德国铁路工程施工技术要求.docx

1、德国铁路工程施工技术要求德国无碴轨道工程施工技术要求（第四版）目录0 组织机构1 原则1.1 适用范围1.2 一般要求1.3 无碴轨道结构型式的批准和交付使用附录1 德铁应用的技术规范、规定和其它文件摘要附录2 维修和损坏时的准备要求附录3 无碴轨道施工要求附录4 运营试验的技术测试支持2 轨道技术要求2.1 荷载2.2 设计计算2.3 线路和道岔的一般结构参数2.4 钢轨2.5 扣件2.6 混凝土支承层2.7 沥青支承层2.8 水硬性胶结支承层2.9 轨道几何状态验收2.10 维修和更换2.11 过渡段附录1 道床模量、支点刚度与轨道刚度之间的关系附录2 第2.6节“混凝土支承层”的补充要求

2、附录3 第2.7节“沥青支承层”的补充要求3 测量要求1个附录附录1 无碴轨道测量与轨道验收的准备4 路基上无碴轨道4.1 原则4.2 对排水系统的附加要求5 隧道内无碴轨道5.1 隧道的特殊条件5.2 隧道内的无碴轨道计算5.3 对无碴轨道结构型式的要求5.4 路隧过渡段6 桥上无碴轨道6.1 在桥梁上使用无碴轨道的特殊条件6.2 在短桥和长桥上无碴轨道的支承6.3 无碴轨道的计算数据，即桥梁上部结构和线路上部施工之间相互影响的计算数据6.4 对无碴轨道结构型式的要求6.5 路桥过渡段6.6 规划资助7 信号技术要求7.1 原则7.2 轨道绝缘7.3 无碴轨道的钢筋绝缘7.4 在连续式列车运

3、行自动控制装置中铺设于钢轨之间的传导线7.5 在轨腰或轨底安装信号技术仪器7.6 欧洲标准型应答器7.7 为安排施工线路封锁用的自由空间7.8 无碴轨道中的道岔7.9 电缆架设、电缆选线、线路连接电缆7.10 对吸音层的要求7.11 燃轴表示器和制动抱死的定位仪1个附录8 电气技术要求8.1 原则8.2 回流线铺设、钢轨接地、点位均衡8.3 无碴轨道的特殊要求和施工规定8.4 接地设备的自由空间和可接近性8.5 对电气轨道加热装置的要求8.6 无碴轨道的临时电杆8.7 直流线路区段的特点9 噪声与振动9.1 振动9.2 空气噪声9.3 原则2个附录0 组织事项1 原则1.1 使用范围本技术要求

4、纲要是为补充说明法规（见附录1.1）中德国铁路对无碴轨道的技术要求。该无碴轨道施工技术要求纲要是以招标条件为基础的。它适用于按等级的施工工作量一般技术合同条件（ATV）。对于具体的工程计划在必要时可对无碴轨道的施工计划和结构制定附加的技术要求。1.2 一般要求无碴轨道（FF）的理念可理解为一种少维修的轨道结构，在该轨道中可用组合材料替代线路上道碴所起的降低荷载作用。考虑到无碴轨道是一种对沉陷变形特别敏感的轨道结构，因此该结构要防冻地建在混凝土支承层（BTS）或沥青支承层（ATS）上，并要求它是长期保持不变形的支承基座。由机车车辆和铁路线路部门之间协调同意要求的钢轨沉陷值可通过确定的轨道刚度得到

5、保证。无碴轨道结构设计的使用寿命应至少为60年。无碴轨道结构的要求应能与当时所需的速度和荷载断面图相匹配。无碴轨道结构必须包括线路、道岔、钢轨伸缩装置和护轨，并根据需要包括最佳减振降噪措施方案。应根据以下情况的区别考虑无碴轨道的设计与结构：下部结构形式在土质路基上的无碴轨道在隧道中（也可在槽形施工物中的）的无碴轨道桥梁上的无碴轨道结构体系轨枕埋入式结构型式轨枕铺设在混凝土支承层或沥青支承层上的结构型式带有单个支承点或连续铺设钢轨的整体结构和预制结构型式无碴轨道的每种结构型式需要有目前的定义。对它的设计结构，所使用的材料和部件都应附上体系图清楚地说明，还要包括制作过程。任何重要的变更就算一种新的

6、结构型式。每种无碴轨道的结构型式设计与结构均应保证：遵守和符合轨道、土建、隧道、桥梁、测量、电气和信号技术以及减振降噪等专业多学科的技术要求；应在不同的无碴轨道结构和有碴轨道之间有过渡段的结构体系；为保证符合条件地施工，应有证实按质量规定的施工中间状态的质量保证体系；应保证在出现伤损时和不均匀沉降的情况下有维修无碴轨道的工作方案，包括相关技术、工艺和功效数据（见附录1.2）。每种无碴轨道的结构型式应进行测试。这些无碴轨道的结构型式无论其结构体系有不同，均应考虑到它们可能的变形性而应符合在土质路基上（见第4章节）和桥隧（第5和6章节）中的要求，符合所规定的条件，一般应交验其小变形的支承基础。1.

7、3 无碴轨道结构型式的批准和交付使用1.3.1 运营试验和使用者说明德铁公司一般线路上和道岔区无碴轨道结构的运营试验要以由德国铁路公司主管专业单位的使用者说明为前提条件。它一直要求到该结构型式被德国铁路公布为标准结构型式并采纳到“线路和道岔的轨道结构型式”规范中为止。使用者说明的前提条件： 联邦铁路局（EBA）对当时结构型式的批准件。由该结构型式研制者对该批准件的申请。 提交该结构型式测定的样品。 提交由DB认可的试验部门对该结构型式进行的试验性能证明（模型试验）； 提交标有制造公差的设计图，图纸应明确标明结构型式和部件，以及与第2章“轨道”中要求的、包括所有制造公差的结构参数证明。 提交施工

8、措施证明，证明符合按照第26章节要求的支承基础条件。否则，必须由德国铁路认可的专家委员会确认的特殊证明书。 提交该结构型式的制造工艺过程。 提交按照质量规定条件施工的的施工中间状态的质量保证体系证明。 提交除德国铁路公司的运营线路之外的最短50m长试验性的制作证明。 在德国铁路公司和该结构型式研制者之间签订一个试验合同，包括成本规定和任务分配，以及相关的测试技术附带说明文件和试验（见附录1.4）（施工合同的组成部分）。 制定和提交关于运营试验的附带说明文件。 进行运营试验在速度230km/h的线路上运行，至少铺设在线路上和试验2年的时间（至少两个夏季和冬季），随后在速度大于230km/h的线路

9、上运行，再次至少3夏季和冬季，在铺设使用地点用适量的冰冻/霜露交替和通过总重至少80MGT的通过总重进行试验。在运营试验框架内的无碴轨道铺设使用时间特殊情况时，可根据当地和运营边界条件签约商定。特殊情况时，可在分等级的试验过程和试验时间方面有所不同。不过这始终要有系统提供方的参与，例如在超过保险期后采用以较长期地承担维修工作的形式。直到宣布作为标准结构型式为止，附录1.3说明的过程均适用于：订购、参与施工规划、制作和验收。1.3.2 作为标准结构型式交付使用无碴轨道批准为标准结构类型交付使用的前提条件是： 根据1.3.1节所述，结束分等级的多年运营试验； 联邦铁路局的“通用结构型式批件”； 结

10、构型式的技术和经济评估。技术评估必须包括：最后的全部功能能力；确定在运营试验期间少维修；相应的证明书，包括证明设计使用寿命为60年。运营试验结果的申请批准和相应的证书是结构型式研制者的任务。德国铁路方面可提供使用在德国铁路上负责进行的测试结果。作为标准结果型式交付使用要采纳到“线路和道岔的轨道结构型式”规范中。它还包括该结构型式的详细说明，包括详细的使用规定。4个附录2 轨道技术要求2.1 荷载 按照DS 804规定的荷载。2.2 设计计算 无碴轨道的设计计算应根据2000年版的“混凝土”中的规定进行。采用别的设计计算方法时，必须征得一个DB认可的专家确认。2.3 轨道和道岔的一般结构参数 必

11、须保证轨道具有足够的弹性。调查研究表明，钢轨位移大约1.5mm和轨道静刚度为：cG645（kN/mm），最为理想。轨道静刚度按附录2.1计算，即： cGQ/z 其中：cG轨道静刚度（kN/mm）；Q静轮重(kN) ；z在车轮作用点下的钢轨位移（mm）。以20t轴重确定轨道的静刚度。 钢轨支承间距： 65cm在支承间距更大的位置，应考虑在支承点之间形成钢轨附加挠度情况下，应力是否超过允许的钢轨应力。 轨距（名义尺寸）：14362mm 纵向阻力（2mm位移）：14kN/m全轨道 横向阻力（2mm位移）：25kN/m全轨道 标准部件的应用原则上，应采取措施保证线路扣件采用标准的部件，特殊情况下可使用

12、调高垫板（垂向）和非对称的轨距挡块（水平）。为了尽量减小特殊情况下调整垫板的使用引起的相邻支点的刚度差异，相邻支点调整的高度差异应0.5mm。为了今后的维修工作，应提供特殊情况下调高垫板和轨距挡块使用的技术文件（参见2.10节）。 为了保险起见，应规定断轨时合适的断缝值。2.4 钢轨标准轨为符合UICKodex860-V和德国铁路技术交货条件TL918 254的UIC60钢轨，以有效的标准设计图为准。使用其它型式的钢轨应得到DB的批准。2.5 扣件一般地，钢轨支承在支点位置，也可设连续支承。钢轨支承的选择应保证达到第2.3条参数的要求。应满足的其它要求：（1）对于UIC60，支点间距65cm来

13、说，从轨道静刚度cG645kN/mm得出：钢轨支点静态支承刚度c（相当于轨下中间垫板的弹性值）： c22.52.5 kN/mm在附录2.1中定义了支点刚度、中间垫板的弹性值和轨道静刚度之间的相互关系。至于中间垫板的动力学性能，在TL918 235中的“弹性中间衬垫和中间垫板”有具体规定。（2）轨底坡： 1 ：40（15）（3） 纵向阻力：7kN/m每轨（在2mm位移时），对于桥上线路而言，阻力应14kN/m每轨，对于设置伸缩调节器的桥梁，对于阻力的附加要求应根据具体情况确定。（4）抗扭阻力：对于无碴轨道没有要求。（5）绝缘电阻：5k（根据prEN 13146-5对层结构类型的单个轨枕进行测试，

14、其它要求见第7.1节）（6）支点抗拔力：参照第6节中的桥上扣件的特殊要求。（7）钢轨扣件的一般设计要求：支点的设计应限制弹性层（中间垫板）的预压程度。所有支点的安装偏差（如高低调整）须保证弹性中间层的刚度要求，并与TL 918 235一致。钢轨扣件易于水平和垂直方向调整。轨道和道岔竣工后的扣件水平调整量4mm，高低调整量20mm，在特殊区段（如：膨胀土）扣件的调整量应与业主商定。道岔区轨道的截面模量变化应通过支点刚度的变化进行调整，使之达到与轨道区段有大体相同的钢轨下沉量。扣件部件的所有原材料应考虑钢轨表面65的最高温度。同时在最高轨温100几个小时的条件下不破坏或不失效（这取决于涡流制动的情

15、况，在确定具体的制动区段后，提出具体要求）。扣件的设计/或制造过程中的技术要求必须保证维修过程中（如钢轨更换）轨道状态易于调整。所有扣件部件必须易于更换，花费较少。2.6 混凝土支承层（BTS）BTS的设计应与：ZTVTStB一致， 当前应用版本ZTV BetonStB 当前应用版本BTS的尺寸应满足： 配筋率： 混凝土横断面的0.80.9 钢筋层的位置： 中间（表面连接） 裂缝宽度控制： 0.5mm（顶面）带轨枕的结构类型，无裂缝形成；无轨枕的结构类型，控制裂缝。 无轨枕的结构类型的裂缝位置。特别是支承位置的下方，钢轨扣件的区域不得出现裂缝（控制裂缝形成）。 制造精度：特别对于多层的结构类型

16、，必须满足第2.3、2.5和2.9节的要求，质量保证系统应满足第1.3.1的要求。 其它要求见附录2.2。2.7 沥青支承层（ATS）ATS的设计应与：ZTVTStB一致， 当前应用版本ZTV 沥青StB 当前应用版本ATS的尺寸应满足： 特别对于多层的结构类型，必须满足第2.3、2.5和2.9节的要求，质量保证系统应满足第1.3.1的要求。 其它要求见附录2.3。2.8 水凝性胶结支承层（HGT）HGT的设计应与当前应用版本的ZTVTStB一致，其必要性和尺寸根据具体情况确定。2.9 轨道几何状态检查验收应用DS820和相关要求。对于无碴轨道，按下列要求检查验收： 检查验收施工部门应按“指南

17、883.0031”，附录1和2的要求提供包含下列线路参数自检结果的图表（参考第3节，测量要求）（1） 关于短波范围的纵向高低和轨向使用30m弦长；每隔5m弦重叠（一般为8个支点间距）；相邻测点间的正矢与设计值的偏差应2mm。（2） 关于长波范围的纵向高低和轨向使用300m弦长；每隔150m弦重叠（一般为240个支点间距）；相邻测点间的正矢与设计值偏差应10mm。（3） 关于外部轨道几何状态（4） 关于轨距测量每个支点的轨距与标准值1436mm的偏差。（5） 关于超高测量每个支点的超高与设计值的偏差。 检查验收2.10 维修和更换2.11 过渡段2.11.1 一般要求过渡段包括：（1） 工程结构

18、物（桥梁或隧道）上的无碴轨道与路基上的无碴轨道；（2） 有碴轨道和无碴轨道；（3） 不同无碴轨道结构之间。由于过渡段的弹性和变形的差异，过渡段应按第2.11.2、第2.11.3和第2.11.4节的要求采取必要的加强措施。下部结构物和上部轨道结构的过渡点应相互错开，不应在同一断面上。两个过渡点的最小距离应根据列车动力性能、设计安全系数，并与DB的负责部门商量后确定。过渡区域应尽量避免焊接接头。过渡段区域不得有联合接头和绝缘接头。2.11.2 工程结构物（桥梁或隧道）与路基上的无碴轨道间的过渡参见第5和第6节。2.11.3 无碴和有碴轨道间的过渡为了最大限度地减小过渡段轨道纵向高低的差异，无碴/有

19、碴间过渡段的设计应保证轨道刚度的平缓过渡（参见附录2.1）。为此，应遵守下列设计原则和施工措施：（1） 无碴/有碴过渡段要求下部基础条件一致；（2） 通过附加措施（锚杆、straps），加强无碴轨道末端的承力层间的连接；（3） 采用沥青承力层的无碴轨道结构在过渡点有碴轨道的方向必须设15m长的钢筋混凝土板。位于过渡段区域的轨枕或钢轨支点应按要求设置。后者也适用于混凝土承力层（BTS）的无碴轨道结构类型。（4） HGT必须延伸出无碴轨道外部10m，并考虑要求的道碴厚度。（5） 过渡段下部道碴的粘结参照DB1999年1月5日颁布的“轨道和道岔区粘结道碴的暂行技术要求”执行。从无碴轨道开始的有碴轨道

20、45m范围内应进行道碴粘结处理：完全粘结（下部道碴、边梁、轨枕盒）部分粘结（下部道碴、边梁）部分粘结（下部道碴）（6） 有碴轨道的轨枕间距为60cm；（7） 与DB负责部门商定后，确定是否安装辅助轨（长度20m，其中无碴轨道部分5m，有碴轨道部分15m）；（8） 为了满足第2.3节中的轨道刚度要求，过渡段应至少分三个区段对钢轨支点刚度进行弹性调整；（9） 如必要，可考虑采用端部支承（可能在结构物前端）。与上述技术要求不同时及端部支承的采用必须经DB负责部门批准。2.11.4 不同无碴轨道结构类型间的过渡应考虑过渡段范围的不同无碴轨道结构类型设计高度差，保证不同轨道结构之间的直接连接。3个附录附

21、录2.11 道碴模量、支点刚度与轨道刚度间的相互关系注：应用“弹性”、“刚度”、与“弹性系数”名词来描述同一物理量，即力/变形。1.1 有碴轨道的道碴模量对于有碴轨道，轮载产生的力由钢轨通过轨枕传递到道碴、垫层和路基上。基于Zimmerman的模型计算，其弹性支撑纵梁将在所有轨枕支点处的道碴、垫层和路基视为相同、独立的弹簧，其变形与力成正比，利用此模型来确定钢轨的位移。 在此将此弹簧称为“道碴模量C”。道碴模量C取决于钢轨位移和轨枕与道床间的压强。 （1）p：轨枕与道床间的压强（N/mm2）z：钢轨位移（mm）。道碴模量通过式（2）及静轮载作用下实测的钢轨位移来确定。 （2）C：道碴模量（N/

22、mm3）Q：静轮载（N）EI：钢轨钢弹性模量（N/mm2）及惯性矩（mm4）z: 钢轨位移（mm）b：F/a，弹性支撑纵梁的计算宽度（mm）F：轨枕有效支承面积的一半（mm2）a：轨枕间距（mm）在既有线上，道碴模量一般在0.050.15N/mm3之间，而在新建线上，位于0.30.4N/mm3之间。1.2 无碴轨道的支点刚度对于无碴轨道，粘结与非粘结承力层提供的弹性很小。因此在模型计算中只将中间弹性层作为弹性部件考虑。计算中就中间弹性层称为“支点刚度c”（参照无碴轨道的第2.3和2.5节）。其由支点压力与钢轨位移导出，即： （3）c：支点刚度（N/mm）S：支点压力（N）z：钢轨位移（mm）。

23、与有碴轨道不同，无碴轨道应用支点刚度c，而不用道碴模量C，支点刚度与道碴模量存在如下关系： （4）C: 道碴模量（N/mm3）S：支点压力（N）F：轨枕有效支承面积的一半（mm2）c：支点刚度（N/mm）z：钢轨位移（mm）。1.3 轨道刚度与支点静刚度c不同，轨道刚度cG由静轮载确定，而不用支点压力，类似于第2.3节，利用下式确定轨道刚度： （5）cG：轨道静刚度（N/mm）Q：静轮载（N）z：钢轨位移（mm）。将式（4）和式（5）代入式（2），可得出cG，以及无碴轨道的支点刚度c与轨道刚度cG间的关系：无碴轨道的轨道刚度： （6）c：支点刚度（N/mm）a：轨枕间距（mm）EI：钢轨钢弹性

24、模量（N/mm2）及惯性矩（mm4）将式（5）代入式（2），可得出cG，以及有碴轨道的道碴模量C与轨道刚度cG间的关系：有碴轨道的轨道刚度： （7）C: 道碴模量（N/mm3）b：F/a，弹性支撑纵梁的计算宽度（mm）F：轨枕有效支承面积的一半（mm2）a：轨枕间距（mm）EI：钢轨钢弹性模量（N/mm2）及惯性矩（mm4）变换式（6），可得出第2.3节的定义： （8）1.4 无碴轨道静刚度的简化算例由式（6），支点静刚度为22.5kN/mm，支点间距65cm，UIC60轨（I3055104mm4，E21104N/mm2），静轮载Q为100kN（轴重20t），可得出无碴轨道的静刚度： 1.5

25、有碴轨道静刚度的简化算例，B70枕应用B70混凝土轨枕、Zw700中间弹性垫板的有碴轨道静刚度计算：B70混凝土轨枕：F5700cm2（有效支承面积）在路基较好的B70轨枕有碴轨道支点刚度：Zw700中间弹性垫板：cZw70kN/mm 计算得出支点刚度： 有碴轨道静刚度计算： 附录2.2对第2.6节“混凝土支承层”的补充要求1 一般要求下列要求不豁免轨道结构开发商/制造商的产品职责。无碴轨道使用寿命60年对混凝土支承层提出了更高的技术要求，第2.6节的规定基本上适用。2 补充要求混凝土支承层的厚度和混凝土的密度是影响混凝土支承层耐久性的主要因素。混凝土支承层的厚度应由测试结果确定。混凝土的密度

26、主要取决于混凝土成分、压实度和后期养护处理。混凝土支承层的尺寸和灌筑应考虑冻结、温度和气象条件等不利因素。混凝土灌注后，混凝土支承层应采取保护措施防止干燥。在混凝土收缩过程中应特别注意混凝土支承层产生粘结缺陷。混凝土支承层的表面裂纹宽度不得大于0.5mm（参照第2.6节）。必须采取特殊措施防止混凝土支承层形成“杂散裂纹”。灌注后的混凝土温度、混凝土成分和水泥的品种应适当调整，保证在60年使用期内不发生破坏。HGT与混凝土支承层间应保证适当联结（如表面进行后处理等）。在无碴与有碴轨道之间、不同无碴轨道结构之间、无碴轨道与结构物之间的过渡区域，应采取特殊措施保证HGT与混凝土支承层的联结。附录2.

27、3对第2.7节“沥青支承层”的补充要求1. 一般要求下列要求不豁免轨道结构开发商/制造商的产品职责。无碴轨道使用寿命60年对混凝土支承层提出了更高的技术要求，第2.6节的规定基本上适用。3 测量要求1个附录4 路基上无碴轨道4.1 原则无碴轨道结构对土工结构（路堤、路堑）及与结构物（桥梁、隧道、槽形结构）之间的过渡段技术要求参照“指南836”，即“土工结构的设计、施工和维修”。无碴轨道的结构尺寸和设计应与这些土工技术要求相适应（参考第1.2和1.3节）。4.2 有关排水的特殊要求 与多条线路时采用的中心排水不同，无碴轨道线路应根据具体情况和经济性（施工和维修方面），采用单面坡或递减的多面坡。5

28、 隧道内无碴轨道5.1 隧道特殊条件隧道结构一般为无碴轨道提供了较好的承力层。除过渡段外，与路基上无碴轨道相比要简单得多。另外，隧道内温差小、紫外线强度弱也是一大优点。换句话说，隧道为无碴轨道的应用提供了有利的使用条件。考虑隧道内救援，需要采取一些其它措施（如：引导牌、汽车通道、防止火灾等）。5.2 隧道工程计算稳定的下部基础使无碴轨道的设计工作相比要简单。但是混凝土支承层相应减小必须通过支承层传递下来的列车荷载可被隧道基底承受（特别对于明挖隧道）。与DIN1072相一致的桥梁等级30/30（无振动校正因子）应作为救援车辆道路的荷载。5.3 结构设计要求5.3.1 由于隧道内具有第5.1中提到

29、的有利条件，应采用无碴轨道结构。但必须提供依据证明地质条件容许（参照Ril853.1001，“设计原则”第三节（6）。5.3.2 由于隧道内具有第5.1中提到的有利条件，在路基上应用的所有类型的无碴轨道结构均适用于隧道内。路基上的HGT（或其它支承层）铺到隧道洞口，然后支承层直接置于隧道基底。5.3.3 隧道的断面尺寸符合Ril853.1002或853.1003（参照图Ril853.9001）5.3.4 在使用单壳施工方法（如掘进机）的隧道内铺设无碴轨道应与负责部门商定。5.3.5 火灾与灾难防护要求（略）5.4 隧道路基间的过渡段 由于弹性和沉降差异，路隧过渡段需要考虑特殊措施： 上部和下部

30、结构的过渡不应在同一位置，应相互错开（如第2章所述）； 沉降和弹性差异主要通过钢筋混凝土楔形块来减小； 如上述不能满足要求，从隧道口开始到洞内3.50m的无碴轨道下部设置中间弹性垫层，一般来说不需要拖板。 由于隧道洞内外的温差，在过渡段区域的洞口两侧约100m范围，钢轨有纵向移动趋势，为了保证拉伸补偿，对直接支承无碴轨道结构，应采取降低纵向阻力措施，设计上应保证轨枕不歪斜。6 桥上无碴轨道6.1 影响无碴轨道的桥梁技术要求 沿线路纵向，无缝钢轨被视为固定不动的，而桥梁由于运营荷载（制动和启动）和温度变化会产生纵向移动。无碴轨道通过摩擦型连接与梁体相连，由于线路上部结构的扭曲和下部结构的变形，过渡段区域的钢轨将产生提升力。由于土质路基与桥梁结构在变形和刚度上差异，必须考虑桥梁至路基之间的过渡措施。桥上无碴