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1、客运专线无碴轨道介绍,内容概要,一. 无碴轨道的特点 二. 世界各国无碴轨道概况 三. 国内无碴轨道研究概况 四. 目前国内铁路客运专线计划采用的无碴轨道型式以及相关技术介绍,一. 无碴轨道具有的特点（与有碴轨道相比）：轨道稳定性好，线路养护维修工作量显著减少（50%以上）； 耐久性好，服务期长； 可减轻桥梁二期恒载，降低隧道净空； 初期投资相对较大(下部基础与轨道部分)； 一旦基础变形下沉，修复困难； 在维修作业困难、公铁交叉、减振降噪与环境要求高的区段、优质道碴短缺的地区适于铺设。,二、无碴轨道国内外概况,1.概况: 自上世纪60年代开始，世界各国铁路相继开展了以整体式或固化道床取代散粒体
2、道碴的各类无碴轨道的研究。 在大多数国家，无碴轨道由于造价高等原因还处于研究试铺或短区段分散铺设的状况； 而在日本板式轨道已在新干线大量铺设，铺设总长度达2700km。 德国铁路Rheda系、Zblin系等五种无碴轨道已批准可正式使用，并在新建的高速线上全面推广，铺设总长度达360km。 无碴轨道最初一般都铺设在隧道内，以后逐渐扩大到桥梁和路基上，如日本的板式轨道铺设在山阳、东北、上越、北陆等新干线全部的桥、隧结构上。而德国铁路无碴轨道则首先解决了在土质路基上铺设的技术问题，然后在隧道、桥梁上推广使用。,2.国外几种主要无碴轨道结构型式,轨枕埋入式（双块式和长枕埋入式）（Rheda） 板式轨道
3、 （Slab） LVT弹性支承块式 （Low Vibration track） PACT型 （Paved Concrete Track） 其它型式 （意大利IPA、法国VSB等）,Rheda型（国内名称：双块式无碴轨道）,Rheda-2000型（国内名称：双块式无碴轨道）,Rheda型（长枕埋入式）,长枕埋入式无碴轨道在德国高速铁路上得到应用（柏林汉诺威，190km）；其轨道的基础分钢筋混凝土和沥青混凝土两类。Rheda型轨道为钢筋混凝土底座上的结构型式之一。 Rheda型轨道由轨枕及其周围灌筑的混凝土组成，在桥、隧和土质路基上都适用。在德铁铺设的360km无碴轨道中，Rheda型约占一半以上
4、。,长枕埋入式无碴轨道,长枕埋入式无碴轨道,板式轨道（Slab）,日本从60年代试验研究开始，截止到目前累积铺设板式轨道已达2700多km，成为世界上铺设无碴轨道最多的国家。 为适应新干线沿线的环境，开发了防振型板式轨道，其中防振G型在东北新干线开始推广应用。此外，为减少材料用量、降低造价，开发的框架型板式轨道也得以应用。 主要类型包括：A型、框架型、RA型、防振G型等。,Slab(普通A型板式轨道),路基上板式轨道(RA型),桥上板式轨道,隧道内板式轨道(框架式),秦沈客运专线板式无碴轨道,LVT型（低振动轨道）,弹性支承块式无碴轨道自瑞士国有铁路1966年首次采用以来，在很多国家得到应用，
5、如：英吉利海峡隧道、丹麦、葡萄牙、比利时等； 在有减振降噪要求的区段得到广泛应用，如城市地铁等； 我国西康线秦岭隧道、西南线东秦岭隧道、兰新线乌鞘岭隧道等采用了这种结构型式。,LVT型（低振动轨道）,LVT型（低振动轨道）,PACT型（英国） （采用滑模摊铺机施工）,三、国内无碴轨道的发展概况,1.概况: 我国铁路对无碴轨道的研究起步并不晚，但由于研究局限于上部轨道结构的研究，缺少下部基础相关专业、相关部门之间的密切配合。特别是施工部门在施工过程中，对轨道基底、水害的处理不当，导致无碴轨道在应用过程中出现了不少问题。造成维修部门难以接受，只好采用限制其使用的简单措施，而没有从根本上开展深入研究
6、，统一认识。这样，从1987年以后的近10年时间，对无碴轨道的研究基本停止，技术也停滞不前。,随着我国高速铁路与客运专线的发展，特别是近年来铁路改革的深入，对维修工作量少的无碴轨道的研究又提上议事日程。从90年代后期开始，铁道部组织科研、设计、施工以及院校多部门的线路、桥梁等专业的科研人员针对性地开展了无碴轨道整体结构的试铺与性能试验以及动力学仿真计算。为今后新型无碴轨道的研究开发建立了一个较好的发展模式。,2. 新型轨道结构的研究开发阶段,结构型式的提出与设计参数的确定： 室内模型试验，考察结构性能技术标准制定、现场试验段的运营考验 改进完善、全区间推广应用,结构型式的提出与设计参数的确定,
7、国家“九五”科技攻关计划项目高速铁路无碴轨道结构设计参数的研究。 1998年部科研开发计划项目高速铁路高架桥上无碴轨道关键技术的试验研究。,技术标准制定、现场试验段的运营考验,19992000年部科研项目 秦沈客运专线桥上无碴轨道关键技术的研究 2001年部科研项目 秦沈客运专线双何曲线桥板式轨道的研究 设计技术条件的编制； 施工技术条件的编制； 无碴轨道工程施工技术细则的编制； 无碴轨道工程质量检验评定标准的制订。,改进完善、全区间推广应用,20012004年部科研项目 秦沈客运专线桥上无碴轨道综合试验 20022003年部科研项目 高速铁路桥上减振型无碴轨道关键技术的研究,3.高速铁路无碴
8、轨道结构设计参数的研究,借鉴国外高速铁路成熟的无碴轨道结构型式，结合我国既有的技术基础，初步提出了适合我国高速铁路的三种无碴轨道结构型式： 板式轨道 轨枕埋入式(长轨枕或双块式轨枕) 弹性支承块式,初步确定三种结构在桥上、隧道内的断面尺寸与平面布置； 阐明了三种无碴轨道的结构组成和特点； 根据动力学仿真计算结果，初步确定无碴轨道的设计荷载； 根据静力计算模型，初步进行了无碴轨道各组成部件的设计。,三种无碴轨道的结构组成与设计特点,轨枕埋入式（双块式或长枕）,结构设计特点 结构耐久、可靠； 制造、施工简单； 初期投资相对小； 特殊条件下可修复。,结构组成 双块轨枕或长轨枕 混凝土道床板 隔离层(
9、或弹性垫层) 混凝土底座（或水硬性支承层）,双块式轨枕（ Rheda-2000型） 是在长枕埋入式的基础上优化发展的新型式,长枕埋入式结构组成,板式轨道,结构组成 轨道板(PRC或RC） CA砂浆弹性调整层 凸形挡台 混凝土底座,结构设计特点 结构高度低、自重轻； 轨道板预制，现场工作量少； 可修复性强； 初期投资大。,结构组成,弹性支承块式,结构组成： 弹性支承块(支承块、橡胶套靴、大橡胶垫板） 混凝土道床板 隔离层 混凝土底座,结构设计特点： 结构减振性能好； 制造、施工简单； 初期投资相对较大； 特殊条件下可修复。,结构组成,四. 目前国内铁路客运专线计划采用的无碴轨道型式以及相关技术介
10、绍,根据国内无碴轨道的研究成果以及国内即将开工建设的客运专线情况,基本明确国内客运专线的无碴轨道类型主要有： 双块式无碴轨道 长枕埋入式无碴轨道（主要应用于道岔区） 板式无碴轨道,双块式轨枕(Rheda-2000型),从长枕埋入式无碴轨道到双块式无碴轨道的发展历程,桥上双块式无碴轨道横端面,曲线桥上双块式无碴轨道,隧道内双块式无碴轨道,桥上双块式无碴轨道平面(1),桥上双块式无碴轨道平面(2),双块式无碴轨道的主要特点,用钢桁架组成的支承块取代轨枕，只保留承轨台和预埋扣件螺栓部位的预制混凝土，减少了新、老混凝土的结合面，提高了结构的整体性； 轨道建筑高度降低（650 472mm），降低线路和结
11、构物的造价。,支承层滑模摊铺机施工工序,摊铺机施工路基段水硬性支承层(1),摊铺机施工路基段水硬性支承层(2),拉毛养生机拉毛养生,成形的路基段水硬性支承层,桥上无碴轨道施工工艺框图,路基上无碴轨道施工工艺框图,道床板钢筋安装,轨排铺设就位,下承式支撑架调整轨排,支撑轴架调整和固定轨排,长枕埋入式无碴轨道（主要应用于道岔区）,工厂组装道岔,道岔运输,道岔吊装,道岔现场组装,用起重机放置到安装的TSS上,运输到安装现场(长达1500 m),水平和垂直对中固定,板式轨道主要由下列各项构件组成,底座混凝土 凸形挡台 铺设轨道板 CA砂浆灌注 安装扣件 铺设钢轨 充填式垫板施工,板式无碴轨道结构横断面
12、图,板式无碴轨道结构组成,板式轨道施工顺序框图,底坐混凝土,轨道板制造,钢轨进场,轨道板运输,轨道板存储及搬运,铺设临时钢轨,轨道板搬运及运输,钢轨焊接,300M钢轨,CA砂浆灌注,钢轨铺设,钢轨焊接,钢轨整备,秦沈客运专线板式轨道（狗河、双何特大桥）,混凝土底座 凸形挡台 预制轨道板 CA砂浆调整层 扣件系统,A、混凝土底座,底座结构按梁体产生此挠度换算得出的弯曲力矩设计； 底座与凸形挡台均通过预埋钢筋与梁体相连； 曲线超高在底座上设置； 沿线路方向每隔5m设一横向伸缩缝 。,梁体预留连接钢筋,梁体预留连接钢筋,底座的混凝土灌筑作业,底座混凝土灌筑完成,B、凸形挡台,凸形挡台作为板式轨道结构
13、中的重要组成部分，设置于混凝土底座两端的中部，用以限制轨道板的纵、横向移动 ； 其直接承受由钢轨传递到轨下基础的纵向力和横向力，包括：梁轨间相互作用产生的纵向力、温度变化引起的轨道板伸缩力、轨道的横向抗力、起动与制动力、轮轨间的横向作用力等； 凸形挡台外形在梁端部为半圆形，在梁体中部均为圆形，其半径为250mm，高度为250mm。,梁体中部的圆形挡台,梁端的半圆形挡台,混凝土灌筑完成后的底座与凸形挡台,C、双向预应力混凝土轨道板,采用部分预应力混凝土结构； 配筋对称于截面中心； C60级混凝土； 标准板尺寸： 4.932.40.19m 端部缺口半径300mm,新郑桥梁厂制造轨道板,双向施加预应
14、力,轨道板铺设与调整,过渡段轨道板底橡胶垫层的设置,CA砂浆模型安装,D、CA砂浆调整层,CA砂浆由水泥、乳化沥青、细骨料（砂）、混合料、水、铝粉、各种外加剂等多种原材料组成，其作为板式轨道混凝土底座与轨道板间的弹性调整层，是一种具有混凝土的刚性和沥青的弹性的半刚性体。 我国对板式轨道CA砂浆开展了为期3年的科研攻关工作，针对性地提出了CA砂浆的性能指标及试验方法，研制出的CA砂浆各项性能指标达到或接近国外同类产品的质量水平。,CA砂浆灌注,CA砂浆灌筑完成,E、板式轨道扣件系统,F、轨道状态精细调整,轨道状态精细调整,充填式垫板,铺设位置标记,排气口,强化芯材,注入口止回阀,充填式垫板铺设位
15、置,由中铁三局施工完成的秦沈客运专线双何桥板式无碴轨道,德国的板式轨道博格板式无碴轨道,博格板式轨道施工工序框图,混凝土支承层施工,轨道板制造,钢轨进场,轨道板运输,轨道板存储及搬运,轨道板铺设及精调,钢轨焊接,300M钢轨,CA砂浆灌注,宽窄缝施工,钢轨铺设,钢轨焊接,轨道板生产,轨道板承轨槽磨削,混凝土支承层施工 布设测量控制网，测设出路基混凝土支承层施工边界。桥梁地段测设出每块轨道板的准确位置，根据轨道板铺设位置确定混凝土支承层施工边界，并测设辅助点。 混凝土支承层用混凝土利用铁路桥梁预制场搅拌站拌合，混凝土运输车运至施工现场，路基上采用滑模摊铺机进行施工，桥上混凝土支承层采用专用钢模板浇筑施工，道岔区混凝土支承层采用组合钢模板浇筑施工。,桥上轨道板铺设,轨道板铺设 根据测量控制网在混凝土支承层表面测设出每块轨道板的准确位置。根据轨道板铺设位置确定轨道板接缝处辅助点坐标。轨道板铺设采取先右线后左线分区段施工。汽车运输轨道板，跨双线轮胎式龙门吊吊装，先利用塑料锥体进行初定位，再利用测量框架和调位装置精确定位。,水泥沥青砂浆灌注轨道板精调完成后，用密封砂浆封堵轨道板纵横向缝隙，安装轨道板向下固定件，现场拌制和灌注水泥沥青砂浆。,轨道板纵向连接,无碴轨道完工,以上介绍的内容不妥之处还请大家多提宝贵意见。谢谢大家！,
