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1、中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院 二一六年七月二一六年七月 新建商丘至合肥至杭州铁路新建商丘至合肥至杭州铁路CRTS 型板式无砟轨道型板式无砟轨道 先张法预应力混凝土轨道板设计先张法预应力混凝土轨道板设计 技术交底技术交底 中国铁道科学研究院2 目目 录录 1.1. 先张法预应力混凝土轨道板设计图先张法预应力混凝土轨道板设计图 2. 2. 先张法预应力混凝土轨道板制造技术先张法预应力混凝土轨道板制造技术 3. 3. 先张法预应力混凝土轨道板检验先张法预应力混凝土轨道板检验 4. 4. 若干注意事项若干注意事项 中国铁道科学研究院3 1.先张法预应力混凝土轨道板 设计图 中国铁道科学研究院4
2、 1.1 适用范围 新建商丘至合肥至杭州铁路新建商丘至合肥至杭州铁路CRTS CRTS 型板式无砟轨道先型板式无砟轨道先 张法预应力混凝土轨道板设计图张法预应力混凝土轨道板设计图（研线（研线16041604） 仅适用仅适用 新建商丘至合肥至杭州铁路。新建商丘至合肥至杭州铁路。 中国铁道科学研究院5 1.2 设计依据 中国铁路总公司中国铁路总公司 河南省人民政府河南省人民政府 安徽省人民政府安徽省人民政府 浙江省人浙江省人 民政府民政府 关于新建商丘至合肥至杭州铁路初步设计的批复关于新建商丘至合肥至杭州铁路初步设计的批复 （铁总鉴函（铁总鉴函20158032015803号）号） 中国铁路总公司关
3、于高速铁路中国铁路总公司关于高速铁路CRTSCRTS型板式无砟轨道系统型板式无砟轨道系统 优化的指导意见优化的指导意见（铁总科技（铁总科技201375201375号）号） 高速铁路设计规范高速铁路设计规范(TB 10621(TB 10621- -2014)2014) 高速铁路高速铁路CRTSCRTS型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道 板暂行技术条件板暂行技术条件(TJ/GW 118(TJ/GW 118- -2013)2013) 中国铁道科学研究院6 1.3 设计原则 考虑轨道板的耐久性。考虑轨道板的耐久性。 考虑谐振式轨道电路的相关要求。考虑谐振式轨道电路
4、的相关要求。 考虑客运专线综合接地系统的相关要求。考虑客运专线综合接地系统的相关要求。 中国铁道科学研究院7 1.4 结构特点 配套采用有挡肩扣件系统。配套采用有挡肩扣件系统。 采用双向先张预应力结构，轨道板纵向预应力筋截面中采用双向先张预应力结构，轨道板纵向预应力筋截面中 心对称布置，轨道板横向预应力筋截面中心布置。心对称布置，轨道板横向预应力筋截面中心布置。 轨道板内预埋扣件绝缘套管和起吊套管。轨道板内预埋扣件绝缘套管和起吊套管。 轨道板底面预留与自密实混凝土层连接钢筋。轨道板底面预留与自密实混凝土层连接钢筋。 本图含本图含P P56005600、P P49254925、P P485648
5、56三种类型三种类型，对应轨道板长对应轨道板长 度分别为度分别为56005600mmmm、49254925mmmm和和4845648456mmmm； 3232mm简支梁梁端采用简支梁梁端采用P P49254925型轨道板型轨道板，中部采用中部采用P P56005600 型轨道板型轨道板，扣件间距扣件间距630630mmmm，轨道板布置方式为轨道板布置方式为P P49254925+ +4 4 P P56005600+P+P49254925； 2424mm简支梁采用简支梁采用P P48564856型轨道板型轨道板，扣件间距扣件间距617617mmmm， 轨道板布置方式为轨道板布置方式为5 5P P
6、48564856 ； 路基路基、大跨连续梁和隧道区段以大跨连续梁和隧道区段以P P56005600型轨道板为主型轨道板为主。 1.5 轨道板类型 32m32m简支梁配板方案简支梁配板方案 24m24m简支梁配板方案简支梁配板方案 P5600P5600型轨道板型轨道板 P4925P4925型轨道板型轨道板( (梁端板梁端板) ) P4856P4856型轨道板型轨道板 中国铁道科学研究院13 1.6 轨道板结构设计 流程流程：列车：列车/ /温度荷载温度荷载设计弯矩设计弯矩配筋设计配筋设计结构检算结构检算 底座底座 轨道板轨道板 扣件系统扣件系统 自密实混自密实混 凝土层凝土层 弹性缓冲垫层弹性缓
7、冲垫层 隔离层隔离层 钢轨钢轨 高速铁路高速铁路CRTSCRTS型板式无砟轨道系统型板式无砟轨道系统 盘营客专路基区段CRTS型板式无砟轨道结构 盘营客专桥梁区段CRTS型板式无砟轨道结构 中国铁道科学研究院16 1.6.11.6.1设计荷载设计荷载 列车荷载列车荷载 （A A）竖向荷载：设计静轮载）竖向荷载：设计静轮载85kN85kN；动力系数取；动力系数取3.03.0； 检算荷载动力系数取检算荷载动力系数取1.5.1.5. （B B）横向荷载：设计静轮载的横向荷载：设计静轮载的0.80.8。 温度荷载温度荷载 温度梯度温度梯度引起的翘曲引起的翘曲应力。应力。 基础变形基础变形 （A A）路
8、基不均匀沉降按）路基不均匀沉降按15mm/20m15mm/20m取值；取值； （B B）桥梁挠曲按梁端竖向转角不大于）桥梁挠曲按梁端竖向转角不大于11取值。取值。 中国铁道科学研究院17 1.6.2 1.6.2 荷载组合荷载组合 荷载分类荷载分类 荷载分类荷载分类荷载名称荷载名称荷载分类荷载分类荷载名称荷载名称 主力主力 恒载恒载 混凝土收缩混凝土收缩 徐变的影响徐变的影响 附加力附加力路基不均匀沉降路基不均匀沉降 活载活载 列车竖向荷载列车竖向荷载 温度荷载温度荷载 桥梁挠曲桥梁挠曲 特殊荷载特殊荷载施工临时荷载施工临时荷载 按照按照主力组合进行主力组合进行结构设计；结构设计； 按照按照主力
9、附加力组合进行检算。主力附加力组合进行检算。 中国铁道科学研究院18 1.6.3 1.6.3 计算参数计算参数 (1) (1) 混凝土结构尺寸：混凝土结构尺寸： 标准标准轨道板长轨道板长宽宽厚：厚：5600mm5600mm2500mm2500mm200mm200mm； 路基区段路基区段 自自密实混凝土纵横向与轨道板平齐，密实混凝土纵横向与轨道板平齐，厚厚90mm90mm。 2 2- -4 4块轨道板设置一段底座，块轨道板设置一段底座，宽宽3100mm3100mm，高高300mm300mm。 桥梁区段桥梁区段 自自密实混凝土纵横向与轨道板平齐，密实混凝土纵横向与轨道板平齐，厚厚90mm90mm。
10、 混凝土混凝土底座单元设置，宽底座单元设置，宽2900mm2900mm，高高200mm200mm。 隧道区段隧道区段 自密实混凝土纵横向与轨道板平齐，厚自密实混凝土纵横向与轨道板平齐，厚90mm90mm。 2 2- -4 4块轨道板设置一段底座，宽块轨道板设置一段底座，宽2900mm2900mm，高，高200mm200mm。 中国铁道科学研究院19 (2) (2) 钢轨：钢轨： 60kg/m60kg/m钢轨。钢轨。 (3) (3) 扣件：扣件： 扣件组装静刚度扣件组装静刚度30kN/mm30kN/mm。 (4) (4) 材料：材料： 轨道板混凝土强度等级为轨道板混凝土强度等级为C60C60；
11、自密实混凝土和底座强度等级为自密实混凝土和底座强度等级为C40C40。 (5) (5) 基础刚度：基础刚度： 路基支承面刚度取路基支承面刚度取76MPa/m76MPa/m； 梁面支承面刚度取梁面支承面刚度取1000MPa/m1000MPa/m。 隧道支承面刚度取隧道支承面刚度取1200MPa/m1200MPa/m。 中国铁道科学研究院20 1.6.4 1.6.4 有限元模型有限元模型 根据根据CRTSCRTS型板式无砟轨道结构特点，采用型板式无砟轨道结构特点，采用实体实体模型计算模型计算 列车荷载效应，列车荷载效应，模型中：模型中： 钢轨采用弹性点支承梁模型；钢轨采用弹性点支承梁模型； 扣件采
12、用线性弹簧模拟；扣件采用线性弹簧模拟； 轨道板采用实体单元进行模拟；轨道板采用实体单元进行模拟； 自密实自密实混凝土层混凝土层采用实体单元模拟；采用实体单元模拟； 混凝土底座采用了实体进行模拟；混凝土底座采用了实体进行模拟； 为消除边界效应，模型选取三块轨道板进行计算并以中间单为消除边界效应，模型选取三块轨道板进行计算并以中间单 元板作为研究对象。元板作为研究对象。 梁梁- -实体有限元计算模型实体有限元计算模型 中国铁道科学研究院21 1.6.5 1.6.5 轨道板配轨道板配筋设计筋设计 先张法预应力轨道板主要结构设计特点如下：先张法预应力轨道板主要结构设计特点如下： 按部分预应力结构设计；
13、按部分预应力结构设计； 采用混合配筋，轨道板内配置预应力钢筋和普通钢筋；采用混合配筋，轨道板内配置预应力钢筋和普通钢筋； 预应力筋采用直径预应力筋采用直径10mm10mm螺旋肋钢丝；螺旋肋钢丝； 预应力钢筋端部设置锚固板，减小预应力传递长度，防止预应力钢筋端部设置锚固板，减小预应力传递长度，防止 端部混凝土劈裂；端部混凝土劈裂； 预应力钢筋端部不露出轨道板侧面，减小环境对预应力钢预应力钢筋端部不露出轨道板侧面，减小环境对预应力钢 筋的侵蚀，提高结构耐久性。筋的侵蚀，提高结构耐久性。 中国铁道科学研究院22 以主型轨道板以主型轨道板P5600P5600为例，其结构设计如下：为例，其结构设计如下：
14、 轨道板纵、横向均施加预应力；轨道板纵、横向均施加预应力； 纵向预应力钢筋截面中心对称布置，轨道板纵向共布置纵向预应力钢筋截面中心对称布置，轨道板纵向共布置1616根根 直径直径10mm10mm预应力钢筋，上下两层各预应力钢筋，上下两层各8 8根，中心距为根，中心距为80mm80mm； 横向预应力钢筋截面中心布置，轨道板横向共布置横向预应力钢筋截面中心布置，轨道板横向共布置2424根直径根直径 10mm10mm预应力钢筋。预应力钢筋。 轨道板顶面和底面对称配置直径轨道板顶面和底面对称配置直径8mmHRB400/CRB5508mmHRB400/CRB550普普 通钢筋形成骨架；通钢筋形成骨架；
15、轨道板底面预留与自密实混凝土层连接钢筋；轨道板底面预留与自密实混凝土层连接钢筋； 中国铁道科学研究院23 图中普通钢筋位置如与预埋件相碰，可作适当调整；图中普通钢筋位置如与预埋件相碰，可作适当调整； 图中“图中“”为架立筋的位置，可根据需要进行适当移动；为架立筋的位置，可根据需要进行适当移动； 为接地筋，采用为接地筋，采用16mmHPB300,16mmHPB300,其余纵向钢筋均为其余纵向钢筋均为 8mm HRB400/CRB5508mm HRB400/CRB550环氧树脂涂层钢筋；环氧树脂涂层钢筋； 钢筋与上层横向钢筋交叉处采用钢筋与上层横向钢筋交叉处采用16mm“L”16mm“L”形钢筋焊接形钢筋焊接; ; 轨道板纵向单侧预埋两个接地端子轨道板纵向单侧预埋两个接地端子, , 尾部圆钢与尾部圆钢与 钢筋焊接钢筋焊接; ; 焊接采用单面或双面搭接焊工艺焊接采用单面或双面搭接焊工艺, ,单面焊长度不小于单面焊长度不小于100mm, 100mm, 双面焊接长度不小于双面焊接长度不小于55mm55mm，焊缝厚度不小于，焊缝厚度不小于4mm4mm。 中国铁道科学研究院24 P5600P5600型轨道板预应力钢筋布置图型轨道板预应力钢筋布置图 纵向预应力钢筋 横向预应力钢筋 中国铁道科学研究院25 P5600P5600型轨道板普通钢筋布置图型轨道板普通钢筋布
