高速铁路轨道结构
高速铁路设备系列介绍之十六——高速铁路轨道结构
高速铁路设备系列介绍之十六——高速铁路轨道结构:与普通铁路轨道结构一样,高速铁路轨道结构由钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备、轨撑和道岔等设备组成。
钢轨是轨道结构中细长的部件。
将钢轨牢固地支承和约束是确保安全和提高运输品质的关键问题。
钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力,并传向轨枕。
轨枕又称枕木,也是铁路配件的一种。
只不过现在所用材料不仅仅是木材,因此叫轨枕更加科学。
别看轨枕的模样单调划一,貌不惊人,它的作用可不小。
轨枕承受钢轨传来的竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床,并保持钢轨正常的几何位置。
轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。
它必须具备一定的柔韧性和弹性,硬了不行,软了也不行。
列车经过时,它可以适当变形以缓冲压力,但列车过后还得尽可能恢复原状。
联结零件包括接头联结零件和中间联结零件两类。
接头联结零件是用来联结钢轨间的接头的,钢轨接头处必须保持的缝隙叫做轨缝。
中间联结零件(又称扣件)的作用是将钢轨紧扣在轨枕上。
钢筋混泥土轨枕用的扣件有扣板式,拱形弹片式和ω形弹条式三种。
道床是轨道的重要组成部分,是轨道框架的基础。
道床通常指的是轨枕下面,路基面上铺设的石碴(道碴)垫层。
主要作用是支撑轨枕,把轨枕上部的巨大压力均匀地传递给路基面,并固定轨枕的位置,阻止轨枕纵向或横向移动,大大减少路基变形的同时还缓和了机车车辆轮对对钢轨的冲击,便于排水。
根据材料不同,有碎石道床、沥青道床和混凝土整体道床。
混凝土整体道床是用浇筑成型的混凝土整体基础作为钢轨的基础,由于取消了道碴层,线路强度高,维修工作量小,我国在隧道内或客运站到发线上已开始铺设。
防爬设备的设置,是因列车运行时常常产生作用在钢轨上的纵向力,使钢轨作纵向移动,有时甚至带动轨枕一起移动。
这种纵向移动,叫做线路爬行。
一般发生在复线铁路的区间正线、单线铁路的重车方向、长大下坡道上和进站时的制动范围内。
安装防爬设备就能够在轨道两边将轨道死死拉住,能够有效防止线路爬行。
高速铁路轨道知识介绍
一般数百万吨通过总重可以完成密实阶段。 在新建高速铁路一次铺成无缝线路时,要采用道砟分层铺设、分层 捣固、动力稳定的作业方式,一次稳定下沉总量8-10mm,相当于10万 吨的运量。 后期下沉阶段是道床的正常工作阶段,下沉量和运量有直接关系。
1.3 无砟轨道结构
双 块 式 无 砟 轨 道 (路基地段)
1.3 无砟轨道结构
双 块 式 无 砟 轨 道 (桥梁地段)
1.3 无砟轨道结构
长 枕 埋 入 式
道岔区无砟轨道
1.3 无砟轨道结构
道岔区无砟轨道 (板式)
1.3 无砟轨道结构
→创新纵连板式
1.3 无砟轨道结构
创新板式无砟轨道
(桥梁地段)
7)铁垫板通过锚固螺栓与预埋于混凝土枕或轨道板中的绝缘套管配合紧固。 预埋套管上设有螺旋筋定位孔,便于螺旋筋准确定位。混凝土枕或轨道板 中的预埋套管中心对称布置,便于混凝土枕或轨道板的布筋设计。
8)调整轨向和轨距时无需任何备件,通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现, 为连续无级调整,可精确设置轨向和轨距且作业简单方便。
8
恶劣环境条件 扣件系统经EN 13146-6所述300 h盐雾试验之后,用手工拆卸
影响
工具能顺利拆卸。
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钢轨左右位置 单股钢轨左右位置调整量:-8~+8 mm;
调整量
轨距调整量:-16~+16 mm,调整级别1mm。
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钢轨高低位置 调整量
钢轨高低位置调整量: -4~+26 mm。
SKL15型弹条:扣压力9 kN,弹程15 mm; 11 扣压力及弹程 SKL15B型弹条:扣压力6 kN。
高速铁路轨道结构及检测技术研究
高速铁路轨道结构及检测技术研究随着高速铁路的不断发展,铁路的安全问题也成为了人们高度关注的话题。
而高速铁路轨道的结构及检测技术成为了保证高速铁路安全运行的重要保障。
本文将从几个方面介绍高速铁路轨道的结构和检测技术研究的现状和未来发展趋势,以期为铁路的安全运行提供参考和帮助。
一、高速铁路轨道结构道床高速铁路轨道的结构从下往上依次为道床、轨枕、轨道和固定方式等。
其中,道床是铺设轨道的基础,它的作用主要在于承受铁路轨道的重量和各种荷载,并向下传递荷载,同时还要起到排水、保温、抗沉降的作用。
目前,常用的道床形式主要有混凝土板式道床、桥梁式钢筋混凝土道床以及碎石(球ast)道床等。
轨枕高速铁路轨道的轨枕通常由木质、钢筋混凝土、预应力混凝土和复合材料等材料制成,其作用是为轨道提供支撑,并保证铁路轨道的线路精度和稳定性。
其中,轨枕质量的高低决定了车轮对轨的接触质量和轨道的噪声和震动程度。
轨道高速铁路轨道的主要结构是钢轨和钢轨之间的连接部件,而钢轨的质量、尺寸和定位精度都是直接影响高速铁路行车安全与平稳的关键因素。
目前,高速铁路轨道中最常用的钢轨类型是50kg/m、60kg/m以及68kg/m三种类型,它们具有不同的优缺点。
固定方式高速铁路轨道的固定方式主要包括道钉固定和橡胶垫片固定两种形式。
道钉固定是在轨枕上加装特制钉子固定铁轨,能够提供较高的保持力和减轨噪声的效果,但在高速铁路应用中,缺乏弹性的刚性固定方式会导致过高的钢轨温度,存在一定的安全隐患。
而橡胶垫片固定是采用橡胶垫片作为铁轨和轨枕之间的组合,在形变方面具有较好的可调性和良好的隔振效果,具有良好的适应性和可塑性。
二、高速铁路轨道检测技术轨道在线监测系统轨道在线监测系统能够实时监测轨道的状态,并对问题情况进行报警和预测,从而及时发现轨道的缺陷和隐患,提高铁路运行的安全性和便捷性。
目前,轨道在线监测系统主要分为两种:激光测距监测系统和斯特劳斯测距监测系统。
高速铁路轨道结构
层铺设、分层捣固、动力稳定的作业方式,一次稳定下沉
总量达8~10mm,相当于通过10万t的运量,以减少日后的
不均匀下沉。
后期缓慢下沉阶段是道床的正常工作阶段,这时道床
仍有少量下沉,下沉量与运量之间有直接关系。
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六、钢轨伸缩调节器
钢轨伸缩调节器(简称调节器)是高速铁路重要的轨道部件之一。高 速铁路长大连续梁上铺设无缝线路,通常需要设置调节器。调节器的功能 是协调因温度引起的长大桥梁梁端伸缩位移和长钢轨伸缩位移之间的位移 差,使桥上长钢轨自动调整温度力,从而减小轨道及桥梁所承受的荷载。
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。
5.隧道内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。砟肩至边墙(或高侧水沟)间以道砟填平。
6.线路开通前,道床密度不应小于 1.75g/cm3,轨枕支承刚度不应 小于120kN/mm,纵向阻力不应小于14kN/枕,横向阻力不应小于12kN/
3、具有良好的韧性,适应较高的动力作用,获得较长的疲劳寿命; 4、具有良好的焊接性能,以便采用无缝线路; 5、具有良好的道岔及加工性能,以获得良好的道岔质量; 6、化学成分便于热处理,以提高钢轨的强韧性; 7、严格的尺寸公差及高平直度,保持轨道结构高精度和平顺性。
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(二)钢轨品种和性能
我国高速铁路相关标准规定,200km/h及以上高 速客运专线铁路应选用U71MnG钢轨,200~250km/h高速客 货混运铁路应选用U75VG钢轨。其中U代表钢轨钢;75代表 化学成分中碳平均含量为0.75%;V代表钒元素;Mn代表锰 元素;G代表高速铁路(2011年前为K,代表客运专线)。 U71MnG和U75VG钢轨的化学成分及力学性能分别见表3-1和 表3-2所示。
高速铁路轨道
二、钢轨
6、钢轨合理使用
➢钢轨打磨
✓铣磨车 ✓打磨车 ✓高速打磨车 ✓修理性、预防性、控制性 非对称打磨
铣磨车
打磨车ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高速打磨车
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二、钢轨
7、高速铁路钢轨
➢钢轨选材 ✓钢种成熟 ✓强韧匹配
高速强调韧性,重载强调耐磨 ✓材质洁净 ✓焊接优良 ✓适用道岔
高速铁路钢轨选材可在UIC900A、U71Mnk和PD3三钢种中比选, 以PD3钢轨较好
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一、轨道结构- CRTSⅡ型板
纵向连接器
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一、轨道结构- CRTSⅡ型板
桥上结构——滑动层
土工膜、土工布、胶粘剂组成的滑动层
挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板
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一、轨道结构- CRTSⅡ型板
梁缝处轨道结构
抗剪销钉、剪力齿槽、两布一膜和高强度挤塑1板3
一、轨道结构- CRTSⅡ型板
✓桥上结构——台后锚固体系
二、钢轨
3、钢轨类型(*) ➢按钢轨标准长度分:
✓12.5m:过去标准钢轨长度 ✓25m:钢轨标准主型长度 ✓100m:高速长定尺钢轨 对应于标准轨的缩短轨,用于有缝线路曲线内侧
二、钢轨-长尺钢轨
• 无逢线路使长尺钢轨的生产成为一种趋势 。
• 法国:钢轨由原来的36m改造成72m~80m • 德国:改造成120m。 • 我国:100m生产、运输 • 500米基地建设
桥梁 桥台
摩擦板
梁体 桥台
摩擦板 端刺 A
过渡板
掺水泥级配碎石 A
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一、轨道结构-CRTSⅢ型板式
• CRTSⅢ型板式无砟轨道轨下结构 • 轨道板、自密性混凝土调整层、水硬性支承
层/混凝土底座等组成。成灌、武汉城际等
国外主要高速铁路轨道结构概况
国外主要高速铁路轨道结构概况高速铁路是现代交通建设的重要组成部分,具有运行速度高、运输能力大、安全可靠等特点。
在全球范围内,国外的高速铁路轨道结构也有不同的特点和技术。
首先,国外的高速铁路轨道结构通常采用了混凝土板式轨道结构。
这种结构是将混凝土板直接铺设在路基上,轨枕直接嵌入混凝土中,形成一个坚固的基础。
这种结构具有结构简单、耐久性好的特点,并且可以适应高速列车的运行要求。
此外,国外的高速铁路轨道结构在路基处理方面也有一定的特点。
为了提高铁路的平顺性和稳定性,国外的高速铁路通常采用了较高的路基处理标准。
这包括采用混凝土路基、加设防震层、进行地基处理等措施,以确保铁路的安全运营。
国外高速铁路轨道结构中的关键技术还包括无砟轨道技术和弹性床轨道技术。
无砟轨道技术是指在轨道上不使用砟石作为路基,而是采用一种特殊的材料层来代替,如聚氨酯、玻璃钢等。
这种技术可以提高铁路的平顺性和稳定性,减少噪音和振动。
弹性床轨道技术则是在轨道上加设了一层弹性材料,可以通过调节弹性材料的硬度来改变轨道的弹性特性,进而提高铁路的平顺性和稳定性。
另外,国外的高速铁路轨道结构还在线路布局和设计上有一些创新。
例如,在一些山区或者海上建设的高速铁路,需要采用特殊的桥梁和隧道结构。
这些结构要求在地形起伏的情况下能够平稳地过桥或者通过隧道,同时要确保铁路的稳定和安全。
因此,在这些特殊地形条件下,国外的高速铁路轨道结构通常采用了更复杂的设计和建造技术。
总的来说,国外的高速铁路轨道结构在技术上有较高的水平,结构简单、稳定性好、耐久性强。
同时,国外的高速铁路轨道结构在特殊地形条件下也有很好的解决方案。
随着高速铁路的快速发展,国外的高速铁路轨道结构将不断创新和改进,以满足不同地区和条件下的需求。
高速铁路轨道结构PPT培训课件
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安全可靠
确保轨道结构在各种工况下的 安全性和稳定性,满足高速列
车运行的要求。
经济合理
在满足安全性和稳定性的前提 下,合理选用材料和结构形式 ,降低工程成本。
耐久适用
保证轨道结构的耐久性和适用 性,满足高速列车长期、高强 度运行的要求。
环保节能
采用环保、节能的设计理念和 技术措施,降低对环境的影响
。
轨道结构设计的方法与流程
未来高速铁路轨道结构的展望
绿色环保
未来高速铁路轨道结构将更加注 重环保和可持续发展,采用环保 材料和节能技术,降低对环境的
影响。
智能化管理
通过智能化管理和监测技术,实 现对高速铁路轨道结构的全面掌
控,提高运营效率和安全性。
国际合作与交流
加强国际合作与交流,引进国外 先进技术和管理经验,推动高速
铁路轨道结构的创新和发展。
02
轨道结构的组成与材料
轨道结构的组成
01
02
03
04
钢轨
承受列车载荷,提供列车运行 的轨道线。
轨枕
固定钢轨,分散列车的载荷, 提供弹性支撑。
道床
提供轨道的稳定性,防止轨道 变形。
扣件
固定轨枕和钢轨,传递载荷。
轨道结构的材料
钢材
用于制造钢轨和扣件,要求具有 高强度和耐磨性。
混凝土
用于制造轨枕和道床,要求具有 高抗压强度和耐久性。
国内外高速铁路轨道结构现状
国内现状
我国高速铁路轨道结构主要采用有砟和无砟轨道两种形式。有砟轨道多采用 CRTSⅠ型双块式和CRTSⅡ型双块式;无砟轨道则以CRTSⅠ型板式和CRTSⅡ 型板式为主。
国外现状
日本新干线、法国TGV和德国ICE等高速铁路系统都采用了无砟轨道结构。无砟 轨道具有高平顺性、高稳定性和少维修的优点,是当前国内外高速铁路的主要 发展方向。
高速铁路轨道技术
• 国外有些铁路规定,在列车速度高于160km/h行驶时 不允许铁路员工进入隧道。列车速度稍低时,也不让员 工在隧道中行走和工作。
• 列车风对线路两侧的影响 列车高速运行时,列车风对线路两侧会产生一定压
最小曲线半径:
Rmin
11.8
v
2 max
hm hQ
(m)
几个主要国家高速铁路的曲线半径(m)
法国
日本
TGV- TGVPSE A
德国
意大 利
东海 道
山阳
东北
上越
4000 6000 7000
2500 4000
(3200)(4000)(5100) 3000 (2000)(3000) 4000
( )内为最小半径
• 法国规定:夹直线最小长度为0.5v(m).
• 德国规定:夹直线最小长度0.4v(m)计算。 • 日本规定:一般应大于100m,列车速度低于 110km/h时,可大于50m。 • 我国高速铁路最小夹直线按下式确定:
一般条件下:lmin 0.8vmax 困难条件下:lmin 0.6vmax
二、线路纵断面---平道和坡道
第二节 线路的平面和纵断面
一、线路平面----直线和曲线(圆曲线和缓和曲线)
一、线路平面
1、曲线的影响: (1)降低行车速度.曲线会给运行中的列车造
成一种附加阻力,称为曲线阻力。曲线半径越小, 曲线阻力越大,运营条件越差,在其他条件相同 时,运行速度也越低。
(2)增加轮轨磨耗。曲线半径越小,磨耗增 加越大。
德国则规定为4.5m。
我国高速铁路线间距的选用
高速铁路无砟轨道结构
侧向挡块不允许出现裂缝
路基和隧道地段支承层不 允许出现竖向贯通裂缝
轨道结构的排水通道应保持通畅
无砟轨道—5.纵连板式无砟轨道
我国的CRTSⅡ型板式无砟轨道,并在京津城际客运专 线和京沪高铁上得到应用。
674(桥) 774(路隧)
2950 2550
C50
C20(支承层)
路基基床表层
隧底填充层
C40(底座)
桥梁保护层 梁体
钢轨 176 扣件 40 承台 28 轨道板 200 CAM层 30 支承层 300(路隧)
或底座 200(桥)
CRTSⅡ型轨道板在工厂预制,为横向预应力轨道板,为控制轨道板裂纹不通过扣 件锚固点,板上每个枕间(65cm)设横向假缝,
轨道板全桥纵向连续、轨道板型 式统一
底座板与桥梁之间设置滑动层 桥上设置横向限位装置 梁端设置泡沫塑料 桥梁固定支座处设置固结机构 路基上设一定长度摩擦板和锚梁
桥上CRTS II型板式轨道
长桥纵连方案的设计思路
将桥上无砟轨道与桥梁的变形隔离开,从而 降低梁轨纵向相互作用力。该设计思路在无 缝道岔设置于桥上、因保持道岔几何形位要 求而难以采用小阻力扣件时,尤其值得借鉴。
凸形挡台
轨道板纵横向定位,承受并传递轨道板所受 纵横向力
施工中的测量定位基准点
CRTS I型板式轨道
凸形挡台周边填充材料
减少温度力。缓冲层提供适量弹性,对轨道 板弹性定位,适当降低轨道板因温度变化引 起的纵向温度力。
减少纵向冲击。防止轨道板与凸形挡台间的 刚性接触,减小轨道板纵横向振动对凸形挡 台的冲击力。
预设断裂位置
灌浆孔
纵向连接锚 固钢筋
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调高螺杆 轨道扣件
国外主要高速铁路轨道结构概况
国外主要高速铁路轨道结构概况高速铁路是一种有轨道的陆上交通工具,它以高速、高效和安全为特点。
成熟的高速铁路系统,不仅依靠先进的列车技术,还需要具备优良的轨道结构,以保障乘客舒适的行车环境和运输效率。
国外一些高速铁路系统在轨道结构的设计和建设方面做出了许多令人瞩目的创新。
1.TGV高速铁路(法国)法国TGV(Train à Grande Vitesse)高速铁路系统在轨道结构方面采用了德国Vossloh公司开发的Vossloh快速型轨道。
这种轨道采用了一种特殊的锐角缺口结构,通过在轨道头部切削出一定角度的槽口,使得轮轨相对位置的调整更加方便快捷。
该型轨道在降低轮轨打滑和噪音的同时,还提高了轮轨的精度和准确性。
2. Shinkansen高速铁路(日本)日本的Shinkansen高速铁路系统采用了一种双层桁架结构的轨道。
该轨道结构由两根平行的钢轨和连接两根钢轨的横梁组成。
这种结构能够提高轨道的稳定性和刚性,减少轨道的垂直变形,提高乘车舒适度。
另外,日本的Shinkansen还采用了混凝土轨道床来减少噪音和振动。
3.ICE高速铁路(德国)德国的ICE(Intercity-Express)高速铁路系统采用了一种称为LVT型的轨道结构。
LVT型轨道是德国LVT公司开发的一种全新材料,它由一种名为"VE-Drehlastic"的弹性聚合物制成。
LVT型轨道具有较好的弹性和消音特性,可以有效降低乘车噪音和振动。
此外,LVT型轨道还可以使列车的运行更加平稳,提高乘车舒适度。
4.AVE高速铁路(西班牙)西班牙的AVE(Alta Velocidad Española)高速铁路系统在轨道结构方面采用了一种称为"Platz LVT"的轨道。
Platz LVT轨道是由德国Platz公司研发的一种高弹性塑料轨道。
该轨道具有优异的噪音和振动吸收能力,能够有效降低列车行驶时的噪音和振动。
高速铁路基础设施—高速铁路轨道结构
• 3、具有较高弹性和良好的减振性能。 • 4、零部件精度高,可靠性好。 • 5、足够的调高能力和调距能力。
• 6、结构简单,少维修,长寿命。 • 7、足够的电绝缘性能。
轨枕
• 作用:支承钢轨,将作用力传 递给道床,并且保持钢轨位置 和轨距。
• 目前世界高速铁路有砟轨道广 泛采用钢筋混凝土轨枕。
的荷载作用下,易产生不均匀下沉,轨道结构破损加剧,破坏 线路几何行为,使维修工作量加大,行车时空气动力作用会使 道砟飞散。
1、有砟轨道
• 高速铁路有砟轨道对钢轨、混凝土轨枕、扣件、道砟的 材质和道床断面尺寸等要求更为严格。
• 采用高强度钢轨; • 夯实道砟,必要时再设路基抗冻保护层; • 采用双块式混凝土轨枕,增加横向受力点,并提高轨枕铺设密
• 导曲线,根据曲率半径变化规律的不同,分为常半径平面 (单圆曲线形式)和变半径平面两种形式。
• 我国提速道岔采用单圆曲线形导曲线形式。
.跨区间无缝线路
• 概念:是在完善了桥上无缝线路、高强度胶接绝缘接头、无缝 道岔等多项技术以后,把闭塞区间的绝缘接头乃至整区间甚至 几个区间(包括道岔、桥梁、隧道等)都焊接(或胶接)在一 起,取消缓冲区的无缝线路。
道床
• 作用:支承轨枕,把从轨枕上传来的压力均匀地传给路基;固 定轨枕的位置,阻止轨枕纵向和横向移动;减缓和吸收轮轨间 的振动和噪声。
• 特点:坚硬、稳定、有弹性,便于维修,并利于排水。 • 所用材料:碎石、卵石等, 此外有混凝土整体道床。 • 高速铁路线路的道床应有足够的厚度。
道岔
• 作用:使机车车辆从一股道转入另一股道。
• 优势:最大限度减少了铁路轨道钢轨接头,为高速列车提供了 安全、平稳的运点: • 1、提高线路的平顺性和整体性。 • 2、减少线路的维修量。 • 3、改善行车质量,提高舒适度。 • 4、改善线路的整体工况条件。
高速铁路无砟轨道
高速铁路无砟轨道高速铁路的无砟轨道结构形式分为长枕埋入式无砟轨道、板式无砟轨道和弹性支承块式无砟轨道3种类型,国内高速铁路常用的有CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式无砟轨道和CRTSⅠ、Ⅱ型双块式无砟轨道。
1.长枕埋入式无砟轨道长枕埋入式无砟轨道是将混凝土枕用混凝土灌注在钢筋混凝土的道床板上,使轨枕与道床板形成一个整体的轨道结构形式,由预应力混凝土轨枕、混凝土道床板和混凝土底座组成。
其结构内没有易受环境或温度影响的橡胶、乳化沥青等材料,结构整体性和耐用性较好。
制造混凝土枕和现场灌注混凝土的技术及设备均是成熟、配套的。
2.板式无砟轨道板式无砟轨道是用双向预应力混凝土轨道板及CA砂浆(乳化沥青水泥砂浆)替换传统有砟轨道的轨枕和道砟的一种新型轨道形式,它由板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件4部分组成。
板式无砟轨道是将预制好的轨道板直接放置在混凝土底座上,通过轨道板与底座间填充的沥青混凝土材料调整轨道板,以确保铺设的精度。
CA砂浆作为调整层和弹性层被放置在轨道板的下面。
CA砂浆的下面是混凝土基础,作为板式轨道的底座。
在混凝土基础上设有凸形挡台来防止轨道板的移位,为防止轨道板与凸形挡台因相互挤压而破损,在凸形挡台与轨道板之间用树脂材料填充。
板式无砟轨道以预制轨道板为核心。
轨道板的结构形式、抵抗纵横向作用力的方式和高性能的调整层材料是板式无砟轨道的关键技术。
板式无砟轨道具有无砟轨道所具有的线路稳定性和刚度均匀性好、线路平顺性和耐久性高的突出优点,并可显著减少线路的维修工作量。
从轨道结构每延米重量看,板式无砟轨道小于有砟轨道,且板式无砟轨道结构高度低、道床宽度小、质量轻。
框架式板式无砟轨道为非预应力结构,便于制造,可节省钢筋和混凝土材料,降低桥梁的二期恒载,造价低廉,但没有降低轨道板实际承受列车荷载的有效强度,不影响列车荷载的传递,在隧道内应用时可减小隧道的开挖断面。
板式无砟轨道主要以日本新干线板式无砟轨道和德国博格板式无砟轨道为代表。
高速铁路有砟轨道结构—轨枕
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2.3轨枕间距
正线有砟轨道设计标准表
高速铁路有砟轨道,按60cm等间距布置, 即每公里铺设1667根轨枕。
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(图片来源于《铁路轨道设计规范》TB 10082-2017 )
6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.4轨枕伤损
混凝土枕失效及严重伤损判定标准
(图片来源于李建平《高速铁路轨道构造与维护》)
目录
01 【 钢 轨 】 02 【 轨 枕 】 03 【 道 床 】 04 【 有 砟 轨 道 扣 件 】
2.1轨枕的功能 ➢ 承受来自钢轨的各向压力; ➢ 有效地保持钢轨的几何形位,特别是轨距和方向; ➢ 将压力弹性地传布于道床。
轨道 (图片来源于网络)
2
2.2轨枕的分类
按位置:普通枕、岔枕、桥枕 按材质:木枕、混凝土枕、钢枕、树脂枕
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IIIqc型枕 (图片来源于网络)
挡肩
IIIc型枕 (图片来源于网络)
IIIb型枕
(图片来源于网络)
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2.3轨枕间距
➢ 轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关; ➢ 每公里配置的轨枕根数应根据运量、行车速度及线路设备条件确定,并与钢轨及道床合
理配套,以求在最经济的条件下,保证轨道具有足够的强度和稳定性; ➢ 轨枕加密,可减小道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力,利于保持轨距、方向,保证
I型枕、II型枕、III型枕、宽枕
(图片来源于网络)
(图片来源于网络)
宽枕 (图片来源于网络) (图片来源于网络)
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2.2轨枕的分类
客运专线采用III型枕,主要有: 客运专线预应力混凝土有挡肩枕(简称为IIIc型枕) 客运专线预应力混凝护土轨无挡肩枕(简称为IIIb型枕) 客运专线预应力混凝土桥枕(简称为IIIqc型枕)
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采用长定尺钢轨除可以减少焊接接头外,还对提高轨端 质量和整个钢轨质量具有重要意义。一根钢轨经过矫直机 矫直后,形成5个区域:在钢轨两端各形成一个非矫直区及 过渡区,中部为矫直变形区。各个区域的轨高、头宽尺寸 都有不同程度的变化。在正常情况下,高差为0.4mm,头 宽差为0.1mm。钢轨采用长定尺生产后,应用长尺矫直冷 锯定尺工艺,利用热轧头尾余量切除矫直区和过渡区,使 整根钢轨尺寸及高度一致,以提高钢轨整体的平顺度。
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,清洁度应满足有关要求。
2.道床顶面应低于轨枕承轨面不应小于 40mm,且不应高于轨 枕中部顶面。
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 质路堑地段应采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。
2. 避免由于轨道结构的连续性、均一性遭到破坏而引 起的中、长波不平顺。钢轨接头、道岔是轨道连续性遭到破 坏的典型部位,轨枕间距不匀,轨枕摆置不方,轨枕种类、 型号改变,扣件型号、拧紧状态变化,道床肩宽、边坡不标 准,以及道砟材质变化都是轨道结构连续性遭到破坏的典型 现象。必须在轨道的设计、铺设和养护维修的各个环节上严 格把关,才能提高在中、长波范围内轨道的平顺性。
层铺设、分层捣固、动力稳定的作业方式,一次稳定下沉
总量达8~10mm,相当于通过10万t的运量,以减少日后的
不均匀下沉。
后期缓慢下沉阶段是道床的正常工作阶段,这时道床
仍有少量下沉,下沉量与运量之间有直接关系。
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六、钢轨伸缩调节器
钢轨伸缩调节器(简称调节器)是高速铁路重要的轨道部件之一。高 速铁路长大连续梁上铺设无缝线路,通常需要设置调节器。调节器的功能 是协调因温度引起的长大桥梁梁端伸缩位移和长钢轨伸缩位移之间的位移 差,使桥上长钢轨自动调整温度力,从而减小轨道及桥梁所承受的荷载。
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(2)500m长钢轨运输 500m长钢轨普通平车运输采用梯形方案,
车组由36辆木地板平车组成,其中中部34辆车为13m 长60t平车(含平集共用车),两端2辆为15.4m长 61t平集共用车。各车间不得使用车钩缓冲停止器, 相邻车辆的车地板高度差不大于10mm。装载加固装 置包括座架72个,其中普通座架60个,锁定座架8个, 端部座架2个,次端座架2个,紧固装置8副,每副包 括紧固螺栓、紧固螺母、防松螺母、垫块、夹板; 安全防护门2个。
高速铁路对轨道结构的要求
导师:张鹏飞 主讲: 李兴晨 陈经纬 制作:聂林峰 吕安福 谌军辉 徐凯
华东交通大学软件学院
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一、高速铁路对轨道结构的基本要求
(一) 高平顺性
1. 提高钢轨的平直性、轨面的平顺性及钢轨焊接接头 的平直性。要通过提高钢轨轧制质量,接头焊接质量和钢轨 打磨质量来消除这些属轮轨接触面上的短波不平顺。
弹条IV型扣件弹条安装要求
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2、弹条V型扣件 弹条V型扣件为螺栓扣件,用于有砟轨道有挡肩混凝土轨枕。由螺
旋道钉、平垫圈、弹条、轨距挡板、轨下垫板和预埋套管组成,此外为 了钢轨高度调整的需要,还包括调高垫板。如图所示。
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弹条分两种,即一般地段使用的W2型弹条和小阻力地段用X3型弹条 ,此外,作为备件的弹条I型扣件A型弹条可能用于钢轨接头处。轨下垫 板分一般地段使用的橡胶垫板RP5和小阻力地段用的复合垫板CRP5两种 。弹条应安装到位,弹条中部前端下颚刚好与钢轨接触为准,两者的间 隙不大于0.5mm,如图所示。在钢轨接头处,当在小号码轨距挡板上安装 W2型弹条或X3型弹条有困难时,应安装弹条I型扣件A型弹条。
挡肩混凝土轨枕。 每套扣件由两件弹条、两件预埋铁座、两件绝缘轨距块和 一件橡胶垫板组成,如图所示:
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弹条分C4型、JA型和JB型三种。一般地段安装C4型弹条,钢轨接头 处安装JA和JB型弹条。弹条应保持足够扣压力且安装到位,弹条就位以 其小圆弧内侧与预埋铁座端部相距8~10mm为准,不得顶紧或距离过大 ,如图所示。同时,应注意使用该扣件时不得在轨下安设调高垫板,进 行调高作业,以免造成弹条残余变形甚至折断。
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三、轨 枕
目前,客运专线III型枕主要有客运专线预应力混 凝土有挡肩枕(简称为IIIc型枕)、与IV型扣件配套的III 型预应力混泥土无挡肩枕(简称为IIIb型枕)、客运专线 预应力混凝土桥枕(简称为IIIqc型桥枕)。
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四、扣件
1、弹条IV型 弹条IV型扣件为无螺栓扣件,用于有砟轨道的无
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铁垫板总成下图所示,其零部件包括基本轨和尖轨轨撑、 轨撑螺栓副、轨距调整片、铁垫板、弹性垫板及调高垫板、 垫板螺栓等。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
合武高速铁路时速250km钢轨伸缩调节器
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武广高速铁路时速350km单向钢轨伸缩调节器
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(三)钢轨定尺及运输
1.定尺长度 钢轨定尺长度对轨道的平顺性有直接影响。作为现代
化铁路的标志之一,无缝线路是实现轨道平顺性的重要措 施。尽管现代焊接技术取得重大进展,但焊接接头仍是轨 道的薄弱环节,增加钢轨定尺长度、减少焊接接头数量是 高速铁路钢轨发展的必然趋势。目前,日本(NSC、NKK工 厂)出厂钢轨定尺长度为50m,法国(哈亚士)为80m,德国 (蒂森)、奥地利(奥钢联)为60m和120m。
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急剧下沉是道床的密实阶段,在列车荷载的作用下,
道砟被压实,孔隙率减小,或一些道床棱角被磨碎,使道
床纵、横断面发生变化,轨道产生不平顺。该阶段轨道的
下沉量和持续时间与道砟材质、粒径、级配、捣固和道砟
的密实作业、轴重、速度等有关系,一般数百万吨通过总
重之内可以完成道床的密实阶段。
在新建高速铁路一次铺成无缝线路时,要采用道砟分
长寿命,指的是轨道结构有较长的维修和大修周期。
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(三)高稳定性
采用跨区间无缝线路是提高轨道结构的连续性,均匀性的 重大举措。在跨区间无缝线路中道岔的连续焊接,会使道岔区 基本轨产生附加温度力,从而使结构受力和变形更为复杂的道 岔区成为高速铁路稳定性的控制区。高速列车的高频冲击和振 动,会使轨道结构的纵、横向阻力,即轨道自身保持稳定的能 力降低,而高速列车的蛇行和横向振动又会使作用到轨道上的 横向荷载加大,增加轨道横向失稳(胀轨、跑道)的可能性,因 此,高速铁路的轨道结构必须保证最高程度的稳定。
振动,避免过大的动作用力传到路基等下部结构; 4.排水:道床所使用的透水性材料,可提供良好的排水性能,对减轻
轨道冻害及提高路基的承载能力有着重要的作用; 5.方便维修养护:轨道在行车中产生的不平顺及方向不良可以通过捣
固枕下碎石道床中的石砟加以整治。
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(二)碎石道床横断面 道床是轨道结构的重要组成部分。散粒体道床不仅要承受轨枕传递
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五、道 床
(一)道床功用 道床是轨道框架的基础,它主要有五大功用: 1.分压作用:将轨枕下的作用分散并传于路基、使路基面的应力均匀
并小于其容许强度; 2.约束轨道框架:提供道床阻力以及约束轨道框架,保持轨道的方向、
高低等几何行位; 3.增弹减震:提供轨道所需要的弹性和阻尼,衰减列车通过时产生的
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。
5.隧道内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。砟肩至边墙(或高侧水沟)间以道砟填平。
6.线路开通前,道床密度不应小于 1.75g/cm3,轨枕支承刚度不应 小于120kN/mm,纵向阻力不应小于14kN/枕,横向阻力不应小于12kN/
高速铁路钢轨伸缩调节器左右股对称,按伸缩方向分为单向调节器和 双向调节器两种类型,按轨下基础类型可分为无砟轨道用和有砟轨道用两 种类型。
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我国高速铁路钢轨伸缩调节器包括时速250km客运专线有砟轨道(兼 顾货运)钢轨伸缩调节器、时速350km高速铁路无砟轨道钢轨伸缩调节 器两种型号(如下图)。单向调节器由基本轨、尖轨、铁垫板总成、轨 枕或轨道板组成;长度约是同类型单向调节器长度的2倍。调节器尖轨 工作边提供轨距线,其基本轨伸缩、尖轨锁定。
3、具有良好的韧性,适应较高的动力作用,获得较长的疲劳寿命; 4、具有良好的焊接性能,以便采用无缝线路; 5、具有良好的道岔及加工性能,以获得良好的道岔质量; 6、化学成分便于热处理,以提高钢轨的强韧性; 7、严格的尺寸公差及高平直度,保持轨道结构高精度和平顺性。
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(二)钢轨品种和性能
我国高速铁路相关标准规定,200km/h及以上高 速客运专线铁路应选用U71MnG钢轨,200~250km/h高速客 货混运铁路应选用U75VG钢轨。其中U代表钢轨钢;75代表 化学成分中碳平均含量为0.75%;V代表钒元素;Mn代表锰 元素;G代表高速铁路(2011年前为K,代表客运专线)。 U71MnG和U75VG钢轨的化学成分及力学性能分别见表3-1和 表3-2所示。
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。对高速 铁路而言,散粒体道床的这些作用显得尤为重要。下图分别为我国高速铁 路双线及单线路段的线路横断面。
高速铁路双线有砟轨道道床断面(单位:m)
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根据《高速铁路设计规范(试行)》(TB10621-2009)要求, 道床设计应符合下列规定:
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枕。
(三).道床变形 道床变形是轨道变形的主要因素,轨道变形是轨道
破坏的主要形式之一。轨道变形分永久变形和弹性变形,一 定的弹性变形能起到缓冲列车对轨道的动力作用,而永久变 形是随着列车荷载的重复次数增加而逐渐积累的,不均匀的 永久变形引起轨道的不平顺,增加了轨道列车的动力作用, 尤其是在速度高的时候,动力作用会增大。轨道变形的主要 表现是道床永久变形—下沉,占轨道总下沉的90%以上。道床 下沉有一定的规律,当道床新铺或清筛后,随着列车的通过, 道床的下沉可分为急剧下沉和后期缓慢下沉两个阶段。