CRTS型板式無砟軌道設計培訓教材 講解稿改 09

2022-05-05 06:33:04 字數 4010 閱讀 1767

京滬高速鐵路

crtsⅱ型板式無砟軌道

設計概況

鐵道第三勘察設計院集團****

2009 年 10月

目錄一、概述

2023年,我國系統引進了德國博格板式無砟軌道設計、製造、施工、養護維修及工裝、工藝等成套技術。在鐵道部「引進、消化、吸收、再創新」的戰略部署下,通過京津城際鐵路的工程實踐,無砟軌道系統技術總結、系統技術再創新工作,已經形成了我國crtsⅱ型板式無砟軌道系統成套技術。

圖1.1 運營中的京津城際鐵路

目前,京滬高速鐵路以及國內的大部分客運專線鐵路均採用了crtsⅱ型式無砟軌道,其主要結構特點如下:

crtsⅱ型板式無砟軌道與其他型別無砟軌道的明顯區別在於全線軌道板和橋上底座板均為縱向連續結構,這是crtsⅱ型板式無砟軌道系統的主要特點。

1.軌道板採用工廠化預製,通過布板軟體計算出軌道板布設、製作、打磨、鋪設等工序所需的全部軌道幾何資料,實現了設計、製造和施工的資料共享;

2.軌道板相互之間通過縱向精軋螺紋鋼筋連線,較好地解決了板端變形問題,提高了行車舒適度;

3.軌道板採用數控工具機打磨工藝,打磨精度可達0.1mm,通過高精度的測量和精調系統,軌道板鋪設後即可獲得高精度的軌道幾何,最大限度的降低鋪軌精調工作,大幅度提高綜合施工進度。

4.橋上底座板不受橋跨的限制,為跨越梁縫的縱向連續結構, 橋上的軌道板與路基、隧道內的一致,均為標準軌道板,利於工廠化、標準化生產,便於質量控制,同時簡化軌道板的安裝和鋪設;

5.連續底座板端部設定端刺,以平衡底座板溫度力和製動力,使橋梁縱向力不影響路基段軌道結構;

6.梁面設定設定滑動層,隔離橋梁與軌道間的相互作用,以減小橋梁伸縮引起的鋼軌和板內縱向附加力,實現大跨連續梁上取消伸縮調節器;

7.在橋梁固定支座上方,橋梁和底座板間設定剪力齒槽、預埋件,將製動力和溫度力及時向墩台上傳遞;

8.在梁縫處設定高強度擠塑板,減小樑端轉角對無砟軌道結構的影響;

9.在底座板兩側設計側向擋塊進行橫向、豎向限位;

10.支承層採用水硬性材料或素混凝土,不需要配筋,結構簡單,施工方便,同時可減少工程投資。

二、路基上crtsⅱ型板式無砟軌道

(一)結構組成

主要由鋼軌、配套扣件、預製軌道板、砂漿調整層及支承層等部分組成。

圖2.1 直線路基地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面細部圖

圖2.2 曲線路基地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面細部圖

圖2.3 直線路基地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面

圖2.4 曲線路基地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面圖

(二)形式尺寸及相關技術要求

1.型式尺寸

軌道結構高度(內軌軌頂面至支承層底面)為779mm,曲線超高在路基表層上設定;

軌道板寬度為2550mm,厚度為200mm,標準軌道板長度為6450mm,異型軌道板(補償板)長度根據具體鋪設段落合理配置;

砂漿調整層理論厚度為30mm,相關技術條件應符合《客運專線鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》(科技基『2008』74號)的有關規定。

水硬性材料支承層頂面寬度為2950mm,底面寬度為3250mm,厚度為300mm;

線間c25混凝土封閉層最小厚度為150mm。

2.技術要求

支承層材料的物理力學效能及施工工藝等效能指標應符合《客運專線鐵路無砟軌道支承層暫行技術條件》(科技基『2008』74號)的相關規定。

混凝土結構對材料的選定、施工工藝及耐久性措施參照《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》(鐵建設『2005]157號)等規範執行。

左右線支承層間填築礦物混合料,其頂面採用c25混凝土封閉。

軌道外側支承層表面採用乳化瀝青進行表面處理。

直線地段利用線間c25混凝土封層上的人字坡向線路兩側排水;曲線地段利用線間集水井進行排水。

三、橋梁上crtsⅱ型板式無砟軌道

(一)結構組成

主要由鋼軌、配套扣件、預製軌道板、砂漿調整層、連續底座板、滑動層、側向擋塊等部分組成,每孔梁固定支座上方設定剪力齒槽,梁縫處設定硬泡沫塑料板,台後路基上設定摩擦板、端刺及過渡板等部分組成。

圖3.1 直線橋梁地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面細部圖

圖3.2 曲線橋梁地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面細部圖

圖3.3 直線橋梁地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面圖

圖3.4 曲線橋梁地段ⅱ型板式無砟軌道設計橫斷面圖

(二)形式尺寸及相關技術要求

1.形式尺寸

軌道結構高度:直線地段為679mm;曲線超高180mm地段軌道結構高度為753mm;其餘超高地段,軌道結構高度按線性內插計算確定。

軌道板寬度為2550mm,厚度為200mm,標準軌道板長度為6450mm,異型軌道板(補償板)長度根據具體鋪設段落合理配置。

砂漿調整層設計厚度為30mm。

底座寬度為2950mm,直線地段平均厚度為200mm,曲線地段根據超高設計情況計算確定,最大厚度約500mm,最小厚度約180mm。全橋縱向連續鋪設。

圖3.5 底座板縱向布置示意圖

標準摩擦板長度為50m,寬度為9m,厚度約0.4m。

圖3.6 台後摩擦板、倒t形端刺及過渡板縱剖面示意圖

一般地段採用的標準端刺:上部結構沿線路縱向厚度為1m,沿線路橫向寬度為9m,高度為2.75m;下部結構沿線路縱向為8m,沿線路橫向為9m,厚度為1m。

圖3.7 標準端刺斷面圖

側向擋塊長度為800mm,頂面寬度為590mm,底面寬度為400mm,高度根據計算確定。

2.技術要求

(1)軌道板橫向設定60根直徑為10mm的預應力筋,縱向通過6根直徑為20mm的精軋螺紋鋼筋連線成整體;標準軌道板上設定10對承軌臺,縱向間距650mm,承軌台間設定橫向預裂縫;混凝土強度等級為c55。

(2)水泥乳化瀝青砂漿調整層設計厚度為30 mm;相關技術條件應符合《客運專線鐵路crtsⅱ型板式無砟軌道水泥乳化瀝青砂漿暫行技術條件》(科技基『2008』74號)的有關規定。

(3)摩擦板、端刺及過渡板採用c30級混凝土,現場澆築。

(4)滑動膜採用pe-hd聚乙烯高密度薄膜,厚度為1mm;土工布採用白色聚丙烯,厚度2.2mm。

(5)底座板與摩擦板間鋪設兩層土工布,摩擦係數控制在0.5~0.8,摩擦板表面做鑿毛處理。

(6)梁縫處和過渡板下設定高強度擠塑板,減小樑端轉角對軌道系統的影嚮;

(7)在試驗滿足要求的前提下,底座板可不做絕緣處理。

(8)橋上底座板採用c30混凝土現場澆注,鋼筋採用hrb500級鋼筋,全橋範圍縱向連續鋪設。

底座板根據正常使用極限狀態和承載能力極限狀態進行配筋設計。配筋以鋼板聯結器後澆帶為起終點,底座板縱向設定上、下兩層縱向鋼筋(φ16和φ20,間距100mm),不考慮梁縫(底座板厚度不變)和剪力齒槽的影響,考慮施工時溫度變化對底座板屈曲穩定的影響,可根據氣候條件設定齒槽加強鋼筋(設定後澆帶的齒槽)。

圖3.8 齒槽後澆帶加強鋼筋示意圖

對於長大橋梁上的底座板,可根據施工情況,設定臨時端刺進行施工,其中臨時端刺長度約800m長,常規混凝土澆注段可按150m左右利用鋼板聯結器進行分段施工。

鋼板聯結器後澆頻寬500mm,齒槽後澆頻寬678mm,後澆帶寬度必須嚴格控制,以確保鋼筋的屈曲穩定性。

圖3.9 臨時端刺單元劃分示意圖

圖3.10 常規區混凝土澆注段的單元劃分示意圖

(9)混凝土結構對材料的選定、施工工藝及耐久性措施參照《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》(鐵建設『2005』157號)等規範執行。

四、隧道內crtsⅱ型板式無砟軌道

(一)結構組成

主要由鋼軌、配套扣件、預製軌道板、砂漿調整層及混凝土支承層等部分組成。

圖4.1 隧道地段crtsⅱ型板式無砟軌道(雙線直線地段,單位:mm)

圖4.2 隧道地段crtsⅱ型板式無砟軌道(雙線曲線地段,單位:mm)

(二)形式尺寸及相關技術要求

1.形式尺寸

隧道內軌道結構高度為779mm(內軌軌頂面至支承層底面),曲線超高在軌道結構混凝土支承層上設定,混凝土支承層寬3.25m,混凝土支承層範圍內的隧道結構需要進行拉毛處理。

軌道板、砂漿調整層同路基、橋梁地段。

2.技術要求

混凝土支承層材料的物理力學效能及施工工藝等效能指標應符合《客運專線鐵路無砟軌道支承層暫行技術條件》(科技基『2008』74號)的相關規定。

CRTS型板式無砟軌道結構概況

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