无砟轨道介绍

无砟轨道介绍一、国内外无砟轨道综述无砟轨道的概念无砟轨道又作无碴轨道，无砟轨道采用谐振式轨道电路传输特性技术，首次成区段建成无砟轨道铁路。在铁路上，“砟”的意思是小块的石头。常规铁路都在小块石头的基础上，再铺设枕木或水泥钢轨，但这种铁路不适于列车高速行驶。世界高速铁路的发展证实，高速铁路基础工程如果使用常规的轨道系统，道砟粉化严重，线路维修频繁，安全性、舒适性、经济性相对较差。无砟轨道是高速铁路工程技术的发展方向。4(zha),岩石、煤等的碎片。在铁路上，指作路基用的小块石头。传统的铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成，钢轨固定放在枕木上，之下为小碎石铺成的路砟。路砟和枕木均起加大受力面、分散火车压力、帮助铁轨承重的作用，防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里。此外，路砟(小碎石)还有几个作用：减少噪音、吸热、减震、增加透水性等。这就是有砟轨道。传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但容易变形，维修频繁，维修费用较大。同时，列车速度受到限制。无砟轨道的轨枕本身是混凝土浇灌而成，而路基也不用碎石，铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。无砟轨道是当今世界先进的轨道技术，可以减少维护、降低粉尘、美化环境，而且列车时速可以达到200公里以上。二、无碴轨道的整体性能为综合评估上述3种结构型式无碴轨道的整体性能，考察其结构强度与动力特性，在试验室内分别铺设10m长的无碴轨道实尺模型，利用多点液压伺服加载系统及落轴试验设备，对无碴轨道进行了静载、疲劳与落轴试验。1静截与疲劳试验静载试验单点最大荷载值为结构的设计荷载，疲劳试验单点最大荷载值根据静轮重，并考虑动力附加系数，确定为150kN,加载频率范围5-25Hz。2.1.1试验测试内容道床板的表面应变；钢轨支点压力的分配；钢轨的绝对位移。2.1.2试验结果在静载过程中，3种结构无碴轨道道床板的表面应变随荷载增加成线性增长，其受力状态在弹性范围内，结构具有足够的强度储备。200万次模拟列车荷载的疲劳试验前后.道床板的应变未发生变化。单点荷载作用下，钢轨支点压力的分配基本在以加载点为中心的5个钢轨支上；荷载越大，加载点下的钢轨支点压力分配比例越大；弹性支承块式钢轨支点压力的分配比例相对较均匀；长轨枕埋人式与板式轨道的钢轨支点压力分配比例基本相同。弹性支承块式钢轨位移最大，其次为板式轨道，长轨枕埋入式最小。3种结构的残余变形均较小。2.2落轴试验落轴试验是评估轨道动力特性的有效手段，试验过程中利用一定质量的轮对，在选定的轨道断面上，在一定落高下自由落体，造成对钢轨轨面的垂向冲击，一方面测定钢轨的垂向冲击力及冲击时间，可得出轨道的弹性系数K与阻尼系数C；另一方面通过钢轨冲击力幅值的衰减及轨道各部分的振动加速度，分析轨道的振动传递与衰减性能。2.2.1无碴轨道的弹性系数与阻尼系数根据日本铁路落轴试验及其计算理论，对3种结构进行了钢轨冲击力及其衰减时间段的测试，通过计算得出轨道的弹性系数与阻尼系数，如表1。从试验结果可看出，3种轨道结构的弹性系数K值的大小顺序为：长轨枕埋人式、板式、弹性支承块式轨道阻尼系数C反映的是轨道的减振性能，C值越大其减振性能越好，从表中看出，C值的大小顺序K值正好相反。2.2.2轨道的振动传递与衰减性能(1)轨道各部分的振动加速度。表2为落高25mm时的3种结构的钢轨振动加速度测试结果，以及轨道各组成部分的加速度比值。可以看出，轨道各部分的振动加速度从钢轨到道床板逐渐减小；由于弹性支承块式无碴轨道结构的组合刚度相对其它2种结构要小，反映在同样冲击条件下钢轨的振动加速度要小。从振动加速度比值盾，相应的下部基础(底座)加速度值也小。钢轨冲击力的峰值及其衰减。在相同冲击条件下，由于轨道组合刚度的不同，3种结构钢轨冲击力的峰值及其衰减明显不同，表3为落高25mm时3种轨道结构型钢轨冲击力峰值P及其大于2OkN之前的衰减总时问与衰减次数的测试结果。从表中钢轨冲击力峰值的衰减时间与衰减次数可以较直观地看出3种轨道振动特性的不同，其中弹性支承块式相对长轨枕埋入式与板式轨道的差异更为明显，其减振性能优越，这也是这种低振动轨道的设计初衷。从钢轨冲击力峰值的大小看，其受轨道刚度的影响规律也较明显。轨道刚度越大，其相应冲击力的峰值增大，由于落轴试验实际上反映的是轮•I>iuk®5*71,牲卷洋就87-职*3漓*瓷豪。am■辄姓勒舞,度就置喜郭登质途度萄比该规a寥团fll2母,」2修623Z7.S鼻田t承雄式11(JM~1713XI标:支源凝;成床痂E0234皿I54?4^1067B1825.7・M 点濒建些楚康 皿轨冲击荷载作用下轨道的动力性能，因此如果在运营线路上轨道产生较大不平顺，轮轨间产生冲击荷载，在相同的线路与车辆状态下，相对有碴轨道来说刚度较大的无碴轨道，其动力响应将相应增大。但从另一方面来说，高速铁路无碴轨道线路具有稳定性、平顺性与刚度均匀性好的突出优点，可弥补其组合刚度较大的不足。三、 无砟轨道的特点3.1优点：良好的轨道稳定性，连续性和平顺性,使用寿命长；结构耐久性好，维修工作量少；可避免高速行速下有砟轨道的道砟飞溅；有利于适应地形选线，减少线路的工程投资；可减轻桥梁二期恒载，降低隧道净空；荷载特性、振动特性和车辆的平稳性都较好；维护费用比有砟轨道低；3.2缺点：初期投资大；一旦基础变形下沉，修复困难.改进的可能性受到限制；无砟轨道不能在粘土深路堑、松软土路堤或地震区域铺设；无砟轨道噪声水平比有砟轨道高5dB；混凝土无砟轨道为刚性承载层，当达到承载强度极限时将产生断裂，并引起轨道几何尺寸的突然变化和难以预见的恶化；四、 国外无砟轨道概况从60年代开始，高速铁路无砟轨道结构在日本德国、英国、意大利等国家得到了广泛应用，以下概要介绍目前国外铁路应用较成熟的几种无砟轨道结构型式。(1)日本板式轨道。日本铁路由于其独特的地理条件以及劳动力短缺等原因，极力发展板式轨道，从60年代在山阳新干线试铺的8km板式轨道算起，到1997年完工的北陆新干线155km板式轨道，累计铺设长度已超过2400km。日本铁路在板式轨道究发展过程中，通过室内模型试验与现场试验段的运营考验，积累了丰富的研究与实践经验。开发出适用于隧道和高架桥上的A型轨道板、框架式轨道板，适用于土质路基上”3村瓷皿*・《|单冲击力嶂值及索收息*毒式pgHma装人就祷】441S鼻磁次承北武3-+2345T的RA型轨道板，以及防振型轨道板等；配合使用的CA砂浆有适用于温暖、寒冷、海岸线、修补等各种不同的配方，从而构成了不同使用范围的板式轨道系列。德国Rheda型无砟轨道。德国高速铁路对无砟轨道的研究与应用主要针对隧道和路基。1959—1988年的试验阶段，试铺了各类无砟轨道试验段36处，累计长度达21.3km,到1989年基本定型并开始成段铺设，截止到1997年，共铺设无砟轨道达190km,其结构型式以Rheda型为主，在此基础上，通过在道床板与底座问增设减振层，实现在特殊地段的减振要求。弹性支承块式无砟轨道。弹性支承块式无砟轨道由于其特有的减振、降噪、减磨等优越性能而被世界上许多国家所采用，如瑞士、丹麦、英国等。设计时速200km/h的英吉利海底隧道通过多种无砟轨道结构比选，采用了该种结构型式.并于1993年6月开通运营美国成立的Sonneville国际集团公司还对该轨道系统提供成套技木咨询服务，其技术已相当成熟。我国的18km长秦岭隧道，也采用了这种结构型式。其它结构型式的无砟轨道。世界上许多国家根据自己的技术基础与线路特点，开发出多种型式的无砟轨道结构，如：英国的PACT型、法国的VSB型、意大利的IPA型等。五、国外的无砟轨道的类型、研究及运用日本无砟轨道1研发模式日本研究发展无砟轨道采取有组织的统一研发推广模式，并且始终围绕各种类型的板式轨道展开。铁道综合技术研究所汇集轨道、土工、桥隧、材料及化工等专业的研究人员组成系统攻关研究小组，负责无砟轨道的研发推广。其研发技术路线为：研究小组针对不同的板式方案进行设计选型，并通过部件试验、实尺模型加载试验、设计修改、运营线试铺。2研究及应用日本板式轨道的应用是从桥梁和隧道开始的，在既有线和新干线上先后共铺设了20多处近30km的试验段。在土质路基上应用板式轨道同样经历了30多年的发展历程开展了大量的室内外试验研究工作。1968年提出RA型板式轨道,并在铁道技术研究所进彳亍性能试验。20世纪70年代，日本将板式轨道作为铁路建设的国家标准进行推广，板式J道得到了广泛应用。20世纪90年代初，提出用混凝土道床代替沥青混凝土道床的结构方案，并用普通A型轨道板取代RA轨道板，实现板式轨道结构型式的统一。为了适应东北、上越新干线的寒冷地区，又研制出双向预应力结构轨道板，后来为了节省投资,在标准A型轨道板的基础上,研制出框架式轨道板。到目前为止，其板式轨道累计铺设里程达到2700多延长千米。另夕卜，日本铁道综合技术研究所基于普通的钢筋混凝土轨枕、法国式的双块式轨枕、普通板式轨道、框架型板式轨道4种轨下基础型式开发了梯子形无砟轨道。该结构在美国的FAST线上进行了试验，取得了成功，在日本的城市轨道交通领域已经开始使用。德国无砟轨道1研发模式德国是世界上研究开发无砟轨道最早的国家，采用企业自主研发、政府统一管理的模式。研发的技术路线为：德国铁路制定统一的设计要求，由公司或企业自行研制开发,试铺前必须通过指定实验室的相关试验和性能综合评估，并经德铁技术检查团（EBA）认证、批准，方可上线试铺;经过5年的运营考验并经德铁技术检查团审定通过后，方可正式使用。目前德国有20多家企业参与无砟轨道新型结构的开发。2研究及应用1959年开始研究、试铺无砟轨道，首先在希尔赛德车站试铺了3种结构，随后又在雷达车站和奥尔德车站试铺了2种结构，1977年又在慕尼黑试验线试铺6种。1959—1988年是德国无砟轨道的试铺期，共铺设无砟轨道36处，累计21.6km。在此期间先后在土质路基、高架桥及隧道内试铺了各种混凝土道床和沥青混凝土道床的无砟轨道。经过不断改进、优化和完善，形成了德国铁路的无砟轨道系列、比较成熟的技术规范和管理体系，研制了成套的施工机械设备和工程质量检测设备，为无砟轨道在德铁的推广应用创造了良好的条件。经过几十年的开发和研究，德国已经成功研发了雷达型、博格板型、旭普林型、Berlin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型等十几种无砟轨道结构型式。目前，德国主要应用的无砟轨道结构型式有博格板式、雷达型、旭普林型3种，其它的处于试铺或少量铺设阶段，尚未推广。雷达型无砟轨道是以1972年铺设于德国比勒菲尔德-哈姆铁路的雷达车站而命名的，经过不断优化，由雷达普通型发展到雷达2000型、雷达柏林型，目前德国有50%以上的高速铁路采用的是雷达型无砟轨道，英国、法国、印度、荷兰、韩国以及我国台湾省和大陆地区都引进和采用了德国雷达型无砟轨道技术。旭普林型无砟轨道是1974年开发铺设在科隆-法兰克福高速铁路上发展起来的，其结构与雷达型相似，都是在水硬性混凝土承载层上铺设双块埋入式无砟轨道,只是施工工艺不同。该结构型式使用不多，除德国本土外，我国郑西客运专线采用了旭普林无砟轨道结构型式。博格板式无砟轨道是通过优化改进1979年德国在卡尔斯费尔德-达豪铁路铺设的一种预制板式无砟轨道而形成的，主要用于德国纽伦堡-英戈尔施塔特新建高速铁路。PACT型无砟轨道为就地灌注的钢筋混凝土道床，钢轨直接与道床相连接,轨底与混凝土道床之间设连续带状橡胶垫板，钢轨为连续支承。英国于1969年开始研究和试铺，1973年正式推广，并在西班牙、南非、加拿大和荷兰等国家的重载和高速铁路的桥隧上应用，铺设长度约80km。六、我国的无砟轨道1研发模式我国研究发展无砟轨道采用以政府主导、科研机构研发为主的模式。主要技术路线：通过理论研究确定设计参数，进行实尺模型铺设和技术性能试验,完善设计参数，提出施工方案，试铺。4.2研究及应用我国于20世纪60年代开始对无砟轨道进行研究，与国外的研究几乎同时起步。初期曾试铺过支承块式、短木枕式、整体灌筑式等整体道床以及框架式沥青道床等多种型式。无砟轨道开发初期，在成昆线、京原线、京通线、南疆线等长度超过1km的隧道内铺设支承块式整体道床,总铺设长度约300km。20世纪80年代曾试铺过由沥青混凝土铺装层与宽枕组成的沥青混凝土整体道床，全部铺设在大型客站和隧道内，总长约10km。1995年开始对弹性支承块式无砟轨道展开研究，并得到推广应用。1996—1997年先后在陇海线白清隧道和安康线大瓢沟隧道铺设弹性支承块式无砟轨道试验段,在秦岭隧道一线、秦岭二线隧道正式推广使用，合计铺设36.8km;以后又陆续在宁西线（西安一南京）、兰武复线、宜万线、湘渝线等隧道内及城市轨道中得到广泛应用，累计铺设弹性支承块式无砟轨道近200km。在国家科技攻关专题“高速铁路无砟轨道设计参数的研究”中，我国提出了适用于高速铁路桥隧结构上的长枕埋入式、弹性支承块式、板式3种无砟轨道结构型式及其设计参数；在铁道部科技开发计划项目“高速铁路高架桥上无砟轨道关键技术的试验研究”中，完成了以上3种无砟轨道实尺模型的铺设及各项性能指标试验，初步提出高架桥上无砟轨道的施工方案。1999年在秦沈客运专线沙河特大桥开始试铺长枕埋入式无砟轨道,在渝怀线鱼嘴2号隧道进行了试铺；同年，在秦沈客运专线狗河特大桥直线和双河特大桥曲线上开始试铺板式轨道，在赣龙线枫树排隧道也进行试铺验证。经过40多年的无砟轨道的理论研究、室内模型试验、桥上和隧道内试验段铺设,我们取得了一系列的研究成果。通过实践，我们在无砟轨道的结构设计、施工方法、轨道基础技术等方面积累了宝贵的经验，为进一步发展无砟轨道技术打下了坚实的基础。2004年开展了遂渝线无砟轨道综合试验段关键技术研究，通过引进、消化吸收、再创新，掌握无砟轨道的关键修建技术，致力于打造具有中国自主知识产权的高速铁路。4.3高速铁路建设阶段的全面推广应用研究为了实施《中长期铁路网规划》，建设世界一流客运专线，在我国无砟轨道技术尚未完全成熟的情况下，我们需要学习借鉴国外成熟经验，通过引进、消化、吸收和再创新,发展我国的无砟轨道技术，进行新一轮的大规模高速铁路建设。为此，我们引进了德国雷达2000型和旭普林双块式、博格和日本板式无砟轨道。为了进一步掌握雷达型和旭普林双块式、博格板、日本板式无砟轨道技术，结合我国掌握的无砟轨道技术,铁道部根据有关设计施工单位的技术特点选取了不同的高速铁路建设项目进行深入的应用研究。七、国内外的无砟轨道的类型、特点及适用范围国内外现有的无砟轨道类型：雷达型、博格板型、旭普林型、Berlin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型、双块式轨枕、普通板式轨道、框架型板式轨道、梯子形无砟轨道、PACT型无砟轨道、Monaco型双块式无砟轨道。雷达2000型无砟轨道1.1概述雷达型无砟轨道于1972年铺设于德国比勒非尔德至哈姆的一段线路上，以雷达车站而命名。在使用过程中不断优化，从最初的雷达普通型发展到现在的雷达2000型，并且针对路基、桥梁、隧道不同基础进行了部分修改。图2-1-4为最早的雷达普通型图2"4 轨谊结构2000型无图了输图2"4 轨谊结构2000型无图了输［tiki岛士Opp.结构形式优化过程。W1Tji—. _WW0—M 一__」 ；XWTLIB _L-a;. M.3fiOQmm一 — ►-I-3KhrthMO)即夫碑新近皓构IHd/S2雷达型无砟轨道最初为整体轨;埋人式轨道，到雷达柏林(READ-BER-LIN)已经发展为钢筋木行梁支撑的双块埋入式无砟轨道，但承载层仍然是槽形。发展到雷达2000型时，成为由钢筋木行架连接的双块埋入式轨道，其混凝土承载层改成平板。下图为雷达2000型无砟轨道结构支承块结构组装图。1.2系统构成雷达2000型无砟轨道系统结构如下：基础为水硬性混凝土支承层，厚度300mm,强度不应低于15N•mm-2。B355W60M型双块式轨枕按照650mm的间距排列，每组轨枕枕块下依靠两个钢筋木行架支撑，轨枕块精确定位后浇注混凝土，混凝土标号为B35。轨枕与轨道承载层整体相连，现浇轨道板厚240mm,轨枕上安装IOARV高弹性胶垫，采用Vossloh300型扣件系统。扣件螺栓锚在双块式轨枕内，使用UIC60钢轨。无砟轨道的混凝土板(B35)为钢筋混凝土结构。配筋率为0.8%〜0.9%,从而将可能出现的裂缝宽度限制在0.5mm范围内，可防止连接钢筋受到腐蚀。1.3雷达2000型无砟轨道的特点1、 与雷达普通型轨道相比，轨顶到水硬性混凝土上表面的距离减少到473mm,轨道板各层的厚度累计减少了177mm;在轨距不变的前提下，轨枕全长由2.6m减少到2.3m。所用混凝土量大大减少。2、 埋入长轨优化为短枕，后期浇注混凝土与轨枕之间的裂缝减少。3、 对土质路基、桥梁、高架桥、隧道、道岔区段以及减振要求区段，可以采用统一结构类型，技术要求、标准相对单一，施工质量容易控制，更适应于高速铁路。4、 槽形板的取消，使得轨道混凝土承载层的灌注混凝土的捣固作业质量易于保证。5、 两轨枕块之间用钢筋木行梁连接，轨距保持稳定。6、 表面简洁、平整，美观漂亮。1.4适用不同基础设施条件的雷达2000型无砟轨道(1)路基对于安装于土质路基上的无砟轨道，根据ZTVT-StB 规定，在厚度为30cm的水硬性混凝土支承层上铺设轨道承栽层。水硬性混凝土支承层是一种拌合水泥加以稳定沟槽，以控制裂缝的形成。在ZTVT-StB规定中，水硬性混凝土支承层下应铺设防冻层。防冻层位于土质路基之上，而土质路基的铺设应遵照DS836中的要求。（2）道岔区•ir&m临31KJ加II件赡就演W推典州门伴基虾国害运专镂网留"】雷达队职刑无*jmai就水块相翠图31奴褊渺'krw.cDm为了整个轨道系统（用于干线和道岔区段）一致性，实现系统工程的相互衔接，调整了用于雷达2000型无砟轨道系统的道岔区段设计，以降低轨道高度。该项开发的核心是基于B355 W60M双块式轨枕对混凝土道岔轨枕进行设计和定位。（3）桥梁、隧道桥梁上的雷达2000型上部结构与路基上基本相同，主要差别是，由于要保持混凝土承载层与桥面混凝土板的横向稳定，两者纵向之间接触面设计成了凸凹结构。桥梁上的雷达2000型可以使二期恒载大大降低。由于雷达2000型的结构高度较低，为减少300km〃300km〃h-1）,线间距4.5m,隧道断面92m2。 厂足~~日本板式无砟轨道 一"2.1概述日本无砟轨道技术主要以新干线板式轨道结构为代表。20世纪70年代，板式轨道作为日本铁路建 -'设的国家标准进行推广。因此，日本的板式轨道应用非常广泛，到目前为止，其板式轨道累计铺设里程已达到2700多延长公里。目前常用的有普通A型轨道板、框架型轨道板、用于特殊减振区段上的防振G型轨道板及早期用于路基上的RA型轨道板。2.2系统组成板式无砟轨道是用双向预应力混凝土轨道板及CA砂浆（乳化沥青水泥砂浆）替换传统有砟轨道的轨枕和道砟的一种新型轨道形式，由板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等四部分组成。2.3板式无砟轨道特点1、 结构整体性能日本板式轨道具有无砟轨道所具有的线路稳定性、刚度均匀性好、线路平顺性、耐久性高的突出优点，并可显著减少线路的维修工作量。从轨道结构每延米重量看，小于有砟轨道，而板式轨道结构高度低，道床宽度小，重量轻。框架式板式较轨道为非预应力结构，便于制造。可节省钢筋和混凝土材料，降低桥梁的二期恒载，造价低廉，但没有降低轨道板实际承受列车荷载的有效强度、不影响列车荷载的传递。在隧道内应用时可减小隧道的开挖断面。与德国博格板式轨道相比，日本板式轨道在基础上设置了凸型挡台，因此，纵向与博格板的连接不同。凸型挡台与基础混凝土板一起建造，依靠凸型挡台对轨道板进行定位，施工更为简便。日本板式轨道用的轨道板，没有在工厂内机械磨削的工序，制造相对简单。2、 制造和施工板式轨道结构中的轨道板（RC或PRC）为工厂预制，其质量容易控制，现场混凝土施工量少，施工进度较快；道床外表美观；由于其采用“由下至上”的施工方法，施工过程中不需工具轨；在特殊减振及过渡段区域，通过在预制轨道板底粘贴弹性橡胶垫层，易于实现下部基础对轨道的减振要求（如日本板式轨道结构中的防振G型）。但在桥上铺设时，受桥梁不同跨度的影响，需要不同长度的轨道板配合使用，无形中增加了制造成本；曲线地段铺设时，线路超高顺坡、曲线矢度的实现对扣件系统的要求较高；板式轨道结构中CA砂浆调整层的施工质量直接影响轨道的耐久性；板式轨道的制造、运输和施工的专业性较强，包括：轨道板的制造、运输、吊装、铺设；CA砂浆的现场搅拌、试验、运输和灌注；轨道状态整理过程中的充填式垫板树脂灌注等。3、线路维修由于板式轨道水泥沥青（CA）砂浆调整层的存在，受自然环境因素的影响较大，在结构凸形挡台周围及轨道板底边缘的CA砂浆存在破损现象，特别是在线路纵向力较大的伸缩调节器附近。因此日本铁路除相应开发了修补用的树脂砂浆外，在设计方面，用强度高、弹性和耐久性好的合成树脂材料替代凸形挡台周围的CA砂浆。对于轨道板底的CA砂浆调整层，以灌注袋的形式取代初期的设模式的直接灌注，以减少CA砂浆层的环境暴露面，从而显著提高了板式轨道结构的耐久性，以实现无砟轨道结构少维修的设计初衷。2.4日本板式轨道适用范围日本板式轨道也是由轨道板（厚度190〜200mm）、沥青砂浆垫层（30mm）基础组成，在路基上轨道板的基础使用钢筋混凝土板。从表中尺寸可以看出，日本板式轨道的厚度在不同部位有较大的差别，设计时需要根据不同环境和功能需要进行选择。博格板型无砟轨道3.1概述博格板式无砟轨道系统的前身是1979年铺设在德国卡尔斯费尔德一达豪的一种预制板式无砟轨道。通过对其进行包括预应力结构、结构尺寸、纵向连接等方面的优化改进；采用先进的数控磨床来加工预制轨道板上的承轨槽；使用快速方面的测量系统，使用精度容易满足高速铁路对轨道几何尺寸的高要求。高性能沥青水泥沙浆垫层可以为轨道提供适当的刚度和弹性。博格公司轨道板施工研制生产了成套的设备，使得博格板式轨道机械化程度高于一般轨道结构。博格板式无砟轨道已获得了德国联邦铁路管理局颁发的许可证，可用于300km.h-1的高速铁路，目前正在德国纽伦堡至英戈尔施塔特的新建高速线上铺设。3.2系统组成（1）系统构成路基上博格板式轨道系统和构造见图2-1和图2-2。其层次构成依次为：级配碎石构成的防冻层（FSS）30cm厚的水硬性混凝土支承层（HGT）、3cm厚的沥青水泥沙浆层、20cm厚的轨道板，在轨道板上安装扣件。博格板式轨道系统轨顶至水硬性混（2） 轨道板预制轨道板是在预应力台座上生产出来的，混凝土强度等级为C45/55,可以采用普通混凝土或钢纤维混凝土。预制轨道板的横向为预应力钢筋，纵向为普通钢筋，板与板之间在纵向通过伸出钢筋进行传力连接。采用这种预制轨道板的轨道均匀性好、耐久性强，横向及纵向的抗滑移阻力高。在混凝土预制轨道板的收缩徐变完成后，使用数控磨床对承轨台进行机械加工（承轨台在生产时已留出了加工余量），可以达到极好的精度，大大减少了现场调试工作。轨道板进行安装定位时不需过渡轨，只需对承轨台上指定的测量点进行精确定位即可。预制轨道板有以下3种形式：标准预制轨道板标准预制板为长度6.50m,板厚200mm的单向预应力混凝土板，板与板之间有纵向连接，适用于路基、桥长25m及以下的桥梁和隧道。特殊预制轨道板特殊预制轨道板为最大板长4.50m。板厚300mm的钢筋混凝土板，可用在长度大于25m的桥梁上。特殊预制轨道板设有减振系统（质量弹簧系统）。必要时还可在特殊预制板里安装信号设备。其他补充型预制轨道板由于存在着桥梁、隧道、道岔和新线与既有线路的接处等控制点，必要时需对预制轨道板的长度进行调整，为此可生产长度从0.60m到小于6.50m不等的预制轨道板。（3） 水硬性材料支承层（HGT）该层厚度为300mm，由素混凝土构成。水硬性材料支承层的作用是保证系统刚度从防冻层经预制轨道板到钢轨的递增。（4） 防冻层；土，口<_作〜一―/一Jhtj匕—J ，/•/，7、,‘/、I//…―b’n《作'一，7、nL，/T'/］，//|q!/、^iq，7、/"_。，/■/，7、z^-aif j»碎石组成，也具有防止毛细作用发生的功能。(5)沟槽地»UfBiAtLMH»UfBiAtLMH；jflc^j；.'.Ikli'lk】、㈱耕山无.CM.4tin眼盹站MlEtit.<wrii<l|.t_*iZrjr-r.<「皿藤iHMthiim"再《■-垂Kt”：v-pvn.官・nUMmv：1*慎找・门.・” ，；*拭噂口为防止轨道扣件处混凝土出现裂缝，在承轨台之间预设了沟槽。承轨台轨道扣件安装在承轨台上。承轨台用数控机床磨削加工，加工精度为0.1mm。轨道扣件预制轨道板磨削工序完成之后，在工厂里预安装轨道扣件。3.3博格板式轨道的特点1、 轨道板在工厂批量生产，进度不受施工现场条件制约。2、 每块板上有10对承轨台，承轨台的精度用机械打磨并由计算机控制。工地安装时，不需对每个轨道支撑点进行调节，使工地测量工作可大大减少。3、 预制轨道板可用汽车在普通施工便道上运输，并通过龙门吊直接在线路上铺设，无须二次搬运。4、 现场的主要工作是沥青水泥沙浆层的灌注，灌浆层在灌注5〜6h后即可硬化。5、 具有可修复性，除在每个钢轨支撑点处(轨道扣件)调高余量外，还可调整预制板本身的高度。博格板式轨道的缺点是制造工艺复杂，成本相对较高。3.4适应不同基础设施条件的博格板式无砟轨道⑴路基博格板式无砟轨道在路基上的标准截面见图2-3。为了将工后沉降控制在允许范围内，必要时应对地基进行加固处理。在路基上铺设预制轨道板(间隙为50mm)，首先使用调高装置对轨道板进行调整和精确定位，再将轨道板与水硬性材料支承层之间的间隙进行密封处理，灌浆后密封灌浆孔。接下来进行轨道板的连接。先在窄缝处灌浆然后连接张拉预制轨道板两端露出的螺纹钢筋，使接缝处始终处于压应力状态下，最后在宽接缝处浇注混凝土，起到保护作用。W.f 横*1惚衣£博n#lWiuint』5、；顷图"Ifr鼎I而H樽性忒JUUtiUH/哉嫩囹

对于长度小于25m的短桥来说，气候变化对桥梁变形影响很小。因此，在短桥上 可使用博格板式轨道系统的标准预制轨道板。见图2-4为短桥上的博格板式无砟轨道标准LJtli —判mmMU・乾***忍广*顷泄丫；降4榛ILJtli —判mmMU・乾***忍广*顷泄丫；降4榛I.同聒虹技JC&HWOWII(K血⑶长度大于25m的桥梁当桥梁长度超过25m时，受温度变化和活载引起的桥梁挠度的影响，桥面在纵向和

横向会发生，轨道板产生。因此，桥上需使用特殊预制轨道板，i 侦袖…地担护乙 ，、一影响。图2-5为长桥上的博格板式无以避免这种位移断绝图伊材"Mlifi叵'f硕.■:帝脚叫陀检■是 I滞是，E="JCT1

L»H钏凝k-tT.-K濯#海析，横昂珈瞄勘图“桥长,心惊橘r怫朴低式x成玖荫颁硼I⑷隧道隧道内的博格板式无砟轨道标准截面见图2-6。3.5减振降噪措施在对环境要求比较高的地段，无砟轨道需要降噪和防振。4Getrac型无砟轨道4.1概述GETRAC型无砟轨道是将钢轨和轨枕组成的轨排直接置于沥青层上，有GETRACA1型和A3型两种结构形式，主要区别是所用轨枕不同。GETRACA1型结构采用B316W60/54型预应力轨枕，轨枕长2.6m,轨底支承面积约为6870cm，重约380kg。GETRACA3型轨枕为BBS3W60/54型预应力轨枕，轨枕长2.4m,轨底支承面积lO820cm，重约560kg。因其轨枕长度减小，特别适于在断面宽度小的隧道内铺设，因轨底支承面积增大，使列车荷载更均匀地传到下部基础，轨枕与沥青层触面上的压应力也随之减小，轨枕宽度增加使轨枕更均匀地与沥青层接触并传递荷载。4.2系统组成为保证轨道稳定性，轨枕中心底部设置锚块。通过锚块可将轨枕固结到沥青支承层上。锚块和轨枕间设一层氯丁橡胶套圈，允许轨枕与沥青支承层间发生相对竖向变形，并使水平荷载传递到下部结构。德国铁路曾对通过总重1500万t的GETRAC型无砟轨道上的氯丁橡胶套圈进行了疲劳强度测试，结果表明，氯丁橡胶套圈使用近10年后，其相关特性无明显变化。在轨枕与沥青支承层间设置一层土工布，使轨枕承受的列车荷载更均匀地分布在沥青支承层上，同时可减少沥青层应力峰值和其表面的腐蚀。土工布在轨枕

测试，结果表明，在沥青层有少许变形或未经过特殊加强处理时，该区域也未出现因水霜冻影响带来的腐蚀。土工布下部是沥青层和防冻基础，其中沥青层包括上部沥青支承 三三注*'周制蛔《1山J-1lht.il，荣时d-Zni帽幻节1.时」iti■-■i.■■：.n.iLiorw，■..i'；i.i：.Vi：层（水硬黏结）和下部沥青支承层（无水硬黏结），也可不设置上部沥青支承层，但下部沥青支承层上表面的硬度应足够大。4.3GETRAC型无砟轨道结构特点和应用根据德国公路路面技术规范ZTVT-StB，该轨道结构选用厚30cm、宽3.4m的水硬支承层（HBL），其上部是一层厚20cm、宽2.8m的沥青层，下部是防冻层，其表面的变形模量需满足Ev2>120N/mm2o若未设置HBL层则需将沥青层厚度增加到35cm,同时宽度也需增加到3.2m;当防冻层上表面的变形模量达到Ev2>150N/mm2时，沥青层厚度可在此基础上减少5cm。GETRACA3型无砟轨道结构采用支撑面积较大的BBS3型轨枕实现结构优化，降低了建筑结构高度。A3型与A1型无砟轨道结构枕下道床的区别是设置HBL层时，沥青层高度从20cm减到15cm;未含HBL层时，需将沥青层厚度增加到30cm,宽度仍为3.2m,当防冻层上表面变形模量增至Ev2>150N/mm2时，沥青层厚度可在此基础上减少4cm。GETRAC型无砟轨道结构应用沥青混凝土做支承材料，施工方便，稳定性好，可将超高设置到180mm，安装后可在短期内投入运营。钢轨置于预应力轨枕上，保证了钢轨支撑位置精度，通过轨排与沥青层的弹性连接，保持了轨道几何形位，轨道纵横向阻力大，稳定性满足要求。施工可采用传统的公路路面或铁路施工设备，工序少，机械化程度高，周期短，使用寿命长，几乎不需维护，维修方便。5.双块式无砟轨道5.1概述双块式无砟轨道是一种适用于高速铁路的新型轨道结构，结合双块式无砟轨道结构形式是以现浇混凝土方式将预制的双块式轨枕嵌入到均匀连续钢筋混凝土道床内并形成整体的无砟轨道结构，双块式无砟轨道具有更好的的整体性、稳定性和耐久性。5.2系统组成双块式无砟轨道结构从上至下由钢轨、双块式轨枕、道床板、底座或混凝土支承层组成，轨道下部支承结构物为路基、桥梁、隧道仰拱。（1）钢轨和双块式轨枕钢轨按一次铺设跨区间无缝线路设计，采用25m、60kg/m的U75V无孔钢轨。双块TBI型、TB双块式、TBIII型等。轨枕高出道床50mm。⑵道床板道床板为C40钢筋混凝土结构，厚度为350mm、300mm和250mm，道床顶面设置1.5%的横向排水坡。路基桩板结构地段道床板长度为4920mm，扣件节点间距为625mm;桥上道床板标准长度为4856mm,扣件节点间距为617mm。相邻道床板板缝为80mm,相邻桥跨问板缝为120mm。对于一般土质路基和隧道内，轨道板可采用纵向连续，但每隔一段距离（5〜6m）需设置伸缩缝。桥上道床板构筑于C40钢筋混凝土底座上；隧道内及路基桩板结构地段道床板直接构筑于仰拱混凝土或桩板结构上；土质路基上道床板构筑于混凝土支承层上，其伸缩缝与支承层伸缩缝至少错开2m。伸缩缝宽20m，用沥青木板填充，并用沥青油膏封面。曲线地段，双块式轨枕及道床板伸缩缝应垂直于线路中心线布置。底座或混凝土支承层桥上双块式无砟轨道需设置C40钢筋混凝土底座，底座通过梁体预埋钢筋与桥梁相连。每个底座单元的两端中部设置限位凹槽。底座与道床板之间设置隔离层，桥上底座每隔一个板单元设一横向伸缩缝，伸缩缝与道床板板缝一致，宽度80mm。板缝间防水处理与粱面防水一次完成。路基基床结构上需设置C20混凝土支承层，支承层宽度3600mm,厚度300mmo^凝土支承层连续摊铺，并每隔51TI设一横向伸缩假缝，假缝必须在铺设支承层后12h内完成。混凝土支承层强度大于18MPa，构筑成形后的压缩率大于100%,支承层厚度误差在+510mm之间。在施工前应进行混凝土配方试验，把支承层材料弹性模量控制在5000〜10000MPa范围内。曲线超高设置曲线超高设置在桥梁地段及路基桩板结构地段分别在底座或道床上实现，路基地段在路基面上实现，并通过现浇道床精确定位。双块式轨道与有砟轨道的过渡遂渝线无砟轨道是试验段双块式无砟轨道与有砟轨道过渡段位于试验段终点及襄渝引入线无砟轨道的起点，到发线无砟道岔岔后路基上，设计终点处轨道过渡段与蒋家桥路桥过渡段错开设置，过渡段长45m。有砟轨道过渡段采用长度为2.61m过渡段轨枕，基本轨扣件采用弹条双块式扣件，道床下设置15m长C20钢筋混凝土基础板，板厚210〜240mm，过渡段内道砟由厚度200mm过渡到300mm。过渡段设置60kg/m的辅助轨及配套扣件，辅助轨长度25m,伸进无砟轨道内4.8m,辅助轨与基本轨中心距为520mm。不同无砟轨道间的过渡不同无砟轨道问的高差在路基面顺接，顺接长度不小于5m。5.3双块式无砟轨道特点1、由于是现浇道床板底座，可增加多个工作面，利用就近梁场作为轨排拼装场，节省用地，不受桥梁隧道和缩短施工工期等因素的影响，更加适合我国地形复杂、桥比重大的高速客运专线。图1V块5U冏-道结构耘2、道床板底座不需要工厂预制，从而节省运输道床板的费用，在秦沈客运专线上每块轨道板运费1000多元，每公里轨道板运输费用约20多万元。双块式无砟轨道则不需此项运输费，从而降低投资。3、采用的双块式轨枕在浇注道床板时较长枕能减少混凝上与轨枕间的裂缝，从而保证施工质量。八、南昌地铁1号线项目概况1、南昌地铁1号线初步线路简介初步规划线路走向：昌北蛟桥T红谷滩绿茵路T（穿赣江）中山路^八一广场T北京西路T北京东路T瑶湖该线计划全线采用无砟轨道，其中在瑶湖段计