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文档简介

客运专线/高速铁路施工技术

2010年9月

目录

一、国外无砟轨道技术简述二、国内无砟轨道研究与应用三、XX城际铁路建设新技术推广应用四、结束语一、国外高速铁路发展简述为了适应高速行车的需要,提高线路稳定性、可靠性和耐久性,减少线路维修工作量,世界各国研发了多种型式的有砟或无砟轨道,其中法国的有砟轨道、德国和日本的无砟轨道应用走在各国前列。无砟轨道由于其良好的稳定性成为各国研究和应用的主流,具有代表性的无砟轨道主要有德国的Rheda(雷达)无砟轨道、Züblin(旭普林)无砟轨道、Bögl(博格板式)无砟轨道以及日本的板式轨道等。

序号国家区间轨道结构形式道岔区轨道结构形式1法国有砟轨道有砟轨道2德国双块(旭普林、雷达)、博格板轨枕埋入式3日本单元板式(大板、框架板)复合轨枕4意大利有砟轨道,试验IPA板有砟轨道5西班牙有砟轨道、雷达2000无砟轨道有砟轨道、轨枕埋入式6韩国传统雷达型(长枕埋入式)轨枕埋入式无砟轨道的主要特点轨道稳定性好,轨道几何形位能持久保持,线路养护维修工作量显著减少,从而减小对列车运营的干扰,线路利用率高;耐久性好,服务期长;平顺性及刚度均匀性好;自重轻,可减轻桥梁二期恒载;结构高度低,可减小隧道开挖断面;避免优质道碴的使用及环境破坏,无高速运行时的道碴飞溅。目前国外无砟轨道主要型式雷达双块式旭普林双块式博格板式日本板式几种国外无砟轨道的发展过程Rheda(雷达)无砟轨道于1972年铺设于德国比勒菲尔德至哈姆的线路上,以雷达车站命名。在使用过程中针对轨枕周边与道床混凝土出现裂纹的情况进行了不断优化,主要变化是由整体轨枕发展为双块式轨枕,由槽形承载层发展为平板型承载层。最初的Rheda无砟轨道(Rheda-Classic经典型)采用的是整体轨枕埋入混凝土道床,到Rheda-Berlin(柏林型)已经发展为钢筋桁梁支撑的双块埋入式无砟轨道,发展到Rheda2000时,已成为由钢筋桁架连接的双块埋人式轨道,其混凝土承载层改成平板结构,并针根据路基、桥梁、隧道等不同基础进行了局部修改。Rheda无砟轨道采用的是

VOSSLOH300-1U型(福斯罗)扣件Züblin(旭普林)无砟轨道系统于1974年开发,早期的Züblin无砟轨道中采用的是B360W60型双块式轨枕,现行的Züblin无砟轨道采用的是B361W60-1型双块式轨枕,于1999年获得了德国铁道部(EBA)的建造许可,后于2005年又获得了延期许可,Züblin无砟轨道也采用的是VOSSLOH300-1(福斯罗)扣件。在科隆-法兰克福高速铁路上成功铺设了21km。小知识:Züblin与Rheda无砟轨道系统相似,都是在混凝土承载层上铺设双块埋入式无砟轨道。它们的主要区别:一是Züblin无砟轨道双块式轨枕的钢筋桁架不外露;二是Züblin无砟轨道采用的施工工艺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到混凝土中,直至达到精确的位置。Bögl(博格)板式无砟轨道系统前身是1977年铺设在德国卡尔斯费尔德--达豪试验段的一种预制板式轨道。该轨道系统结构组成类似于日本新干线板式轨道,吸收了轨枕埋入式无砟轨道整体性和板式轨道制作和施工的特点,进行了包括预应力、结构尺寸、纵向连接等方面的优化改进,采用数控磨床加工预制轨道板上的承轨槽,采用高性能沥青水泥砂浆提供适当的弹性和粘结,并使用高精度、快速便捷的测量系统,施工机械化程度很高。1999年马克斯·博格公司分别在卡尔斯鲁尔-海德堡的罗特马耳西铺设了656米(直线)Bögl轨道试验段、汉堡-威斯特兰德的哈特斯德特铺设了285米(曲线)Bögl轨道试验段,试验结果良好;2000年德国联邦铁路管理局(EBA)颁发了“博格系统”无砟轨道的普通许可证;设计速度330km/h、2006年5月投入运营的纽伦堡-英格施塔特线铺设了35双线公里Bögl轨道。几种国外无砟轨道的发展过程型式日本新干线的无砟轨道结构型式相对单一。从20世纪50年代中期开始就针对板式无砟轨道结构开展了系统的理论研究与试验,日本板式轨道在经历了由温暖地区向寒冷地区、普通轨道板向防震轨道板、坚实基础向土质路基上长达30多年的运营实践和不断完善。日本板式轨道的应用是从桥梁和隧道开始的,在既有线和新干线先后共铺设了20多处近30km的试验段。为研究新干线的环境振动和噪声问题.又在“小山试验线”铺没了每段长为200m的17种板式轨道试验段。目前定型的板式轨道有A型、框架型及在特殊减振区段使用的减振G型等,构成了适用于各种不同使用范围的板式轨道系列。至今.板式轨道在日本既有线和新干线累计总铺设长度达2700延长公里。几种国外无砟轨道的发展过程型式二、国内无砟轨道发展简述国内对无砟轨道的研究始于20世纪60年代,与国外的研究同时起步。初期试铺过支承块式、短木枕式、整体灌注式等整体道床以及框架式沥青道床等多种型式,之后又陆续在隧道和桥梁地段铺设过支承块式、无砟无枕结构型式,其中弹性支承块式在宁西线、兰武复线、宜万线、渝怀线等隧道内及城市轨道交通工程中得到广泛使用,累计铺设近200km。1999年前后,在秦沈客运专线狗河桥和双何桥、赣龙线枫树排隧道、渝怀线鱼嘴2号隧道、遂渝铁路试验段先后铺设了长枕埋入式、板式、弹性支承块式等多种型式的无砟轨道结构。但这些尚属科研项目,质量不够稳定,尚不能形成规模建设。随着京沪高速铁路可行性研究的进展,无砟轨道技术在我国再次得到关注,,2005年随着XX、武广、郑西客运专线的建设,我国高速铁路建设进入快速发展时期,迅速开成长大干线规模发展,并且在短期内形成具有自主品牌的核心技术。铺设段无砟轨道结构形式铺设长度/Km备注XX段XX桥长枕埋入式0.692直线,24m简支箱梁XX桥板式0.741直线,24m简支箱梁XX桥板式0.740曲线,32m简支箱梁XX线XX隧道板式0.719直线XX线XX隧道长枕埋入式0.710曲线XX隧道长枕埋入式11.060XX线XX隧道弹性支承块式36.800XX线XX隧道弹性支承块式40.368早期(1999年以前)国内无砟轨道试验研究序号轨道结构项目1区间无砟轨道CRTSI型双块式无砟轨道武广客专、200~250km/h客专长度超过6km隧道内、大西CRTSII型双块式无砟轨道郑西客运专线CRTSI型板式无砟轨道哈大、广深港、广珠及沪宁城际CRTSII型板式无砟轨道XX、京沪、京石、石武、宁杭、沪杭、杭甬、沪昆2道岔区无砟轨道轨枕埋入式无砟轨道XX、武广、广深港、广珠及沪宁城际道岔区板式无砟轨道武广、京沪、石武、沪昆3有砟轨道200~250km/h客专一般地段近年(2005年以后)国内无砟轨道应用情况

1、工程简介

XX城际铁路是我国第一条具有完全自主知识产权、世界一流水平的高速铁路,是我国铁路发展的标志性和示范性工程。该工程起自XX南站,终到XX站,全长116.55公里,工程总投资215.4亿元。三、XX城际铁路工程全线正线首次采用了CRTSII板式无砟轨道结构,一次铺设跨区间无缝线路。工程建设采用先进的综合调度系统、列控系统、防灾报警系统、综合维修系统、接地系统等先进技术。列车最高时速350公里,XX至XX全程直达运行时间30分钟,是目前世界铁路的最高运营速度。工程于2005年7月4日开工建设日,2008年8月1日开通运营。工程简介二、工程技术创新在XX城际铁路建设过程中,始终坚持“技术领先,科技创新”的理念,在路基、桥涵、无砟轨道、精密测量、四电等方面共获得工程创新成果33项。二、工程技术创新-路基

(1)成功解决了软土、松软土地区路基的工后沉降问题。

XX城际铁路沿线全部为软土、松软土地基,地基承载力低,全线铺设无砟轨道和无砟道岔,地基处理难度大,路基工后沉降控制技术及工程措施要求高。为适应高速铁路路基沉降变形控制要求,通过采用强化基床结构、桩板结构复合地基和过渡结构等措施;加强地基处理、路基填料和压实质量控制;建立完善的路基变形监测系统,实施变形监测与评估等技术措施,决策无砟轨道铺设时机。成功解决了软土、松软土地区路基的工后沉降问题,满足了高速铁路高平顺性和高稳定性的技术要求。二、工程技术创新-路基

(2)高填方路基地段首次成功采用护壁式挡土墙结构。即满足了结构要求,又节约用地50%,减少了地基处理面积,节省了投资。二、工程技术创新-桥梁(1)实施沉降变形精准测量与评估措施,有效控制了工后沉降。XX城际铁路桥梁长度占到线路长度的86.1%,桥梁基础工后沉降规范允许值为5mm,技术条件极为严格。二、工程技术创新-桥梁在单桩竖向荷载作用下桩的沉降量、桩的分层侧阻力和端阻力、水平荷载作用下桩的变形特征、桩周土的抗力特征等方面取得了重要的成果,为验证设计、优化设计,保证桥梁工程基础沉降起到了非常重要的作用。二、耳工程利技术筒创新-桥梁(2菠)桥梁萍主体国结构励使用寿犁命10旗0年。桥梁慰结构成中采垃用以耐久犹性为寸主要阳目标进行设计的高性凶能混楼凝土,具苦有高缩慧耐蚀欺性、男高抗仁冻性垂、高副抗裂减性、眼高抗亏碱-接骨料豆反应侍性、渡强护渐筋性征、耐竭磨性坡及高腰工作叔性等似特性肃,满汗足了漫桥梁私耐久糊性设盘计主扑体结猜构使休用寿虏命10腥0年的赔质量裂要求语。二、扩工程盆技术量创新-桥梁(3葛)全面沿掌握主并采域用了35筐0公里乒整孔蝴箱梁链设计腹、制解造、隆运输愿、架映设等灭成套汽技术含。成祸功研丈制出32虹m和24慨m双线题单箱猴单室僚简支护箱梁舅高精伙度模避板。XX全线瓜设7个梁既场,埋共预论制箱未梁18逮28孔,为32视m和24纯m两种捐结构拦形式童,在彼国内脉均属瓜于首呈次设拴计、杜制造橡、使景用。逢开发乒研制挎了SP葡J9董00注/3栗2箱梁愁架桥呀机和GM集50姐0提梁相机,低采用坊了德质国KI异RO犁W公司畏生产回的KS婚C9挡00轮胎税式运敞梁车蜡。SP口J9额00饮/3烛2箱梁崖架桥谎机设底计合博理,增运行忘平稳找,操袍作简滑便,唯架设视速度莫快,便安全产可靠炊,满珍足了饲高速惜铁路砌双线华整孔袜箱梁欠的架殖设需杀要,尊并多扶次在XX创造10棚km运梁刃距离办内日遣架梁5孔的不客运颂专线勤架梁穿国内厦最高浩纪录婶。二、庄工程厉技术殊创新-桥梁(4解)采用破大跨蛇梁施捷工技尝术、尽移动扮模架响施工属技术蚀、支也架现畅浇技在术、松梁部鄙变形盘控制默技术仓、可颠调高凝支座宅技术耳,使腊主梁夸及主名拱结伐构的绞线型离达到肤理想脉的状挤态,缠内力慨或应增力与洋理想悲状态时的吻忆合。二、俱工程洞技术闷创新-桥梁(5发)创新勤性引锣入桥梁答景观佩设计南理念,优融化了跨桥梁首外形浙,使走桥梁埋整体很赋有叔时代惩气息藏。二、伍工程辈技术激创新-无砟税轨道XX城际猎铁路咬使用CR弯TS椅Ⅱ型板孔式无但砟轨玻道技腥术,第一就次在国汪内大沸规模周铺设CR合TS盆Ⅱ型板防式无掏砟轨使道。太成功涌研制忧应用孕了CR绕TS痕Ⅱ型板福的制泽造、浊安装衡技术说;50举0m长钢酿轨的设运输抵、铺扭设、聪焊接踪蝶技术悼;系营统地董解决垃了与季无砟仁轨道风相关寸的精腾密测则量、裁不同辆专业岔的接液口等铅问题胆,为袭中国细大规活模开宜展高裳速铁庙路建率设积茄累了振宝贵亮的经册验,脑起到秒了重卧要的润示范拦作用惕。纵向竿连接兔锚固死钢筋预设卸断裂山位置VO终SS眯LO猎H3税00毫-1有挡害肩轨顺道扣店件灌浆批孔横向逆预应雪力沥青微水泥寒砂浆二、滥工程驻技术皂创新-无砟父轨道(1)轨围道板当制造溉技术研究溜了超旋细水继泥砼订配制恰技术放和浇妄筑技瓣术工句艺、培高精饰度模逮具检怒测技较术、围大吨跑位同衡步整帝体张汤拉技皆术和酒轨道恭板打迹磨技津术。实现尖了毛踢坯浇坑筑16小时进达到48移Mp蜜a的脱颜模要猫求,孟达到厌了一目天一弃个循降环的砖流水趋作业具生产北能力僚。二、崭工程构技术绝创新-无砟说轨道(2)通紧过自价主研班究,捎确定掀了无倾砟轨羞道绝妄缘处老理措汁施及脑接地希技术斧,解解决了钳我国闪无砟贩轨道丘高频牺无绝懂缘轨摆道电品路及设接地载系统卷的技据术难纷题。二、叼工程召技术毁创新-无砟早轨道(3)底钓座板蜓施工闯技术棚。针哪对全波桥跨辨越梁饰缝连满续的社底座疏板结来构,和研究不并应狠用了扬“临超时端摘刺+常规吗区+临时茶端刺怖”的沃施工伯技术城,有赌效解辨决了雪底座蓝板连景续结听构温度赤力对桥艳梁结辅构的堤影响贩;通饱过工差艺优甲化和闲现场斗组织叔,打婚破了垄全桥管底座胳板分尾段施骡工时瞎集中绝张拉帜的技搭术限旗制,车实现看了长创桥上甜多作恰业面瓜同步绸快速劝施工拆,提俯高了朵工效煌,节安省了宅时间鸟。底座及砼隔钢筋知砼连着续板与带结柄构后浇唐带梨适应宫中国吃长桥选方案临时唯端刺神缩惑短工现期的稻变通泰方法改进解决搁砼温剖度应吉力及恋变形仅应力掘的放填散回避坏了全裙桥后应浇带伴同时上锁定船问题娃,轨善道板邮铺设级可同尘时分教多作肺业面樱进行性,缩第短了剖与下亭道工痕序的园流水夕节拍底座活板分晓段施棚工及周张拉兼连接二、醉工程抓技术谁创新-无砟论轨道(4)轨宣道板赶精确臣定位厦测量击技术肥。研帖制并殊提出低了轨突道板援精确愈定位誓测量任系统懒及其怀调整朝测量鱼方法卡,采坊用自躲主研着发拥布有自凝主知巧识产霞权的樱“SP归PS精确慰定位郑软件勉”,顾实现艳了轨纯道板抗定位桃程序样化、晨自动掩化,眨提高哄了轨仰道板店定位素精度炊,满协足了询高速坡铁路购对轨仆道线浓路平登顺性腥的要哲求。精调机测量烂系统(S著PP传S)精调系统平面布置图二、污工程蜓技术挣创新-无砟立轨道(5)自若主研涉发了CR妥TS赌Ⅱ型板上式无助砟轨铸道施蹦工的葬成套护装备惩,如猪移动沟式沥蛇青水命泥砂找浆搅邮拌设危备,瞒轮胎锈式全插液压紧悬臂剑门架议式起峰重机晚、砂撞浆随某车起魔重机北、轨快道板涌绝缘递检测迟专用坟装置协。移动即式水匙泥乳咸化沥音青砂公浆搅症拌设急备悬臂扑龙门妇吊工泽作场结景随车哗起重烘机单板绝缘自动测试装置轨道仪板绝除缘检扎测装砍置电感禁电阻差测量霸仪模拟夺测量荷平台二、击工程远技术朋创新-无砟摄轨道(6)水冒泥乳毫化沥同青砂它浆配铲制与民灌注间技术埋:水殖泥乳务化沥语青砂舅浆是CR洋TS趋Ⅱ轨道荣板和岔水硬幕性支绝承层/底座数板间于的连缴接层风,是课为了阁填充申精调我后的苗轨道贩板与谁水硬迹性支污承层/底座致板之炕间空晌隙的构一种响特殊续填充垫材料帅,主费要起哭到填道充、结支撑陵、承比力和趋传力筛的作爬用,围并可仁为轨滑道提诉供一田定的食刚度里和弹桑韧性立。设亿计对斥砂浆定原材止料、领砂浆娇强度糕、弹棚性模宰量、固抗冻筒性以碗及灌违注过趟程中笋砂浆拿的流虏动度漏、含套气量沃等都努有特抄殊要削求。页通过XX城际椅对水苗泥乳距化沥含青砂核浆的蝴研究猫与应所用,断形成梦了一武套符夸合我鹊国国抗情的撤水泥突乳化改沥青运砂浆塑配制瞎方法匙,同粮时形泉成了柜不同掉工况质下的撤水泥络乳化吗沥青友砂浆恳拌合面与灌亚注工漏艺,购具有压较强惜的实慢用性吴。水泥琴乳化盈沥青虹砂浆张灌注质工艺水泥林乳化滴沥青熔砂浆返工艺史是Ⅱ型板丈系统腐技术玻的核允心技绿术之降一。棍沥青闭水泥冠砂浆冰沿线眉设置乒固定敢的加保料站见加料颗,采然用移牢动式店沥青哭水泥杰砂浆罪搅拌资设备恰运至旅现场继,再吹通过萄桅杆向吊及抵中间这搅拌京罐吊散装上贪桥进号行灌育注。待工艺路控制鬼的关烫键是境温度蒜及时鲜间。攻沥青达水泥耕砂浆榨温度狼控制5-扁35攻℃之间争,搅碎拌出竿的成枪品必拦须在30分钟病内灌坚注完礼成。孤。水泥蜻乳化饲沥青狼砂浆杠的组谈成干料水泥牢、砂虚子、岭膨胀间剂液料水,益阴离掌子乳发化沥电青添加冷剂减水尿剂、泰消泡污剂水泥翼乳化侮沥青绪砂浆国内乱首个垄高弹临模水熄泥乳拉化沥用青砂讨浆配鞭合比干料:乳化毕沥青:水:外加薄剂:消泡浴剂=1巴45圣0±家10烂kg筐:2嚼50葡±5供kg猫:1容67潮±7胳kg惊:2考kg宗:1匀kg水泥懒乳化辜沥青绕砂浆风的物锻理指献标科技基[2008]74号《Ⅱ型板水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》扩展度D5≥280mm含气量≤10%T280≤16s容重≥1800kg/m3D30≥280mm膨胀率0~3%T280≤22s流动度1升砂浆流出时间100±20s沥青水泥砂浆力学性能及耐久性能指标抗压强度抗折强度弹性模量抗冻性抗疲劳1d>2Mpa1d>1MpaE28=7~10Gpa≤2000g/m210000次循环后无损伤7d>10Mpa7d>2Mpa28d>15Mpa28d>3Mpa水泥绍乳化慈沥青亚砂浆头灌注液工艺运输及现场搅拌随车吊吊中间罐上桥桥上伐灌注桥上敞灌注灌浆贯前准恼备现场笼扩散裁度检顽测D5构≥2爬80狱mm砂浆链含气叉量检敏测二、汇工程油技术岔创新-无砟谎轨道(7)成思功将啊轨道泻板精础确定尚位系戚统功搏能扩贞展到波道岔冒板精堤确定件位上研发跑了高状性能C4州0自流至平混俘凝土森施工压技术乡丰,创咸新性粒地采凳用了碰“道矩岔板洞工厂导预制玩、大型处平板陡汽车到运输延、大徐吨位洗汽吊督配专因用吊卧具吊济装、道岔隐板现除场精商确安削装定帽位、字道岔午组件浆板上奇组装春调整旅”的躺施工堆技术宰,在息国内韵外首谦次成避功实情现了使大号净码板怕式无柏砟道桂岔的呢高精骑度铺浮设。二、伤工程盗技术绪创新-无砟达轨道(8)自负主研悠发了玻道岔择精确锤定位撞的支糊架系哀统和仆道岔纹大节暮段吊赞装技着术,蹄以及看大号发道岔征“分痰节组用装、胡纵移践就位形”施雷工技这术。在国纱内首研次采猪用“丸工厂浸预组协装、岸大节够段运镜输、迈分节贤组装卷和纵柔移就桑位、谦高精祖度定勺位和趟线性解控制竹、现弹场灌蛾注道钓床混炎凝土耀”的壁创新蛮技术垫,解扒决了插大号层码长施枕埋后入式劝无砟评道岔革线性胖控制晋等技到术难匪题。二、楼工程尚技术问创新-无砟嫁轨道(9)自禁主研蜻发了予适应50服0m长钢络轨铺秤设需与要的懒运输菊、拖纽奉拉、博分轨绪、铺散设、绝焊接兄设备揪;为适旷应XX城际贸的冬喝季低健温条凉件还范研究巨成功预了“闪低温松锁定骂”施坝工技光术,语形成劫了自滋主研计究的院无砟俊轨道50累0m长钢吉轨拖的拉铺译设施质工工徒法,在国叛内外表无砟煤轨道困上首传次成辆功实聚现了扣板式清无砟味轨道陡跨区翅间无呜缝线紫路的堤焊接电、铺考设。拖拉元式铺龙轨长钢前轨焊形接打钩磨二、踏工程猪技术么创新-无砟沿轨道(1铅0)精密冠测量文控制绩技术逗及应饮用。建立肾了满虎足轨劝道施革工及唉维护睡精度宋的坐僻标系滔,设计肚和埋冰设基佛岩点绞和深野埋水拴准点朋,精联密处宾理GP麻S观测错数据标,开佛展了GP她S控制徐网、大导线把网、宜轨道矿设标衫网的距布设匆形式迹、观剃测方柏法、浆精度剑指标饱和数津据处棋理及零相关剧软件茧研究废等。通过聪施工已和运巩营检宰验,饮平面认高程图控制嘉测量滑分级雕布设启合理兴,各堡项测卫量方穗法及你指标葡满足辩轨道棉铺设港和维梨护精喷度要还求。XX线采涝用的CP余3网标二、马工程耕技术辛创新-无砟典轨道(11)通加过XX城际剖铁路速建设肿,形做成了35猛0k敬m/最h高速偿铁路秘无砟胀轨道未施工誉技术权成果14项,若精密昂测量蚀控制筐技术5项。二、跟工程母技术不创新-四电似工程(1奖)通信袄信号仓系统为:XX城际柴铁路薯建成贿通信钉系统(传固输和茶接入众、电馒话交药换、衫数据纵网、GS晶M-辆R、动送力和肤环境退监控倾、救晃援指差挥、蛮同步历和时浅钟、袖综合动网管喊、综漏合视桨频监杜控等研子系赵统)抽,信序号系省统(搂调度哀集中赏、列狗控、稿联锁米、集猛中监腿测等星子系郑统)著以及升旅客竟服务目3个农大系糕统1稻3个祝子系林统。二、逆工程臭技术问创新-四电鞠工程首次膜以CT副CS小-2级列蝴控系林统为长基础弱,借撕鉴国剖外系就统集凡成技季术,澡集成加创新签形成怒了CT辆CS帆-3率D高速伪铁路体列车帆运行融控制当系统奋,初旱步形蜂成了帜我国哨高速欲铁路渣列控判系统井的技恭术体娘系。CT怪CS尺-3女D列控槽系统杀利用骗地面绩轨道城电路例检查梦列车劫占用吨情况田,利威用地店面点柏式应列答器其提供犯移动姨授权再,并奏且辅屈以连鸣续信吓息的数注入称等方扁式,曲实现判向CT补CS付-3辨D车载鲜设备代提供熊实时羡的行幅车许过可信尘息,喘克服家了点锤式信格息系到统的倡缺陷乌。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