1、客運專線無碴軌道介紹客運專線無碴軌道介紹內容概要n一. 無碴軌道的特點n二. 世界各國無碴軌道概況n三. 國內無碴軌道研究概況n四. 目前國內鐵路客運專線計劃采用的無碴軌道型式以及相關技術介紹n一一. 無碴軌道具有的特點（與有碴軌道相比）：無碴軌道具有的特點（與有碴軌道相比）：n軌道穩定性好，線路養護維修工作量顯著減少（50%以上）；n耐久性好，服務期長；n可減輕橋梁二期恒載，降低隧道凈空；n初期投資相對較大(下部基礎與軌道部分)；n一旦基礎變形下沉，修復困難；n在維修作業困難、公鐵交叉、減振降噪與環境要求高的區段、優質道碴短缺的地區適于鋪設。二、無碴軌道國內外概況二、無碴軌道國內外概況n 1

2、.1.概況概況: :n自上世紀60年代開始，世界各國鐵路相繼開展了以整體式或固化道床取代散粒體道碴的各類無碴軌道的研究。n在大多數國家，無碴軌道由于造價高等原因還處于研究試鋪或短區段分散鋪設的狀況；n而在日本板式軌道已在新干線大量鋪設，鋪設總長度達2700km。n德國鐵路Rheda系、Zblin系等五種無碴軌道已批準可正式使用，并在新建的高速線上全面推廣，鋪設總長度達360km。n無碴軌道最初一般都鋪設在隧道內，以后逐漸擴大到橋梁和路基上，如日本的板式軌道鋪設在山陽、東北、上越、北陸等新干線全部的橋、隧結構上。而德國鐵路無碴軌道則首先解決了在土質路基上鋪設的技術問題，然后在隧道、橋梁上推廣使用

3、。2.2.國外幾種主要無碴軌道結構國外幾種主要無碴軌道結構型式n軌枕埋入式（雙塊式和長枕埋入式）（Rheda）n板式軌道 （Slab） nLVT彈性支承塊式 （Low Vibration track）nPACT型 （Paved Concrete Track） n其它型式 （意大利IPA、法國VSB等）Rheda型（國內名稱：雙塊式無碴軌道）Rheda-2000型（國內名稱：雙塊式無碴軌道）RhedaRheda型（長枕埋入式）型（長枕埋入式）n長枕埋入式無碴軌道在德國高速鐵路上得到應用（柏林漢諾威，190km）；其軌道的基礎分鋼筋混凝土和瀝青混凝土兩類。Rheda型軌道為鋼筋混凝土底座上的結構型

4、式之一。 nRheda型軌道由軌枕及其周圍灌筑的混凝土組成，在橋、隧和土質路基上都適用。在德鐵鋪設的360km無碴軌道中，Rheda型約占一半以上。長枕埋入式無碴軌道長枕埋入式無碴軌道板式軌道（Slab）n日本從60年代試驗研究開始，截止到目前累積鋪設板式軌道已達2700多km，成為世界上鋪設無碴軌道最多的國家。n為適應新干線沿線的環境，開發了防振型板式軌道，其中防振G型在東北新干線開始推廣應用。此外，為減少材料用量、降低造價，開發的框架型板式軌道也得以應用。 n主要類型包括：A型、框架型、RA型、防振G型等。Slab(普通A型板式軌道)路基上板式軌道(RA型)橋上板式軌道隧道內板式軌道(框架

5、式)秦沈客運專線板式無碴軌道LVT型（低振動軌道）n彈性支承塊式無碴軌道自瑞士國有鐵路1966年首次采用以來，在很多國家得到應用，如：英吉利海峽隧道、丹麥、葡萄牙、比利時等；n在有減振降噪要求的區段得到廣泛應用，如城市地鐵等； n我國西康線秦嶺隧道、西南線東秦嶺隧道、蘭新線烏鞘嶺隧道等采用了這種結構型式。LVT型（低振動軌道）LVT型（低振動軌道）PACT型（英國）（采用滑模攤鋪機施工）三、國內無碴軌道的發展概況n1.概況:n我國鐵路對無碴軌道的研究起步并不晚，但由于研究局限于上部軌道結構的研究，缺少下部基礎相關專業、相關部門之間的密切配合。特別是施工部門在施工過程中，對軌道基底、水害的處理不

6、當，導致無碴軌道在應用過程中出現了不少問題。造成維修部門難以接受，只好采用限制其使用的簡單措施，而沒有從根本上開展深入研究，統一認識。這樣，從1987年以后的近10年時間，對無碴軌道的研究基本停止，技術也停滯不前。 n隨著我國高速鐵路與客運專線的發展，特別是近年來鐵路改革的深入，對維修工作量少的無碴軌道的研究又提上議事日程。從90年代后期開始，鐵道部組織科研、設計、施工以及院校多部門的線路、橋梁等專業的科研人員針對性地開展了無碴軌道整體結構的試鋪與性能試驗以及動力學仿真計算。為今后新型無碴軌道的研究開發建立了一個較好的發展模式。2. 新型軌道結構的研究開發階段n結構型式的提出與設計參數的確定：

7、n 室內模型試驗，考察結構性能n 技術標準制定、現場試驗段的運營考驗n 改進完善、全區間推廣應用結構型式的提出與設計參數的確定n國家“九五”科技攻關計劃項目高速鐵路無碴軌道結構設計參數的研究。n1998年部科研開發計劃項目高速鐵路高架橋上無碴軌道關鍵技術的試驗研究。技術標準制定、現場試驗段的運營考驗n19992000年部科研項目n秦沈客運專線橋上無碴軌道關鍵技術的研究n2001年部科研項目n秦沈客運專線雙何曲線橋板式軌道的研究n設計技術條件的編制；n施工技術條件的編制；n無碴軌道工程施工技術細則的編制；n無碴軌道工程質量檢驗評定標準的制訂。改進完善、全區間推廣應用n20012004年部科研項目

8、n秦沈客運專線橋上無碴軌道綜合試驗n20022003年部科研項目n高速鐵路橋上減振型無碴軌道關鍵技術的研究3.高速鐵路無碴軌道結構設計參數的研究n借鑒國外高速鐵路成熟的無碴軌道結構型式，結合我國既有的技術基礎，初步提出了適合我國高速鐵路的三種無碴軌道結構型式：n 板式軌道板式軌道n 軌枕埋入式軌枕埋入式( (長軌枕長軌枕或雙塊式軌枕或雙塊式軌枕) )n 彈性支承塊式彈性支承塊式n初步確定三種結構在橋上、隧道內的斷面尺寸與平面布置；n闡明了三種無碴軌道的結構組成和特點；n根據動力學仿真計算結果，初步確定無碴軌道的設計荷載；n根據靜力計算模型，初步進行了無碴軌道各組成部件的設計。 n三種無碴軌道的

9、結構組成與設計特點軌枕埋入式（雙塊式或長枕） 結構設計特點結構設計特點n結構耐久、可靠；n制造、施工簡單；n初期投資相對小；n特殊條件下可修復。 結構組成結構組成n雙塊軌枕或長軌枕n混凝土道床板n隔離層(或彈性墊層)n混凝土底座（或水硬性支承層）雙塊式軌枕（雙塊式軌枕（ Rheda-2000型型）是在長枕埋入式的基礎上優化發展的新型式是在長枕埋入式的基礎上優化發展的新型式長枕埋入式結構組成板式軌道 結構組成結構組成n軌道板(PRC或RC）nCA砂漿彈性調整層n凸形擋臺n混凝土底座 結構設計特點結構設計特點n結構高度低、自重輕；n軌道板預制，現場工作量少；n可修復性強；n初期投資大。結構組成彈性

10、支承塊式 結構組成：結構組成：n彈性支承塊n (支承塊、橡膠套靴、大橡膠墊板）n混凝土道床板n隔離層n混凝土底座 結構設計特點：結構設計特點：n結構減振性能好；n制造、施工簡單；n初期投資相對較大；n特殊條件下可修復。結構組成四. 目前國內鐵路客運專線計劃采用的無碴軌道型式以及相關技術介紹n根據國內無碴軌道的研究成果以及國內即將開工建設的客運專線情況,基本明確國內客運專線的無碴軌道類型主要有：n雙塊式無碴軌道雙塊式無碴軌道n長枕埋入式無碴軌道（主要應用于道岔區）長枕埋入式無碴軌道（主要應用于道岔區）n板式無碴軌道板式無碴軌道雙塊式軌枕雙塊式軌枕( (RhedaRheda-2000-2000型型

11、) )(1994)(1996)(1997)(1998)(1972)(1981)從長枕埋入式無碴軌道到雙塊式無碴軌道的發展歷程橋上雙塊式無碴軌道橫端面曲線橋上雙塊式無碴軌道隧道內雙塊式無碴軌道橋上雙塊式無碴軌道平面(1)橋上雙塊式無碴軌道平面(2)雙塊式無碴軌道的主要特點雙塊式無碴軌道的主要特點n用鋼桁架組成的支承塊取代軌枕，只保留承軌臺和預埋扣件螺栓部位的預制混凝土，減少了新、老混凝土的結合面，提高了結構的整體性；n軌道建筑高度降低（650 472mm），降低線路和結構物的造價。支承層滑模攤鋪機施工工序前置工序安放穿孔軌枕攤鋪貧混凝土底座攤鋪連續配筋混凝土路槽軌道高度、方向精調與固定現場攪拌站

12、自卸車供料水泥罐車供料側向喂料機喂料卡車、運輸帶側向供料振動刀橫向切縫攤鋪機拉毛養生機在路槽中軌枕間填塞混凝土后續工序路槽側壁排水孔成型裝置滑模攤鋪機攤鋪機施工路基段水硬性支承層(1)攤鋪機施工路基段水硬性支承層(2)拉毛養生機拉毛養生 成形的路基段水硬性支承層基標測設鋼筋加工梁面鑿毛、清洗梁面鋼筋復位、檢查試件成型綁扎底座鋼筋支立模板及標高復測灌注混凝土混凝土制配、運輸底座拆模、養護涂刷隔離層及粘貼凹槽內橡膠板綁扎道床板底層鋼筋鋪設軌排及上下、縱橫鋼筋絕緣處理準備隔離劑及橡膠板鋼筋加工制作軌排準備及絕緣材料混凝土制配、運輸軌排粗、精調及檢測無碴軌道道床板砼施工拆模、特殊養生、維護清理現場及維

13、護結 束橋上無碴軌道施工工藝框圖 換鋪長鋼軌、施工無縫線路軌檢小車復測軌道狀態灌注道床板混凝土混凝土特殊養護支立模板基礎面處理混凝土運輸砼支承層灌注混凝土養生軌排吊裝就位加密基標測設混凝土制備施工測量控制網測設軌排精確調整定位軌道電路參數檢測綁扎道床板鋼筋軌排組裝路基上無碴軌道施工工藝框圖道床板鋼筋安裝軌排鋪設就位下承式支撐架調整軌排支撐軸架調整和固定軌排長枕埋入式無碴軌道（主要應用于道岔區）長枕埋入式無碴軌道（主要應用于道岔區）工廠組裝道岔道岔運輸道岔吊裝道岔現場組裝用起重機放置到安裝的TSS上運輸到安裝現場(長達1500 m)水平和垂直對中固定板式軌道主要由下列各項構件組成n底座混凝土n凸

14、形擋臺n鋪設軌道板nCA砂漿灌注n安裝扣件n鋪設鋼軌n充填式墊板施工板式無碴軌道結構橫斷面圖板式無碴軌道結構橫斷面圖35288030190502480451401211線路中心線梁面鋼軌扣件軌道板CA砂漿調整層混凝土底座2400板式無碴軌道結構組成板式軌道施工順序框圖底坐底坐混凝土混凝土軌道板制造軌道板制造鋼軌進場鋼軌進場軌道板運輸軌道板運輸軌道板存儲及搬運軌道板存儲及搬運鋪設臨時鋼軌鋪設臨時鋼軌軌道板搬運及運輸軌道板搬運及運輸鋼軌鋼軌焊接焊接300M300M鋼軌鋼軌CACA砂漿灌注砂漿灌注鋼軌鋪設鋼軌鋪設鋼軌焊接鋼軌焊接鋼軌整備鋼軌整備秦沈客運專線板式軌道（狗河、雙何特大橋秦沈客運專線板式軌

15、道（狗河、雙何特大橋）n混凝土底座n凸形擋臺n預制軌道板nCA砂漿調整層n扣件系統A、混凝土底座、混凝土底座n底座結構按梁體產生此撓度換算得出的彎曲力矩設計；n底座與凸形擋臺均通過預埋鋼筋與梁體相連；n曲線超高在底座上設置；n沿線路方向每隔5m設一橫向伸縮縫 。梁體預留連接鋼筋梁體預留連接鋼筋梁體預留連接鋼筋梁體預留連接鋼筋底座的混凝土灌筑作業底座的混凝土灌筑作業底座混凝土灌筑完成底座混凝土灌筑完成B、凸形擋臺、凸形擋臺n凸形擋臺作為板式軌道結構中的重要組成部分，設置于混凝土底座兩端的中部，用以限制軌道板的縱、橫向移動 ；n其直接承受由鋼軌傳遞到軌下基礎的縱向力和橫向力，包括：梁軌間相互作用產

16、生的縱向力、溫度變化引起的軌道板伸縮力、軌道的橫向抗力、起動與制動力、輪軌間的橫向作用力等；n凸形擋臺外形在梁端部為半圓形，在梁體中部均為圓形，其半徑為250mm，高度為250mm。 梁體中部的圓形擋臺梁體中部的圓形擋臺梁端的半圓形擋梁端的半圓形擋臺臺混凝土灌筑完成后的底座與凸形擋臺混凝土灌筑完成后的底座與凸形擋臺C、雙向預應力混凝土軌道板、雙向預應力混凝土軌道板n采用部分預應力混凝土結構；n配筋對稱于截面中心；nC60級混凝土；n標準板尺寸：n4.932.40.19mn端 部 缺 口 半 徑300mm新鄭橋梁廠制造軌道板新鄭橋梁廠制造軌道板雙向施加預應力雙向施加預應力軌道板鋪設與調整軌道板鋪

17、設與調整過渡段軌道板底橡膠墊層的設置過渡段軌道板底橡膠墊層的設置CA砂漿模型安裝砂漿模型安裝D、CA砂漿調整層砂漿調整層nCA砂漿由水泥、乳化瀝青、細骨料（砂）、混合料、水、鋁粉、各種外加劑等多種原材料組成，其作為板式軌道混凝土底座與軌道板間的彈性調整層，是一種具有混凝土的剛性和瀝青的彈性的半剛性體。 n我國對板式軌道CA砂漿開展了為期3年的科研攻關工作，針對性地提出了CA砂漿的性能指標及試驗方法，研制出的CA砂漿各項性能指標達到或接近國外同類產品的質量水平。CACA砂漿灌注砂漿灌注CACA砂漿灌筑完成砂漿灌筑完成E E、板式軌道扣件系統、板式軌道扣件系統F F、軌道狀態精細調整、軌道狀態精細

18、調整軌道狀態精細調整軌道狀態精細調整充填式墊板充填式墊板鋪設位置標記排氣口強化芯材注入口止回閥充填式墊板鋪設位置充填式墊板鋪設位置由中鐵三局施工完成的秦沈客運專線雙何橋板式無碴軌道德國的板式軌道德國的板式軌道博格板式無碴軌道博格板式無碴軌道博格板式軌道施工工序框圖混凝土混凝土支承層施工支承層施工軌道板制造軌道板制造鋼軌進場鋼軌進場軌道板運輸軌道板運輸軌道板存儲及搬運軌道板存儲及搬運軌道板鋪設及精調軌道板鋪設及精調鋼軌鋼軌焊接焊接300M300M鋼軌鋼軌CACA砂漿灌注砂漿灌注寬窄縫施工寬窄縫施工鋼軌鋪設鋼軌鋪設鋼軌焊接鋼軌焊接軌道板生產軌道板生產軌道板承軌槽磨削軌道板承軌槽磨削n混凝土支承層施工混凝土支承層施工n布設測量控制網，測設出路基混凝土支承層施工邊界。橋梁地段測設出每塊軌道板的準確位置，根據軌道板鋪設位置確定混凝土支承層施工邊界，并測設輔助點。n混凝土支承層用混凝土利用鐵路橋梁預制場攪拌站拌合，混凝土運輸車運至施工現場，路基上采用滑模攤鋪機進行施工，橋上混凝土支承層采用專用鋼模板澆筑施工，道