高速铁路有砟、无砟轨道结构及精调
高速铁路无砟轨道道岔精调问题分析与作业方法

1 常见问题分析与处理道岔精调指上线铺设完成、运营开通之间所进行的全部工作,高质量的道岔精调对后期的维修养护意义重大。
然而,因铺设施工精度低,精调中会遇到许多精调难点及不易处理的缺陷,需要认真分析原因,有效进行整治克缺[1]。
1.1 常见问题(1)尖轨轨距偏小,不易调整到位;(2)导曲股通长垫板处直、曲股水平偏差;(3)心轨处支距过大[2]。
1.2 产生原因分析(1)轨距指两钢轨顶面下16 mm处最小距离,量取时要求道尺垂直于两钢轨工作边,在尖轨处检查轨距,影响的主要因素为位置是否准确、尖轨与基本轨是否密贴。
(2)导曲股通长垫板处直、曲股水平偏差较大的原因主要是由于施工时轨枕存在横坡导致,检查现场轨枕水平,两侧存在最大2 mm以上的横向偏差。
(3)支距指道岔直、曲基准股工作边之间的距离,对其控制可以有效控制整体框架、曲股轨向圆顺。
客运专线18号道岔为了使列车在曲股运行更加平稳,在辙岔范围内增加8个支距点,在精调过程中,发现最多时第22点支距最大超出设计值4 m m。
心轨支距出现错误的原因:①点位错误;②心轨顶铁顶死;③拼装错误。
1.3 处理办法(1)首先检查框架尺寸偏差,是否在设计要求范围内,其次通过塞尺对病害处尖轨与基本轨密贴进行检查,最后通过更换缓冲调距块进行改道作业。
(2)采用特制调高垫板或打磨轨枕进行处理。
(3)道岔内部焊接完成后,很难找准连接部直外股尖端,可以根据尖轨跟端电务导线孔中心位置进行确认,距电务导线孔中心量取750 mm处为第一点,后面各点根据图纸间距进行控制;直股轨距调整完成后,将岔心转换到曲股位置,检查岔心顶铁是否有顶死现象,如有顶死、长心轨有变形,需对翼轨上过长顶铁取片、打磨处理;对道岔岔心结构全面检查,各部尺寸认真量取,是否有超限及轨距块装错现象。
2 精调准备与流程道岔精调的方法直接影响到进度和质量,有效的作业方法可以提高精度,降低开通维护工作量。
通过不断总结、尝试,采用传统方法与先进技术相结合的方法,使道岔精调质量进一步提高。
高速铁路轨道精调

浅谈高速铁路轨道精调摘要: 无砟轨道对线路平顺性、稳定性要求很高,因此线路必须具备准确的几何线性参数,大大提高轨道精调作业精度及工作效率,实现轨道平顺性要求。
关键词:轨道精调静态调整轨检小车数据采集优化调整削峰填谷中图分类号: u238 文献标识码: a 文章编号:轨道几何状态是衡量轨道铺设精度的关键指标,在轨道应力放散及锁定后,应对轨道的几何状态进行精细调整,是轨道的几何状态满足设计及规范要求。
为确保轨道的高平顺性,满足高速行车安全性和舒适性的要求,需要对轨道进行精细调整。
轨道精调的目的是控制轨道平面和高程位置的高精度及很小的轨距和水平变化率,确保直线顺直、曲线圆顺、过渡顺畅,实现动车组的平稳和舒适度。
要实现上述目标,首先是要转变既有的轨道调整理念,通过轨道测量数据和纸上作业,形成调整方案,而不是固有的以弦线道尺为主要手段的局部调整手段。
其次是采用科学的分析调整方法,在波形平顺的前提下,削峰填谷,消除超限处所。
轨道精调目前分为静态调整和联调联试期间的动态调整,静态调整是在联调联试之前根据轨检小车静态测量数据对轨道进行全面、系统地调整,将轨道几何尺寸调整到允许范围内,对轨道线型(轨向和轨面高程)进行优化调整,合理控制轨距变化率和水平变化率,使轨道静态精度满足350km/h及以上高速行车条件。
轨道静态精调流程:准备工作→轨道状态测量→调整量计算→现场标示→轨道调整→轨道复检准备工作cpiii复测对cpiii控制点进行全面复测,对缺损点进行恢复,过程中加以保护。
静态调整很关键,是轨道精调的重心,所以我们一定要重视,静态调整主要分为数据采集和现场实调两步,数据采集就是利用绝对轨检小车采集每个承轨台的空间位置与其实际空间位置的差值,然后利用软件对数据进行处理和优化得出最佳调整方案,现场实调就是技术人员根据调整方案对号入座对扣件进行调整使其达到设计空间位置。
现场实调完以后还得进行复测然后在进行现场扣件调整,直至满足联调联试的条件。
铁路建设工程有砟轨道轨距精调作业流程

3.连续松开扣件不得超过7头,严禁锤击钢轨。同步进行
整理扣件,更换、整正胶垫,清扫承轨槽脏污泥沙、石砟,螺 栓涂油等。在使用起拨道机抬起钢轨更换失效胶垫时,严禁抬 起过高,起拨道机不得放在铝热焊缝处。
4.精调股别原则。基准股选择:直线地段目视方向良好股 为基准股或查看轨检车波形图挑选方向良好一股为基准股,曲 线地段以曲上股为基准股。多个小组连续作业时,基准股应尽 量一致。
量具校准: 1、电子道尺校准。作业前按照规定先将所有
道尺在标定台上对轨距进行校准。 2、轨检仪校准。用校准好的道尺在线路上对
轨检仪进行校准,校准轨检仪时注意选取三根轨 枕校准。
三、轨距精调人员分工及作业流程
三、轨距精调人员分工及作业流程
2. A职工按照钢轨上标注的轨距值进行对需要作业地段进行划撬 (包括标注需更换的轨距挡块型号、更换失效挡肩、歪斜胶垫、扣压 力不足、轨距挡板离缝等),辅助B职工完成双头扳手左右股转换。
一、轨距精调准备工作
2.所需工机具
序号
名称
单位
1
道尺
支
2
轨距标定台
个
3
单头内燃扳手
台
4
双头内燃扳手
台
5
改道器
把
6
扁铲、刷子
把
7
撬棍
根
8
平板小车
辆
9 各种型号的轨距挡块(挡肩) 块
数量
1
1 2 1 1 2 1 1 若干
备注 1级及以上电子
道尺 现场标定 备用1台
各2把
装袋,编号
二、轨距精调作业标准
2.相邻轨枕间轨距变化率小于0.3mm(R<600m的相邻 轨枕间轨距变化率小于0.35mm)。
无砟轨道精调方法步骤

客运专线CRTSII型板式无砟轨道精调方法步骤摘要:CRTSII型板式无砟轨道精调是关系到列车运行速度是否能达到设计要求的重要因素,结合京石铁路客运专线施工。
重点阐述了无砟轨道精调的施工工艺和注意事项,并指出了轨道板精调作业对于整个高铁工程的主要性。
关键词:客运专线,CRTSII型无砟轨道,精调1. 引言我国高速铁路的轨道技术主要是无砟轨道结构和有砟轨道结构,现阶段基本以无砟轨道结构为主,其中CRTS I型板式无砟轨道普遍应用在京津城际铁路、京石客专、京沪高速铁路和沪杭高速铁路上。
CRTS I型板式无砟轨道采用了连续底座混凝土结构和轨道板纵联方式,现场施工作业简单方便、可靠性好。
轨道板精调是指通过调整轨道板的高度及平面状态,使各螺栓孔位置精确安置,从而保证扣件的安放精度,减少扣件安放后轨道的调整量2. 技术标准(1)《高速铁路设计规范》(2)《高速铁路工程测量规范》(3)《客运专线轨道几何状态测量仪暂行技术条件(科技基[2008]86号)》(4)《客运专线铁路工程静态验收指导意见(铁建设[2009]183号)》(5)《高速铁路联调联试及运行试验指导意见(铁集成[2010]166号)》(6)《京石客专、石武客专(河北段)轨道精调作业标准、组织方案及作业流程实施细则》。
根据“细则”的要求,按照以下几何状态控制标准进行作业标准控制,如表1所示:表1.几何状态控制标准轨道测量前,认真核对CP M坐标、轨道设计线型设计要素数据输入正确,确保测量仪器校核无误,设站精度达到要求,钢轨、扣件无污染,焊缝平顺,扣件扭矩和扣压力达到设计要求。
测量一般选在阴天或夜间进行,严禁在高温、雨天、大雾、大风等条件下测量,避免测量误差过大和出现假数据。
测量数据模拟调整前,必须保证数据的真实、可靠性。
扣件更换前做出相应标识,并用弦绳和道尺做必要的复核。
更换扣件时,当实际轨温在于锁定轨± 10 °C以内施工作业,当高于锁定轨温20C禁止作业,每次拆除扣件不得连续超过10—12个承轨台(防止胀轨),更换扣配件钢轨抬高量小于25mm,确保扣件更换能达到预期目的和平滑过渡。
浅谈高速铁路无砟轨道精测及调整

浅谈高速铁路无砟轨道精测及调整摘要:无砟轨道是以钢筋混凝土取代碎石道砟道床的轨道结构形式,由于轨道具有高平顺性、刚度均匀、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点,使高速铁路较传统的有砟轨道具有更好的适应性。
本文详细阐述了高速铁路无砟轨道精测及调整的两个阶段及确保精度的措施。
关键词:高速铁路;无砟轨道;精调;静态调整;检测一、高速铁路无砟轨道精测及调整概述无砟轨道是以钢筋混凝土取代碎石道砟道床的轨道结构形式,由于轨道具有高平顺性、刚度均匀、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点,使高速铁路较传统的有砟轨道具有更好的适应性。
其中平顺性是评价轨道最终几何状态的核心指标,所以高铁要求高精度的平顺性。
也正因如此,在高铁建设中无砟轨道施工便成为重中之重的核心环节,标准更高,要求更严,精度要求也更高。
无砟轨道铁路轨道几何状态(平顺性)通过轨道几何状态测量仪(轨检小车)来检测获取,通过内符合精度和外符合精度两大指标评价轨道几何状态。
为保证最终的轨道平顺性要求以及最大程度的节约成本,在施工中应对重点工作严格控制。
二、高速铁路无砟轨道精测及调整的两个阶段高速铁路无砟轨道施工是个多工序过程,在众多工序中,精调工序是其中关键的工序。
轨道精调工作在无缝线路铺设完成后,长钢轨应力放散、锁定后即可开展。
轨道精调可分为静态调整和动态调整两个阶段。
(一)静态精调1、静态精调步骤静态调整是在联调联试之前,根据轨道静态测量数据将轨道几何尺寸调整到允许范围内。
合理控制轨距、水平、轨向、高低等变化率,对轨道线型进行优化调整,使轨道静态精度满足高速行车条件。
轨道精调主要采用精调小车进行检测,主要分为以下几个步骤:轨道控制网复测———轨道静态测量———轨道平顺度模拟试算———现场位置确定及复核———轨道静态调整———轨道状态检查确认。
2、CPⅢ控制网复测及使用经过了整个施工阶段,由于构筑物的沉降、箱梁的徐变,以及环境温度的变化,都会影响CPⅢ控制网的精度,所以在静态精调以前,必须复测整个CPⅢ控制网,重新审核评估。
高速铁路无砟轨道精调技术

高速铁路无砟轨道精调技术作者:张亮来源:《城市建设理论研究》2013年第24期摘要:无砟轨道是以整体道床代替碎石道床的一种新型轨道,其平顺性、稳定性、精度和标准要求高,传统的施工技术和工艺已不能满足设计和运营的要求。
本文就无砟轨道精调技术的精调方式,措施及经验三方面做简要的论述。
关键词:高速铁路;无砟轨道;精调技术中图分类号:U238 文献标识码:A 文章编号:1.概述无砟轨道是以整体道床代替碎石道床的一种新型轨道,其平顺性、稳定性、精度和标准要求高,传统的施工技术和工艺已不能满足设计和运营的要求。
这种新型的轨道结构,其静态几何状态中线为2mm,高程2mm,轨距±1mm,检测方法为全站仪配合轨道几何状态测量仪检测。
[1]对于无砟轨道要求的高标准性,施工中一般是采用全站仪配合静态轨检小车对已铺设成型的线路轨道进行测量,人工配合进行线路调整。
使用全站仪配合轨检小车进行轨道几何状态测量是一项费时细致的工作,再加上没有成熟的调整顺序和方法,会出现调整过一遍后,再进行复测时又出现线路的几何状态不能满足规范要求,需进行反复测量反复调整。
不仅影响铺轨精调的整体进度,而且给钢轨和扣件带来一定的影响,最大的问题是不能保证联调联试的正常进行。
在现有的施工技术条件下,如何在保证精调精度的同时提高铺轨精调的速度,本文对此进行探讨,寻求一种快速的精调方法,提高铺轨精调的速度。
2.轨道精度的概念轨道精度可分为绝对精度和相对精度。
绝对精度是指轨道实测中线、高程与设计理论值的偏差,偏差越小,精度越高。
相对精度是指轨道各项几何尺寸(轨距、水平、高低、轨向)的偏差和变化率。
相对精度控制的实质应包括轨道几何尺寸控制和轨道线形控制(平顺性)两个方面。
轨道平顺性不仅应包括高低、轨向的长、短波偏差,还应包含轨距、水平、中线、高程变化率。
轨道精调是根据轨道测量数据对轨道进行的精确调整,使轨道精度达到规范标准,满足高速行车条件。
无砟轨道精调贯穿了无砟轨道施工全过程,从无砟轨道施工开始直至无缝线路铺设后轨道具备高速行车条件为止。
高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法一、前言高速铁路是现代交通运输领域的重要组成部分,它的发展对于国际贸易和人员流动都有着重要的推动作用。
而作为高速铁路的基础设施之一,轨道的施工质量直接影响到列车的运行安全和乘客的舒适度。
为了提高轨道施工的质量和效率,高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法应运而生。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及相关的工程实例。
二、工法特点高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法具有以下几个特点:1. 高精度:该工法采用了先进的激光测量技术和精确的控制系统,能够实现轨道的高精度定位。
2. 高效率:该工法使用了先进的施工设备和自动化工艺,能够提高施工效率,缩短施工周期。
3. 环保节能:该工法采用了无砟轨道技术,减少了使用传统轨道所需的大量砟石,降低了对环境的影响。
4. 维护成本低:该工法采用了优质的轨道材料和结构设计,提高了轨道的使用寿命,降低了维护成本。
三、适应范围高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法适用于各类高速铁路线路的轨道施工,包括新建线路、重建线路以及提速改造工程。
四、工艺原理高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道智能精调施工工法的核心是将施工工法与实际工程相结合,通过采取一系列的技术措施来实现高精度的施工。
具体来说,首先在施工前,需要对施工区域进行详细的测量和规划,在地面上设置基准点和参考线。
然后,根据设计要求进行坑槽开挖和基础处理工作。
接下来,通过布置线路档案信息,确定轨道的位置和高度。
施工过程中,通过使用先进的激光测量仪器对轨道进行精确的定位和计算,得出各个测点的坐标和高程信息。
然后,使用自动化施工设备进行轨道的铺设和调整,确保轨道的平整度和弧度满足设计要求。
最后,通过精密调整和测试,保证轨道的位置和高度的精度。
高速铁路无砟轨道精调技术

曲 线 、竖 曲 线 、超 高 等 设 计 参 数 ,轨 枕 统 一 编 码 ,录 入 轨检小车 。 [2]
标 定 工 作 ,保 证 设 备 状 态 良 好 。
(5)换算运营 贯 通 里 程,与 施 工 里 程 结 合 使 用,
(2)人员培训:对 小 车 规 范 操 作、软 件 使 用 人 员 方便动态检测数据的分析解读。
(4)检 查 扣 件 安 装 状 态 ,用 双 头 (或 单 轴 )内 燃 扳 手 补 足 扣 件 压 力 (约 250 N·m)。 3.1.3 工具准备
提 前 配 置 双 轴 头 内 燃 扳 手 、单 轴 头 电 动 扳 手 、丁 字 扳 手 、液 压 起 道 器 、无 级 手 摇 起 道 器 、撬 棍 、简 易 轨 道平车、0 级 数显道尺、机 械万能道 尺、25 m 弦 线 及 钢 尺 、塞 尺 、扭 矩 扳 手 、石 笔 、毛 刷 、钢 丝 刷 、铁 路 防 护 用品等工具。 3.2 初始数据采集 3.2.1 现场测量
自由设站完成之后,CPⅢ 控 制 点 的 坐 标 不 符 值 应满足 X、Y、H 方向控制点余差≤2 mm。 当 CPⅢ 点坐标 (X、Y、H)不符值大于表中规定 时,该 CPⅢ 点不应参与平差 计 算。 每 站 参 与 平 差 的 CPⅢ 点 数 不 少 于 6 个 [4]。
(2)每天测量之 前 都 要 在 稳 固 的 轨 道 上 校 准 超 高 传 感 器 ,校 准 后 可 在 同 一 点 进 行 正 反 两 次 测 量 ,其 偏差应在0.3mm 以内;如发生颠簸、碰撞 或气温 变 化 迅 速 ,应 再 次 校 准 。
精度满足设计时速高速行车条件。 动态调整是在联调联试期间根据轨道动态检测
情 况 对 轨 道 局 部 缺 陷 进 行 修 复 ,动 态 检 测 发 现 问 题 , 划 定 静 态 复 测 区 间 ,静 态 检 测 查 明 问 题 ,精 确 到 点 及 时解决。
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第二章高速铁路有砟、无砟轨道结构及精调第一节概述无砟轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构形式。
由于无碴轨道具有轨道平顺性高、刚度均匀性好、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点,在各国铁路得到了迅速发展。
特别是高速铁路,一些国家已把无碴轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广,并取得了显著的经济效益和社会效益。
以下是无砟轨道的主要优势和缺点。
一、无砟轨道的优势主要有:1、轨道结构稳定、质量均衡、变形量小,利于高速行车;2、变形积累慢,养护维修工作量小;3、使用寿命长—设计使用寿命60年;二、无砟轨道的缺点主要有:1、轨道造价高:有砟180万/km,双块式350万,1型板式450万,2 型板式500万。
2、对基础要求高因而显著提高修建成本:有砟轨道可允许15cm工后沉降,无砟轨道允许3cm,由此引起的以桥代路及路基加固投资巨大。
3、振动噪声大:减振降噪型无砟轨道目前尚不成功,减振无砟轨道选型存在较大困难。
4、一旦损坏整治困难:尤其是连续式无砟轨道。
第二节无砟轨道结构一、国外铁路无碴轨道结构型式国外铁路无碴轨道的发展,数量上经历了由少到多、技术上经历了由浅到深、品种上经历了由单一到多样、铺设范围上经历了由桥梁、隧道到路基、道岔的过程。
无碴轨道已成为高速铁路的发展趋势。
1.日本日本是发展无碴轨道最早的国家之一。
早在20世纪60年代中期,日本就开始了无碴轨道的研究与试验并逐步推广应用,无碴轨道比例愈来愈大,成为高速铁路轨道结构的主要形式。
据统计,日本高速铁路无碴轨道比例,在20世纪70年代达到60%以上,而90 年代则达到80%以上。
日本从20世纪60年代中期开始进行板式无碴轨道的研究到目前大规模的推广应用,走过了近40年的历程。
对于最初提出的轨道结构方案,铁道综合技术研究所相继进行了设计、部件试验、实尺模型试验、设计修改、在营业线上试铺等工作。
从津田沼、日野土木试验所内的实尺模型试验到既有线、新干线的桥梁、隧道和路基上的各种形式无碴轨道结构的试铺,总共建立了20多处近30km的试验段,开展了大量的室内、营业线上动力测试和长期观测的试验研究工作,并在试验结果的基础上,不断的改进、完善结构设计参数和技术条件,最终将普通A 型(图4-3)、框架形(图4-4)等板式轨道结构作为标准定型,在山阳、东北、上越、北陆和九州新干线的桥梁、隧道和路基上大量使用。
在20世纪60年代后期到70年代中期,为解决新干线的噪声振动问题,实现高速铁路发展与社会环保兼容的目的,日本在东北新干线开工前建立了“小山试验线”,铺设了长度各200m的24种形式的轨道结构(其中包括11种板式无碴轨道),观测其噪声振动效果,在进行技术、经济分析后,将防振G型板式轨道(图4-5)作为标准形式在减振降噪区段推广铺设。
图4-4框架型轨道板图4-3普通A型轨道板图4-5防振G型轨道日本板式轨道结构在土质路基上的发展与桥上、隧上板式轨道是同时起步的。
1968年提出RA型板式轨道,并在铁道综合技术研究所进行性能试验。
1971 年在东海道本线100m的营业线上进行初次试铺,1974年在东海道新干线含慧桥站内共铺设2.3km,共有14处作为现场试铺。
但在个别试验段上发生了基础下沉、轨道板陷入铺装底座内等问题,为此开展了长期深入的研究。
直到1993 年,改进后的板式轨道结构(图4-5)在北陆新干线正式应用,铺设长度约10.8km,占北陆新干线高崎—长野段总长的4%,为土质路基上轨道的25%。
图4-6土质路基上RA型板式轨道总之,日本定型的板式轨道包括A型、框架型轨道板,适用于土质路基上的RA 型轨道板和特殊减振区段用的防振G型轨道板,构成了适用于不同使用范围的轨道板系列。
截止到目前,板式轨道累计铺设里程已达2700 多km。
日本在大量铺设板式轨道的同时,还开发了 B 型弹性轨枕直结轨道,在东北、上越新干线上都有铺设。
为了扩大铺设,必须降低造价。
最后,开发了简化结构的D型弹性轨枕直接轨道(图4-7),造价为B型的3/4,减振性能较防振G 型板式轨道还略有改善;同时解决了原结构部件更换困难的问题,更适合推广。
图4-7D型弹性轨枕直结轨道近年来,日本正大力研究一种“梯子形”轨道。
由两根纵向轨枕(梁)支承钢轨,横向每隔3m用钢管将两根纵向枕连结成梯子形;在桥上纵向枕与轨道基础(梁面)之间每隔1.5m 设减振支承装置组成“浮置式梯子形轨道”。
其主要特点是:低振动、低噪声;变传统横向轨枕支承钢轨的方式为纵向支承;轨道自重轻,约为有碴轨道的1/4;轨道高度的调整除利用扣件的调整量外,减振支承装置也有一定的调高功能。
铺设在桥梁上的浮置式梯子形轨道,使整体结构系统实现了从“重型和传统”到“轻型和现代化”的根本变革。
路基上的梯子形轨道,其纵向轨枕下仍然铺设有道碴,属于有碴道床与整体轨下基础的混合式结构。
可见,轨道结构的发展出现了多样化形式。
目前,梯子形轨道已完成结构的力学分析、组成部件及实尺轨道的实验室基础试验,并在美国TTC运输中心的环形线上完成了35t重轴的快速耐久性试验,通过吨位超过1亿吨。
日后,还将对高速运行的适应性以及用橡胶支承取代减振装置以降低造价等实用性作进一步研究。
2.德国德国也是研究无碴轨道较早的国家之一。
德国铁路开展无碴轨道的研究始于上世纪60年代末,1972年首次在Rheda车站试铺了无碴轨道结构(故称“Rheda”型)。
德国铁路、高校研究所以及工业界自20 世纪70 年代一直进行无碴轨道的研究,目前德国有20多家企业参与无碴轨道新结构的开发,形成了市场竞争的局面,推进了新技术的发展,其提出的结构型式多种多样。
德国曾试铺过10余种无碴轨道结构,其轨道的基础分钢筋混凝土和沥青混凝土两类。
钢轨的支承方式多为分散支承(即点支承),连续支承方式仍处在试铺阶段,未在路网上正式使用。
对于分散支承方式的无碴轨道,其道床结构大体上可分为两大类,一类为整体结构,另一类为直接支承方式,表4-7列出了德国铁路目前批准可在路网正式应用和可试铺进行运营考验的无碴轨道结构类型。
表4-7德国铁路无碴轨道的结构类型现浇混凝土(含轨枕或支承块)RHEDA*ZüBLIN*BERLIN*HEITKAMP 整体结构现浇混凝土(不含轨枕或支承块)FFCBESBTEHOCHETIEFRESENGLEIS预制板BöGL*直接支承结构轨枕或支承块ATD*GETRAC*BTDSATOWALTER注:带*的为EBA批准可在路网正式应用的无碴轨道结构型式,其余均在试铺运营考验阶段。
Rheda型无碴轨道(图4-8)为钢筋混凝土底座上的整体结构型式之一,在大量试铺和长期观测试验的基础上,在德国铁路高速线土质路基、桥梁和隧道区段全面推广应用,所铺设的360km无碴轨道(含80多组道岔区)中,Rheda型约占一半以上。
Rheda 型无碴轨道结构从1972年开始试铺的普通型(带槽形板、埋入轨枕)到目前研发的2000型(无槽形板、埋入支承块)经历了近30年的发展里程。
图4-8普通Rheda型无碴轨道最近开发的Rheda-2000型无碴轨道(图4-9)已投入商业应用,如在荷兰及我国台湾高速铁路上都有应用。
其结构特点是:由2根桁架型配筋组成的特殊双块式轨枕取代了原Rheda型中的整体轨枕;取消了原结构中可能开裂和渗水的槽形板,统一了隧道、桥梁和路基上的形式,也可在道岔和伸缩调节器区段应用;同时,轨道结构高度从原来得650mm降低为472mm。
Rheda-2000型中的支承块只保留承轨和预埋扣件螺栓部位的预制混凝土,其余为桁架式的钢筋骨架,使其与现场灌筑混凝土的新、老界面减至最少,有利于提高施工质量和结构的整体性。
建筑高度的下降,对降低轨道本身和线路的造价都是有利的。
将无碴轨道的造价控制到有碴轨道的1.3~1.4 倍是德铁力争的目标。
图4-9Rheda-2000型无碴轨道最典型的直接支承方式无碴轨道结构为ATD、GETRAC型,如图4-10、图4-11所示,上部的轨枕或支承块直接置于钢筋混凝土/沥青混凝土支承层上,成为一个独立的组成部分,在中部有多种方式设限位装置,以限制轨排纵、横向移动。
图4-10ATD型无碴轨道结构(单位:mm)图4-11GETRAC型无碴轨道结构(单位:mm)由Bögl公司开发的博格板式无碴轨道结构由预制轨道板组成,轨道板结构高度(从水硬性材料支撑顶面到钢轨顶面)474mm,分为标准预制板、特殊预制板和补偿预制板三种型式,标准板的外形尺寸6450mm×2500mm×200mm,轨道板之间用钢筋连接,板底充填水泥沥青砂浆层。
与现场浇筑的混凝土轨道板相比,博格板具有工厂化生产,加工精度高,固化时间短,不需要费时费工的现场制模和浇筑,必要时可进行轨道板高程调整等优势,但厂房和设备等一次性投入较高。
博格板式无碴轨道为二十多年前开发的一种轨道板,但一直限于小段试铺,最近得到EBA 批准,在纽伦堡至英格施塔特新建线路得到大量使用,下部结构则有路基、桥梁、隧道等。
Ioarv300型扣件是目前德国铁路无碴轨道的标准型式,一般区段的无碴轨道结构设计必须与标准扣件形式相匹配。
此扣件的高低最大调整量为+26/-4mm,轨距调整量为±4mm,橡胶垫板厚度12mm,静刚度值(22.5±2.5)kN/mm。
德国铁路使用的其他型式的扣件还有336、A8、ERL/BWG和Krupp型等。
从20世纪80年代开始,原联邦德国铁路实施私有化计划,即新建和扩建铁路由联邦拨款,而养护维修则由德国铁路出资时,德国铁路董事会开始大力谋求新建铁路和扩建线路要尽量采用少维修轨道,这项措施极大地推动了无碴轨道的发展。
德国在修建高速铁路的初期,无碴轨道仅占正线的30%以下,但1998年开通的柏林—汉诺威高速铁路,无碴轨道已达80%以上。
与其他国家不同的是,德国铁路首先在车站试铺无碴轨道,接着解决了土质路基铺设无碴轨道的技术问题,然后逐步推广到隧道和桥梁上,从而为全区间铺设无碴轨道创造了有利条件。
基于高速铁路有碴轨道线路的维修工作量大,道碴粉化及道床累积变形速率加快,德国铁路根据其咨询公司对现行的有碴轨道和无碴轨道的综合技术经济比较得出的建议,决定在所有隧道内、道岔区、制动区间以及300km/h的高速线上均采用无碴轨道。
目前德国铁路累积铺设无碴轨道360km/h(含80多组道岔区),其中成规模铺设的线路包括科隆—法兰克福(300km/h,2002年开通)、柏林—汉诺威(250km/h,1998年开通)、纽伦堡—英戈城(在建中)。
二、国内无碴轨道结构国内对无碴轨道的研究始于20 世纪60 年代,与国外的研究几乎同时起步。