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1、目录第一章 绪论3第一节 引言3第二节 高速铁路的发展及现状4一、 国外高速铁路的发展4二、 我国高速铁路的发展现状5第三节 无砟轨道概况5一、 无砟轨道的概念及特性5二、 无砟轨道的类型6第四节 各国无砟轨道发展概况7一、 日本的无砟轨道8二、 德国的无砟轨道10三、 法国等其他国家的无砟轨道13四、 我国的无砟轨道14第五节 板式无砟轨道发展现状15一、 CRTS型板式无砟轨道16二、 CRTS型板式无砟轨道17第六节 CRTS型无砟轨道目前研究存在的问题19第七节 本文研究的意义、主要内容及方法21一、 本文研究的意义21二、 主要研究内容及方法21第二章 CRTS型板式无砟轨道结构组成
2、及技术要求23第一节 CRTS型板式无砟轨道结构23一、 CRTS型板式无砟轨道系统简介23二、 CRTS型板式无砟轨道结构组成24三、 CRTS型板式无砟轨道的结构特点24第二节 主要结构设计标准25一、 轨道板25二、 自密实混凝土层25三、 支承层25四、 底座26第三章 计算参数与模型27第一节 计算参数的选取27第二节 模型的建立28一、 单元的定义30二、 荷载工况31三、 计算结果31四、 温度应力计算35第四章 轨道板的配筋36第一节 轨道板配筋的计算36第二节 轨道板设计荷载弯矩值的确定36第三节 轨道板纵向配筋计算36一、 轨道板采用的混凝土及钢筋36二、 轨道板预应力筋的
3、配筋36三、 纵向非预应力筋的配筋37四、 配置箍筋38第四节 轨道板横向配筋计算38一、 轨道板采用的混凝土及钢筋38二、 轨道板横向预应力筋的配筋38三、 轨道板横向非预应力筋的配筋39四、 配置箍筋40第五章 底座板的配筋41第一节 底座板的配筋计算原则41第二节 底座板设计弯矩的确定41第三节 底座板纵向配筋41一、 底座板采用的混凝土及钢筋41二、 底座板纵向配筋及复核41三、 底座板纵向箍筋配置42第四节 底座板横向配筋43一、 底座板横向配筋采用的混凝土及钢筋43二、 底座板横向配筋计算及复核43三、 轨道板横向箍筋配置44第六章 CRTS型板式无砟轨道的施工工艺简介45第一节
4、CRTS型轨道板预制工艺45一、 轨道板生产施工工艺流程45二、 轨道板张拉及封锚45三、 轨道板湿养、水养和喷淋养护47四、 轨道板的存放和运输47第二节 CRTS型板式无砟轨道施工工艺48一、 混凝土施工48二、 自密实混凝土48结论53致谢54参考文献55第一章 绪论第一节 引言 在20世纪60年代，日本“新干线”的运营速率大于200km/h，这开启了世界高速铁路发展的新篇章。我国2003年建成的秦沈客运专线，全线按200km/h的速度设计，从山海关至绥中的试验段设计时速为300km/h，这拉开了我国高速铁路发展的序幕。哈达客运专线是我国铁路规划“四纵四横”主框架京哈通道的主要组成部分，
5、哈达客运专线从南面起为大连市，向北方沿途经过沈阳、长春，终点站是哈尔滨，正线全长为，设计最高时速达到了350 km/h。现有的中长期铁路网规划逐渐较难适应当今快速发展的形势了，因此中长期铁路网规划调整方案在08年获得了批准。计划在2020年我国铁路营业里程将超过12万公里。同时计划铁路的营业总里程将是10万公里，在主要繁忙的干线上将实现客货分线，电化率、复线率将达到50%。进一步加大建设“四纵四横”的快速客运专线。同时扩大城际客运系统的组团建设，将来我国所有省会及有50万的人口以上的大城市将建立总规模超过5万公里的快速客运网。作为一种传统的结构型式，有砟轨道在国内被广泛的应用，虽然它具有建设费
6、用低、噪声传播范围小、以及自动化效率高等的优点。但是其在实际运营中，存在的产生不均匀的下沉，线路几何行位较难于长期保持，维修工作量大等缺点。与有砟轨道对比来看，无砟轨道有着：稳定性好、维修工作量小等优点，能够为当今的高速度、高密度的线路运输提供一种少维修、免维修的结构形式。所以无砟轨道的结构最突出的优点是：稳定性好、少维修。上个世纪60年代以来，世界上很多国家都开始研究使用无砟轨道，如日本、德国、英国、法国等国。在这些国家中日本和德国无疑是处于领先地位的。而我国通过在秦沈客运专线上的试铺，积累了丰富的经验，为以后大规模的铺设打下了坚实的基础。无砟轨道重新得到了大家的广泛关注，得益于京沪高速铁路
7、的建设及运营。在“高速铁路无砟轨道设计参数的研究”中，分别提出了三种无砟轨道的型式：板式、长枕埋入式以及弹性支撑块式，它们的应用范围是桥梁和隧道。并且铺设了和实验了这三种型式的实际尺寸模型，还使用在了相关的工程中。虽然有了些成绩，但是我国在高铁无砟轨道这块还是比较薄弱的，还需要不断的学习和借鉴国外先进的技术，并且要认识到和他们之间的差距。伴随着实施路网规划的脚步的进行，一系列的客运专线得以批准，这些都说明了我国的客运专线项目的逐渐启动。同时我国的城市轨道交通逐渐进入了建设的高潮阶段，预计在未来的十年内，我国城市轨道交通的建设投资将会超过3万亿元。高铁和城市轨道交通修建技术中重要的组成部分：无砟
8、轨道技术，将会被大家高度重视，并应该被广泛推广和应用，这将为形成具有中国特色的无砟轨道技术打下良好的基础。虽然我们的研究应用起步也很早，但是由于各种原因，还是没有形成成熟的体系，因此在对国外高速铁路设计与应用方面上，我们要抓紧学习与研究，同时还要讨论国外技术在我国的适用性，并通过大量的实验研究，总结优化，发现规律，进而能够形成具有鲜明中国特色的轨道型式。目前存在的问题依然有很多，所以需要我们的铁路科研工作者更加努力钻研。第二节 高速铁路的发展及现状一、 国外高速铁路的发展 高速铁路的发展起源于60年代的日本，日本在1964年修建了世界上第一条高速铁路（日本东京至大阪高速铁路），从而拉开了世界高
9、速铁路发展的序幕。受到日本高速铁路的影响，欧洲各国也开始了建设高速铁路，到2005年，世界范围内的高速铁路运营总里程己超过6000公里（且主要集中于欧洲和日本）。世界高速铁路的发展基本可分为三个阶段：(1)20世纪60年代中期至80年代末期是高速铁路建设的第一次高潮（以日本、德国、法国和意大利的高速铁路为代表）。日本建成了山阳、上越等多条新千线；法国建成东南和大西洋高速新线；德国和意大利也在国内开始修建高速铁路。(2)世界高速铁路建设的第二次高潮是以日本和欧洲各国的高速铁路为代表，从20世纪80年代末开始，一直到90年代中期。受日本和法国高速铁路的影响，20世纪80年代末，欧洲各国也开始了对高
10、速铁路的研究和建设，德国、法国、瑞典等欧洲发达国家通过修建高速铁路将国内的核心城市连接起来。在此段时间内，出现了著名的瑞典摆式列车和英法国际局速铁路（局速铁路下穿英吉利海峡）。(3)从20世纪90年代中期形成至今，全世界范围内掀起高速铁路的建设第三阶段的高潮。受到日本和欧洲发达国家高速铁路的影响，世界各发达国家开始了高速铁路的大规模建设，或是新建新的高速铁路，或是对既有铁路进行改造。据不完全统计，在此段时间内，国外修建高速铁路的总共里程已超过3000公里。二、 我国高速铁路的发展现状我国高速铁路的研究起步比较早，受到世界高速铁路发展的影响，近年来，我国的高速铁路也得到了巨大的发展。在全国范围内
11、我国不仅开展了对既有线的改造来提高速度，还大规模的开始了客运专线和城际铁路的建设，截至2010年，我国已拥有超过万公里的时速在160公里以上的铁路里程，已超过6000公里的时速在200公里以上的铁路里程。2008年，我国第一条高速铁路（京津城际高速铁路）的开通运行，标志着我国正式进入了高速铁路时代。随着郑西、武广、京沪等客运专线的建成及通车，我国已经成为世界上高速铁路运营里程最多的国家。我国将于2020年基本完成高速铁路的修建和对既有线路的全面改造，使高速铁路遍及我国主要的城市和地区，高速铁路网基本形成，使铁路成为主要的交通工具。第三节 无砟轨道概况轨道是列车运行的必不可少的基础设施，轨道的结
12、构性能对列车的安全、平稳运行有重要的影响。铁路和城市轨道交通的轨道结构没有本质上的区别。它的主要作用是引导车辆运行，直接承受荷载，然后再传递给路基或挢隧。轨道结构需要拥有合理的维修周期以及足够的强度、稳定性、平顺性，以保证列车能够安全平稳运行。一、 无砟轨道的概念及特性有砟轨道和无砟轨道是铁路轨道的两种基本类型。有砟轨道由钢轨、轨枕、连接零件、道砟、道岔等组成，此外有些线路还配有防爬器、轨距拉杆等附属轨道部件。无砟轨道是以混凝土或沥青材料取代容易磨耗、粉化和破砟的道砟材料的一种轨道结构型式。在世界铁路得到迅猛发展主要得益于其优点：使用寿命长、刚度均匀性好、平顺性好、轨道几何形位能持久保持、维修
13、工作量少等。 有砟轨道在列车的不停作用下的不足之处就是轨道残余变形累积很快，而且由于轨道高低不平顺而导致旅客乘坐舒适性的降低，并且养护维修工作量也会增加很多。此外，还能够引起道砟飞溅。 无砟轨道的主要优点是：良好的稳定性，几何形位能持久保持，能减少养护维修工作量；长波不平顺性好，可提升乘车舒适度；耐久性好，轨道使用寿命长；横向阻力提高，安全性高；结构高度低，自重轻，可降低隧道净空，减少桥梁二期恒载；道床整洁好看，从而解决了由于道砟飞溅所导致的很多问题；对涡流制动系统能够更好的适应，从而提供充足的富余量为将来更快速的列车行驶。由此可以预见，即使在今天的形势下，我们也应该加大对无砟轨道的研究，从而
14、在为将来高速铁路建设和城市轨道建设中打好坚实的基础，对无砟轨道的研究与应用也必然将成为铁路发展中的一个阶段标志。二、 无砟轨道的类型无砟轨道作为一个庞大的体系，到目前依然没有统一的系统并且全面的分类方法。一般来讲，按照轨枕可以划分为预制板式和双块式。日本板式和德国博格板式是板式的典型代表。双块式无砟轨道按照轨枕与道床板的关系可以分为三类：轨枕支承式无砟轨道、轨枕嵌入式无砟轨道和轨枕埋入式无砟轨道。轨枕支承式无砟轨道是一种概念上最靠近有砟轨道的结构，常见的有BTD型、ATD型与GETRAC型。轨枕嵌入式无砟轨道的减震降噪效果非常好，但是它也有其缺点：套靴部分的防水措施以及可靠性差，因此一般都只用
15、于隧道内，而且由于其结构的各部分的寿命具有不协调性，所以其对高速的适应性也明显弱其它两种。Sonneville型和Stedef型以及Sateba5312型等是最常见的嵌入式无確轨道结构。而轨枕埋入式无碴轨道在其施工过程中对混凝土工程的要求特别高，所以要严格控制。Rheda型、Ziiblin型(图1.3.2)和Heltkamp型是比较常见的结构型式。 图1.3.2 Ziiblin型无砟轨道结构图旭普林型无砟轨道和雷达2000型轨道系统比较相似，他们都是将双块埋入式无砟轨道铺设在水硬性混凝土承载层上，但是其所采用的施工工艺是不相同的。如图所示无砟轨道常见的分类： 图1.3.2 无砟轨道类型第四节 各国无砟轨道发展概况从上个世纪60年代以来，很多国家都开始投入力量进行研究和使用无砟轨道，包括室内试验和现场铺设以及其在高速铁路上的推广应用，经过大约半个世
