crts_iii型板式无砟轨道毕业设计

crts_iii型板式无砟轨道毕业设计内容摘要：

式无砟轨道在施工和制作方 面上的一些优点，吸收了轨枕埋入式无砟轨道整体性好的优势。 砂浆层 (采用高性能水泥沥青砂浆 )为半刚性材料，弹性模量达到 5000N/mm2，接近其下的支承层，厚度仅为 30mm，目的是将轨道板和底座板连接成整体结构。 由于是采用数控磨床打磨，尤其是承轨部位，博格板式轨道的尺寸能够保证较高的精度。 另外，博格轨道板之间通过连接锁件连接，最大限度地减少了轨道板自由端数量，对于改善填充砂浆和轨道板受力状态有很大的好处，可采用弹性模量相对较高的 BZM 填充砂浆。 博格板式无砟轨道系统及构造见 图。 其层次结构依次为 :防冻层 (FSS)，其由级配砟石构成。 支承层 (HGT)，其由 300mm 厚的水硬性混凝土构成。 砂浆层 (BZM)，其由高性能水泥沥青砂浆构成。 扣件，采用 Vossloh300。 轨道板，采用 6500mm*2550*200mm的预应力钢筋混凝土结构。 钢轨，采用的标准是 UIC60 钢轨。 图 博格板式轨道结构 （四）德国其他形式的无砟轨道 目前在德国取得普通许可证的还有 Getrac 型无砟轨道，是将轨排直接支撑在精确铺设的沥青混合材料道床板上，轨枕通过混凝土锚块弹性 地连接到沥青层上，混凝土锚块可以将来自轨排的横向作用力传递到沥青层上，轨道一旦损坏，可以快速地修复，恢复运营。 2020 年德国联邦铁路管理局批准对 Getrac 型轨道进行设计完善工作，包括减少沥青层宽度和厚度，优化支承层变形模量，减少结构层数量。 GetracA3 通过扩大轨兰州交通大学毕业设计（论文） 11 枕支撑面积，实现了进一步优化厚度和结构还有 Sato、 ATD、 BTD、 Walter 等结构。 三、 法国等其他国家的无砟轨道 除了德国以及日本外，在世界上还有很多的国家也都进行了关于无砟轨道方面的试验和铺设研究。 这其中法国高速铁路是以有砟 轨道为主要研究方向，但他们也在地中海TGV的隧道内（长 千米）试铺了双块式（即是 Sateba)无砟轨道结构。 从 1969 年英国就已经开始了对无砟轨道（ PACT 型）的研究和试铺，直到在 1973 年无砟轨道得到了正式推广应用，同时也打开了西班牙、加拿大、南非和荷兰等国的国外市场。 在这些国家的高速铁路和重载的桥、隧结构上均有采用，其总共的铺设长度约为 80 千米。 瑞士国铁在 1966 年首次在隧道内应用的弹性支承块式无砟轨道（即 LVT)，其在英吉利海底隧道（最高时速为 200km)也有使用。 除此之外，这种轨道结构在韩国、丹 麦以及法国和葡萄牙等国均有使用。 四、 我国的无砟轨道 我国无砟轨道的研究与国外的研究几乎同步，都是上个世纪 60 年代左右，但是由于当初我国的国情和周边环境的影响，使我国的无砟轨道的研究研究进步缓慢。 进入 90年代中期以来，为适应我国铁路提速以及高速铁路发展的需求，我国无砟轨道的研发步入了一个新阶段，这时期我国才进入铁路大发展时期，已建铁路先后实施了六次大面积的提速，随着 21世纪的到来，我国的无砟轨道的发展逐渐提上日程。 板式轨道在我国开始研究的时间很早，早在 20 世纪 70年代就开始研究 CA 砂浆技术。 期间曾试验铺设过支撑块式、短枕式以及沥青道床和整体灌注式等，而到最后只有支撑块式整体道床得到了正式的推广使用，其总共铺设了约 300 千米，主要是在成昆线、京原线和京通线上的隧道内（长度超过 1千米）铺设应用。 沥青混凝土整体道床（由沥青混凝土铺装层和宽枕组成的结构型式）曾在 1980 年初得到应用，它铺设的长度有 10千米，并且全部铺设应用在大型客站以及隧道内。 除此之外还有由涵青灌注的固化道床没能被推广应用。 1999 年完成“秦沈客运专线桥上无砟轨道设计、施工技术条件 ” 的研究与编制，在秦沈客运专线选定了狗河特 大桥和双何特大桥作为板式轨道的试铺地段，研究了适应于寒冷地区使用 CA 砂浆。 在长度为 千米的西康线秦岭隧道内铺设了弹性支承块式无砟轨道，并且已经在 2020 年正式开通运营；秦沈客运的沙河特大桥试铺了长枕埋入式无砟轨道（ 692 米）；在长度为 741 米的狗河特大桥直线上以及长度为 740 米的双河特兰州交通大学毕业设计（论文） 12 大桥曲线上试铺了板式无砟轨道见 图。 图 秦沈线板式无砟轨道横截面图 我国台湾省高速铁路（台北一高雄）的全线长度为 345 千米已经投入使用，铺设的无砟轨道的总长度达到了 155 千米 ,其中德国雷达 2020 型无砟轨道铺设在 96组道岔区(总共 123 组）。 无砟轨道是一个复杂的系统工程，在和世界上的发达国家（德国、日本等）相比，在无砟轨道技术方面我国仍有不少的差距。 比如在大跨度桥梁和路基地段上出现的问题：梁端转角限值的确定、梁体徐变上拱以及纵向力在桥梁与无砟轨道间的传递特征和路基地段沉降控制等，我们需要加倍的努力来研究出解决这些问题的方法。 即便是这样，我们取得的成绩还是值得肯定的。 通过在隧渝线上进行的有关无砟轨道的综合试验研究，创新 研究形成了我国的 CRTSⅠ 型无砟轨道结构型式。 对于京津城际上的关于无砟轨道的进一步研究，研究产生了适合我国的新的 CRTSⅡ 型无砟轨道。 除此之外，在武广客运专线进行的无砟轨道再创新研究试验中 ,有关 CRTSⅢ 型无砟轨道的研究工作也在成灌线进行着。 CRTSⅠ 型无砟轨道结构有两种类型：板式和双块式。 CRTSⅡ 型和 I 型一样也是两种类型。 在这其中，在武广高速铁路上铺设了 CRTSⅠ 型双块式无砟轨道结构，而在郑西高速铁路上则铺设应用了 CRTSⅡ 型双块式无砟轨道型式。 第五节 板式无砟轨道发展现状 关于无砟 轨道的研究我国虽然开始时间和外国几乎一致，但真正发展是在铁路六次兰州交通大学毕业设计（论文） 13 大面积提速以后。 在 21 世纪，我国的无砟轨道发展才越来越快。 一、 CRTSⅠ 型板式无砟轨道 CRTSⅠ 型轨道板采用 C60 混凝土预制而成，其中涉及到的有水泥、掺合料、外加剂、粗细骨料、钢筋、预应力钢棒、封锚砂浆等 14 种主要原材料。 CRTSⅠ 型轨道板采用塌落度为 80120 mm 的 C60 混凝土灌注，经过静停、升温、恒温、降温这四个阶段的蒸汽养护控制，采用后张法施加预应力以保证轨道板的高强度和耐久性指标。 CRTSⅠ 型板式无砟 轨道是这样一种轨道结构型式：将预制好旳轨道板首先经过水泥沥青砂浆调整层，在现场绕注在拥有凸形挡台的钢筋轮底座上面，能够适应 ZPW2020轨道电路。 CRTSⅠ 型板式无砟轨道的结构由下列部分组成：钢轨、扣件系统、充填式塾板、轨道板、水泥乳化沥青砂浆调整层、混凝土底座、凸形挡台还有周围填充树脂等。 在这其中，扣件采用的标准是无挡肩弹性分开式扣件，要小心节点间距。 其一般为 629 毫米，最好不要超过 650 毫米，如果超过了就应该进行特殊检算，下图是 CRTSⅠ 型板式无砟轨道的结构组成。 板式无砟轨道 （图 ） 分为平板 型无砟轨道和框架式无砟轨道。 图 板式无砟轨道结构示意图 CRTSⅠ 型板式轨道板釆用工厂化的方法进行生产，并能够做到提前预制存储。 必须要通过关于无砟轨道对 铺设条件的评估，并且确定能够达到轨道施工要求后，方才能够进行灌注底座混凝土和凸型挡台，将轨道板运输到线路上，进行铺设后并且精确调整轨道板后，方能进行 CA 砂装的灌注工作，进而铺设无缝线路。 CRTSⅠ 型板式轨道结构特点如下 : (一 )由于采用了比较坚实的混凝土基础，所以减小了轨道板的设计强度。 轨道板有兰州交通大学毕业设计（论文） 14 多种作用，如可以承载、传递纵横向力、对钢轨进行定位等。 (二 )CA 砂浆作为调整层，轨道板的定位，可以通过调整 CA 砂浆厚度来调整，从而能够确保轨道板正确合理的几何定位，但是要求 CA 砂浆有着姣好的流动性、传力能力要强，这就对 CA 砂浆要求比较高。 (三 )这种无砟轨道结构采用层次分明的层状结构体系设计原理，维修或撤换比较方便。 (四 ) 为了能够更有效的传递纵横向力，在混凝土底座上设置圆形凸形挡台。 其凸形挡台是主要的传力结构，必须采取保护措施，设计时在凸台和轨道板之间设置缓冲层，以减少在传递水平力时对凸台造成的冲击 ，增加其使用寿命。 (五 )该轨道结构可修性好、施工效率高、弹性好、通用性强。 CRTSⅠ 型板式无砟轨道的技术特点： (一 )能够很好的保证铺设的精度：首先在混凝土底座上直接“放置”已经预制好的轨道板，然后通过在轨道板和底座中间填充水泥乳化沥青砂浆来达到调整轨道板的目的。 (二 )由于施工性能非常好，可以最大限度地减少在现场上的工作量，从而能够使用机械化施工，因此提高了作业水平，大大加快了施工进度。 (三 )可修复性很好，不仅可以通过扣件来调整轨道的几何形位，也能够用调整水泥沥青砂浆还有凸形挡台树脂厚度的方法来适应 线下基础的变形：垂向和横向的变形。 由于是使用单元板式结构，所以当在轨道板损坏或者是线下基础有利变形的时候，可以能够用更换轨道板还有重新灌注砂浆的办法来达到快速修复的目标，从而对线路运营的干扰程度降到最小。 (四 )具有很好的减振降噪能力以及抗震性能、同时也有较好的弹性。 CRTSⅠ 型无砟轨道板的工艺流程可以概括为：钢筋骨架制作完成后，到固定模板位置安装就位，浇筑混凝土，蒸汽养护至脱模强度脱模，进行翻板检查，检查合格后进行 预应力张拉和锚穴孔封锚作业，水养完成后运输至存板区存放。 二、 CRTSⅡ 型板式无砟轨道 CRTSⅡ 型板式无砟轨道技术在京津城际客运专线得到应用，此种技术有这比较多的优点，例如定位精度高、美观、取消伸缩调节器、工程量小、平顺性好等。 CRTSⅡ 型板式无砟轨道其主要结构都是在工厂预制好的，故其为预制板式轨道结构，其结构组成在桥上与路基、隧道地段有很小的区别。 桥梁上由滑动层、钢筋混凝土兰州交通大学毕业设计（论文） 15 底座、侧向挡块、调整层 (BMZ 砂浆 )、轨道板等组成，在隧道、路基地段自下而上由支承层、调整层 (BMZ 砂浆 )、轨道板等组成。 沿线路纵向底座、支承层及轨道板都是连接结构，如 图 所示。 图 CRTSⅡ 型板式无砟轨道图 CRTSⅡ 型板式无砟轨道结构组成： CRTSⅡ 型板式无砟轨道主要由钢轨、配套扣件、预制轨道板、砂浆调整层、连续底座板、滑动层、侧向挡块等部分组成，每孔梁固定支座上方设置剪力齿槽，梁缝处设置硬泡沫塑料板，台后路基上设置有摩擦板、端刺及过渡板等。 CRTSⅡ 型板式无砟轨道的主要结构特点如下： (一 )轨道板采用工厂化预制，通过布板软件计算出轨道板布设、制作、打磨、铺设等工序所需的全部轨道几何数据，实现了设计、制造和施工的数据共享。 (二 )轨道板相互之间通过纵向精轧螺纹钢筋连接，较好的解决了板端的变形问题，从而能够改善轨道板施加于下面结构的受力，提高了行车舒适程度。 (三 )轨道板采用数控机床打磨工艺，机床的打磨精度可以达到 毫米，再加上通过高精度的测量以及精调系统，轨道板铺设后就能够获得较高精度的轨道几何尺寸，最大程度的降低了铺轨精调的工作量，大幅度提高了综合施工进度。 （四）桥上底座板不受桥跨的限制，作为跨越缝隙的纵向连接结构，桥上的轨道板与路基、隧道中的轨道板是相同的，都是标准的轨道板，利于工厂化、标准化生产，便于质量控制，同时简化轨 道板的安装和铺设。 (五 )摩擦板和端刺结构是桥上 CRTSⅡ 型板式无砟轨道结构的锚固体系，通过摩擦板和端刺可以将温度力以及制动力都传递到路基上。 (六 )梁面设置滑动层，达到隔离桥梁和轨道间相互作用的目的，能够减小由于桥梁兰州交通大学毕业设计（论文） 16 伸缩而引起的钢轨以及板内纵向附加力，减少桥梁和轨道之间的相互影响，从而能够实现在大跨度连续梁上取消伸缩调节器的目的。 (七 )一般情况下，在桥梁固定支座上方，在桥梁和底座板之间设置剪力齿槽和预埋件，从而能够达到及时将制动力、温度力传递到墩台上的目的。 (八 ) 在梁缝处设置高强度挤塑板。 减小梁端转 角对无砟轨道的影响。 (九 ) 在底座板两侧设置侧向挡块，进行横向、竖向限位。 (十 )支承层使用的是水硬性材料或素混凝土，不需要配筋，结构简单，施工方便，这样可以减少工程投资，同时由于不配筋还有利于施工。 第六节 CRTSⅢ 型无砟轨道目前研究存在的问题 对比 CRTSⅠ 型、 CRTSⅡ 型两种板式无砟轨道系统的水泥乳化沥青砂浆材料，岔区板式无砟轨道充填层材料采用自密实混凝土，其经济性相对较好。 随着国内对无砟轨道结构认识和研究的深化，完全有基础和条件也有足够的能力来研究开发一种新型板式无砟 轨道结构，该新型板式无砟轨道在受力状态、经济性、施工性、可维修性及耐久性等方面，能够具备各型板式轨道的优点，减少缺点。 由此，各相关参研单位在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上，对无砟轨道理论研究、结构设计、建造技术、维修技术等开展了系统性的研究，获得了比较丰硕的果实，创新研制了 CRTSⅢ 型板式无砟轨道，这是我国具有完全自主知识产权的、一种全新的无砟轨道结构体系。 目前在我国， CRTSⅢ 型板式无砟轨道已被成功的应用在成灌线上。 成灌线上 CRTSⅢ 型板式无砟轨道见图。