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1、郑西铁路客运专线轨枕、预制梁 相关技术培训2007年4月3日,一、郑西铁路客运专线轨枕,1、无碴轨道的优、缺点,优点： 良好的结构连续性和平顺性 良好的结构恒定性和稳定性 良好的机构耐久性和少维修性 工务养护、维修设施减少 免除高速度条件下有碴轨道的道碴飞溅 有利于适应地形选线,减少线路的工程投资 减少客运专线特级道碴的需求 缺点： 无碴轨道弹性较差； 建设工程总投资大于有碴轨道 对地震和环保的适应性相对有碴轨道低,2、国内外无碴轨道的发展现状,为了适应列车高速行车的需要、提高线路稳定性和耐久性、减少线路维修工作量，世界各国研究开发了多种结构形式的无碴轨道。无碴轨道技术发展比较成熟的主要国家是
2、德国和日本，而的国和日本的发展道路不相同。德国：采用的体制是企业自主研发、行业统一管理的模式。德国铁路自1959年开始研究截止2003年，德国铁路无碴轨道总铺设长度600多延长公里。主要结构是轨枕埋入式和博格板式。,雷达2000、旭普林和柏林同属于双块式埋入式无碴轨道，ATD、Getrac等则为直接支承式无碴轨道。博格板则为整体式结构预制板式无碴轨道。初期铺设的雷达型和博格板型都经历了30年的运营考验，轨道状态始终良好。2002年完工的科隆法兰克福新建设线铺设的雷达2000、旭普林和柏林无碴轨道占全长的87.6%，正在建设的纽伦堡英戈尔施塔特线博格板式无碴轨道占线路全长的84.3%。,2、国内
3、外无碴轨道的发展现状,日本：日本研制发展无碴轨道采取有组织的统一研发推广模式，并始终围绕各种类型的板式轨道展开。日本板式轨道在新干线的推广有一定的过程。1964年建成的东海新干线没有铺设无碴轨道。1972年建成的山阳新干线东侧铺设了8km。占全线的5%。1992山阳新干线西侧铺设了273km，占全线的82%。目前，无碴轨道的优越性已经被世界许多建设高速铁路的国家和地区认可。法国、韩国、印度、荷兰、中国台湾近些年修建的高速铁路都成段、成线地采用无碴轨道。,2、国内外无碴轨道的发展现状,2、国内外无碴轨道的发展现状,韩国的无碴轨道 韩国修建的汉城至釜山的高速铁路全长412km，分两期工程进行建设。
4、全部采用德国技术。 一期工程汉城至大邱289.3km，在光明车站和章土、花信、黄鹤三个隧道内铺设了无碴轨道，主要采用德国普通雷达型无碴轨道。 二期工程大邱至釜山122.7km，于2002年6月开工，预计2010年12月竣工，计划全部辐射雷达2000型无碴轨道。,2、国内外无碴轨道的发展现状,法国的无碴轨道 法国是以有碴轨道为代表的高速铁路国家。一直以有碴轨道以270300km/h运营而感到自豪。 但后来发现早期建造的东南线和大洋线道碴粉化严重，轨道几何尺寸难以保持，维修周期缩短，维修费用大大增加。 开始认识到无碴轨道的优越性，也开展了无碴轨道的研究与试验，在新建的地中海铁路的隧道里和部分路基上
5、铺设双块式无碴轨道。因此，无碴轨道是高速铁路的发展方向。,2、国内外无碴轨道的发展现状,国内对无碴轨道的研究开始于20世纪60年代，与国外几乎同步。初期曾试铺过支承块式、短木轨式、整体灌注式等整体道床以及框架式沥青道床等多种形式。但截止1999年正式推出的仅有支承块式。1999年完成“秦沈客运专线桥上无碴轨道设计、施工技术条件”的研究与编制，并在秦沈客运专线3座桥梁上试铺了长枕埋入式、板式无碴轨道。,3、铁路客运专线轨枕型式,铁路客运专线轨枕型式铁路客运专线轨枕包括：有碴轨道轨枕、无碴轨道轨枕两种型式。 有碴轨道轨枕,3、铁路客运专线轨枕型式,无碴轨道轨枕按照无碴轨道结构进行分类，可分为整体结
6、构式和直接支承结构式。整体结构式是指支承钢轨的混凝土块与混凝土基础浇注或预制成一个整体，所以按施工工艺可再分为现浇混凝土式和预制板式。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。,3、铁路客运专线轨枕型式,铁路无碴轨道轨枕型式,3、铁路客运专线轨枕型式,现浇混凝土式结构,现浇混凝土式结构,预制板式结构,预制板式结构的安装,直接支撑式结构（GETRAC）,4、客运专线铁路相关标准、规范,京沪高速铁路设计暂行规定（300350 km/h） 新建时速300350 km客运专线铁路设计暂行规定 新建时速200250 km客运专线铁路设计暂行规定 客运专线铁路无碴轨道设计指南,客运专线铁路相关
7、设计规范,客运专线铁路相关施工指南,客运专线铁路轨道工程施工技术指南 铁路混凝土工程施工技术指南,4、客运专线铁路相关标准、规范,铁道部“铁建设 2005160号文”发布 工程施工质量验收标准,客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准,郑西客专有关技术文件,郑西客专相关设计图纸 郑西客专轨枕技术条件,雷达型无碴轨道轨枕雷达型无碴轨道于1972年在德国比勒非尔德至哈姆的一段线路上应用。以雷达车站而命名。,5、整体结构现浇式无碴轨道轨枕,雷达普通,雷达-BERLIN,雷达-2000,整体轨枕埋入式、槽形承载层,双块式钢筋联接，槽形承载层,双块式钢筋桁架联接，平板
8、承载层,5、整体结构现浇式无碴轨道轨枕,水硬性混凝土 支撑层,混凝土承载层,5、整体结构现浇式轨枕（普通雷达型）,5、整体结构现浇式轨枕（雷达2000）,雷达型无碴轨道的应用 1、德国50%的无碴轨道线路 2、韩国高速铁路一期工程，53.8km 3、印度和荷兰 4、秦沈县的沙河桥和渝怀县鱼嘴2号隧道，遂渝线试验段岔区，武广线 5、台北-高雄高速铁路的道岔区,5、整体结构现浇式无碴轨道轨枕,旭普林型无碴轨道轨枕旭普林型无碴轨道系统于1974年开发,在科隆法兰克福高速铁路上成功铺设了21km。旭普林型无碴轨道与雷达型无碴轨道系统相似，都是在水硬性混凝土承载层上铺设双块埋入式轨道。但采用的施工工艺不
9、同。其特点是先灌注轨道板混凝土，然后将双块式轨枕安装就位，通过振动法将轨枕嵌入压实混凝土中，直到达到精确的位置。按照施工方法的不同分为：机械化安装和手工安装。,旭普林无碴轨道结构,旭普林无碴轨道结构由下至上以下几个部分组成：在地基上是防冻层，然后是30cm厚的水硬性承载层 (HGT-C12/15)，最上面是24cm厚无伸缩缝的混凝土承载板。混凝土承载板采用沿轨道纵向配筋， 配筋率为0.8% 到 0.9%，以确保混凝土结构的开裂能满足裂缝间距小于2 m和裂缝宽度小于0.3 mm的要求。双块式轨枕同样采用钢筋混凝土结构，两块轨枕由桁架钢筋连接在一起，并且两侧向外伸出。为确保轨枕的几何形状及其与上部
10、钢轨的顺利接合，该钢筋混凝土结构采用预制构件。,旭普林无碴轨道结构,轨枕除上部与钢轨接合以外，其它部分与下部的混凝土承载板浇筑成整体。通过预制混凝土轨枕内桁架钢筋和向外伸出的附加钢筋，轨枕与下部承载板形成一个共同受力的钢筋混凝土结构。,5、整体结构现浇式无碴轨道轨枕,旭普林型无碴轨道结构图,水硬性承载层,防冻层,混凝土承载板,双块式轨枕,桁架钢筋,1、路基无碴轨道 2、桥上无碴轨道 3、隧道无碴轨道,5、整体结构现浇式无碴轨道轨枕,5、整体结构现浇式无碴轨道轨枕,6、整体结构现浇式无碴轨道轨枕施工工艺及检验内容,7、原材料的技术要求-水泥,采用不低于42.5强度等级的P.水泥，在得到用户认可的
11、情况下，可采用其他满足铁路客运专线高性能混凝土暂行技术条件的水泥，水泥碱含量应不超过0.60，其技术要求应符合GB175的规定。,7、 原材料的技术要求-粉煤灰,矿物掺合料宜为矿粉、粉煤灰。,7、原材料的技术要求-矿渣粉,7、原材料的技术要求-细骨料,细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂。 细度模数2.53.0,7、原材料的技术要求-粗骨料,1、粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀 系数小的洁净碎石，混凝土碎石的最大公称直径小于25mm。 2、粗骨料应采用二级或多级级配，其松散堆积密度应大于 1500kg/m3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率应
12、小于2%（用 于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%） 3、碎石的强度用岩石抗压强度表示，且碎石母岩抗压强度与 梁体混凝土设计强度之比应大于2， 施工过程中可按压碎指 标进行控制。 4.粗骨料坚固性：质量损失率小于8%。,骨料的碱活性,1、细骨料碱活性细骨料的碱活性应采用砂浆棒法进行检验，且细骨料的砂浆 棒膨胀率应小于0.10%。 2、粗骨料的碱活性应首先采用岩相法检验。若粗骨料含有 碱硅酸反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于0.10%，不得使用具有碱碳酸盐反应活性的骨料。 3、不应使用具有碱-碳酸盐反应活性或砂浆棒膨胀率大于0.20的碱-硅酸盐反应活性的骨料；当骨料的砂浆棒膨胀率为0.100
13、.20时，混凝土碱含量不应超过3kg/m3。且应采取抑制碱骨料反应的技术措施。,7、原材料的技术要求-外加剂,7、原材料的技术要求-水,pH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、硫化物、碱含量、凝结时间、28d抗压强度比,8、原材料检验频率-水泥,8、原材料检验频率-细骨料,8、原材料检验频率-粗骨料,8、原材料检验频率-水,8、原材料检验频率-外加剂,8、原材料检验频率-粉煤灰,8、原材料检验频率-钢筋,桁架钢筋的混凝土保护层厚度不得小于20 mm 。 必须定期对桁架钢筋的尺寸进行检测。检测内容有各部位尺寸、各部件相对位置关系、平整度和焊接质量等。 至少每生产1000 m的桁架钢筋进行一次检测
14、。钢筋网片和桁架钢筋的焊接，必须每班次进行3次抽样检测，重点检查桁架钢筋是否扭曲、各焊接点有无漏焊假焊等。 其他要求按有关规定执行。,小 结,原材料的验收分为：进场检验、型式检验和日常检验，应按频次以及规范中要求的检验方法进行检验，为确保各项指标满足要求的原材用于铁路混凝土施工。客专无碴轨道混凝土应对原材料的要求更加严格。目前无碴轨道混凝土技术条件尚未明确。部分内容参考350km/h客运专线有碴轨道预应力混凝土轨枕暂行技术条件内容（与预应力有关内容暂按非预应力混凝土执行）。,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,力学性能28d龄期混凝土抗压强度60MPa.28d龄期混凝土抗折强度7.0MPa.混
15、凝土浇灌过程中，应随机取样制作抗压强度试件，试件应与轨枕相同条件下振动成形、养生， 28天试件应在脱模后进行标准养生。 混凝土应由工厂试验确定，水泥用量350-500kg/m3，混凝土可采用干硬性混凝土、低塑性和塑性混凝土.,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,干硬性混凝土：干硬性混凝土的特征是混凝无流动性,它的密实主要取决于振动的激振力和频率.其能够满足预制构件在低水胶比、相对少的胶材条件下达到较高的强度等级。 混凝土液化：在振动条件下混凝土内摩擦阻力显著减少(约为静止条件下的5%).混凝土拌和物在振动碾压时堆积体积将失去稳定状态而流动.此种现象称为液化.干硬性混凝土要达到密实必须使其液化.
16、,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,振动对干硬性混凝土的液化作用是用其表面出现泛浆时的时间来表示,称为液化临界时间. 液化临界时间与振动有直接关系.在J150型振动台上测定不同振动的振幅和频率条件下,同一干硬性混凝土拌合物液化临界时间的试验结果如下：,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,混凝土液化临界时间除与振动有关外还与混凝土的稠度有直接关系.在相同振动条件下,混凝土稠度大,液化时间长,且不容易振实.混凝土稠度小,液化时间短,但混凝土稳定性差.因此,混凝土配合比设计稠度应与振动工艺相互适应.,稠度的测定方法参照标准普通混凝土拌合物性能试验方法GB/T50080-2002,9、无碴轨道混凝土
17、力学、拌合物性能,稠度的测定方法 1.维勃稠度法,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,9、无碴轨道混凝土力学、拌合物性能,影响混凝土稠度的因素 1.用水量混凝土稠度主要由单方用水量来决定（外加剂不变化）。干硬性混凝土当混凝土原材料、最大骨料粒径和砂率不变。在实用范围内即使水泥用量变化，干硬性混凝土稠度也大致保持不变。这个规律对配合比设计和调整极其适用，只要单位体积水量不变，变动水灰比，可获得相同的稠度 2.砂率干硬性混凝土，当其他因素不改变下，随着砂率的减小，混凝土稠度变小。但砂率减小到一定程度后，随着粗骨料增加到一定限值，混凝土稠度反而增大。所对应的砂率即为最佳砂率。 3.骨料 4.矿物掺合料,
