无砟轨道结构-课件

第二章 轨道结构二、无碴轨道ballastless track无砟轨道结构为什么采用无碴轨道？有碴轨道的缺点：l容易变形；l养护维修频繁；l维修条件差；何处采用无碴轨道？石质隧道；桥梁；高架铁道；城市轨道交通。无砟轨道结构对无碴轨道的要求具有较高的轨道稳定性具有适宜的轨道弹性构造简单，坚固耐久轨道发生变形能够调整基底局部下沉易于修复造价经济合理无砟轨道结构整体道床常用于：铁路隧道地下铁道无碴桥梁有特殊需要、基础经过适当处理的土质路基上无砟轨道结构优缺点1、优点v线路稳定、平顺，有利于铺设无缝线路和高速行车v维修工作量少v坚固耐久、整洁美观，使用寿命长v在隧道、地铁中减少开挖面积缺点是：1）一旦破坏整修困难 2）扣件弹性要好无砟轨道结构不维修或少维修无砟轨道结构整体道床的结构形式按排水沟的位置分：l中心水沟l侧沟按钢轨支承的方式分：l钢筋混凝土支承块l短木枕l混凝土道床直接连接l长轨枕无砟轨道结构轨道交通轨道结构形式上部构造：钢轨、道岔、联结零件轨下基础l支承块承轨台式纵向整体道床：高架l长轨枕嵌入式整体道床：地下l碎石有碴道床：地面无砟轨道结构无碴轨道的类型英国的PACT整体道床轨道日本的板式轨道德国的Rheda型无碴轨道Sonneville公司的弹性支承块轨道结构(LVT)Gerb弹性浮置板轨道无砟轨道结构支承块式支承块纵向承轨台混凝土隔断式条形基础无砟轨道结构（1）支承块:高架桥上常用直:1760根/km曲:1840根/km无砟轨道结构轨道板的外形轨道板的外形分为承轨槽式和铁垫板式两种承轨槽式用于隧道内直线地段铁垫板式用于高架结构和曲线地段无砟轨道结构轨道板定位柱轨道板定位柱 Stop无砟轨道结构路基混凝土接缝 无砟轨道结构无砟轨道结构图图3-1 3-1 日本新干线的板式轨道日本新干线的板式轨道无砟轨道结构图图3-2 3-2 日本框架式板式轨道日本框架式板式轨道无砟轨道结构板式轨道施工板式轨道施工 测测 量量桥面处理桥面处理预制轨道板运输预制轨道板运输轨道板吊装轨道板吊装轨道板正确定位轨道板正确定位CACA砂浆制备砂浆制备CACA砂浆浇注砂浆浇注钢轨运输吊装钢轨运输吊装钢轨铺设精调钢轨铺设精调无级调高垫板无级调高垫板轨道几何形位全面检查轨道几何形位全面检查图图3-32 3-32 桥上板式轨道的施工框图桥上板式轨道的施工框图 50mm 无砟轨道结构桥上板式轨道施工应应在在桥桥梁梁上上拱拱度度基基本本完完成成之之后后进进行行（通通常常三三个个月月）。桥桥面面处处理理有有预预埋埋绝绝缘缘钢钢筋筋调调直直、除除锈锈和和桥桥面面凿凿毛毛、清理。清理。其其后后进进行行混混凝凝土土底底座座和和凸凸形形挡挡台台的的施施工工，其其关关键键是测量定位，尤其在曲线地段和竖曲线地段。是测量定位，尤其在曲线地段和竖曲线地段。无砟轨道结构CA砂浆的浇注轨道板精确定位后，可进行。轨道板精确定位后，可进行。首先是首先是CACA砂浆模板的架立，既要保证密贴，又要保证浇砂浆模板的架立，既要保证密贴，又要保证浇注时空气能顺利排出，每块板下的注时空气能顺利排出，每块板下的CACA砂浆应一次筑完。砂浆应一次筑完。CACA砂浆浇注后砂浆浇注后2424小时，强度到小时，强度到0.1MPa0.1MPa后方可拆模后方可拆模然后支模浇注凸形挡台树脂，同样也必须一次完成。然后支模浇注凸形挡台树脂，同样也必须一次完成。无砟轨道结构扣件组装和钢轨铺设进行精密调整，确保轨道几何形位符合设计要求。通常是先调一股钢轨的方向和轨面标高，再调另一股。精调后，扣件之间的轨底下按一定距离插入调整垫块，用于固定钢轨的精确位置，而钢轨扣件处于正常连接状态。在扣件与钢轨的间隙处插入充填式垫板注入袋，用胶枪或注射器注入充填树脂，当充填式垫板达到允许承载能力后撤出调整垫块，进行轨道几何形位的精细检查。无砟轨道结构博格预制板板式轨道特点共有四层能够承重的基础层：共有四层能够承重的基础层：首先在路基面上填上一层厚为首先在路基面上填上一层厚为15cm15cm的水泥混合土的水泥混合土其上铺一层其上铺一层20cm20cm厚的厚的8080号混凝土号混凝土再在上面铺设厚度为再在上面铺设厚度为20cm20cm的聚苯乙烯泡沫混凝土的聚苯乙烯泡沫混凝土然后是一层然后是一层22cm22cm厚的厚的350350号连续配筋式混凝土板号连续配筋式混凝土板为防止轨道沿钢轨方向移动，在板的终端设有短的地桩墙为防止轨道沿钢轨方向移动，在板的终端设有短的地桩墙为了控制裂纹发展，在已硬化的连续配筋混凝土板上，每隔为了控制裂纹发展，在已硬化的连续配筋混凝土板上，每隔3m3m做做一条宽一条宽4mm4mm、深、深40mm40mm的假缝，以减少拉应力的假缝，以减少拉应力通过假缝的纵向钢筋应先用沥青漆涂刷，以免锈蚀通过假缝的纵向钢筋应先用沥青漆涂刷，以免锈蚀这种板式轨道通过这种板式轨道通过38003800万万t t运量后，轨道只有运量后，轨道只有45mm45mm的均匀下沉，的均匀下沉，效果良好。效果良好。无砟轨道结构无砟轨道结构无砟轨道结构无砟轨道结构无砟轨道结构图图3-4 3-4 弹性长枕无碴轨道结构弹性长枕无碴轨道结构实物照片实物照片(b)无砟轨道结构浮置板无碴轨道组成浮置板无碴轨道组成由由钢钢轨轨、扣扣件件、钢钢筋筋混混凝凝土土浮浮置置板板、弹弹性性支支座座、混凝土底座组成混凝土底座组成将钢轨通过扣件固定在浮置板上将钢轨通过扣件固定在浮置板上而浮置板置于可调的弹性支座上而浮置板置于可调的弹性支座上隔振器有嵌入式和侧置式两种隔振器有嵌入式和侧置式两种板的两边也用弹性材料固定形成一弹性系统板的两边也用弹性材料固定形成一弹性系统无砟轨道结构基本原理基本原理在轨道和基础间插入一具有较高质量的固有频在轨道和基础间插入一具有较高质量的固有频率远低于激振频率的减振器，大大减小了振动率远低于激振频率的减振器，大大减小了振动传入基础。传入基础。隔振的装置可以是橡胶或钢弹簧，但钢弹簧支隔振的装置可以是橡胶或钢弹簧，但钢弹簧支承的浮置板轨道在减振性能和使用寿命上更优承的浮置板轨道在减振性能和使用寿命上更优于橡胶支承于橡胶支承 无砟轨道结构无砟轨道结构图图3-153-15弹性支承块式轨道结构弹性支承块式轨道结构 底座与道床板之间设置隔离层，是为使道床板具有可修复性底座与道床板之间设置隔离层，是为使道床板具有可修复性 无砟轨道结构隔离层隔离层不能太薄，且每幅之间应有重叠，可用一定厚度的塑料薄膜隔离层的作用是将要灌筑的轨道板与基础道床隔开，后续的各工序均在隔离层上进行。若隔离层破坏，现浇道床板与基础道床混凝土联结，成型后的浮置板将无法顶升 无砟轨道结构弹性支承块无碴轨道施工框图弹性支承块无碴轨道施工框图测量测量铺设道床板钢筋铺设道床板钢筋铺设施工工具轨铺设施工工具轨安装轨道排架安装轨道排架在钢轨上吊装支在钢轨上吊装支承块块承块块安装模板和伸缩缝安装模板和伸缩缝精调轨道几何形位精调轨道几何形位锁定轨道排架锁定轨道排架浇注道床混凝土浇注道床混凝土混凝土养生混凝土养生拆除轨道排架拆除轨道排架轨道几形位全面检查轨道几形位全面检查施工中应注意混凝土道床必须低于支承块橡胶套靴上缘施工中应注意混凝土道床必须低于支承块橡胶套靴上缘2mm 2mm 无砟轨道结构二、我国无碴轨道施工方法（一）换轨铺设法（二）直接铺轨法无砟轨道结构（一）换轨铺设法1、长轨枕嵌入式整体道床及无缝线路施工作业流程：组装轨排运送轨排铺设轨排轨排定位灌注整体道床短轨线路换为长轨条线路焊接“联合接头”建成无缝线路无砟轨道结构（1）轨下基础施工步骤：1、在铺轨基地把工具轨和长轨枕组装成标准长度的轨排2、将轨排装在专用的平板车上运至施工地点3、再用特制的龙门架将平板车上的轨排铺设在设计位置上4、用钢轨支撑装置使轨排准确定位5、灌注混凝土整体道床无砟轨道结构（2）上部结构施工步骤1、将焊接好的长轨条用长轨列车运送到工地2、将临时工程线上的工具轨拆除，换成长轨条线路3、焊接长轨条间的接头（联合接头）4、进行应力调整并锁定，建成无缝线路无砟轨道结构机具设备长轨枕工厂预制混凝土道床现场浇制组装轨排再用轨或有孔新轨特制龙门架预先铺设龙门架走行轨平板车装载轨排，走在临时工程线路上支撑架上承式、下承式、线路型、道岔型无砟轨道结构设备长轨条：工厂或基地或现场焊接换轨作业：换轨车组两铺一拆无砟轨道结构2、支承块、承轨台整体轨下基础及无缝线路施工作业流程：将支承块和样板轨及其构配件吊上桥面组装轨节并定位灌注承轨台拆除样板轨铺成短轨线路短轨线路换为长轨条线路焊接“联合接头”建成无缝线路无砟轨道结构机具设备支承块：工厂预制承轨台：现场浇制样板轨：有孔新轨无砟轨道结构（2）上部结构施工步骤1）将在工厂焊接好的长轨条用长轨列车运送到工地2）将临时工程线上的再用轨拆除，换成长轨条线路3）焊接长轨条间的接头（联合接头）4）进行应力调整并锁定，建成无缝线路“三铺两拆”无砟轨道结构（二）直接铺轨法以焊接轨（两端无螺栓孔轨）作为样板轨铺成短轨线路，再用K900焊机的焊接作业车直接在轨道上对短轨进行焊接，一次建成无缝线路作业流程：采用架设法建成整体轨下基础焊轨作业车在现场直接完成焊轨作业建成无缝线路无砟轨道结构（1）轨下基础施工特点样板轨为无孔新轨必须采用新型夹具连接钢轨接头保证整体道床施工时线路状态良好，几何尺寸精确无砟轨道结构（2）上部结构施工步骤1）现场组装焊机，调试并做型式试验2）拆除接头夹具，进行轨头打磨3）焊机对位，接头焊接4）向前移动焊机，继续作业5）焊缝正火处理6）对焊缝打磨7）接头超声波探伤、外观检查无砟轨道结构K900焊车组成五大部分焊接控制动力车辆液压无砟轨道结构焊机头机械系统：液压驱动供电系统：焊接变压器，保证低电压强电流冷却系统：降低温度无砟轨道结构焊机软件控制先进的PLC控制及数据采集系统可编程控制器控制整个焊接过程各个环节数据采集系统采集焊接过程全部技术数据，全过程实时监测、记录选择参数反复试验“一铺不拆”无砟轨道结构