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第五章 无砟轨道

第五章 无砟轨道. Ballastless Track Non－Ballast Track. 第五章 无砟轨道. 第一节 概述 第二节 我国正在实施的无砟轨道 第三节 无砟轨道设计. 第一节 概述. 轨道结构的分类 有砟轨道 无砟轨道 无砟轨道的特点 无砟轨道的发展 无砟轨道的类型 无砟轨道的要求（经验）. 无砟轨道的应用实景. 无砟轨道的发展. 日本，20世纪20年代，宝兰正线古别隧道，混凝土整体道床 1970年前，日本铁路隧道内整体道床数量达到100 km。 美国， 1929年， Pere Marquette 线，铺设混凝土道床

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第五章 无砟轨道

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Presentation Transcript

  1. 第五章 无砟轨道 Ballastless Track Non－Ballast Track

  2. 第五章 无砟轨道 • 第一节 概述 • 第二节 我国正在实施的无砟轨道 • 第三节 无砟轨道设计

  3. 第一节 概述 • 轨道结构的分类 • 有砟轨道 • 无砟轨道 • 无砟轨道的特点 • 无砟轨道的发展 • 无砟轨道的类型 • 无砟轨道的要求（经验）

  4. 无砟轨道的应用实景

  5. 无砟轨道的发展 • 日本，20世纪20年代，宝兰正线古别隧道，混凝土整体道床 1970年前，日本铁路隧道内整体道床数量达到100km。 • 美国， 1929年，Pere Marquette线，铺设混凝土道床 1966－1970，250km/h高速干线，混凝土整体道床研究 • 英国，1960年，隧道内试铺整体道床（简称“PACT型道床”） • 新西兰、西班牙和澳大利亚等，隧道内试铺PACT型整体道床轨道 • 前苏联、德国，地下铁道内建整体道床 • 中国，20世纪50年代，研制整体道床 1965年，京广线，隧道内试铺混凝土整体道床 1966年，成昆线，隧道内试铺混凝土整体道床 1988年前，全国铁路已建整体道床300km

  6. 无砟轨道的类型 • 按基础类型不同分类 • 土路基基础 • 混凝土基础 • 钢基础 • 按构造类型不同分类 • 板式轨道 • 块式直接联结式轨道（块式直结式） － 把混凝土块或木块埋入混凝土混凝土基础中 • 直接联结式轨道（直结式） － 不使用块体，直接把螺栓固定在混凝土基础中，用以扣紧钢轨 • 梁式轨道 • 块式轨道

  7. 无砟轨道的类型

  8. 无砟轨道的要求（经验） • 具有足够的弹性，与有砟轨道的弹性接近 • 具有足够的强度，且结构简单，便于施工和安装 • 具有较高的轨道稳定性 • 无砟轨道的基础必须坚实可靠，尽量避免基础的不均匀下沉 • 轨道发生变形能够调整，基底局部下沉易于修复 • 配套的扣件应该可以校正因下部结构变形造成的轨道几何形位的变化（如桥梁的徐变上拱等） • 造价经济合理（原则上是有砟轨道的2倍左右）

  9. 第二节 我国正在实施的无砟轨道 • 铁路 • 主要试验线路 • 安康线，秦岭单线隧道内，两个18km长的隧道 • 秦沈快速客运专线试验段 • 无砟轨道的型式 • 弹性支承块式无砟轨道 • 枕式无砟轨道 • 板式无砟轨道 • 三种无砟轨道的比较 • 城市轨道交通 • 设计与使用时需注意的问题 － 过渡段

  10. 弹性支承块式无砟轨道 • 试验线路 • 安康线，秦岭单线隧道内，两个18km长的隧道 • 构成部件与特性分析 • 60kg/m钢轨 • 弹性分开式扣件 • 预制轨道板（即预制混凝土板，简称“大板”） • CA砂浆 • 混凝土凸形挡板 • 混凝土底座 • 等 • 结构示意图

  11. 枕式无砟轨道 • 试验线路 • 秦沈快速客运专线试验段 • 构成部件与特性分析 • 60kg/m钢轨 • 混凝土底座 • 道床板 • 隔离层 • 穿孔轨枕(WCK型) • 配套扣件 • 等 • 结构示意图

  12. 板式无砟轨道 • 试验线路 • 秦沈快速客运专线试验段 • 构成部件与特性分析 • 60kg/m钢轨 • 弹性分开式扣件 • 预制轨道板（简称“大板”） • CA砂浆 • 混凝土凸形挡台 • 混凝土底座 • 等 • 结构示意图

  13. 城市轨道交通的无砟轨道 • 轨道结构类型 • 有砟轨道 － 地铁（地面线路） • 无砟轨道 － 高架轻轨和地铁（地下线路） • 常用类型及其应用情况分析 • 枕式 • 无砟无枕式 （将承轨台直接浇在桥面上，而用预制的支承块与桥面预留的连接钢筋连接） • 弹性支承块式 • 板式 • 纵向浮置板式 • 混凝土整体道床 • 无砟轨道的选型原则 • 综合考虑设计、施工、养护、景观和环保等各方面因素，科学选择

  14. 三种无砟轨道的比较分析 • 从轨道刚度和动力响应方面比较 • 弹性支承块－>板式轨道－>枕式（性能好－>差，但差距小；表5-1） • 从制造铺设方面比较 • 枕式无砟轨道的制造和铺设简单、方便 • 弹性支承块、板式轨道的制造和铺设的技术要求较高 • 从造价方面比较 • 枕式无砟轨道的一次性投资相对较低 • 弹性支承块、板式轨道的造价相差不大，但均较高 • 综述 • 枕式轨道的推广前景较乐观。 • 弹性支承块式无砟轨道则需进一步降低橡胶靴和块下垫板的造价并适当延长其使用寿命。

  15. 过渡段 • 问题的提出 • 无砟轨道与有砟轨道在同一线路上使用时，因刚度不同而产生 • 无砟轨道 <=> 有砟轨道之间的过渡（刚度差异） • 桥台 <=> 路基之间的过渡（刚度差异，路桥过渡段，特殊部位） • 无砟轨道设计与使用时需注意的问题之一 • 设置原则 • 提高有砟轨道一侧的刚度，减小无砟轨道一侧的刚度 • 桥台上设置钢筋混凝土搭板（设置否需视运营实践而定） • 过渡段设置实践 • 秦沈快速客运专线图例（图5-11，略）

  16. 无砟轨道的优缺点 • 优点 • 线路稳定、平顺，有利于铺设无缝线路和高速行车 • 维修工作量少 • 坚固耐久、整洁美观，使用寿命长 • 在隧道、地铁中减少开挖面积 • 缺点 • 一旦破坏整修困难 • 扣件弹性要求高（弹性好） • 刚度大 • 对基础要求高，基础必须稳定、牢固

  17. 第三节 无砟轨道设计 • 需解决主要的问题 • 强度设计 • 其他方面（如安全等）与有砟轨道采用的原则和标准相同 • 主要部件 • 混凝土道床板、大板 • 混凝土支承块、WCK轨枕及其他 － 同第五章中介绍的设计原则 • 设计中考虑的因素 • 设计荷载 • 计算参数与计算模型 • 混凝土结构设计 －按现有设计规范进行设计

  18. 设计荷载的确定 • 要求 • 具有较高的强度储备（原因：轨道结构长期使用且不易更换） • 参考日本、德国等铁路设计经验选择确定 • 竖向荷载 • 考虑最不利的因素，设计轮载采用300KN，约静轮重的3倍 • 横向荷载 • 横向轮载的限值为80KN，一般采用50KN • 纵向荷载 • 一般仅考虑作用在钢轨中的温度力和附加纵向力 • 土路基上时附加力仅考虑制动力 • 桥上考虑制动力、温度伸缩附加力和挠曲附加力

  19. 计算参数与计算模型 • 主要计算参数 • 挠曲变形 • 弯距等内力 • 常用计算模型 • 枕式无砟轨道的道床板计算模型 • 沿钢轨纵向计算模型 － 双重弹性基础梁 • 横向计算模型 － 弹性地基上的有限长梁 • 板式无砟轨道计算模型 • 同前，道床板换成大板即可 • 计算模型示意图

  20. 本章小结 • 无砟轨道结构产生的背景 • 无砟轨道结构的特点 • 无砟轨道结构的类型（常用型式） • 无砟轨道结构的要求 • 无砟轨道结构的优缺点 • 无砟轨道结构的设计要点

  21. 铁路领域 Thanks

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