第7章 无砟轨道

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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
轨道板
钢轨
桥面混凝土 垫层及梁体
凸形挡台
CA砂浆
扣件系统
(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:
因Rheda车站而得名,经多次改进,后发 展为Rheda2000双块式轨道。
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
排水暗沟
土质路基
15cm厚水 20cm厚泡沫混 泥混合土 凝土支承保温层
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。
★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。
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 Ⅰ-Ⅰ剖面

80.2 62.8
214
4★5.157.混380.2凝土支承块
Ⅱ-Ⅱ剖面
160 90
46
80 2025 125 1020
2025 100 2530 200
30
118
50
143

预制10钢7 筋10混7 凝58土45,2020混凝土强度C40-50,
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
宽3100mm、厚 250mm、C40现浇
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
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。
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。
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
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。
★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。
轨道高 度793
完工后的Rheda200轨道
★旭普林轨道
BTS HGT 1:1,5
UIC60钢轨 VOSSLOH300-1 扣件
FSS
B361 W60-1 型双块式轨枕
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
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
钢筋混凝土底座
7mm橡垫层 桥面
横断面图
★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。

5支0承0m块m×上平2承面00轨mm槽×依20扣0m件m上类小型下设大计倒。梯形。
底面人30字5 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。


0 20 0
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。
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。
★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。
支承块改为短轨枕,枕下设胶垫、橡胶包套包 住 19短94枕年、英角吉钢利连海接峡短隧枕道、内填取充消砂了浆连粘接接两。短枕的
角钢和枕下填充的砂浆。
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。
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。
(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。 上海和新加坡地铁铺设该种轨道。
普通钢筋混凝土长枕埋入式无砟轨道
(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。
弹性短轨枕无砟轨道
钢筋混凝土支承块 钢筋混凝块土下橡支胶承垫块板 块下橡胶橡垫胶板套靴 橡胶套靴
钢轨 钢轨
弹性支承块 弹性支承块
钢筋混凝土道床 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。
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
Rheda轨道Leabharlann Baidu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。
▼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
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。
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。
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。
•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
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。
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
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
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。
★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。
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。
300
180 350
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。
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。
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。
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
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。
支承层
轨道高 度650
★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。
秦沈线沙河大桥上的长枕埋入式无砟轨道实景
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; 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。
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