高速铁路无砟轨道结构课件.ppt

1、高速铁路无砟轨道结构 主讲人： 孙知远 电 话：15993097245 邮 箱：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我国高速铁路无砟轨道无砟轨道板式板式枕式枕式CRTS型型板式板式CRTS型型板式板式CRTS型型板式板式CRTS型型双块式双块式CRTS型型双块式双块式道岔区板式轨道道岔区板式轨道道岔区长枕埋入式轨道道岔区长枕埋入式轨道原型日本新干线板式轨道原型日本新干线板式轨道哈大客运专线、武广客运专线等哈大客运专线、武广客运专线等结构特点结构特点单元式结构单元式结构预制轨道板预制轨道板CACA砂浆调整砂浆调整凸台限位凸台限位CRTSICRTSI型板式无砟轨道组

2、成CRTS I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。CRTS I型板式无碴轨道系统下图。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，状态良好原型德国博格板式轨道原型德国博格板式轨道京津城际铁路、

3、京沪高速铁路等京津城际铁路、京沪高速铁路等结构特点结构特点连续式结构连续式结构预制轨道板预制轨道板BZMBZM砂浆调整砂浆调整依靠整体性限位依靠整体性限位Page 17轨道板全桥纵向连续、轨道板型轨道板全桥纵向连续、轨道板型式统一式统一底座板与桥梁之间设置滑动层底座板与桥梁之间设置滑动层桥上设置横向限位装置桥上设置横向限位装置梁端设置泡沫塑料梁端设置泡沫塑料桥梁固定支座处设置固结机构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路基上设一定长度摩擦板和锚梁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

4、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无砟轨道5.纵连板式无砟轨道我国的CRTS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。路基基床表层桥梁保护层梁体隧底填充层C40(底座)C50钢轨176扣件40轨道板200CAM层30支承层或底座300(路隧)200(桥)774(路隧) 2550 2950承台28C20(支承层)674(桥)CRTS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30m

5、m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。底座板温度力调整底座板温度力调整京沪梁端处设置厚度为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双块式的受力型板的制造型板的精度轨道板无需打磨，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

6、纵连式板式轨道适应温度变化和路基沉降的能力。CRTS型板式无砟轨道结构型板式无砟轨道结构施工顺序施工顺序 底座轨道板自密实混凝土层复合板结构CRTSCRTS型板式无砟轨道结构示意图型板式无砟轨道结构示意图盘营客专盘营客专CRTSCRTS型板式无砟轨道结构型板式无砟轨道结构 底座（限位凹槽）底座（限位凹槽）盘营客专盘营客专CRTSCRTS型板式无砟轨道结构型板式无砟轨道结构 精调轨道板精调轨道板盘营客专盘营客专CRTSCRTS型板式无砟轨道结型板式无砟轨道结构构（1 1）路基纵连结构路基纵连结构（2 2）桥隧单元结构桥隧单元结构 CRTS型板式无砟轨道技术结构特点型板式无砟轨道技术结构特点桥梁单

7、元结构桥梁单元结构 CRTS型板式无砟轨道技术结构特点型板式无砟轨道技术结构特点（3 3）自密实混凝土取代了自密实混凝土取代了CA砂浆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。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相比，仅填

8、充调整层可降低造价70%。自密实混凝土弹模自密实混凝土弹模25000Mpa，与高弹，与高弹CA砂浆弹模砂浆弹模10000Mpa，所能提供的弹性相当。所能提供的弹性相当。 CRTS型板式无砟轨道技术结构特点型板式无砟轨道技术结构特点 CRTS型板式无砟轨道技术结构特点型板式无砟轨道技术结构特点（4 4）采用了）采用了“缓冲隔离层缓冲隔离层”技术，为日后实现维修创造了技术，为日后实现维修创造了必要的条件必要的条件。 (1) 在总结分析CRTS I型轨道板独立台座法和CRTS 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24块轨

9、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。制造工艺制造工艺 (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。预应力钢筋板间连接装置固定端进行初张拉方案纵向张拉梁先张法先张法CRTS ICRTS I型轨道板型轨道板先张法先张法CRTS CRTS 型轨道板型轨道板双块式轨枕不允许出现裂

10、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

11、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检 查 部 位检 查 内 容岔 枕裂缝、缺损道 床 板裂缝（含界面裂缝）、

12、缺损底 座裂缝、缺损伸 缩 缝离缝、破损排水通道积水情况检 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I级伤损II级伤损III级伤损 记录 观察其发展变化 列入维修计划 适时维修 及时维修无砟轨道结构伤损等级伤损部位伤损形式判定项目评定等级备 注预 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

13、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205050100100对角长度2030305050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0.20.51.0伤损部位伤损形式判定项目评定等级备 注轨 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

14、.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205050100100对角长度2030305050裂 缝宽 度0.20.51.0伤损部位伤损形式判定项目评定等级备 注双块式轨枕裂 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伤损部位伤损形式判定项目评定等级备 注岔 枕裂 缝宽 度0.10.20.

15、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伤损部位伤损形式判定项目评定等级备 注道 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0.20.30.5CRTSI型板锚穴混凝土脱落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掉块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 CRTSII型板底座板钢筋脱落CRTSII型板CA砂浆空洞

16、轨道板螺栓孔空洞自密实混凝土疏松、掉块CRTSI型板CA砂浆边角离缝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，

17、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。 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CP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CP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（CP533319-534303），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K532+000-

18、K536+060CP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