高速铁路无砟轨道结构.pptx

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高速铁路无砟轨道结构主讲人：

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我国高速铁路无砟轨道主要类型我国高速铁路无砟轨道结构类型我国高速铁路无砟轨道板式枕式CRTS型板式CRTS型板式CRTS型板式CRTS型双块式CRTS型双块式道岔区板式轨道道岔区长枕埋入式轨道CRTSI型板式轨道原型日本新干线板式轨道哈大客运专线、武广客运专线等结构特点单元式结构预制轨道板CA砂浆调整凸台限位CRTSI型板式无砟轨道组成CRTSI型板式无砟轨道由钢轨、扣件、垫板、轨道板、CA砂浆垫层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等组成。

CRTSI型板式无碴轨道系统下图。

CRTSI型板式轨道设计思路两刚性较大的承载层中间，设置刚性较小的用于施工调整及缓冲协调的夹层，构成“夹心面包”结构。

施工快捷（采用预制轨道板），方便维修（采用单元式结构），造价合理（一个钢轨大修周期回收增加的造价）。

竖向力分层传递、水平力（纵、横向力）与竖向力分开承受和传递，轨道传力路线清楚、部件功能明确。

CRTSI型板式轨道主要结构功能轨道板定位与支承钢轨承受并传递竖向力及水平力CRTSI型板式轨道低弹模CA砂浆施工调整:

消除底座板的施工误差。

缓冲协调:

轨道板与砂浆间的脱空难以避免，对局部缓冲列车动荷载防止刚性冲击、均匀轨道板受力以及协调刚性相对较大的轨道板与底座间的变形差异，砂浆弹性不可缺少。

阻断裂纹:

阻断现浇底座板上可能出现并向上反射的裂纹。

提供少量轨道竖向弹性。

提供少量的限制轨道板纵横向移动的阻力。

CRTSI型板式轨道低弹模砂浆难以承受轨道板传下的纵横向力，尤其是难以承受因温度变化造成的单元轨道板的温度力或变形。

列车纵横向力及温度力经由凸形挡台直接传递至分段连续浇筑的底座板上。

设计中最主要的是注重砂浆的抗压强度和变形能力，即具有足够的抗压强度和尽可能低的弹模。

CRTSI型板式轨道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CRTSI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。

CRTSI型板式轨道底座板定位凸形挡台承受并传递竖向及水平力抵抗并吸收下部基础变形CRTSI型板式轨道CRTS型板式无砟轨道预应力轨道板不允许开裂。

普通混凝土框架板及底座的裂缝限值为0.2mm充填层厚50mm，不应小于40mm（减振40mm/35mm）。

袋装灌注时应与轨道板底部密贴，轨道板边角悬空深度应小于30mm凸形挡台分圆形和半圆形，半径260mm，其周围填充树脂的厚度40mm，不应小于30mm排水通道，特别是框架式轨道板内及底座内预埋的横向排水管道，应保持通畅路基和隧道地段底座间的伸缩缝宽度20mm，状态良好CRTSII型板式轨道原型德国博格板式轨道京津城际铁路、京沪高速铁路等结构特点连续式结构预制轨道板BZM砂浆调整依靠整体性限位Page17预设断裂位置调高螺杆轨道扣件灌浆孔纵向连接锚固钢筋CRTSII型板式轨道组成设计思路采用高精度的轨道板，尽可能将轨道定位误差在轨道板预制厂内解决。

采用轨道板纵向张拉连接，将轨道板纵向连成整体，减小自由边并形成整体受力。

轨道板上预设“假缝”，其主要作用是降低温度力，吸收荷载或下部基础引起的变形，从而有效地保护板下三向混合传力的砂浆层，使其可靠地与轨道板粘结。

CRTSII型板式轨道降低温度力以利于限制轨道板位移，保护高弹模砂浆：

设置假缝，钢筋混凝土开裂时弹模显著下降，温度拉力随之下降。

轨道板间预加拉力，降低轨道板中的温度压力。

轨道板使用过程中假缝允许开裂成为“真缝”，轨道板从铺设时的“板”转变为运营中的“串联宽轨枕”，因此板内设置横向预应力。

CRTSII型板式轨道高弹模砂浆的主要功能施工调整约束轨道板因列车荷载和温度变化产生的纵横向位移；在整个寿命周期内为博格宽轨枕单元提供可靠的联结与支承。

单靠砂浆难以完全约束轨道板因温度变化引起的变形。

因此轨道板需进行纵连形成固定区，设置限位台座、假缝，降低温度力并保护砂浆。

CRTSII型板式轨道桥上CRTSII型板式轨道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。

桥上CRTSII型板式轨道CRTS型板式无砟轨道轨道结构的排水通道应保持通畅砂浆应与轨道板底部和支承层或底座面密贴，厚度30mm，不应小于20mm，不宜超过40mm预应力轨道板铺设前除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的非贯通裂缝外，其他部位不允许开裂轨道板间连接部位的裂缝限值0.2mm桥梁地段连续底座板（含后浇带）的混凝土裂缝限值0.3mm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无砟轨道5.纵连板式无砟轨道我国的CRTS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。

路基基床表层桥梁保护层梁体隧底填充层C40（底座）C5029502550钢轨176扣件40承台28轨道板200CAM层30支承层300（路隧）或底座200（桥）C20（支承层）674（桥）774（路隧）CRTS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，轨道板铺设于混凝土支承层或钢筋混凝土底座上，在铺装定位后灌注30mm厚高性能水泥沥青砂浆作为施工调整层，再进行板的纵向连接，轨道整体性好，纵横向阻力大，无需设置凸形挡台等限位装置。

底座板温度力调整京沪梁端处设置厚度为50mm泡沫塑料以减小由于温度作用、桥梁挠曲或转角产生的梁轨相互影响CRTS型板式无砟轨道成灌新型无砟轨道双块式的受力型板的制造型板的精度CRTS型板式轨道轨道板无需打磨，而是通过二维可调钢模预制技术预制，提高了制造精度，实现平纵曲线线型。

采用有挡肩的8型扣件，扣件刚度更低。

轨道板下预制钢筋，轨道板与支承层间填充自密实混凝土，形成类似于双块式轨道的整体受力状态。

现场纵连技术连接轨道板，限制板端在列车荷载作用下的位移，清除轨道板受温度影响产生的翘曲变形。

优化预应力体系和板缝连接材料，提高纵连式板式轨道适应温度变化和路基沉降的能力。

结构组成：

轨道板、填充调整层（自密实混凝土）、缓冲隔离层、底座及支承层、限位结构（门型筋+凹凸槽钢筋混凝土）等。

CPIII轨道精确控制网测设混凝土底座或支承层施工隔离层及限位凹槽施工铺设及精调轨道板自密实混凝土灌注施工铺设长钢轨及无缝线路施工CRTS型板式无砟轨道结构施工顺序底座轨道板自密实混凝土层复合板结构CRTS型板式无砟轨道结构示意图盘营客专CRTS型板式无砟轨道结构底座（限位凹槽）盘营客专CRTS型板式无砟轨道结构精调轨道板盘营客专CRTS型板式无砟轨道结CRTS型板式无砟轨道技术结构特点

（1）路基纵连结构纵连结构可有效分散板下应力集中，降低应力峰值，提高轨道结构的整体性，增大轨道结构的连续刚度，可最经济、最合理、最有效的克服路基表面刚度降低所带来的振动问题。

CRTS型板式无砟轨道采用的是一种柔性的纵连结构。

温升温降时，轨道板纵向可移动（具有单元自由伸缩效果），竖向受限则不能移动。

若基础有沉降，柔性纵连结构有较强的跟随性。

CRTS型板式无砟轨道技术结构特点CRTS型板式无砟轨道技术结构特点

（2）桥隧单元结构桥梁及隧底结构表面刚度较大，为轨道板采用单元结构提供了良好的条件。

由于桥隧表面刚度大，对单元板端的约束力较强。

列车通过时，板端竖向位移较小，产生的振动是安全、舒适可接受的范围内。

单元板结构不仅可简化桥上、隧内轨道结构，降低建造难度，而且还可降低造价。

可最有效的克服连续结构受温度力造成的复杂问题等。

CRTS型板式无砟轨道技术结构特点桥梁单元结构CRTS型板式无砟轨道技术结构特点3自密实混凝土取代了CA砂浆自密实混凝土与轨道板形成牢固的复合板结构，轨道板与混凝土基础间不再有薄弱的夹心层，使轨道结构受力更趋合理。

采用自密实混凝土取代CA砂浆作为填充调整层，不仅简化了结构，节省了原材料，减少了对环境的污染，而且与“I”、“II”相比，仅填充调整层可降低造价70%。

自密实混凝土弹模25000Mpa，与高弹CA砂浆弹模10000Mpa，所能提供的弹性相当。

CRTS型板式无砟轨道技术结构特点CRTS型板式无砟轨道技术结构特点（4）采用了“缓冲隔离层”技术，为日后实现维修创造了必要的条件。

（1）在总结分析CRTSI型轨道板独立台座法和CRTS型轨道板长线台座法生产工艺基础上，提出了双向先张预应力混凝土轨道板生产工艺的总体思路：

采用窑式单元生产，每一单元为24块轨道板模型。

预应力钢筋定长下料，结合预应力钢筋不露出轨道板侧面方案，预应力钢筋两端设置张拉杆。

相邻轨道板模板之间通过连接杆将对应张拉杆相连。

轨道板预应力钢筋同步张拉，同步放张。

轨道板混凝土逐模浇筑，逐模振动。

轨道板采用窑式单元整体养护。

制造工艺

（2）根据先张法轨道板结构特点，研究提出了先张法轨道板制造工艺流程，初步提出了场房布局设计、钢模板设计方案及预应力钢筋张拉、混凝土浇筑、放张及养护等施工工艺要求。

预应力钢筋板间连接装置固定端进行初张拉方案纵向张拉梁先张法CRTSI型轨道板先张法CRTS型轨道板双块式无砟轨道设计思路充分利用了有砟轨道中预制轨枕方便钢轨定位与扣件设置的功能，施工简便快捷。

弹性模量自上而下分层递减的分层混合承力结构。

采用连续结构增加轨道的整体性，减小不平顺，简化层间联结并增加联接的可靠性。

双块式无砟轨道连续道床板的主要功能定位扣件及钢轨。

连续道床板作为轮轨竖向力、水平力及温度力的三向混合承力与传力结构。

防止因单元道床板端、板中位移差而造成的支承层受力和变形不均匀问题。

道床板中性轴附近配置纵向钢筋，承受纵向温度力并限制道床板裂纹宽度。

道床板连续浇注形成固定区，降低层间连接强度，只在伸缩区内强化连接。

双块式无砟轨道支承层的主要功能承力传力层：

支承道床板，将道床板传来的力进一步分散，并传递至路基上。

弹模过渡层。

基床与道床板间设置的过渡层，强度、弹性均应处于两者中间。

阻断裂纹。

要求支承层中出现均匀细微的裂纹，不至形成大的裂纹甚至向道床板上反射。

变形协调。

协调道床板与基床间的变形差异，适应路基变形。

双块式无砟轨道双块式轨枕不允许出现裂缝道床板裂缝（含轨枕周围的界面裂缝）限值0.2mm，不允许出现横向贯通裂缝路基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，道床板表面不得积水道岔区轨枕埋入式无砟轨道桁架式预应力岔枕不允许出现裂缝道床板混凝土的裂缝（含界面裂缝）限值0.2mm底座裂缝设计限值0.2mm，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，道床板表面不得积水道岔区板式无砟轨道道岔板除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的非贯通裂缝外，其他部位不允许裂缝道岔板与底座间牢固连接，界面纵向裂缝宽度不得大于0.1mm轨道结构的排水通道应保持通畅，道岔板表面不得积水CRTSI型板式无砟轨道检查部位轨道板凸形挡台底座伸缩缝水泥乳化沥青砂浆层挡台周围填充树脂排水通道检查内容板体及锚穴封端的裂缝、缺损裂缝、缺损裂缝、缺损离缝、破损离缝、裂缝、缺损离缝、裂缝、缺损积水情况CRTSII型板式无砟轨道检查部位轨道板板间接缝水泥乳化沥青砂浆层支承层底座板（含后浇带）侧向挡块弹性限位板挤塑板滑动层排水通道检查