第7章 无砟轨道

秦沈线沙河大桥上的长枕埋入式无砟轨道实景
1米见方、高130mm限位凸台
4140长、3100宽现浇钢筋混 凝土道床板
60mm宽伸缩缝
平面布置图
支点间距600mm
侧面布置图

宽3100mm、厚 300mm、C40现浇钢 筋混凝土道床板
2.5mWCK预应力轨枕

1.2TQF-1防水隔离 层或12mm橡胶垫层

凸形挡台设于底座板上，圆柱形，直径200mm， 高度与轨道板表面齐平。 轨道板两端中央设有半径为250mm的半圆形缺 口，缺口与凸形挡台间的空隙用CAM砂浆填充。

我国坚实基岩隧道内支承块式无砟轨道
我国隧道抑拱上支承块式无砟轨道
立面
Ⅱ
Ⅰ－Ⅰ剖面
214 17.3 45.5 80.2 46
Ⅱ－Ⅱ剖面
160 90
125 1020 80 20 25
Ⅰ
80.2 62.8
★混凝土支承块
100 2530 200
30
118
50 143
Ⅱ
预制钢筋混凝土，混凝土强度C40-50， 500mm× 200mm×200mm上小下大倒梯形。 平面 支承块上承轨槽依扣件类型设计。 305 底面人字坡、伸出钢筋，以利与道床混 凝土连接和排除支承块底部空气。

混凝土道床： ▼断面尺寸2400×350mm； ▼C40级现浇钢筋混凝土浇筑； ▼配筋与支承块式无砟轨道相同。
★弹性短枕轨道的问题

短枕尺寸的问题 短枕埋深与支承刚度的问题 弹性短枕轨道的稳定性及其是 否能在高速铁路上使用的问题
★弹性长枕轨道
2500 250 750 500 750 250 300 180 350

橡胶包套： ▼厚度7mm，尺寸要求严格； ▼四周侧面设沟槽，枕底接触面无沟槽； ▼静刚度140-160kN/mm； ▼使用寿命约30年，可更换。

枕下胶垫 ▼12mm厚微孔(或泡沫)橡胶垫，上下表 面均设沟槽，以调整胶垫刚度。 ▼车度较高或减振要求不高，胶垫刚度 宜稍高，如秦岭隧道95-110kN/mm。 ▼车速较低或减振要求较高，胶垫刚度 可尽量降低，如广州地铁定为30-40kN/mm。 ▼美国地铁将刚度降至10kN/mm以下， 具有很好减振降噪效果。



1981年在皖赣线溶口隧道内铺设了板式轨道。 轨道板尺寸约为4120×2400×195mm，C50级混 凝土，板内双层双向配置普通钢筋。板上预留 CA砂浆注入孔。 基础是在抑供混凝土上用C20级素混凝土浇筑， 在基础上设钢筋混凝土方柱，限制轨道板的纵 横向位移。
我国普通钢筋混凝土板式轨道
2、预应力钢筋混凝土板式无砟轨道
无轨道结构理论与轨道力学 • （无砟轨道结构）
无砟轨道分类
为叙述方便，此处将无砟轨道分为三大类： 枕式无砟轨道、 板式无砟轨道、 其他型式的无砟轨道。
枕式无砟轨道： 短枕(支承块)式 长枕式 板式无砟轨道： 单元板式轨道 连续板式轨道 浮置板轨道 其他型式无砟轨道： 整筑式轨道 弹性整体轨道 连续墙式轨道 梯子形轨道
(2)普通钢筋混凝土长枕埋入式轨道

轨枕长度约2.1m，枕上预留圆孔让道床内纵向 钢筋穿过，加强轨枕与道床的联结。 设侧向排水沟。轨排法施工，进度快。 上
(3)预应力钢筋混凝土长枕埋入式轨道 ★德国Rheda轨道

1972年联邦德国铁路在Rheda车站修建了 长枕埋入式轨道试验段。 因Rheda车站而得名，经多次改进，后发 展为Rheda2000双块式轨道。
7mm橡垫层

宽3100mm、厚 250mm、C40现浇 钢筋混凝土底座
横断面图
桥面
★遂渝线轨枕埋入式无砟道岔
▼试验段铺设了4组18号无砟道岔，4组12号 无砟道岔。 ▼岔枕：桁架铰接式岔枕，C50钢筋混凝土 预制件。
▼道床板：C40现浇钢筋混凝土，道床板长 度25～55m，每隔6m设一横向伸缩假缝，各 段宽度依道岔尺寸不同，厚度为350mm。

★短木枕支承块轨道
我国铁路上采用的短木枕式无砟轨道

600×160×220mm短木枕埋入道床。短木枕的更 换要求采用中心水沟式。道床多为素混凝土。
我国1968年以前基本上都采用该型式。前苏联地 铁也铺设过该道床。北京地铁在道床过渡段上采 用了梯形短木枕拼接式整体道床。 短本枕具有弹性，易于调整轨距和水平，扣件简 单，但使用寿命较短，普通铁路上已不再用。
一旦轨道出现病害，可以进行修整。




日本研究过程中试铺了M、L、A型轨道板。 M型轨道板由四个橡胶支座支承，类似于浮置 板轨道。 L型轨道板支承在沿钢轨方向呈带状的混凝土 基座上。 试铺后发现M和L型轨道板裂纹严重，A型情况 良好。
日本A型轨道板
单元式轨道板＋CA砂浆＋凸台＋底座板
日本A型框架板
一、枕式无砟轨道
1、支承块式轨道 2、弹性支承轨道 3、长枕埋入式轨道 4、双块式轨道
1．支承块式无砟轨道

普通铁路和地铁上最常用的无砟轨道。

在坚实基础（岩石、隧道抑拱及混凝土桥面）上， 布设道床钢筋网，将钢轨、扣件连同支承块定位， 现场浇筑混凝土道床。
支承块材料有短木枕、混凝土支承块及塑料等。
▼底座：C40现浇钢筋混凝土，每隔30m左右 设一横向假缝，厚度350mm。
4．双块式轨道

德国Rheda2000双块式轨道 德国旭普林双块式轨道 我国遂渝线双块式轨道
★德国Rheda2000轨道
UIC60钢轨和 VOSSILOH扣件
B355.3W60M双块 式轨枕
水硬性支承层
钢筋混凝土连 续现浇道床板
裂纹宽度控制问题 连续现浇与单元式轨道问题 纵向钢筋位置及强度问题 支承层弹性模量的问题
二、板式无砟轨道
1．普通钢筋混凝土板式无砟轨道

日本、德国及我国都要用过普通钢筋混凝 土板式轨道。 日本A型轨道板分部分预应力和普通钢筋混 凝土板两类。山阳新干线和既有窄轨铁路 上采用普通钢筋泥凝土板，其余新干线采 用预应力板。

根据排水沟设置的位置不同，可分为中心水沟 式、单侧沟式和双侧沟式。
北京和天津地铁中心水沟支承块式整体轨道
中心水沟的特点

结构简单、造价低，施工简便，进度快。 不设侧沟，隧道边墙底较高，工程量减少，不 在边墙附近进行爆破，边墙稳定性好。 无法满足地下水较丰富的隧道内排水要求。 道床混凝土削弱较多，容易发生纵向裂纹。 不建议采用。
Rheda轨道的改进及演化

将轨枕上的预留孔改为4个及5个、取消环形箍筋、 连续配筋混凝土板和轨枕间混凝土同时灌筑。
除路基上Rheda轨道以外，还设计了隧道和桥上 Rheda轨道结构，并大量地进行推广应用。 为减少新旧混凝土间裂纹，将预应力轨枕改为桁 架筋，发展成为目前广泛应用的Rheda2000双块式 轨道。
轨道高 度793
完工后的Rheda200轨道
★旭普林轨道
UIC60钢轨 VOSSLOH300-1 扣件 B361 W60－1 型双块式轨枕
BTS HGT
, 1 : 1
5
FSS
旭普林轨道双块式轨枕的振动压入施工
★遂渝线双块式无砟轨道的双块式轨枕
遂渝线双块式无砟轨道
★双块式轨道的问题



德国路基上Rheda无砟轨道
德国隧道内Rheda无砟轨道
德国桥上Rheda无砟轨道
用于Bongeberg的Rheda轨道
B301轨枕 调整层 UIC钢轨和 VOSSLOH扣件
连续现浇钢 筋混凝土层
轨道高 度650 支承层
★秦沈线长枕埋入式无砟轨道

秦沈线沙河特大桥上，我国首次采用预应力钢 筋混凝土长枕埋入式无砟轨道。 无砟轨道主要由：钢筋混凝土底座、隔离层 （或弹性垫层）、钢筋混凝土道床板、WCK型 轨枕、60kg/m钢轨及WJ-2型扣件组成。

★弹性短轨枕轨道的应用情况
美国：华盛顿、巴尔的摩、亚特兰大、 费城等地铁 英国：英吉利海峡隧道，速度160km/h 德国、法国、意大利、日本：地铁 我国：秦岭、乌鞘岭隧道，速度160km/h。 广州地铁。
★弹性短枕轨道的构造

短轨枕： ▼尺寸600×300×220mm，尺寸要求 严格； ▼上大下小倒梯形、带帽沿； ▼C50级普通钢筋混凝土预制件； ▼埋深120-150mm。
Ⅰ
107
107
58 45 2020
0 0
20
2025
混凝土道床

厚度300-400mm，宽度约2.4m，每隔6.25m(洞口) 或12.5m(中部)设断缝。 C30混凝土。 道床底部按220mm间距双向布设φ 14钢筋，或 按200mm间距双向布设φ 10钢筋，每公里用约 22-24吨钢筋。



支承块改为短轨枕，枕下设胶垫、橡胶包套包 住短枕、角钢连接短枕、填充砂浆粘接。 1994年英吉利海峡隧道内取消了连接两短枕的 角钢和枕下填充的砂浆。

弹性短轨枕无砟轨道
钢筋混凝土支承块 块下橡胶垫板 块下橡胶垫板 橡胶套靴 橡胶套靴
钢筋混凝土支承块 钢轨
钢轨
弹性支承块
弹性支承块
钢筋混凝土道床
底座板20-60m分段，段间设伸缩缝和剪 力销，以利整体受力。 底座板宽度2800mm、厚300mm。 C30-C40级现浇钢筋混凝土。 双向双层配筋。
CAM砂浆

50-100mm厚度的CAM砂浆设置轨道板和底座板 间，构成上下硬而中间软的“夹心面包”式结 构，是日本A型轨道成功的重要条件。
CAM砂桨由水泥、沥青乳剂、细砂、膨胀剂和 速凝剂等组成，将提供强度的砂浆和提供弹性 的沥青有机结合。 CAM砂浆弹性性模量为200-600MPa，日本已能 做到100MPa左右。


★塑料支承块轨道



支承块采用塑料材质制作，四周及底部还可设 橡胶套。 国内曾进行过研究，但因造价昂贵，未能实施。 奥地利等地铁铺有这种轨道。
2．弹性支承轨道

弹性支承轨道分为弹性短轨枕轨道和弹性长枕 轨道。 弹性短枕轨道又称低振动轨道(LVT)，瑞士发 明，1966年首次试铺于瑞士Bozberg隧道， 1974年在Heitersberg隧道内铺设。
钢轨
轨道板
桥面混凝土 垫层及梁体
扣件系统
凸形挡台 CA砂浆
(1)日本的板式轨道
为适应高速行车的需要及解决无砟轨道维 修困难，日本国铁于1971年成立了“板式轨道 研究会”，提出板式轨道须满足四个基本条件：

建筑费在普通轨道的两倍以内； 具有与普通轨道同样的弹性和足够的强度；


施工方法比较简使，施工日进度为200m以上；
钢筋混凝土道床
我国秦岭隧道内的弹性短枕轨道
★弹性短枕轨道的优势

轨下胶垫及枕下胶垫为轨道提供了良好的垂向弹 性，包套为轨道提供了良好的横向弹性，因此轨 道具有较好的减振降噪效果。

枕下胶垫刚度依据减振降噪要求确定，可在6160kN/mm范围变化。 北京地铁东四十条站试铺了该轨道，实测车辆轴 箱加速度值较一般地段整体道床减少30％左右， 与有砟轨道相比，减振效果可达6-8dB。

2.5m长预应力轨枕，道床变宽，埋深减小(道 床可减薄)，可有效解决弹性短枕轨道稳定性、 包套积水等问题，正处于试验阶段。
3．长木枕埋入式无砟轨道

长木枕埋入式轨道 钢筋混凝土埋入式轨道 道岔区轨枕埋入式轨道
(1)长木枕埋入式轨道

1956年，我国曾在吉沈线某隧道内铺设长木枕 埋入式轨道。2.5m长标准木枕、道钉扣件、中 心水沟式素混凝土道床。
地桩墙 14cm厚C35 连续配筋混 凝土道床板 表面堆砟
3孔直径50mm， 纵向穿45mm钢棒
B70S预应力 钢筋混凝土枕
3cm厚C25混 凝土调整层
土质路基 排水暗沟
15cm厚水 泥混合土
20cm厚泡沫混 凝土支承保温层
传统Rheda轨道
B70轨枕 调整层 支承层 UIC钢轨和 VOSSLOH扣件 连续浇注钢 筋混凝土层



CAM砂浆可在轨道板下直接灌注，也可采用袋 装灌注。 A型板式轨道将垂向力与水平力分开传递，CAM 砂浆只承受垂向荷载，水平荷载由设于底座上 的凸形挡台承受。


CAM砂浆的功能 (1)施工调整 (2)缓冲协调 (3)传递垂向力 (4)阻断裂纹 (5)提供少量弹性 (6)提供少量水平阻力
凸形挡台
隧道内的日本A型框架板式无砟轨道
轨道板

A型轨道板为单元板，尺寸4950×2400×190mm， 轨下截面厚度为160mm。 采用C50级混凝土

板内双层双向于截面中性轴处配置预应力钢筋， 上下两层配置普通钢筋。 板上预留CA砂浆注入孔，将板定位后，从注入 孔注入CA砂浆。

底座板