客運(yùn)專線板式無(wú)碴軌道施工技術(shù)目錄0、序………1、無(wú)碴軌道的特點(diǎn)……….2、國(guó)外無(wú)碴軌道應(yīng)用概況………………

3、國(guó)內(nèi)無(wú)碴軌道的發(fā)展…………………

4、不同形式無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析……

5、無(wú)碴軌道的施工方法…………………

6、附件……………………

0序軌道是鐵道線路設(shè)備的基礎(chǔ)和重要組成部分，它直接承受著列車荷載的作用并引導(dǎo)列車運(yùn)行。列車作用于軌道上的力有垂直壓力、橫向水平力，以及因溫度變化所產(chǎn)生的溫度附加力等。因此，要求軌道結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，各組成部分的結(jié)構(gòu)要合理，尺寸及材質(zhì)要相互配合、等強(qiáng)配套、彈性連續(xù)，以保證列車按規(guī)定的速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行。隨著列車速度的提高，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求越來(lái)越高。1964年建成通車的日本東海道新干線，開(kāi)創(chuàng)了鐵路高速行車的實(shí)用化歷史。此后，高速鐵路技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新。目前，日本、法國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的高速列車運(yùn)行最高時(shí)速已達(dá)300公里/小時(shí)以上。要確保列車在高速行車條件下，安全、平穩(wěn)地不間斷運(yùn)行，發(fā)展新型軌道建筑和維修技術(shù)，已成為高速鐵路技術(shù)研究的重點(diǎn)之一。日本于20世紀(jì)70年代率先開(kāi)發(fā)和利用板式軌道技術(shù)，至今，鋪設(shè)的板式軌道已占日本新干線的60%以上。近年來(lái)，德國(guó)試驗(yàn)鋪設(shè)了長(zhǎng)枕埋入式無(wú)碴軌道，法國(guó)也開(kāi)始著手無(wú)碴軌道的研究試驗(yàn)工作。其中，日本的板式軌道以結(jié)簡(jiǎn)單及設(shè)有提高軌道彈性的水泥瀝青砂漿墊層，而優(yōu)于其他無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)，被很多專家認(rèn)為是一種應(yīng)該在高速鐵路廣泛采用的軌道結(jié)構(gòu)形式。與有碴軌道相比，板式軌道具有更好的整體性、穩(wěn)定性和耐久性，雖然技術(shù)較復(fù)雜，一次性投資要大于有碴軌道，但其使用壽命周期長(zhǎng)，通常使用周期為30年，軌道扳在使用周期內(nèi)基本上免維修，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中維修工作量可減少70%以上，能夠有效緩解高速鐵路運(yùn)營(yíng)與維修的矛盾，總的成本并不比有碴軌道高。板式軌道在高速鐵路軌道上的推廣應(yīng)用，是增強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性，減少維修，實(shí)現(xiàn)軌道結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化的重要措施，也是當(dāng)今世界高速鐵路軌道的發(fā)展方向。1、無(wú)碴軌道的特點(diǎn)

無(wú)碴軌道是以混凝土或?yàn)r青混合料等取代散粒道碴道床而組成的軌道結(jié)構(gòu)形式。與有碴軌道相比，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：*軌道穩(wěn)定性好、軌道幾何形位能持久保持、線路養(yǎng)護(hù)維修工作量顯著減少；*耐久性好、服務(wù)期長(zhǎng)；*平順性及剛度均勻性好；*其結(jié)構(gòu)高度低，自重輕可減輕橋梁二期恒載、降低隧道凈空，從而降低工程總造價(jià)；*道床整潔美觀，無(wú)高速運(yùn)行下的道碴飛濺。同樣，無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)也有其自身的一些特點(diǎn)：——初期建設(shè)投資相對(duì)較大；——對(duì)下部基礎(chǔ)的變形要求高，一旦下部基礎(chǔ)變形下沉超出其調(diào)整范圍，或?qū)е律喜寇壍澜Y(jié)構(gòu)裂損，其修復(fù)困難。有碴軌道的特點(diǎn)是：鋪設(shè)及改建方便、造價(jià)低、且可通過(guò)維修來(lái)保持軌道的幾何狀態(tài)。但隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，道碴粉化及道床累積變形的速率隨之加快，必須通過(guò)軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)化及頻繁的養(yǎng)護(hù)維修工作來(lái)滿足高速鐵路對(duì)線路的高平順性、穩(wěn)定性的要求。因此，自上世紀(jì)60年代開(kāi)始，世界各國(guó)鐵路相繼開(kāi)展了各類無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究，并得到了程度不同的發(fā)展，而一些國(guó)家已把無(wú)碴軌道作為高速鐵路的主要型式全面推廣應(yīng)用。

2、國(guó)外無(wú)碴軌道應(yīng)用概況(1)日本新干線扳式軌道日本從60年代中期開(kāi)始進(jìn)行扳式軌道的研究，1975年開(kāi)通的山陽(yáng)新干線上首次大量鋪設(shè)扳式軌道，此后各新干線上扳式軌道的鋪設(shè)比例逐趨增加（表—1）。目前，板式軌道的鋪設(shè)長(zhǎng)度達(dá)2700km（其中：1993年北陸新干線的土質(zhì)路基上鋪設(shè)了10.8km的板式軌道）。日本板式軌道的初期造價(jià)基本上控制在有碴軌道的2倍以內(nèi)，大規(guī)模應(yīng)用后，其造價(jià)明顯下降，約為有碴軌道的1.3～1.5倍。而維修費(fèi)用明顯減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，山陽(yáng)新干線16年的平均維修費(fèi)用為有碴軌道的18﹪，東北新干線9年的平均維修費(fèi)用為有碴軌道的33﹪。有碴軌道多投資的差額約在10年（橋、隧結(jié)構(gòu)上）～12年內(nèi)（土質(zhì)路基上）可得以償還。日本在高架橋上鋪設(shè)板式軌道后，由于其自重輕，橋梁的二期恒載減小，其降低的建設(shè)費(fèi)用是有碴軌道建設(shè)費(fèi)用的40%。在隧道內(nèi)鋪設(shè)板式軌道，由于其建筑高度低，減小了隧道的開(kāi)挖斷面，其建設(shè)費(fèi)用可降低30%。表—1新干線軌道結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度比例（％）板式軌道的主要形式：鋼筋混凝土板、雙向預(yù)應(yīng)力混凝土板、鋼筋混凝土框架、以及適應(yīng)環(huán)境要求的減振性等，按其支撐方式有如下四種結(jié)構(gòu)形式（表2）：表—2板式軌道的形式1、A型板式軌道A型板式軌道是鋪設(shè)在高架橋和隧道內(nèi)基礎(chǔ)板上的一種結(jié)構(gòu)形式。它是把工廠高精度制作的預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，軌道板的方向和高低經(jīng)調(diào)整到為后，再在板下約50mm的間隙之間注入水泥瀝青沙漿（以下簡(jiǎn)稱CA），通過(guò)CA層，構(gòu)成了板下全面支撐結(jié)構(gòu)，如圖1～圖2。當(dāng)因地基變形和下沉致使軌道產(chǎn)生不平順時(shí)，可用扣件的楔形墊板或用鐵墊板改變螺栓扭力矩來(lái)調(diào)整方向，至于高低可用改變可調(diào)襯墊的厚度來(lái)調(diào)整。如果僅用上述方法調(diào)整而調(diào)整量不夠時(shí)，可采用抬起軌道板并經(jīng)調(diào)整后，再在板下約50MM的間隙中充填速凝CA或者與此相當(dāng)?shù)乃倌畛洳牧?，以期恢?fù)軌道的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。A型板式軌道大部分用于隧道內(nèi)和橋梁上。

2、M型扳式軌道它是在間隔3~5m的承臺(tái)上?；蛘咴陂g隔8~10m的各橋墩的上部，設(shè)置能承受縱向荷載和橫向荷載的凸形承臺(tái)（即H型承臺(tái)），并把直接聯(lián)結(jié)了的預(yù)制混凝土軌道扳，通過(guò)4點(diǎn)可上下調(diào)整膠墊和前后、左右調(diào)整膠墊支承在其上的一種結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的著眼點(diǎn)是可在各橋墩上連續(xù)架設(shè)預(yù)制的軌道扳而構(gòu)成M型板式軌道，如圖3。3、L型板式軌道同A型板式軌道一樣,亦可鋪設(shè)在高架橋橋扳上或隧道仰拱上,它是在鋼軌軸線的軌道扳下面放置寬度150mm,厚度15mm,長(zhǎng)度和軌道扳的等長(zhǎng)的帶狀長(zhǎng)膠墊,再在其下插入帶狀長(zhǎng)條聚乙烯袋,并在袋中流入水泥灰漿,從而構(gòu)成帶狀連續(xù)支承的結(jié)構(gòu)。至于軌道扳的縱橫向阻力是靠設(shè)在軌道扳前后兩端基床扳上的凸形擋臺(tái)來(lái)承受。4、RA型板式軌道前述的都是鋪設(shè)在混凝土基床上的結(jié)構(gòu)形式,而RA型是鋪設(shè)在土質(zhì)路基上的一種板式軌道，如圖4。路基經(jīng)碾壓后,按照道路標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè).用龍門吊吊起已與鋼軌直接聯(lián)結(jié)了的混凝土扳(即小尺寸扳,每扳上有兩副扣件)軌排,并在扳下和鋪裝層之間填充標(biāo)準(zhǔn)厚約50mm的水泥灰漿.以起支承作用?？v橫向阻力是靠填充充在扳底凹槽中的水泥灰漿的剪切作用來(lái)承受。（2）德國(guó)高速鐵路無(wú)碴軌道德國(guó)對(duì)無(wú)碴軌道的研究始于上一世紀(jì)70年代，經(jīng)全面的試制、試鋪和試驗(yàn)，到90年代在時(shí)速250公里以上的高速鐵路上推廣應(yīng)用（表2），包括其他線路上的無(wú)碴軌道，其鋪設(shè)總長(zhǎng)度達(dá)600km。表2德國(guó)新線上的無(wú)碴軌道 線路名稱線路長(zhǎng)度（km）無(wú)碴軌道長(zhǎng)度（km）

開(kāi)通日期柏林一漢諾威2461901998.9科隆一法蘭克福1771502002.8紐倫堡一英戈城8975在建德國(guó)曾試鋪過(guò)十幾種不同的無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)型式，其中鋪設(shè)最多的是Rheda型及其派生的系列結(jié)構(gòu)（表3）、（圖5一圖6、照片）表3德鐵無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)類型整體結(jié)構(gòu)直接支承結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土（含軌枕或支承塊）現(xiàn)澆混凝土（不含軌枕或支承塊）預(yù)制板軌枕或支承塊RHEDA*ZUBLIN*BERLIN*HEITKAMPFFCBESBTEHOCHETIEFRESENGLEISBOGLATD*GETRAC*BTDSATOWALTER各注：帶（*）的為EBA批準(zhǔn)可在路網(wǎng)正式應(yīng)用的無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)型式，其余均在試鋪運(yùn)營(yíng)考驗(yàn)階段。3種(BTS);2種(ATS).

無(wú)碴軌道系統(tǒng)-Rheda2000斯瓦察赫特河（“Schwarzachtal”）橋

混凝土中板式軌道斯瓦察赫特河（“Schwarzachtal”）橋

混凝土中板式軌道斯瓦察赫特河（“Schwarzachtal”）橋

混凝土中板式軌道斯瓦察赫特河（“Schwarzachtal”）橋

混凝土中板式軌道斯瓦察赫特河（“Schwarzachtal”）橋

混凝土中板式軌道斯瓦察赫特河（“Schwarzachtal”）橋

上混凝土中板式軌道德國(guó)鐵路采用軌道質(zhì)量指數(shù)Q值來(lái)綜合評(píng)價(jià)軌道高低、水平、方向等平順狀態(tài)。新線的Q值應(yīng)在30以下，運(yùn)營(yíng)線上當(dāng)Q值超過(guò)100就必須進(jìn)行修理了。圖7為無(wú)碴軌道與相鄰有碴軌道5年間Q值變化的比較。無(wú)碴軌道5年內(nèi)Q值均保持在良好水平，且變化小，達(dá)到了少維修的目的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，無(wú)碴軌道的造價(jià)為有碴軌道的1.3－1.7倍，而維修費(fèi)用可大幅下降，在新線建設(shè)中由于無(wú)碴軌道建筑高度和寬度減小，可節(jié)省橋隧結(jié)構(gòu)的造價(jià)。此外，在選線設(shè)計(jì)中的線路平縱斷面參數(shù)的選擇余地更大，使無(wú)碴軌道的綜合造價(jià)更趨合理。圖7無(wú)碴軌道與相鄰有碴軌道Q值變化比較3．國(guó)內(nèi)無(wú)碴軌道的發(fā)展（1）、過(guò)去所做的工作國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)碴軌道的研究始于上世紀(jì)60年代，與國(guó)外的研究幾乎同時(shí)起步。初期曾試鋪過(guò)支承塊式、短木枕式、整體灌筑式等整體道床以及瀝青道床等幾種型式，正式推廣應(yīng)用的僅有支承塊式整體道床。在成昆線、京原線、京通線、南疆線等長(zhǎng)度超過(guò)1公里的隧道內(nèi)鋪設(shè)，總鋪設(shè)長(zhǎng)度約300km。80年代曾試鋪過(guò)瀝青整體道床，由瀝青混凝土鋪裝層與寬枕組成的整體道床，以及由瀝青灌注的固化道床等，在大型客站和隧道內(nèi)試鋪，總長(zhǎng)約10km，但并未正式推廣。此外，在橋梁上試鋪過(guò)無(wú)碴無(wú)枕結(jié)構(gòu)，在京九線九江長(zhǎng)江大橋引橋上全部采用了這種結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度約7km。在此20多年期間，我國(guó)在無(wú)碴軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法、軌道基礎(chǔ)的技術(shù)要求以及出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉等傷損的整治等方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并吸取了有益的教訓(xùn)，為近年來(lái)無(wú)碴軌道新技術(shù)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。無(wú)碴軌道研究在中斷了近10年后，于上世紀(jì)90年代中期，隨著高速鐵路可行性研究的進(jìn)程，無(wú)碴軌道的研究在我國(guó)重新得以關(guān)注。通過(guò)近10年對(duì)無(wú)碴軌道在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)、動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算分析、室內(nèi)實(shí)尺模型試驗(yàn)、無(wú)碴軌道部件的研制以及設(shè)計(jì)、施工技術(shù)條件的編制、現(xiàn)場(chǎng)試鋪、動(dòng)力測(cè)試等一系列試驗(yàn)研究，使我國(guó)無(wú)碴軌道的應(yīng)用技術(shù)前進(jìn)了一大步。我國(guó)試鋪的無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)型式及試鋪點(diǎn)如表4、圖8、圖9。表4我國(guó)無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)型式及試鋪段線路名稱無(wú)殖軌道結(jié)構(gòu)型式長(zhǎng)度（m）秦沈線板式軌道（狗河大橋）板式軌道（雙河大橋）長(zhǎng)枕埋入式（沙河大橋）741740692渝懷線長(zhǎng)枕埋入式（魚(yú)咀2#隧道）710贛龍線板式軌道（楓樹(shù)排隧道）719西康線彈性支承塊式（秦嶺Ⅰ線隧道）18500圖8狗河大橋板式無(wú)碴軌道

圖9沙河大橋長(zhǎng)枕埋入式無(wú)碴軌道

為了使無(wú)碴軌道能在新建快速、高速鐵路上擴(kuò)大鋪設(shè)，目前正加緊進(jìn)行成段試驗(yàn)段的試鋪，重點(diǎn)是土質(zhì)路基上鋪無(wú)碴軌道的技術(shù)要求以及成套施工設(shè)備的研制等。（2）、今后客運(yùn)專線板式軌道研究和發(fā)展的方向依據(jù)2004年12月7日總公司在中鐵工程大廈召開(kāi)的京津、鄭西、武廣3條客運(yùn)專線的4個(gè)五碴軌道實(shí)驗(yàn)段（見(jiàn)表）工程招投標(biāo)工作安排部暑會(huì)議紀(jì)要，可以初步得出結(jié)論，上述介紹的結(jié)構(gòu)形式是今后工作的方向。4．不同型式無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

國(guó)內(nèi)外無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)類型從總體上可分為三大類，即：●預(yù)制混凝土板式；●帶軌枕或支承塊的混凝土灌筑式；●整體灌筑式。三大類無(wú)碴軌道的優(yōu)缺點(diǎn)分析匯總干表5。表5不同結(jié)構(gòu)類型的無(wú)碴軌道優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)類型預(yù)制混凝土板式帶軌枕或支承塊的混凝土灌筑式整體灌筑式優(yōu)點(diǎn)●結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、耐久性較好，外表美觀；●現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工量少，施工進(jìn)度較快；●軌道結(jié)構(gòu)高度低、自重輕；●特殊條件下破損時(shí)，可修復(fù)性強(qiáng)?！窠Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、耐久性好；●制造、施工簡(jiǎn)單；●與不同橋跨及道岔結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性好；●初期投資較小。●結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、耐久性好；●施工機(jī)械化程度高；●初期投資小。缺點(diǎn)●初期投資相對(duì)較大；●需專用成套施工設(shè)備，施工的專業(yè)性強(qiáng)；●與不同橋跨及道岔結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性差；●對(duì)CA砂漿調(diào)整層的性能和施工要求高，其直接影響軌道的耐久性和維修量?！瘳F(xiàn)場(chǎng)混凝土施工量大，進(jìn)度相對(duì)較慢；●利用鋼軌支撐架“自上至下”的施工方法，線路平順性受