第2章 高速铁路线路设施-轨道结构&路基&桥隧

高速铁路运输设备
西南交通大学峨眉校区交通运输系
2012年9月制
W.Z.L
高 铁 设 备
§2.3 高速铁路轨道
• 高速铁路的基本组成：
由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。
一、高速铁路对轨道的基本要求：
（1）高平顺性； （2）高可靠性；
（3）长寿命；
（4）高稳定性。
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§2.3 高速铁路轨道
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§2.5 高速铁路桥隧结构
二、高速铁路桥梁的特点
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德国科隆-莱茵/美因河拉恩特尔桥（438m）主跨 京沪高速铁路圆端形空心墩 京沪高速铁路矩形空心墩 德国摩尔斯富尔达谷架桥25跨58m简支梁，A型支撑 秦沈客专杨士岗大桥 秦沈客专跨度16m四片式整体桥面T梁简支桥梁 116m混凝土拱 （16+2×24+16）m 钢筋混凝土刚构连续梁
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道
无砟轨道是乳化沥青混凝土砂浆（CA砂浆）和轨枕或 自密型混凝土轨枕等取代散粒体道砟道床而组成的轨道结 构型式。
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道 我国无砟轨道结构确定的三种基本型式：
（1）长枕埋入式轨道及双块式无砟轨道；
（2）板式无砟轨道；
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§2.3 高速铁路轨道
四、轨枕
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§2.3 高速铁路轨道
五、碎石道床
道床是轨道结构的重要组成部分。散粒体道床（碎 石道床）不仅要承受轨枕传递的各种力的作用，保持 轨道结构的稳定性，而且要便于进行养护。
根据《高速铁路设计规范（试行）》，道床 应满足以下规定：
1．应采用特级碎石道砟，道砟的物理力学性能应 符合有关规定。道砟上道前应进行清洗，清洁度应 符合有关要求； 2．道床顶面应低于轨枕承轨面40mm，且不应高于 轨枕中部顶面；
（3）弹性支承块式无砟轨道。
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道
（1）长枕埋入式轨道及双块式无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道
（2）板式无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道
（3）弹性支承块式无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
普通型板式无砟轨道的组成
2、路基防护和加固建筑
坡面防护、冲刷防护；挡土墙、抗滑桩等。
3、路基排水设施
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§2.4 高速铁路路基
一、高速铁路路基的结构
4、国外各国高速铁路路基的结构：
日本铁路路基结构分为基床表层、上部填土和下部填土 三部分。 其中基床表层是指道床下面直接承载轨道的垫层，上部 填土指基床表面以下3 m以内的部分，下部填土指上部填土 以下的填土部分。基床表层可分为强化基床表层和土基床 表层两种。强化基床表层按材质可分为碎石基床表层和水 硬性矿砟基床表层；土基床表层采用优质自然土填筑，与 强化路基相比，工程造价低。基床表层的选用可根据线路 或区间的重要程度，重要线路或区间选择强化基床表层， 一般线路或区间选择土基床表层。
六、无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
CRTS I型板式无砟轨道
六、无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道
无砟轨道具有结构连续、平顺性和稳定性好、维修工作 量少、使用寿命长（耐久性好）、整体综合经济效益好等 优点，得到了发展高速铁路国家和地区的积极推行，成为 高速铁路轨道结构的发展方向。
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§2.4 高速铁路路基
三、基床
2、基床的组成
基床由表层和底层组成。 对于无砟轨道路基，基床表层由两部分组成，即30cm的 混凝土支撑层和40 cm的级配碎石层（250km/h）；对于有 砟轨道路基，基床表层采用级配砂砾石或级配碎石材料。
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§2.4 高速铁路路基
四、高速铁路软土地基的处理
WJ-7型扣件安装步骤
七、扣件
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§2.3 高速铁路轨道
八、道岔
道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨 道的线路设备，是铁路轨道的重要组成部分。
高速道岔分两类：
一类是适用于直向高速行车的道岔； 另一类是直向和侧向都能通过高速列车的大号 码道岔。
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§2.3 高速铁路轨道
八、道岔
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§2.3 高速铁路轨道
六、无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
七、扣件
高速铁路对扣件的要求： ①足够的扣压力，以确保线路的纵、横向稳定，降低日常
维修工作量； ②弹性好，以保证良好的减振、降噪性能； ③绝缘性能好，以提高轨道电路工作的可靠性，延长轨道电 路长度，降低轨道电路投资。
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§2.4 高速铁路路基
二、路基面形状及宽度
由路基面中心向两侧设置不小于4％的横向排水坡，有 砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于1.4m，单线 不应小于1.5m。直线地段标准路基面宽度：
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§2.4 高速铁路路基
二、路基面形状及宽度
路基面在无砟轨道正线曲线地段一般不加宽，当轨道结构和接触 网支柱等设施的设置有特殊要求时，根据具体情况分析确定；有砟轨 道正线曲线地段加宽值应在曲线外侧按下表规定加宽。
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§2.3 高速铁路轨道
五、碎石道床
道床是轨道结构的重要组成部分。散粒体道床（碎石 道床）不仅要承受轨枕传递的各种力的作用，保持轨道结 构的稳定性，而且要便于进行养护。
根据《高速铁路设计规范（试行）》，道床 应满足以下规定：
3．路基地段单线道床顶面宽度3.6m，道床厚度0.35m，道 床边坡1：1.75，砟肩堆高0.15m。双线道床顶面宽度应分 别按单线设计。石质路堑地段应用弹性轨枕或铺设砟下弹 性垫层； 4．桥上道床标准应与路基地段相同，应采用弹性轨枕或铺 设砟下弹性垫层。砟肩至挡砟墙之间以道砟填平；
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§2.5 高速铁路桥隧结构
二、高速铁路桥梁的特点
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§2.5 高速铁路桥隧结构
二、高速铁路桥梁的特点
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§2.5 高速铁路桥隧结构
二、高速铁路桥梁的特点
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§2.5 高速铁路桥隧结构
二、高速铁路桥梁的特点
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§2.5 高速铁路桥隧结构
二、高速铁路桥梁的特点
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§2.4 高速铁路路基
一、高速铁路路基的结构
4、国外各国高速铁路路基的结构：
德国有砟轨道的路基结构分为路基保护层(PSS)、防冻 层(PSS)、填筑路堤层、地基过渡层。
法国对铁路路基的质量控制是从运营维修、机车类型、 轨道结构和铁路路基各组成部分统一考虑，根据具体情况 确定。其结构依次是：道砟层、垫层和路基。
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§2.3 高速铁路轨道
三、钢轨
进行断面设计通常考虑的因素是： 轨重 影响钢轨的垂向抗弯刚度及抗横向倾覆稳定 轨底宽 影响钢轨的抗横向倾覆稳定
头高 影响金属分配比及轨头的磨耗限值 底高 影响金属分配比及底部的强度 腰厚 影响轨腰部分的强度及腐蚀限值
选择钢轨断面实质上是合理分配金属材料在轨头、 轨腰、轨底的比例，主要考虑钢轨的刚度、稳定性、
1. 2. 3. 4. 5. 6. 换填法 排水固结法 强夯法 振冲法 水泥搅拌法 水泥粉煤碎石桩
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§2.5 高速铁路桥隧结构
桥隧建筑物是铁路跨越河流、山谷或穿过山岭及其他障 碍的建筑物，是铁路线路的组成部分。
一、高速铁路桥梁的类型
按照不同的用途，高速铁路桥梁可分为以下三类：
(1)高架桥——用以穿越既有交通路网、人口稠密地区 及地质不良地段，高架桥通常墩身不高，跨度较小， 但桥梁很长，往往伸展达十余公里； (2)跨谷桥——用以跨越山谷，跨度较大，墩身较高； (3)跨河桥——跨越河流的一般桥梁。
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§2.5 高速铁路桥隧结构
三、桥面布置与结构
有砟桥面布置图
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§2.5 高速铁路桥隧结构
三、桥面布置与结构
无砟桥面布置图
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§2.5 高速铁路桥隧结构
三、桥面布置与结构
桥梁桥面结构组成
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§2.5 高速铁路桥隧结构
四、高速铁路桥梁减震降噪措施
合理的选用桥梁形式，并分别采用减震降噪的措
施，可以降低桥梁结构的噪声和轮轨辐射噪声。
一般从两方面考虑：
1. 从噪声源上治理
2. 从传播途径上加以控制
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§2.5 高速铁路桥隧结构
对基础设施的建设的标准要求高，线路最小曲 线半径较大，所以高速铁路的选线设计，必然会 出现大量的隧道工程。高速铁路隧道的特点主要 是与列车空气动力 学相关。
二、高速铁路轨道的结构及类型 1、高速铁路有砟轨道 2、高速铁路无砟轨道
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§2.3 高速铁路轨道
三、钢轨 1、钢轨的作用：
钢轨是轨道的主要结构之一，用于支承并引导机车 车辆的车轮，直接承受来自车轮和其他方面的力并传 递给轨枕，同时为车轮的滚动提供阻力最小的表面。
2、钢轨的要求：
（1）高稳定的轨道结构； （2）平顺的运行表面； （3）良好的轨道弹性； （4）可靠的轨道部件； （5）便利的养护与维修。
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§2.4 高速铁路路基
二、路基面形状及宽度
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§2.4 高速铁路路基
三、基床
1、对基床的要求
（1）基床有足够的强度，它能抵抗列车荷载产生的动心 力而不使基床破坏，能抵抗道砟压入基床土中，防止道 砟陷槽等病害的形成。 （2）基床具有足够的刚度，在列车荷载的重复作用下， 塑性积累变形很小，能避免形成过大的不均匀下沉而造 成轨道的不平顺，增加养护维修的困难。 （3）基床具有良好的排水性，能防止雨水浸入造成路基 土软化，防止发生翻浆冒泥等病害。 （4）在可能发生冻害的地区，基床还有防冻等特殊作用。