二、高速铁路的轨道结构（一）高速铁路对轨道结构的要求应具有可靠的稳定性和高平顺性一般线路：轨距为＋4－2（120＜V≤160）或＋6－2（V≤120），轨向、高低、水平为4㎜/10m新建高速线路：无砟轨道，轨距为±1㎜；有砟轨道轨距为±2㎜轨向、高低、水平为2㎜/10m应具有沿纵向轨道均匀分布的合理刚度质量良好的养护和维修（二）高速铁路轨道结构特点铺设超长轨条无缝线路、重型轨道结构、强韧性与弹性的轨道部件、有足够弹性及稳定性的道床、采用可动心轨或可动翼轨结构的大号码道岔（三）高速铁路轨道结构类型分为有砟轨道和无砟轨道两种类型有砟轨道无砟轨道三、我国无砟轨道结构类型CRTS是指无砟轨道板的型号，即板式无碴轨道，主要分为：CRTSⅠ型板式无碴轨道CRTSⅡ型板式无碴轨道CRTSⅢ型板式无碴轨道CRTSⅠ型双块式无碴轨道CRTSⅡ型双块式无碴轨道我国客运专线无砟轨道结构型式无砟轨道结构型式预制板式现浇混凝土式CRTSⅠ型板式（单元）轨枕埋入式(岔区)双块式CRTSⅡ型板式（纵连）CRTSⅠ型双块式（埋入式）CRTSⅡ型双块式（振动压入式）板式（岔区）CRTSⅢ型板式（单元）四、CRTSⅠ型板式无碴轨道预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现场浇注的钢筋混凝土底座上，由凸形挡台限位，适应ZPW－2000轨道电路的单元轨道板无砟轨道结构型式。（一）结构组成CRTSⅠ型板式无砟轨道结构由钢轨、弹性扣件、充填式垫板、轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等组成，如图所示。CRTSⅠ型板式无砟轨道结构－钢轨－扣件(含充填式垫板)预制轨道板：－普通混凝土框架板(RF)－预应力混凝土平板(P)－预应力混凝土框架板(PF)凸形挡台及周围填充树脂水泥乳化沥青砂浆调整层(袋装灌注)现浇钢筋混凝土底座砂浆垫层组成：沥青乳液、水泥、细骨料、其它添加剂功能：支撑调整、缓冲协调阻断裂纹、提供弹性凸台树脂组成：聚醚、异氰酸酯、填料功能：与凸台一起限制轨道板的纵横向位移，同时提供合适的弹性和刚度。灌注袋组成：聚脂无纺布功能：模板、定位、保护充填垫板组成：注入袋及树脂浇铸体功能：精调钢轨高度CRTSⅠ型板式无砟轨道结构（二）结构及型式尺寸•轨道板结构类型分为：预应力混凝土平板(P型)、预应力混凝土框架板(PF型)和钢筋混凝土框架板(RF型)，应根据不同的环境条件和下部基础合理选用。•轨道板长度可分为4962mm、4856mm、3685mm、5500mm，宽度为2400mm、厚度为190mm，承轨台厚20mm。采用双向预应力板，轨道板的制造验收应按照《客运专线铁路CRTSI型板式无砟轨道混凝土轨道板暂行技术条件》执行。一般轨道板包括P4962、P4856、P4856A、P3685、P4962A5种，异型轨道板主要包括P4856B、P3685B、P55003种。框架板平板•除相邻大跨度梁为了减小梁端扣件间距采用异型板的简支梁外，通常32m简支梁轨道板布置采用1块P3685+5块P4962+1块P3685，24m简支梁轨道板布置采用1块P4856A+3块P4856+1块P4856A,各种连续梁及特殊梁跨采用P4962、P3685、P4856、P4856A四种标准板结合梁缝调整均可满足轨道板布设要求；4.9m桥台采用P4856A，5.5m桥台上采用P5500异型轨道板。•为减小梁端扣件间距，部分大跨连续梁及相邻简支梁梁端采用2种异型轨道板P3685B及P4856B。底座—路基上•路基上采用P4962、P4856、P36853种标准轨道板板结合调整板缝进行轨道板布置，轨道板布置根据设计长度计算，现场实测长度与表中设计长度不一致时，应按实际长度对轨道板及板缝布置进行调整，P4962轨道板板缝宽度应在60～80mm之间，P4856轨道板板缝宽度应在70～90mm之间，路基与桥台间轨道板板缝应在50～100mm之间。底座—路基上•底座在路基基床表层上分段设置，标准底座宽3000mm、厚度300mm。路基中部通常每4块轨道板长度底座设置1道宽20mm伸缩缝，伸缩缝对应凸形挡台中心并绕过凸形挡台，路基与桥梁过渡地段及板式轨道起终端底座每3块轨道板长度底座设置20mm伸缩缝，伸缩缝下部采用聚乙烯发泡板填充，上部30mm范围采用聚氨酯封闭；•为了增加底座与砂浆调整层摩擦力，轨道板宽度范围底座顶面应进行横向拉毛，拉毛深度1mm。底座—路基上•伸缩缝的设置与行车方向有关，通常左右线伸缩缝方向正好相反。底座--箱型桥（无填土）上•箱型桥地段轨道结构设计图，仅适用于箱型桥上无填土时轨道布置及结构设计，箱型桥上有填土时轨道布置及结构设计采用一般路基地段轨道结构设计图。•无填土箱型桥上标准底座宽3000mm、厚度为200mm，采用C40钢筋混凝土；在箱型桥与路基过渡地段，混凝土底座连续设置，每3-5块轨道板底座长度设置伸缩缝；箱型桥中部底座在梁面构筑并分段设置，每块轨道板长度底座设置20mm伸缩缝，伸缩缝对应凸形挡台中心并绕过凸形挡台，无填土箱型桥上通常采用P4962轨道板布置，具体布置详见各种跨度箱型桥轨道布置图。箱型桥地段底座范围内梁面不设防水层和保护层，轨道中心线2.6m范围内的梁面应进行拉毛处理，若未进行拉毛处理，现场应进行凿毛处理，凿毛时，见新面不应小于50%，保证梁面粗糙；梁体采用预埋套筒植筋与底座连接；底座范围外的梁面防水层、保护层设计参见桥梁设计图。底座--路基与箱型桥过渡段•无填土箱型桥与路基过渡段混凝土底座连续布置，并向路基延伸至少1块板设置伸缩缝。为了保证斜交箱型桥与路基平顺过渡，在桥两端斜角部分轨道底座下设置宽4m、厚0.3m,长度约5m的C20钢筋混凝土基础。•由于箱型桥上底座厚度为200mm，路基上底座厚度为300mm，在路基与箱型桥底座过渡处，底座钢筋进行了加强，并在路基上底座下部与箱型桥接触部位设置厚度为20mm的聚乙烯泡沫垫板。底座--路基与箱型桥过渡段•底座--桥梁上底座(含桥台)•除箱型桥外，通常简支梁、连续梁及其他型式桥梁上标准底座宽2800m、厚度198.8mm。底座在梁面构筑并分段设置，每块轨道板长度底座设置20mm伸缩缝，伸缩缝对应凸形挡台中心并绕过凸形挡台,伸缩缝的设置与行车方向有关•底座范围内梁面不设防水层和保护层，轨道中心线2.6m范围内的梁面在梁场预制时应进行拉毛处理，若预制时未进行拉毛，现场应进行凿毛处理，凿毛时，见新面不应小于50%，保证梁面粗糙；梁体采用预埋套筒植筋与底座连接；底座--桥梁上底座(含桥台)•除大跨度梁为了减小梁端扣件间距（不超过650mm）采用异型板的简支梁外，通常32m简支梁轨道板布置采用1块P3685+5块P4962+1块P3685，24m简支梁轨道板布置采用1块P4856A+3块P4856+1块P4856A。4.9m桥台采用P4856A，5.5m桥台上采用P5500异型轨道板。底座--桥梁上底座(含桥台)•通常24m及32m简支梁设计梁缝宽度为100mm，最大控制梁缝宽度按130mm控制，当实测梁缝宽度大于控制梁缝宽度时，应根据实测梁缝宽度计算底座悬出长度。底座悬出位置为简支梁活动端。•连续梁桥上I型板式轨道主要按P4962、P3685、P4856及P4856A4种标准轨道板布置，为减小梁端扣件间距，部分大跨连续梁及相邻简支梁梁端采用2种异型轨道板P3685B及P4856B；当梁缝较大采用梁端异型轨道板扣件间距仍不能满足要求时，部分梁端底座悬出梁端0～6cm。•桥梁上轨道板布置根据梁长计算，底座施工时，应实际测量梁缝宽度和梁长，当现场实际梁长与图示设计梁长不一致时，应根据实际梁长及实测梁缝宽度调整轨道板和板缝，桥梁内各轨道板间板缝宽度应在60～90mm之间（一般70或80mm）；为了保证梁缝处扣件间距不超过最大控制值（650mm），当实测梁缝宽度大于控制梁缝宽度时，应根据实测梁缝宽度计算底座悬出长度，底座按其长度悬出梁端。凸形挡台•凸形挡台分圆形和半圆形，梁端及路基上无砟轨道结束端为半圆形，其余为圆形，半径为260mm，其主要目的是限制轨道板位移。•凸形挡台按照设计施工，为定位准确，一般建议在板灌注后再组织施工。•先施工不易定位，且造成铺板效率低下。•凸形挡台是轨道板关键结构，要重视质量。底座板、凸形挡台施工放样•直线地段底座中心线与线路中心线重合，曲线超高地段底座中心线与轨道中心线存在偏移，底座中心线与线路中心线横向偏移量由下式计算：•e=H*h/1500•其中H---偏移处结构距轨面高度(mm)，•h---曲线轨道超高(mm)底座板、凸形挡台施工放样底座板、凸形挡台施工放样底座板、凸形挡台施工放样•1、底座板施工关键是控制底座板顶面高程，技术人员应计算每2米立模高程，并进行认真复核，确保正确。浇筑混凝土后应安电子水准仪测量收面高程，高程控制【-8，+5】mm。•2、底座板立模边线要考虑曲线超高偏心值；•3、凸台定位要考虑曲线超高偏心值。底座板、凸形挡台施工放样•施工准备•1、试验–标准规范、试验室验收、施工配合比、灌注工艺试验•2、测量–测量仪器、沉降评估、测设网及成果（路基接触网立柱和防护栏完成）、底座标高计算•3、物资、机械–干粉料及乳化沥青基地施工准备•4、技术–标准规范、图纸、现场梁长梁缝测量、布板表、作业指导书、培训、材料计划、开工报告、轨道板检查•5、其他–便道调查、供电调查、施工顺序与物流组织底座施工•单元划分（建议）底座板模板规格较多（路基直线、路基曲线、桥梁直线、桥梁曲线），既要安排好模板周转，又要保证先开工作面进度）；可以侧模高出底座板高程，边浇筑边控制高程。凸台后施工。底座施工底座施工•此为Ⅱ型板振捣梁，不建议在此施工（凸台影响），建议振捣梁即可。•也可用型钢立起来收平顶面，边收边控制高程。底座施工底座施工底座施工•建议各桥从中间向路基施工，优先保证一个方向，利于后期桥上吊车布板。•凸台后施工。布板及初铺•布板建议方案（板初铺）•底座板施工完后，存板基地装板，每车装4块板运至初铺地点，卸板及初铺利用吊车，吊车倒车至初铺位置，一次初铺4块。运板重车在单侧底座板上走行，卸完板后倒车100—200米左右在线间平台掉头，从另一侧底座板上空车走形至桥头。•卸板吊具要保证能旋转180度，利用板上套管起吊。布板及初铺•注意：•1、初铺板直线段定位要控制横向误差【-10，+10】mm，利于后期精调速度，曲线段向超高侧偏移【+5，+15】mm；•2、初铺垫木按照6cm厚度，采用杂木，位置位于预埋起吊点附近，但不妨碍后期上精调装置；•3、P4962\P4856板运板时可以不考虑前后方向，但布板吊具要考虑可旋转180度，P3685\P4856A在装车时要考虑方向，既要考虑板的方向，也要考虑运板车车头前进方向（半圆凸台及接地端子控制）；•4、在存板基地仔细检查轨道板，不能使用的不得上桥初铺，否则后期很难处理。•5、运输时应采取防止轨道板倾倒和三点支承的相应措施，并保证轨道板不受过大的冲击布板及初铺•测量人员在底座板拆模后，按照布板位置及时放出每块板边线并弹出墨线，注意曲线外移值。•初铺后及时安装精调装置。精调•板精调先调高程，后调中线。精调一个作业面要保证按顺序进行，两个作业面接口要注意搭接。安装球形棱镜时要检查与基座密贴，防止灰尘、沙粒影响其三维坐标的真实性。精调•板精调要专人处理数据及保存精调数据。•CPⅢ搭接问题•数据导入手簿时要认真复核（第二人），切勿出错。•精调合格的板要盖章做标识，