高速铁路无砟轨道结构课件

高速铁路无砟轨道结构

主讲人：孙知远电话箱：529708426@高速铁路无砟轨道结构主讲人：孙知远高速铁路无砟轨道结构课件我国高速铁路

无砟轨道主要类型我国高速铁路

无砟轨道主要类型我国高速铁路无砟轨道结构类型我国高速铁路无砟轨道板式枕式CRTSⅠ型板式CRTSⅡ型板式CRTSⅢ型板式CRTSⅠ型双块式CRTSⅡ型双块式道岔区板式轨道道岔区长枕埋入式轨道我国高速铁路无砟轨道结构类型我国高速铁路板式枕式CRTSⅠ型CRTS

I型板式轨道原型日本新干线板式轨道哈大客运专线、武广客运专线等结构特点单元式结构预制轨道板CA砂浆调整凸台限位CRTSI型板式轨道原型日本新干线板式轨道CRTSI型板式无砟轨道组成CRTSI型板式无砟轨道由钢轨、扣件、垫板、轨道板、CA砂浆垫层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等组成。CRTSI型板式无碴轨道系统下图。CRTSI型板式无砟轨道组成CRTSI型板式无砟轨道由钢轨CRTSI型板式轨道设计思路两刚性较大的承载层中间，设置刚性较小的用于施工调整及缓冲协调的夹层，构成“夹心面包”结构。CRTSI型板式轨道设计思路施工快捷（采用预制轨道板），方便维修（采用单元式结构），造价合理（一个钢轨大修周期回收增加的造价）。竖向力分层传递、水平力（纵、横向力）与竖向力分开承受和传递，轨道传力路线清楚、部件功能明确。CRTSI型板式轨道施工快捷（采用预制轨道板），方便维修（采用单元式结构），造价主要结构功能轨道板定位与支承钢轨承受并传递竖向力及水平力CRTSI型板式轨道主要结构功能CRTSI型板式轨道低弹模CA砂浆施工调整:消除底座板的施工误差。缓冲协调:轨道板与砂浆间的脱空难以避免，对局部缓冲列车动荷载防止刚性冲击、均匀轨道板受力以及协调刚性相对较大的轨道板与底座间的变形差异，砂浆弹性不可缺少。阻断裂纹:阻断现浇底座板上可能出现并向上反射的裂纹。提供少量轨道竖向弹性。提供少量的限制轨道板纵横向移动的阻力。CRTSI型板式轨道低弹模CA砂浆CRTSI型板式轨道低弹模砂浆难以承受轨道板传下的纵横向力，尤其是难以承受因温度变化造成的单元轨道板的温度力或变形。列车纵横向力及温度力经由凸形挡台直接传递至分段连续浇筑的底座板上。设计中最主要的是注重砂浆的抗压强度和变形能力，即具有足够的抗压强度和尽可能低的弹模。CRTSI型板式轨道低弹模砂浆难以承受轨道板传下的纵横向力，尤其是难以承受因温度凸形挡台轨道板纵横向定位，承受并传递轨道板所受纵横向力施工中的测量定位基准点CRTSI型板式轨道凸形挡台CRTSI型板式轨道凸形挡台周边填充材料减少温度力。缓冲层提供适量弹性，对轨道板弹性定位，适当降低轨道板因温度变化引起的纵向温度力。减少纵向冲击。防止轨道板与凸形挡台间的刚性接触，减小轨道板纵横向振动对凸形挡台的冲击力。

CRTSI型板式轨道凸形挡台周边填充材料CRTSI型板式轨道底座板定位凸形挡台承受并传递竖向及水平力抵抗并吸收下部基础变形CRTSI型板式轨道底座板CRTSI型板式轨道CRTSⅠ型板式无砟轨道预应力轨道板不允许开裂。普通混凝土框架板及底座的裂缝限值为0.2mm充填层厚50mm，不应小于40mm（减振40mm/35mm）。袋装灌注时应与轨道板底部密贴，轨道板边角悬空深度应小于30mm凸形挡台分圆形和半圆形，半径260mm，其周围填充树脂的厚度40mm，不应小于30mm排水通道，特别是框架式轨道板内及底座内预埋的横向排水管道，应保持通畅路基和隧道地段底座间的伸缩缝宽度20mm，状态良好CRTSⅠ型板式无砟轨道预应力轨道板不允许开裂。普通混凝土框CRTSII型板式轨道原型德国博格板式轨道京津城际铁路、京沪高速铁路等结构特点连续式结构预制轨道板BZM砂浆调整依靠整体性限位CRTSII型板式轨道原型德国博格板式轨道Page

17CRTSII型板式轨道组成Page17CRTSII型板式轨道组成设计思路采用高精度的轨道板，尽可能将轨道定位误差在轨道板预制厂内解决。采用轨道板纵向张拉连接，将轨道板纵向连成整体，减小自由边并形成整体受力。轨道板上预设“假缝”，其主要作用是降低温度力，吸收荷载或下部基础引起的变形，从而有效地保护板下三向混合传力的砂浆层，使其可靠地与轨道板粘结。CRTSII型板式轨道设计思路CRTSII型板式轨道降低温度力以利于限制轨道板位移，保护高弹模砂浆：设置假缝，钢筋混凝土开裂时弹模显著下降，温度拉力随之下降。轨道板间预加拉力，降低轨道板中的温度压力。轨道板使用过程中假缝允许开裂成为“真缝”，轨道板从铺设时的“板”转变为运营中的“串联宽轨枕”，因此板内设置横向预应力。CRTSII型板式轨道降低温度力以利于限制轨道板位移，保护高弹模砂浆：CRTSI高弹模砂浆的主要功能施工调整约束轨道板因列车荷载和温度变化产生的纵横向位移；在整个寿命周期内为博格宽轨枕单元提供可靠的联结与支承。单靠砂浆难以完全约束轨道板因温度变化引起的变形。因此轨道板需进行纵连形成固定区，设置限位台座、假缝，降低温度力并保护砂浆。CRTSII型板式轨道高弹模砂浆的主要功能CRTSII型板式轨道桥上CRTS

II型板式轨道轨道板全桥纵向连续、轨道板型式统一底座板与桥梁之间设置滑动层桥上设置横向限位装置梁端设置泡沫塑料桥梁固定支座处设置固结机构路基上设一定长度摩擦板和锚梁桥上CRTSII型板式轨道轨道板全桥纵向连续、轨道板型式统长桥纵连方案的设计思路将桥上无砟轨道与桥梁的变形隔离开，从而降低梁轨纵向相互作用力。该设计思路在无缝道岔设置于桥上、因保持道岔几何形位要求而难以采用小阻力扣件时，尤其值得借鉴。桥上CRTSII型板式轨道长桥纵连方案的设计思路桥上CRTSII型板式轨道CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道结构的排水通道应保持通畅砂浆应与轨道板底部和支承层或底座面密贴，厚度30mm，不应小于20mm，不宜超过40mm预应力轨道板铺设前除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的非贯通裂缝外，其他部位不允许开裂轨道板间连接部位的裂缝限值0.2mm桥梁地段连续底座板（含后浇带）的混凝土裂缝限值0.3mm侧向挡块不允许出现裂缝路基和隧道地段支承层不允许出现竖向贯通裂缝CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道结构的排水通道应保持通畅砂浆应与无砟轨道—5.纵连板式无砟轨道我国的CRTSⅡ型板式无砟轨道，并在京津城际客运专线和京沪高铁上得到应用。无砟轨道—5.纵连板式无砟轨道我国的CRTSⅡ型板式无砟轨道高速铁路无砟轨道结构课件CRTSⅡ型轨道板在工厂预制，为横向预应力轨道板，为控制轨道板裂纹不通过扣件锚固点，板上每个枕间（65cm）设横向假缝，轨道板铺设于混凝土支承层或钢筋混凝土底座上，在铺装定位后灌注30mm厚高性能水泥沥青砂浆作为施工调整层，再进行板的纵向连接，轨道整体性好，纵横向阻力大，无需设置凸形挡台等限位装置。CRTSⅡ型轨道板在工厂预制，为横向预应力轨道板，为控制轨道高速铁路无砟轨道结构课件底座板温度力调整底座板温度力调整京沪京沪高速铁路无砟轨道结构课件高速铁路无砟轨道结构课件梁端处设置厚度为50mm泡沫塑料以减小由于温度作用、桥梁挠曲或转角产生的梁轨相互影响梁端处设置厚度为50mm泡沫塑料以减小由于温度作用、桥梁挠曲CRTSⅢ型板式无砟轨道Ⅱ型板的精度Ⅰ型板的制造双块式的受力成灌新型无砟轨道CRTSⅢ型板式无砟轨道Ⅱ型板的精度Ⅰ型板的制造双块式的受力CRTSⅢ型板式轨道轨道板无需打磨，而是通过二维可调钢模预制技术预制，提高了制造精度，实现平纵曲线线型。采用有挡肩的8型扣件，扣件刚度更低。轨道板下预制钢筋，轨道板与支承层间填充自密实混凝土，形成类似于双块式轨道的整体受力状态。现场纵连技术连接轨道板，限制板端在列车荷载作用下的位移，清除轨道板受温度影响产生的翘曲变形。优化预应力体系和板缝连接材料，提高纵连式板式轨道适应温度变化和路基沉降的能力。CRTSⅢ型板式轨道轨道板无需打磨，而是通过二维可调钢模预制结构组成：轨道板、填充调整层（自密实混凝土）、缓冲隔离层、底座及支承层、限位结构（门型筋+凹凸槽钢筋混凝土）等。CRTSⅢ型板式无砟轨道结构施工顺序结构组成：轨道板、填充调整层（自密实混凝土）、缓冲隔离层、底

底座轨道板自密实混凝土层复合板结构CRTSⅢ型板式无砟轨道结构示意图底座轨道板自密实混凝土层复合板结构CRTSⅢ型板式无砟轨盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座（限位凹槽）盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座（限位凹槽）盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构精调轨道板盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构精调轨道板盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（1）路基纵连结构

纵连结构可有效分散板下应力集中，降低应力峰值，提高轨道结构的整体性，增大轨道结构的连续刚度，可最经济、最合理、最有效的克服路基表面刚度降低所带来的振动问题。CRTSⅢ型板式无砟轨道采用的是一种柔性的纵连结构。温升温降时，轨道板纵向可移动（具有单元自由伸缩效果），竖向受限则不能移动。若基础有沉降，柔性纵连结构有较强的跟随性。CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（1）路基纵

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（2）桥隧单元结构

桥梁及隧底结构表面刚度较大，为轨道板采用单元结构提供了良好的条件。由于桥隧表面刚度大，对单元板端的约束力较强。列车通过时，板端竖向位移较小，产生的振动是安全、舒适可接受的范围内。单元板结构不仅可简化桥上、隧内轨道结构，降低建造难度，而且还可降低造价。

可最有效的克服连续结构受温度力造成的复杂问题等。

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（2）桥隧单

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点桥梁单元结构CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点桥梁单元结构

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（3）自密实混凝土取代了CA砂浆自密实混凝土与轨道板形成牢固的复合板结构，轨道板与混凝土基础间不再有薄弱的夹心层，使轨道结构受力更趋合理。采用自密实混凝土取代CA砂浆作为填充调整层，不仅简化了结构，节省了原材料，减少了对环境的污染，而且与“I”、“II”相比，仅填充调整层可降低造价70%。自密实混凝土弹模25000Mpa，与高弹CA砂浆弹模10000Mpa，所能提供的弹性相当。CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（3）自密实

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（4）采用了“缓冲隔离层”技术，为日后实现维修创造了必要的条件。CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（4）采用了(1)在总结分析CRTSI型轨道板独立台座法和CRTSⅡ型轨道板长线台座法生产工艺基础上，提出了双向先张预应力混凝土轨道板生产工艺的总体思路：采用窑式单元生产，每一单元为2×4块轨道板模型。预应力钢筋定长下料，结合预应力钢筋不露出轨道板侧面方案，预应力钢筋两端设置张拉杆。相邻轨道板模板之间通过连接杆将对应张拉杆相连。轨道板预应力钢筋同步张拉，同步放张。轨道板混凝土逐模浇筑，逐模振动。轨道板采用窑式单元整体养护。制造工艺(1)在总结分析CRTSI型轨道板独立台座法(2)根据先张法轨道板结构特点，研究提出了先张法轨道板制造工艺流程，初步提出了场房布局设计、钢模板设计方案及预应力钢筋张拉、混凝土浇筑、放张及养护等施工工艺要求。(2)根据先张法轨道板结构特点，研究提出了先张高速铁路无砟轨道结构课件预应力钢筋板间连接装置预应力钢筋板间连接装置固定端进行初张拉方案固定端进行初张拉方案纵向张拉梁纵向张拉梁先张法CRTSI型轨道板先张法CRTSⅢ型轨道板先张法CRTSI型轨道板先张法CRTSⅢ型轨道板高速铁路无砟轨道结构课件高速铁路无砟轨道结构课件双块式无砟轨道设计思路充分利用了有砟轨道中预制轨枕方便钢轨定位与扣件设置的功能，施工简便快捷。弹性模量自上而下分层递减的分层混合承力结构。采用连续结构增加轨道的整体性，减小不平顺，简化层间联结并增加联接的可靠性。双块式无砟轨道设计思路双块式无砟轨道连续道床板的主要功能定位扣件及钢轨。连续道床板作为轮轨竖向力、水平力及温度力的三向混合承力与传力结构。防止因单元道床板端、板中位移差而造成的支承层受力和变形不均匀问题。道床板中性轴附近配置纵向钢筋，承受纵向温度力并限制道床板裂纹宽度。道床板连续浇注形成固定区，降低层间连接强度，只在伸缩区内强化连接。双块式无砟轨道连续道床板的主要功能双块式无砟轨道支承层的主要功能承力传力层：支承道床板，将道床板传来的力进一步分散，并传递至路基上。弹模过渡层。基床与道床板间设置的过渡层，强度、弹性均应处于两者中间。阻断裂纹。要求支承层中出现均匀细微的裂纹，不至形成大的裂纹甚至向道床板上反射。变形协调。协调道床板与基床间的变形差异，适应路基变形。双块式无砟轨道支承层的主要功能双块式无砟轨道双块式轨枕不允许出现裂缝道床板裂缝（含轨枕周围的界面裂缝）限值0.2mm，不允许出现横向贯通裂缝路基地段支承层不允许出现竖向贯通裂缝轨道结构的排水通道应保持通畅，道床板表面不得积水双块式无砟轨道双块式轨枕不允许出现裂缝道床板裂缝（含轨枕周围道岔区轨枕埋入式无砟轨道桁架式预应力岔枕不允许出现裂缝道床板混凝土的裂缝（含界面裂缝）限值0.2mm底座裂缝设计限值0.2mm，不允许出现竖向贯通裂缝轨道结构的排水通道应保持通畅，道床板表面不得积水道岔区轨枕埋入式无砟轨道桁架式预应力岔枕不允许出现裂缝道床板道岔区板式无砟轨道道岔板除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的非贯通裂缝外，其他部位不允许裂缝道岔板与底座间牢固连接，界面纵向裂缝宽度不得大于0.1mm轨道结构的排水通道应保持通畅，道岔板表面不得积水道岔区板式无砟轨道道岔板除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的我国无砟轨道

主要伤损类型我国无砟轨道

主要伤损类型CRTSI型板式无砟轨道检查部位检查内容轨道板板体及锚穴封端的裂缝、缺损凸形挡台裂缝、缺损底

座裂缝、缺损伸缩缝离缝、破损水泥乳化沥青砂浆层离缝、裂缝、缺损挡台周围填充树脂离缝、裂缝、缺损排水通道积水情况CRTSI型板式无砟轨道检查部位检查内容轨道CRTSII型板式无砟轨道检查部位检查内容轨道板裂缝、缺损板间接缝离缝、裂缝水泥乳化沥青砂浆层离缝、裂缝、缺损支承层离缝、裂缝、缺损底座板（含后浇带）裂缝、离缝、缺损侧向挡块裂缝、缺损弹性限位板隔离状态挤塑板安装状态、离缝滑动层汲水情况排水通道积水情况CRTSII型板式无砟轨道检查部位检查内容轨双块式无砟轨道检查部位检查内容双块式轨枕裂缝、缺损道床板裂缝（含界面裂缝）、缺损支承层离缝、裂缝、缺损、底

座裂缝、缺损隔离层汲水情况排水通道积水情况双块式无砟轨道检查部位检查内容双块式轨枕裂缝、缺道岔区轨枕埋入式无砟轨道检查部位检查内容岔

枕裂缝、缺损道床板裂缝（含界面裂缝）、缺损底

座裂缝、缺损伸缩缝离缝、破损排水通道积水情况道岔区轨枕埋入式无砟轨道检查部位检查内容岔道岔区板式无砟轨道检查部位检查内容道岔板裂缝、缺损底

座离缝、裂缝、缺损找平层裂缝、缺损桥上岔区侧向挡块裂缝、缺损桥上岔区滑动层汲水情况排水通道积水情况道岔区板式无砟轨道检查部位检查内容道岔板裂缝无砟轨道结构伤损分类I级伤损记录观察其发展变化II级伤损列入维修计划适时维修III级伤损及时维修无砟轨道结构伤损等级无砟轨道结构伤损分类I级伤损记录观察其发展变化II级伤损列入CRTSⅠ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ预应力轨道板裂

缝宽

度0.10.20.3掉块、缺损或封端脱落应适时修补锚穴封端裂缝宽

度0.20.51.0普通轨道板裂

缝宽

度0.20.30.5凸形挡台裂

缝宽

度0.20.30.5底

座裂

缝宽

度0.20.30.5伸缩缝离

缝宽

度1.02.03.0路基、隧道处水泥乳化沥青砂浆离

缝宽

度1.01.52.0掉块或缺损应适时修补横向深度20～5050～100≥100对角长度20～3030～50≥50裂

缝宽

度0.20.51.0凸形挡台周围填充树脂离

缝宽

度1.02.03.0缺损应适时修补裂

缝宽

度0.20.51.0CRTSⅠ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ轨道板裂

缝宽

度0.10.20.3预裂缝外，其它部位不允许。掉块或缺损应适时修补板间接缝裂

缝宽

度0.20.30.5掉块或缺损应适时修补离

缝宽

度0.20.30.5底座板裂

缝宽

度0.20.51.0支承层裂

缝宽

度0.20.30.5侧向挡块裂

缝宽

度0.20.30.5挤塑板离

缝宽

度0.20.51.0水泥乳化沥青砂浆离

缝宽

度0.51.01.5掉块或缺损应适时修补深

度20～5050～100≥100对角长度20～3030～50≥50裂

缝宽

度0.20.51.0CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备双块式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ双块式轨枕裂

缝宽

度（mm）0.10.20.3

掉块、缺损应适时修补。

挡肩失效应及时修补。道床板裂

缝宽

度（mm）0.20.30.5轨枕界面裂缝宽度（mm）0.20.30.5支承层裂

缝宽

度（mm）0.20.51.0底

座裂

缝宽

度（mm）0.20.30.5双块式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备注ⅠⅡⅢ道岔区轨枕埋入式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ岔

枕裂

缝宽

度0.10.20.3掉块或缺损应适时修补道床板裂

缝宽

度0.20.30.5岔枕界面裂缝宽

度0.20.30.5底

座裂

缝宽

度0.20.30.5伸缩缝离

缝宽

度1.02.03.0道岔区轨枕埋入式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备道岔区板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ道岔板裂

缝宽

度0.20.30.5掉块或缺损应适时修补底

座裂

缝宽

度0.20.30.5离

缝宽

度0.20.30.5找平层裂

缝宽

度0.20.30.5道岔区板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备注ⅠCRTSI型板锚穴混凝土脱落CRTSI型板锚穴混凝土脱落CRTSI型板预应力锚穴钢筋窜出CRTSI型板预应力锚穴钢筋窜出双块式轨道板裂缝双块式轨道板裂缝双块式轨道板掉块双块式轨道板掉块CA砂浆层疏松、掉块CA砂浆层疏松、掉块CRTSI型板凸型挡台填充树脂离缝CRTSI型板凸型挡台填充树脂离缝双块式底座板裂缝双块式底座板裂缝轨道板冒浆轨道板冒浆CRTSII型板轨道板裂缝CRTSII型板轨道板裂缝CRTSII型板承轨台裂缝CRTSII型板承轨台裂缝CRTSII型板宽接缝裂缝CRTSII型板宽接缝裂缝双块式轨道结构掉块双块式轨道结构掉块双块式轨道结构与支承层离缝双块式轨道结构与支承层离缝长枕埋入式轨枕冒浆长枕埋入式轨枕冒浆轨道板与路基线间封闭层混凝土之间沥青嵌缝老化，收缩断裂，不能有效防水

轨道板与路基线间封闭层混凝土之间沥青嵌缝老化，收缩断裂，不能CRTSII型板底座板钢筋脱落CRTSII型板底座板钢筋脱落CRTSII型板CA砂浆空洞CRTSII型板CA砂浆空洞轨道板螺栓孔空洞轨道板螺栓孔空洞自密实混凝土疏松、掉块自密实混凝土疏松、掉块CRTSI型板CA砂浆边角离缝CRTSI型板CA砂浆边角离缝无砟轨道路基段封闭层鼓起无砟轨道路基段封闭层鼓起郑西高铁无砟轨道上拱郑西高铁无砟轨道上拱郑西高铁无砟轨道上拱此处为郑西高铁台村隧道西口约长300米的开挖路堑地段，路基出现不均匀沉降，里程为上下行K921+000-300，分别在K921+000前后约15米、K921+083前后约25米、K921+208前后约15米三个位置出现高点。通过对轨顶标高测量并与设计标高进行对比：下行K921+000左股轨面高出设计值54.08mm，右股轨面高出设计值54.11mm；上行K921+000左股轨面高出设计值43.1mm，右股轨面高出设计值42.05mm。该地段反复经过了七遍线路精调，扣件系统从原来的wj-8b型扣件系统更换成了福斯罗300-1a型扣件系统，三个高点之间低谷部分枕木累计调高量达到了52mm接近扣件调整能力极限。

郑西高铁无砟轨道上拱此处为郑西高铁台村隧道西口约长300米的京广高铁区域下沉京广高铁区域下沉京广高铁K533+000-K535+800位于大寺台跨京珠高速公路特大桥，为半径7000m的圆曲线地段。从2013年8月由铁道第三勘察设计院进行CPⅢ复测及结构变形监测至2014年9月最近一次监测数据显示，该区段CPⅢ和桥墩均在沉降，累计沉降量较大区段主要集中在K533+600-K534+100间（CPⅢ533319-534303），最大累计沉降量已达-75.1mm，沉降速率达到1.64mm/月。

京广高铁区域下沉京广高铁K533+000-K535+800位于大寺台跨京珠高京广高铁K532+000-K536+060CPⅢ沉降趋势图京广高铁K532+000-K536+060CPⅢ沉降趋势图2014年11月我段对该区段轨道空间位置精密测量数据显示，上行在K533+862处出现轨道实际高程比设计高程最大偏离-84.8mm，在K533+957-K534+047间长90m线路高低变化24.2mm；下行在K533+828处出现轨道实际高程比设计高程最大偏离-84.2mm，在K533+927-K533+993间长66m线路高低变化23mm。上下行均在K533+923-K534+040间存在12mm的长波轨向不平顺。京广高铁区域下沉2014年11月我段对该区段轨道空间位置精密测量数据显示，上为保证高铁线路平顺性和行车安全，我段对该区段线路进行了严密动静态监控，并于2014年11月19-20日分别对上下行沉降量较大区段轨道进行了初步精调，轨面调高10mm，平面轨向调整1.5mm（已达到现有扣件平面调整极限）。京广高铁区域下沉为保证高铁线路平顺性和行车安全，我段对该区段线路进行了严密动高速铁路无砟轨道结构课件高速铁路无砟轨道结构课件谢谢！

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高速铁路无砟轨道结构

主讲人：孙知远电话箱：529708426@高速铁路无砟轨道结构主讲人：孙知远高速铁路无砟轨道结构课件我国高速铁路

无砟轨道主要类型我国高速铁路

无砟轨道主要类型我国高速铁路无砟轨道结构类型我国高速铁路无砟轨道板式枕式CRTSⅠ型板式CRTSⅡ型板式CRTSⅢ型板式CRTSⅠ型双块式CRTSⅡ型双块式道岔区板式轨道道岔区长枕埋入式轨道我国高速铁路无砟轨道结构类型我国高速铁路板式枕式CRTSⅠ型CRTS

I型板式轨道原型日本新干线板式轨道哈大客运专线、武广客运专线等结构特点单元式结构预制轨道板CA砂浆调整凸台限位CRTSI型板式轨道原型日本新干线板式轨道CRTSI型板式无砟轨道组成CRTSI型板式无砟轨道由钢轨、扣件、垫板、轨道板、CA砂浆垫层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等组成。CRTSI型板式无碴轨道系统下图。CRTSI型板式无砟轨道组成CRTSI型板式无砟轨道由钢轨CRTSI型板式轨道设计思路两刚性较大的承载层中间，设置刚性较小的用于施工调整及缓冲协调的夹层，构成“夹心面包”结构。CRTSI型板式轨道设计思路施工快捷（采用预制轨道板），方便维修（采用单元式结构），造价合理（一个钢轨大修周期回收增加的造价）。竖向力分层传递、水平力（纵、横向力）与竖向力分开承受和传递，轨道传力路线清楚、部件功能明确。CRTSI型板式轨道施工快捷（采用预制轨道板），方便维修（采用单元式结构），造价主要结构功能轨道板定位与支承钢轨承受并传递竖向力及水平力CRTSI型板式轨道主要结构功能CRTSI型板式轨道低弹模CA砂浆施工调整:消除底座板的施工误差。缓冲协调:轨道板与砂浆间的脱空难以避免，对局部缓冲列车动荷载防止刚性冲击、均匀轨道板受力以及协调刚性相对较大的轨道板与底座间的变形差异，砂浆弹性不可缺少。阻断裂纹:阻断现浇底座板上可能出现并向上反射的裂纹。提供少量轨道竖向弹性。提供少量的限制轨道板纵横向移动的阻力。CRTSI型板式轨道低弹模CA砂浆CRTSI型板式轨道低弹模砂浆难以承受轨道板传下的纵横向力，尤其是难以承受因温度变化造成的单元轨道板的温度力或变形。列车纵横向力及温度力经由凸形挡台直接传递至分段连续浇筑的底座板上。设计中最主要的是注重砂浆的抗压强度和变形能力，即具有足够的抗压强度和尽可能低的弹模。CRTSI型板式轨道低弹模砂浆难以承受轨道板传下的纵横向力，尤其是难以承受因温度凸形挡台轨道板纵横向定位，承受并传递轨道板所受纵横向力施工中的测量定位基准点CRTSI型板式轨道凸形挡台CRTSI型板式轨道凸形挡台周边填充材料减少温度力。缓冲层提供适量弹性，对轨道板弹性定位，适当降低轨道板因温度变化引起的纵向温度力。减少纵向冲击。防止轨道板与凸形挡台间的刚性接触，减小轨道板纵横向振动对凸形挡台的冲击力。

CRTSI型板式轨道凸形挡台周边填充材料CRTSI型板式轨道底座板定位凸形挡台承受并传递竖向及水平力抵抗并吸收下部基础变形CRTSI型板式轨道底座板CRTSI型板式轨道CRTSⅠ型板式无砟轨道预应力轨道板不允许开裂。普通混凝土框架板及底座的裂缝限值为0.2mm充填层厚50mm，不应小于40mm（减振40mm/35mm）。袋装灌注时应与轨道板底部密贴，轨道板边角悬空深度应小于30mm凸形挡台分圆形和半圆形，半径260mm，其周围填充树脂的厚度40mm，不应小于30mm排水通道，特别是框架式轨道板内及底座内预埋的横向排水管道，应保持通畅路基和隧道地段底座间的伸缩缝宽度20mm，状态良好CRTSⅠ型板式无砟轨道预应力轨道板不允许开裂。普通混凝土框CRTSII型板式轨道原型德国博格板式轨道京津城际铁路、京沪高速铁路等结构特点连续式结构预制轨道板BZM砂浆调整依靠整体性限位CRTSII型板式轨道原型德国博格板式轨道Page

121CRTSII型板式轨道组成Page17CRTSII型板式轨道组成设计思路采用高精度的轨道板，尽可能将轨道定位误差在轨道板预制厂内解决。采用轨道板纵向张拉连接，将轨道板纵向连成整体，减小自由边并形成整体受力。轨道板上预设“假缝”，其主要作用是降低温度力，吸收荷载或下部基础引起的变形，从而有效地保护板下三向混合传力的砂浆层，使其可靠地与轨道板粘结。CRTSII型板式轨道设计思路CRTSII型板式轨道降低温度力以利于限制轨道板位移，保护高弹模砂浆：设置假缝，钢筋混凝土开裂时弹模显著下降，温度拉力随之下降。轨道板间预加拉力，降低轨道板中的温度压力。轨道板使用过程中假缝允许开裂成为“真缝”，轨道板从铺设时的“板”转变为运营中的“串联宽轨枕”，因此板内设置横向预应力。CRTSII型板式轨道降低温度力以利于限制轨道板位移，保护高弹模砂浆：CRTSI高弹模砂浆的主要功能施工调整约束轨道板因列车荷载和温度变化产生的纵横向位移；在整个寿命周期内为博格宽轨枕单元提供可靠的联结与支承。单靠砂浆难以完全约束轨道板因温度变化引起的变形。因此轨道板需进行纵连形成固定区，设置限位台座、假缝，降低温度力并保护砂浆。CRTSII型板式轨道高弹模砂浆的主要功能CRTSII型板式轨道桥上CRTS

II型板式轨道轨道板全桥纵向连续、轨道板型式统一底座板与桥梁之间设置滑动层桥上设置横向限位装置梁端设置泡沫塑料桥梁固定支座处设置固结机构路基上设一定长度摩擦板和锚梁桥上CRTSII型板式轨道轨道板全桥纵向连续、轨道板型式统长桥纵连方案的设计思路将桥上无砟轨道与桥梁的变形隔离开，从而降低梁轨纵向相互作用力。该设计思路在无缝道岔设置于桥上、因保持道岔几何形位要求而难以采用小阻力扣件时，尤其值得借鉴。桥上CRTSII型板式轨道长桥纵连方案的设计思路桥上CRTSII型板式轨道CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道结构的排水通道应保持通畅砂浆应与轨道板底部和支承层或底座面密贴，厚度30mm，不应小于20mm，不宜超过40mm预应力轨道板铺设前除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的非贯通裂缝外，其他部位不允许开裂轨道板间连接部位的裂缝限值0.2mm桥梁地段连续底座板（含后浇带）的混凝土裂缝限值0.3mm侧向挡块不允许出现裂缝路基和隧道地段支承层不允许出现竖向贯通裂缝CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道结构的排水通道应保持通畅砂浆应与无砟轨道—5.纵连板式无砟轨道我国的CRTSⅡ型板式无砟轨道，并在京津城际客运专线和京沪高铁上得到应用。无砟轨道—5.纵连板式无砟轨道我国的CRTSⅡ型板式无砟轨道高速铁路无砟轨道结构课件CRTSⅡ型轨道板在工厂预制，为横向预应力轨道板，为控制轨道板裂纹不通过扣件锚固点，板上每个枕间（65cm）设横向假缝，轨道板铺设于混凝土支承层或钢筋混凝土底座上，在铺装定位后灌注30mm厚高性能水泥沥青砂浆作为施工调整层，再进行板的纵向连接，轨道整体性好，纵横向阻力大，无需设置凸形挡台等限位装置。CRTSⅡ型轨道板在工厂预制，为横向预应力轨道板，为控制轨道高速铁路无砟轨道结构课件底座板温度力调整底座板温度力调整京沪京沪高速铁路无砟轨道结构课件高速铁路无砟轨道结构课件梁端处设置厚度为50mm泡沫塑料以减小由于温度作用、桥梁挠曲或转角产生的梁轨相互影响梁端处设置厚度为50mm泡沫塑料以减小由于温度作用、桥梁挠曲CRTSⅢ型板式无砟轨道Ⅱ型板的精度Ⅰ型板的制造双块式的受力成灌新型无砟轨道CRTSⅢ型板式无砟轨道Ⅱ型板的精度Ⅰ型板的制造双块式的受力CRTSⅢ型板式轨道轨道板无需打磨，而是通过二维可调钢模预制技术预制，提高了制造精度，实现平纵曲线线型。采用有挡肩的8型扣件，扣件刚度更低。轨道板下预制钢筋，轨道板与支承层间填充自密实混凝土，形成类似于双块式轨道的整体受力状态。现场纵连技术连接轨道板，限制板端在列车荷载作用下的位移，清除轨道板受温度影响产生的翘曲变形。优化预应力体系和板缝连接材料，提高纵连式板式轨道适应温度变化和路基沉降的能力。CRTSⅢ型板式轨道轨道板无需打磨，而是通过二维可调钢模预制结构组成：轨道板、填充调整层（自密实混凝土）、缓冲隔离层、底座及支承层、限位结构（门型筋+凹凸槽钢筋混凝土）等。CRTSⅢ型板式无砟轨道结构施工顺序结构组成：轨道板、填充调整层（自密实混凝土）、缓冲隔离层、底

底座轨道板自密实混凝土层复合板结构CRTSⅢ型板式无砟轨道结构示意图底座轨道板自密实混凝土层复合板结构CRTSⅢ型板式无砟轨盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座（限位凹槽）盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座（限位凹槽）盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构精调轨道板盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构精调轨道板盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构盘营客专CRTSⅢ型板式无砟轨道结构

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（1）路基纵连结构

纵连结构可有效分散板下应力集中，降低应力峰值，提高轨道结构的整体性，增大轨道结构的连续刚度，可最经济、最合理、最有效的克服路基表面刚度降低所带来的振动问题。CRTSⅢ型板式无砟轨道采用的是一种柔性的纵连结构。温升温降时，轨道板纵向可移动（具有单元自由伸缩效果），竖向受限则不能移动。若基础有沉降，柔性纵连结构有较强的跟随性。CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（1）路基纵

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（2）桥隧单元结构

桥梁及隧底结构表面刚度较大，为轨道板采用单元结构提供了良好的条件。由于桥隧表面刚度大，对单元板端的约束力较强。列车通过时，板端竖向位移较小，产生的振动是安全、舒适可接受的范围内。单元板结构不仅可简化桥上、隧内轨道结构，降低建造难度，而且还可降低造价。

可最有效的克服连续结构受温度力造成的复杂问题等。

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（2）桥隧单

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点桥梁单元结构CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点桥梁单元结构

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（3）自密实混凝土取代了CA砂浆自密实混凝土与轨道板形成牢固的复合板结构，轨道板与混凝土基础间不再有薄弱的夹心层，使轨道结构受力更趋合理。采用自密实混凝土取代CA砂浆作为填充调整层，不仅简化了结构，节省了原材料，减少了对环境的污染，而且与“I”、“II”相比，仅填充调整层可降低造价70%。自密实混凝土弹模25000Mpa，与高弹CA砂浆弹模10000Mpa，所能提供的弹性相当。CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（3）自密实

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点

CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（4）采用了“缓冲隔离层”技术，为日后实现维修创造了必要的条件。CRTSⅢ型板式无砟轨道技术结构特点（4）采用了(1)在总结分析CRTSI型轨道板独立台座法和CRTSⅡ型轨道板长线台座法生产工艺基础上，提出了双向先张预应力混凝土轨道板生产工艺的总体思路：采用窑式单元生产，每一单元为2×4块轨道板模型。预应力钢筋定长下料，结合预应力钢筋不露出轨道板侧面方案，预应力钢筋两端设置张拉杆。相邻轨道板模板之间通过连接杆将对应张拉杆相连。轨道板预应力钢筋同步张拉，同步放张。轨道板混凝土逐模浇筑，逐模振动。轨道板采用窑式单元整体养护。制造工艺(1)在总结分析CRTSI型轨道板独立台座法(2)根据先张法轨道板结构特点，研究提出了先张法轨道板制造工艺流程，初步提出了场房布局设计、钢模板设计方案及预应力钢筋张拉、混凝土浇筑、放张及养护等施工工艺要求。(2)根据先张法轨道板结构特点，研究提出了先张高速铁路无砟轨道结构课件预应力钢筋板间连接装置预应力钢筋板间连接装置固定端进行初张拉方案固定端进行初张拉方案纵向张拉梁纵向张拉梁先张法CRTSI型轨道板先张法CRTSⅢ型轨道板先张法CRTSI型轨道板先张法CRTSⅢ型轨道板高速铁路无砟轨道结构课件高速铁路无砟轨道结构课件双块式无砟轨道设计思路充分利用了有砟轨道中预制轨枕方便钢轨定位与扣件设置的功能，施工简便快捷。弹性模量自上而下分层递减的分层混合承力结构。采用连续结构增加轨道的整体性，减小不平顺，简化层间联结并增加联接的可靠性。双块式无砟轨道设计思路双块式无砟轨道连续道床板的主要功能定位扣件及钢轨。连续道床板作为轮轨竖向力、水平力及温度力的三向混合承力与传力结构。防止因单元道床板端、板中位移差而造成的支承层受力和变形不均匀问题。道床板中性轴附近配置纵向钢筋，承受纵向温度力并限制道床板裂纹宽度。道床板连续浇注形成固定区，降低层间连接强度，只在伸缩区内强化连接。双块式无砟轨道连续道床板的主要功能双块式无砟轨道支承层的主要功能承力传力层：支承道床板，将道床板传来的力进一步分散，并传递至路基上。弹模过渡层。基床与道床板间设置的过渡层，强度、弹性均应处于两者中间。阻断裂纹。要求支承层中出现均匀细微的裂纹，不至形成大的裂纹甚至向道床板上反射。变形协调。协调道床板与基床间的变形差异，适应路基变形。双块式无砟轨道支承层的主要功能双块式无砟轨道双块式轨枕不允许出现裂缝道床板裂缝（含轨枕周围的界面裂缝）限值0.2mm，不允许出现横向贯通裂缝路基地段支承层不允许出现竖向贯通裂缝轨道结构的排水通道应保持通畅，道床板表面不得积水双块式无砟轨道双块式轨枕不允许出现裂缝道床板裂缝（含轨枕周围道岔区轨枕埋入式无砟轨道桁架式预应力岔枕不允许出现裂缝道床板混凝土的裂缝（含界面裂缝）限值0.2mm底座裂缝设计限值0.2mm，不允许出现竖向贯通裂缝轨道结构的排水通道应保持通畅，道床板表面不得积水道岔区轨枕埋入式无砟轨道桁架式预应力岔枕不允许出现裂缝道床板道岔区板式无砟轨道道岔板除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的非贯通裂缝外，其他部位不允许裂缝道岔板与底座间牢固连接，界面纵向裂缝宽度不得大于0.1mm轨道结构的排水通道应保持通畅，道岔板表面不得积水道岔区板式无砟轨道道岔板除预设裂缝处允许出现小于0.2mm的我国无砟轨道

主要伤损类型我国无砟轨道

主要伤损类型CRTSI型板式无砟轨道检查部位检查内容轨道板板体及锚穴封端的裂缝、缺损凸形挡台裂缝、缺损底

座裂缝、缺损伸缩缝离缝、破损水泥乳化沥青砂浆层离缝、裂缝、缺损挡台周围填充树脂离缝、裂缝、缺损排水通道积水情况CRTSI型板式无砟轨道检查部位检查内容轨道CRTSII型板式无砟轨道检查部位检查内容轨道板裂缝、缺损板间接缝离缝、裂缝水泥乳化沥青砂浆层离缝、裂缝、缺损支承层离缝、裂缝、缺损底座板（含后浇带）裂缝、离缝、缺损侧向挡块裂缝、缺损弹性限位板隔离状态挤塑板安装状态、离缝滑动层汲水情况排水通道积水情况CRTSII型板式无砟轨道检查部位检查内容轨双块式无砟轨道检查部位检查内容双块式轨枕裂缝、缺损道床板裂缝（含界面裂缝）、缺损支承层离缝、裂缝、缺损、底

座裂缝、缺损隔离层汲水情况排水通道积水情况双块式无砟轨道检查部位检查内容双块式轨枕裂缝、缺道岔区轨枕埋入式无砟轨道检查部位检查内容岔

枕裂缝、缺损道床板裂缝（含界面裂缝）、缺损底

座裂缝、缺损伸缩缝离缝、破损排水通道积水情况道岔区轨枕埋入式无砟轨道检查部位检查内容岔道岔区板式无砟轨道检查部位检查内容道岔板裂缝、缺损底

座离缝、裂缝、缺损找平层裂缝、缺损桥上岔区侧向挡块裂缝、缺损桥上岔区滑动层汲水情况排水通道积水情况道岔区板式无砟轨道检查部位检查内容道岔板裂缝无砟轨道结构伤损分类I级伤损记录观察其发展变化II级伤损列入维修计划适时维修III级伤损及时维修无砟轨道结构伤损等级无砟轨道结构伤损分类I级伤损记录观察其发展变化II级伤损列入CRTSⅠ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ预应力轨道板裂

缝宽

度0.10.20.3掉块、缺损或封端脱落应适时修补锚穴封端裂缝宽

度0.20.51.0普通轨道板裂

缝宽

度0.20.30.5凸形挡台裂

缝宽

度0.20.30.5底

座裂

缝宽

度0.20.30.5伸缩缝离

缝宽

度1.02.03.0路基、隧道处水泥乳化沥青砂浆离

缝宽

度1.01.52.0掉块或缺损应适时修补横向深度20～5050～100≥100对角长度20～3030～50≥50裂

缝宽

度0.20.51.0凸形挡台周围填充树脂离

缝宽

度1.02.03.0缺损应适时修补裂

缝宽

度0.20.51.0CRTSⅠ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ轨道板裂

缝宽

度0.10.20.3预裂缝外，其它部位不允许。掉块或缺损应适时修补板间接缝裂

缝宽

度0.20.30.5掉块或缺损应适时修补离

缝宽

度0.20.30.5底座板裂

缝宽

度0.20.51.0支承层裂

缝宽

度0.20.30.5侧向挡块裂

缝宽

度0.20.30.5挤塑板离

缝宽

度0.20.51.0水泥乳化沥青砂浆离

缝宽

度0.51.01.5掉块或缺损应适时修补深

度20～5050～100≥100对角长度20～3030～50≥50裂

缝宽

度0.20.51.0CRTSⅡ型板式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备双块式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ双块式轨枕裂

缝宽

度（mm）0.10.20.3

掉块、缺损应适时修补。

挡肩失效应及时修补。道床板裂

缝宽

度（mm）0.20.30.5轨枕界面裂缝宽度（mm）0.20.30.5支承层裂

缝宽

度（mm）0.20.51.0底

座裂

缝宽

度（mm）0.20.30.5双块式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备注ⅠⅡⅢ道岔区轨枕埋入式无砟轨道伤损部位伤损形式判定项目评定等级备

注ⅠⅡⅢ岔

枕裂

缝宽

度0.10.20.3掉块或缺损应适时修补道床板裂

缝宽

度0.2