国外无碴轨道类型及特点之一文档格式.docx

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直接支承结构式是指在基础上直接铺设无碴轨道的一种结构。

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第二节博格板式无碴轨道

一、概述

博格板式无碴轨道系统的前身是1979年铺设在德国卡尔斯费尔德一达豪的一种预制板式无碴轨道。

通过对其进行包括预应力结构、结构尺寸、纵向连接等方面的优化改进；

采用先进的数控磨床来加工预制轨道板上的承轨槽；

使用快速方面的测量系统，使用精度容易满足高速铁路对轨道几何尺寸的高要求。

高性能沥青水泥沙浆垫层可以为轨道提供适当的刚度和弹性。

博格公司轨道板施工研制生产了成套的设备，使得博格板式轨道机械化程度高于一般轨道结构。

博格板式无碴轨道已获得了德国联邦铁路管理局颁发的许可证，可用于300km.h-1的高速铁路，目前正在德国纽伦堡至英戈尔施塔特的新建高速线上铺设。

二、系统组成

（一）系统构成

路基上博格板式轨道系统和构造见图2-1和图2-2。

其层次构成依次为：

级配碎石构成的防冻层（FSS）30cm厚的水硬性混凝土支承层（HGT）、3cm厚的沥青水泥沙浆层、20cm厚的轨道板，在轨道板上安装扣件。

博格板式轨道系统轨顶至水硬性混凝土顶面的距离为474mm。

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（二）轨道板

预制轨道板是在预应力台座上生产出来的，混凝土强度等级为C45/55，可以采用普通混凝土或钢纤维混凝土。

预制轨道板的横向为预应力钢筋，纵向为普通钢筋，板与板之间在纵向通过伸出钢筋进行传力连接。

采用这种预制轨道板的轨道均匀性好、耐久性强，横向及纵向的抗滑移阻力高。

在混凝土预制轨道板的收缩徐变完成后，使用数控磨床对承轨台进行机械加工（承轨台在生产时已留出了加工余量），可以达到极好的精度，大大减少了现场调试工作。

轨道板进行安装定位时不需过渡轨，只需对承轨台上指定的测量点进行精确定位即可。

预制轨道板有以下3种形式。

1、标准预制轨道板

标准预制板为长度6.50m,板厚200mm的单向预应力混凝土板，板与板之间有纵向连接，适用于路基、桥长25m及以下的桥梁和隧道。

2、特殊预制轨道板

特殊预制轨道板为最大板长4.50m。

板厚300mm的钢筋混凝土板，可用在长度大于25m的桥梁上。

特殊预制轨道板设有减振系统（质量弹簧系统）。

必要时还可在特殊预制板里安装信号设备。

3、其他补充型预制轨道板

由于存在着桥梁、隧道、道岔和新线与既有线路的接处等控制点，必要时需对预制轨道板的长度进行调整，为此可生产长度从0.60m到小于6.50m不等的预制轨道板。

（三）水硬性材料支承层（HGT）

该层厚度为300mm，由素混凝土构成。

水硬性材料支承层的作用是保证系统刚度从防冻层经预制轨道板到钢轨的递增。

在隧道和明洞里不设水硬性混凝土支承层，直接铺设在结构底板上。

（四）防冻层

路基上应铺设一层防冻层，以防止路基因冻融循环所引起的冻胀。

防冻层由级配碎石组成，也具有防止毛细作用发生的功能。

（五）沟槽

为防止轨道扣件处混凝土出现裂缝，在承轨台之间预设了沟槽。

（六）承轨台

轨道扣件安装在承轨台上。

承轨台用数控机床磨削加工，加工精度为0.1mm。

（七）轨道扣件

预制轨道板磨削工序完成之后，在工厂里预安装轨道扣件。

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三、博格板式轨道的特点

博格板式轨道除了完全满足德国铁路对于轨道的技术要求外，还具有以下特点。

1、轨道板在工厂批量生产，进度不受施工现场条件制约。

2、每块板上有10对承轨台，承轨台的精度用机械打磨并由计算机控制。

工地安装时，不需对每个轨道支撑点进行调节，使工地测量工作可大大减少。

3、预制轨道板可用汽车在普通施工便道上运输，并通过龙门吊直接在线路上铺设，无须二次搬运。

4、现场的主要工作是沥青水泥沙浆层的灌注，灌浆层在灌注5~6h后即可硬化。

5、具有可修复性，除在每个钢轨支撑点处（轨道扣件）调高余量外，还可调整预制板本身的高度。

6、博格板式轨道的缺点是制造工艺复杂，成本相对较高。

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四、适应不同基础设施条件的博格板式无碴轨道

（一）、路基

博格板式无碴轨道在路基上的标准截面见图2-3。

为了将工后沉降控制在允许范围内，必要时应对地基进行加固处理。

在路基上铺设预制轨道板（间隙为50mm），首先使用调高装置对轨道板进行调整和精确定位，再将轨道板与水硬性材料支承层之间的间隙进行密封处理，灌浆后密封灌浆孔。

接下来进行轨道板的连接。

先在窄缝处灌浆然后连接张拉预制轨道板两端露出的螺纹钢筋，使接缝处始终处于压应力状态下，最后在宽接缝处浇注混凝土，起到保护作用。

（二）、长度小于25m的桥梁

对于长度小于25m的短桥来说，气候变化对桥梁变形影响很小。

因此，在短桥上可使用博格板式轨道系统的标准预制轨道板。

见图2-4为短桥上的博格板式无碴轨道标准截面图。

（三）、长度大于25m的桥梁

当桥梁长度超过25m时，受温度变化和活载引起的桥梁挠度的影响，桥面在纵向和横向会发生位移。

因此，桥上需使用特殊预制轨道板，设置限位块，以避免这种位移对轨道板产生不良影响。

图2-5为长桥上的博格板式无碴轨道标准断绝图。

（四）、隧道

隧道内的博格板式无碴轨道标准截面见图2-6。

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五、减振降噪措施

在对环境要求比较高的地段，无碴轨道需要降噪和防振处见图2-7为减振降噪博格板式无碴轨道。

第三节雷达型无碴轨道

雷达型无碴轨道于1972年铺设于德国比勒非尔德至哈姆的一段线路上，以雷达车站而命名。

在使用过程中不断优化，从最初的雷达普通型发展到现在的雷达2000型，并且针对路基、桥梁、隧道不同基础进行了部分修改。

图2-8为最早的雷达普通型无碴轨道结构形式。

图2-9为雷达2000型无碴轨道结构形式优化过程。

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雷达型无碴轨道最初为整体轨埋人式轨道，到雷达柏林（READ-BER-LIN）已经发展为钢筋木行梁支撑的双块埋入式无碴轨道，但承载层仍然是槽形。

发展到雷达2000型时，成为由钢筋木行架连接的双块埋入式轨道，其混凝土承载层改成平板。

图2-10为雷达2000型无碴轨道结构系统图，图2-11为标准支承块结构组装图。

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二、系统构成

雷达2000型无碴轨道系统结构如下：

基础为水硬性混凝土支承层，厚度300mm，强度不应低于15N·

mm-2。

B355W60M型双块式轨枕按照650mm的间距排列，每组轨枕枕块下依靠两个钢筋木行架支撑，轨枕块精确定位后浇注混凝土，混凝土标号为B35。

轨枕与轨道承载层整体相连，现浇轨道板厚240mm，轨枕上安装IOARV高弹性胶垫，采用Vossloh300型扣件系统。

扣件螺栓锚在双块式轨枕内，使用UIC60钢轨。

无碴轨道的混凝土板（B35）为钢筋混凝土结构。

配筋率为0.8%~0.9%，从而将可能出现的裂缝宽度限制在0.5mm范围内，可防止连接钢筋受到腐蚀。

三、雷达2000型无碴轨道的特点

雷达2000型无碴轨道具有如下特点。

（1）与雷达普通型轨道相比，轨顶到水硬性混凝土上表面的距离减少到473mm，轨道板各层的厚度累计减少了177mm；

在轨距不变的前提下，轨枕全长由2.6m减少到2.3m。

所用混凝土量大大减少。

（2）埋入长轨优化为短枕，后期浇注混凝土与轨枕之间的裂缝减少。

（3）对土质路基、桥梁、高架桥、隧道、道岔区段以及减振要求区段，可以采用统一结构类型，技术要求、标准相对单一，施工质量容易控制，更适应于高速铁路。

（4）槽形板的取消，使得轨道混凝土承载层的灌注混凝土的捣固作业质量易于保证。

（5）两轨枕块之间用钢筋木行梁连接，轨距保持稳定。

（6）表面简洁、平整，美观漂亮。

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四、适用不同基础设施条件的雷达2000型无碴轨道

（一）路基

对于安装于土质路基上的无碴轨道，根据ZTVT-StB规定，在厚度为30cm的水硬性混凝土支承层上铺设轨道承栽层。

水硬性混凝土支承层是一种拌合水泥加以稳定的支承层，该支承层在适应性试验中显示的最低强度应为15N·

该层每隔5m设沟槽，以控制裂缝的形成。

在ZTVT-StB规定中，水硬性混凝土支承层下应铺设防冻层。

防冻层位于土质路基之上，而土质路基的铺设应遵照DS836中的要求。

（二）桥梁、隧道

图2－12为桥梁上和隧道中的雷达2000型结构图。

桥梁上的雷达2000型上部结构与路基上基本相同，主要差别是，由于要保持混凝土承载层与桥面混凝土板的横向稳定，两者纵向之间接触面设计成了凸凹结构。

桥梁上的雷达2000型可以使二期恒载大大降低。

由于雷达2000型的结构高度较低，为减少隧道断面面积提供了有利条件。

实例是德国科隆－法兰克福线双线高速铁路（300km·

h-1），线间距4.5m，隧道断面92m2。

（三）道岔区

为了整个轨道系统（用于干线和道岔区段）一致性，实现系统工程的相互衔接，调整了用于雷达2000型无碴轨道系统的道岔区段设计，以降低轨道高度。

该项开发的核心是基于B355W60M双块式轨枕对混凝土道岔轨枕进行设计和定位。

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五、雷达型无碴轨道的应用情况

现在德国铺设的无碴轨道线路50%以上为雷达型无碴轨道。

这种无碴轨道除了在德国成规模地应用外，在世界其他国家和地区也得到认同并使用。

韩国高速铁路一期工程虽然以有碴轨道为主，但在新建段（汉城－大邱）的3座隧道和光明车站的6股站线（车站侧线）上也铺设了几段无碴轨道，采用的是德国雷达普通型无碴轨道结构型式（见图2－13），单线延长里程53.841km。

目前，韩国认为已充分掌握该项技术，计划在第二阶段大邱至釜山新建高速线上全部采用无碴轨道。

印度（宽轨）和荷兰新建铁路中的无碴轨道也采用了德国雷达2000型（见图2－14和图2－15）。

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我国在秦沈线的沙河桥和渝怀线鱼嘴2号隧道（曲线）分别铺设了长枕埋入式无碴轨道692m和710m。

正在建设的遂渝线无碴轨道综合试验段岔区（路基）也将采用轨枕埋入式无碴轨道。

我国台湾省的台北－高雄高速铁路的道岔区也部分采用了雷达型无碴轨道。

总之，雷达型无碴轨道在不同的国家和地区运用，还需要根据不同国家和地区的技术标准进行改进，以适应本国铁路的发展。