客运专线单元板式轨道设计和施工技术.ppt

客运客运专线单专线单元板式无元板式无砟轨砟轨道道设计设计与施工技与施工技术术11.国外单元板式轨道研究与应用概况国外单元板式轨道研究与应用概况2.我国单元板式轨道系统的前期研究我国单元板式轨道系统的前期研究۩单元板式无砟轨道系统的设计单元板式无砟轨道系统的设计۩混凝土轨道板制造的主要技术要求混凝土轨道板制造的主要技术要求۩单元板式无砟轨道的施工技术与质量控制要点单元板式无砟轨道的施工技术与质量控制要点2一一. . 前前 言言 高速高速铁路路轨道道结构从构从总体上可分体上可分为两两类：：۩ 以碎石道床、以碎石道床、轨枕枕为基基础的有的有砟轨道；道；۩ 以混凝土或以混凝土或沥青混合料青混合料为基基础的无的无砟轨道 实践表明：两种践表明：两种轨道道结构均可保构均可保证线路的高平路的高平顺性、性、稳定定性和高速列性和高速列车的安全运的安全运营 由于两由于两类轨道道结构在技构在技术经济性方面的差异，各国均根据性方面的差异，各国均根据自己的国情路情合理自己的国情路情合理选用，以取得最佳的技用，以取得最佳的技术经济效益3 随着列随着列车速度的不断提高，有速度的不断提高，有砟轨道道结构面构面临严峻的挑峻的挑战：：۩ 道道砟粉化及道床累粉化及道床累积变形的速率加快；形的速率加快；۩ 必必须采取一系列采取一系列轨道道结构构强强化措施化措施，，诸如：如：铺设重型重型轨枕、枕、优质道道砟、、弹性扣件、无性扣件、无缝线路，路，优化道床尺寸，化道床尺寸，铺设砟下胶下胶垫、枕下胶、枕下胶垫等；等；۩ 需要需要频繁的养繁的养护维修作修作业来来满足高速足高速铁路路对线路的高平路的高平顺性、性、稳定性的要求。

定性的要求一一. . 前前 言言 4۩ 自上世自上世纪60年代开始，世界上很多国家在年代开始，世界上很多国家在强强化有化有砟轨道的道的同同时，相，相继研研发了以了以“高平高平顺性性”和和“少少维修修”为主要目主要目标的多的多种型式无种型式无砟轨道道结构，通构，通过技技术、、经济性的不断完善，无性的不断完善，无砟轨道道结构在高速客运构在高速客运专线上的推广上的推广应用范用范围愈来愈广，日本、愈来愈广，日本、德国、德国、韩国、我国台湾等后期修建的客运国、我国台湾等后期修建的客运专线铁路无路无砟轨道道所占比例均在所占比例均在90%以上一一. . 前前 言言 5۩线路平路平顺性高、性高、钢轨支点支承均匀性好，提高旅客乘坐舒适性支点支承均匀性好，提高旅客乘坐舒适性۩消除了道床的累消除了道床的累积变形，形，显著减少著减少维修工作量和修工作量和维修装修装备，延，延长维修修周期，从而可大幅周期，从而可大幅节省省维修修费用۩耐久性好，服耐久性好，服务期期长（（设计使用寿命使用寿命60年）۩提供更高、更提供更高、更稳定的定的线路路纵、横向阻力，保、横向阻力，保证无无缝线路在路在恶劣气候、劣气候、紧急制急制动条件下的条件下的稳定性。

在确保列定性在确保列车运行安全和舒适性的前提下，运行安全和舒适性的前提下，困困难地段的地段的选线设计参数有可能放参数有可能放宽，有利于适，有利于适应地形地形选线，并可减，并可减少工程量少工程量۩避免了高速避免了高速铁路特路特级道道砟资源的要求，道床整源的要求，道床整洁美美观，避免高速条件，避免高速条件下的道下的道砟飞溅问题۩自重自重轻，可减，可减轻桥梁二期恒梁二期恒载；；结构高度低，可减小隧道开挖断面构高度低，可减小隧道开挖断面无无砟轨道的主要道的主要优点：点：6۩轨道道结构本身的初期工程投构本身的初期工程投资要大于有要大于有砟轨道۩轨道必道必须建于建于坚实、、稳定、不定、不变形或有限形或有限变形的基形的基础上，上，无无砟轨道的高低道的高低调整能力有限（主要通整能力有限（主要通过扣件系扣件系统），一旦），一旦下部基下部基础残余残余变形超出扣件形超出扣件调整范整范围或或导致致轨道道结构裂构裂损，，修复和整治困修复和整治困难۩道床面相道床面相对平滑，平滑，轮轨产生的生的辐射噪声相射噪声相对较大 无砟轨道同样具有结构设计特点所带来的一些不足，几十年无砟轨道同样具有结构设计特点所带来的一些不足，几十年来，世界铁路技术人员针对这些不足，在无砟轨道设计、制造、来，世界铁路技术人员针对这些不足，在无砟轨道设计、制造、施工等各个环节在不懈地努力克服。

施工等各个环节在不懈地努力克服7适于无适于无砟轨道道铺设的范的范围۩基基础变形相形相对较小的小的桥梁、隧道区段梁、隧道区段۩地地质条件好、基条件好、基础坚实、工后沉降易于有效控制的路基区段、工后沉降易于有效控制的路基区段۩特殊减振区段特殊减振区段۩优质道道砟短缺、人工短缺、人工费用高的地区用高的地区8目前我国客运专线采用的无砟轨道结构型式目前我国客运专线采用的无砟轨道结构型式无无砟轨道道结构构型型式式预制板式制板式现浇混凝土式混凝土式单元板式元板式纵连板式板式双双块式式轨枕埋入式枕埋入式新广州站工程新广州站工程京津城际京津城际武广、郑西客专武广、郑西客专岔区岔区9۩日日本本为世世界界上上铺设无无砟轨道道最最多多的的国国家家，，其其无无砟轨道道结构构型型式式主主要要为单元元板板式式从从1965年年开开始始试验研研究究，，目目前前累累计铺设里程已达里程已达2700多多km（其中新干（其中新干线约1600多多km））۩日日本本板板式式轨道道的的是是从从隧隧道道、、桥梁梁上上开开始始的的，，以以后后逐逐渐扩大大路路基基区区段段山山阳阳、、东北北、、上上越越、、北北陆、、九九州州等等新新干干线全全部部桥、、隧及部分路基区段均隧及部分路基区段均铺设了板式了板式轨道。

道二二. . 国外国外单元板式元板式轨道的研究与道的研究与应用概况用概况 10日本日本新干新干线无无砟轨道道所占所占比例比例东海道新干线东海道新干线( (东京～新大阪）东京～新大阪）山阳新干线山阳新干线( (新大阪～冈新大阪～冈山山））山阳新干线山阳新干线( (冈山～博多）冈山～博多）东北新干线东北新干线( (东京～盛冈）东京～盛冈）上越新干线上越新干线( (大宫～新泻）大宫～新泻）北陆新干线北陆新干线( (高崎～长野）高崎～长野）10095569311082849151585112.1 单元板式元板式轨道的道的结构构组成与成与设计特点特点2.2 单元板式元板式轨道道结构型式的构型式的发展展历程程2.3 北北陆新干新干线板式板式轨道施工道施工录像像2.4 轨道板制造道板制造过程程录像像2.5 单元板式元板式轨道的道的优缺点分析缺点分析122.1 板式板式轨道的道的结构构组成与成与设计特点特点۩ 钢轨۩ 扣件（含充填式扣件（含充填式垫板）板）۩ 预制制轨道板道板۩ 水泥水泥沥青砂青砂浆调整整层۩ 混凝土底座混凝土底座۩凸形凸形挡台及周台及周围填充填充树脂脂 结构构组成成13۩明明确确的的层层状状体体系系设设计计，，方方便便维维修修，，可修复性强可修复性强۩传力明确传力明确 水平荷载：凸形挡台水平荷载：凸形挡台 垂向荷载：轨道板、底座垂向荷载：轨道板、底座۩轨轨道道板板工工厂厂预预制制，，道道床床结结构构现现场场拼装施工，施工效率高拼装施工，施工效率高۩轨轨道道板板下下可可设设置置弹弹性性层层，，减减轻轻对对环境的影响环境的影响设计特点特点142.2 板式板式轨道道结构型式的构型式的发展展历程程 日日本本单元元板板式式轨道道主主要要由由铁道道综合合研研究究所所集集中中研研发，，从从60年年代代中中期期开开始始总共共建建立立了了20多多处近近30多多公公里里的的试验段段，，曾曾提提出出多多种种轨道道结构构设计方方案案，，如如A型型、、M型型、、L型型和和RA型型等等，，开开展展了了大大量量的的室室内内、、运运营线上上动力力测试和和长期期观测的的试验研研究究工工作作，，并并在在试验结果的基果的基础上，不断地改上，不断地改进完善完善结构构设计参数和技参数和技术条件。

条件 目前日本新干目前日本新干线板式板式轨道的道的标准准结构型式：构型式：۩ A型（平板式）－型（平板式）－ RC 或或 PRC 型型۩ AF型（框架式）型（框架式） －－ RC或或PRC型型۩ 减振减振G型15（（1）普通）普通A型板式型板式轨道道（（RC、、PRC）） 最最初初为为普普通通混混凝凝土土（（RC））平平板板结结构构，，为为应应用用于于东东北北、、上上越越新新干干线线的的寒寒冷冷地地区区，，后后来来又又研研制制出出双双向向预预应应力力结结构构（（PRC）的轨道板，以防止轨道板混凝土开裂和冻胀的轨道板，以防止轨道板混凝土开裂和冻胀 16（（2）框架（）框架（AF）型）型轨道板道板 －－适于温暖地区采用－－适于温暖地区采用钢轨钢轨扣件（含充填式垫板）扣件（含充填式垫板）预制轨道板预制轨道板凸形挡台及凸形挡台及周围填充树脂周围填充树脂水泥沥青砂浆调整水泥沥青砂浆调整层层 (袋装灌注袋装灌注)现浇钢筋混凝土底座现浇钢筋混凝土底座17 框架（框架（AF）型）型轨道板的主要道板的主要优点：点：۩ 降低降低轨道板的制造成本；道板的制造成本；۩ 减少减少CA砂砂浆的灌注量；的灌注量；۩ 减小由于日温差引起的减小由于日温差引起的轨道板道板翘曲；曲；۩ 自自重重减减小小约15％％～～20％％，，不不仅减减小小了了二二期期恒恒载，，同同时改改善善了了轨道板的道板的铺设、、维修更修更换的条件；的条件；۩ 有利降低无有利降低无砟轨道道线路的噪声；路的噪声；۩ 由由于于隔隔断断了了轨道道板板表表面面的的部部分分水水膜膜连通通，，在在一一定定程程度度上上可可提提高道床的漏泄高道床的漏泄电阻。

阻 18۩ 框架式框架式轨道板在露天区道板在露天区间应用用时的中部排水的中部排水问题 排排水水处理理除除在在轨道道板板端端部部预留留排排水水通通道道外外，，应根根据据线路路纵坡、超高情况具体坡、超高情况具体设计，，检查确保排水通确保排水通畅۩ 严寒地区使用，寒地区使用，轨道板中空部位道板中空部位积雪 框架板的主要缺点：框架板的主要缺点：19普通混凝土框架型（普通混凝土框架型（RC））轨道板的厂内制造道板的厂内制造20预应力混凝土框架型（力混凝土框架型（PRC））轨道板的厂内制造道板的厂内制造21（（3）减振）减振G型板式型板式轨道道 为解解决决新新干干线的的振振动噪噪声声问题，，日日本本从从70年年代代后后期期开开始始，，在在日日野野土土木木研研究究所所、、东北北新新干干线上上的的“小小山山试验线”、、北北上上地地区区、、古古河河地地区区的的高高架架桥上上分分别试铺了了20多多种种型型式式的的减减振振性性板板式式轨道道结构构（（减减振振A型型～～减减振振H型型）），，测试其其减减振振效效果果，，在在进行行技技术、、经济分分析析后后，，最最终将将减减振振G型型板板式式轨道道作作为标准准型型式式在在减减振振降降噪噪区区段段推推广广铺设。

22板底橡胶及泡沫聚乙板底橡胶及泡沫聚乙烯垫层的厂内粘的厂内粘贴23减振减振G型板式型板式轨道在道在车站高架站高架桥上的上的应用用 橡胶垫层橡胶垫层水泥沥青砂浆层水泥沥青砂浆层24۩ 桥上上A型（型（PRC）板式）板式轨道（含伸道（含伸缩调节器区段器区段））（（4）日本板式）日本板式轨道的道的应用用25۩ 桥上和隧道内框架式板式上和隧道内框架式板式轨道道隧道内隧道内桥上桥上26۩ 日本板式日本板式轨道在土道在土质路基上的路基上的应用用l 日日本本在在土土质路路基基上上板板式式轨道道在在的的研研究究与与应用用相相对较晚晚，，从从80年年代代开始研究，开始研究，90年代初开始年代初开始试铺l 北北陆新新干干线应用用前前，，确确定定路路基基沉沉降降目目标值为30mm，，在在铺设60m试验段段后后，，观测下下沉沉6.2mm，，1993年年在在北北陆新新干干线铺设了了10.8km，，占土占土质路基上的的路基上的的1/4l 在在软弱路基上慎用弱路基上慎用27路基上路基上单元板式元板式轨道道282.3 日本北日本北陆新干新干线板式板式轨道施工道施工录像像292.4 日本新干日本新干线轨道板制造道板制造过程程录像像302.5 单元板式元板式轨道道结构的构的优缺点缺点31三三. . 我国我国单元板式无元板式无砟轨道系道系统的前期研究的前期研究￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿我国我国铁路路单元无元无砟轨道道结构的研究始于上世构的研究始于上世纪90年代，年代，经历了以下几个了以下几个阶段：段：1995～～1999 高速高速铁路路单元板式元板式轨道道结构的前期理构的前期理论研究与室内研究与室内试验2004～～2005 遂渝遂渝线无无砟轨道道试验段段单元板式元板式轨道的成区段道的成区段铺设1999～～2004 秦沈秦沈桥上、上、赣龙隧道内隧道内单元板式元板式轨道的小道的小规模模试铺2005 国外无国外无砟轨道先道先进技技术的系的系统引引进2006－－ 客运客运专线无无砟轨道技道技术再再创新新32۩在在国国家家“九九五五”计划划项目目中中，，开开始始针对京京沪沪高高速速铁路路的的前前期期研研究究，，开开展展了了单元板式元板式轨道无道无砟轨道道结构构设计参数的研究。

参数的研究۩1998年年在在铁科科院院试验室室内内建建立立单元元板板式式无无砟轨道道实尺尺模模型型，，进行行静静载和和疲疲劳试验，，验证设计方法和方法和设计参数1995～～1999 高速高速铁路路单元板式元板式轨道道结构的前期理构的前期理论研究与室内研究与室内试验单元板式单元板式33۩在在秦秦沈沈线狗狗河河（（直直线））、、双双何何（（曲曲线））特特大大桥上上、、赣龙线枫树排排隧隧道道试铺了了单元板式无元板式无砟轨道 －－ 针对试验段无段无砟轨道工程，研究制道工程，研究制订了了设计、制造、施工技、制造、施工技术条件和条件和验收收 标准，并准，并进行了行了实车运行运行试验1999～～2004 秦沈秦沈桥上、上、赣龙隧道内隧道内单元板式元板式轨道的小道的小规模模试铺秦沈狗河桥秦沈狗河桥赣龙线隧道内赣龙线隧道内秦沈双何桥秦沈双何桥34۩在在遂遂渝渝线路路基基、、桥梁梁、、隧隧道道内内成成区区段段铺设了了自自主主研研发的的单元元板板式式无无砟轨道道结构 －－ 首次研首次研发了普通混凝土框架板、了普通混凝土框架板、预应力混凝土框架板力混凝土框架板 －－ 首次在路基上首次在路基上铺设了了单元板式元板式轨道道结构构 －－ 进行了行了动车组和和货车运行运行试验2004～～2005 遂渝遂渝线无无砟轨道道试验段段单元板式元板式轨道的成区段道的成区段铺设路基上单元板式路基上单元板式隧道内单元板式隧道内单元板式35 铁科院环行线路基上单元板式铁科院环行线路基上单元板式2005年底年底 在在铁科院科院环行行试验线路基上路基上铺设了了单元板式元板式轨道道۩铺设了双向了双向预应力平板、双向力平板、双向预应力框架板、普通混凝土框架板力框架板、普通混凝土框架板۩经过25t轴重、重、120km/h货车 8000万吨通万吨通过总重的运行重的运行试验36۩与与先先进国国家家相相比比，，我我国国针对高高速速铁路路、、客客运运专线无无砟轨道道的的试验研研究究起起步步相相对较晚晚。

为满足足我我国国客客运运专线的的建建设需需要要，，2005年年铁道道部部全全面面引引进了了国国外外无无砟轨道道先先进技技术，，针对新新广广州州站站工工程程的的建建设，，系系统引引进了了日日本本新新干干线单元元板板式式轨道道的的设计、、制制造造、、施施工工、、检测和养和养护维修等成套技修等成套技术2005 国外无国外无砟轨道先道先进技技术的系的系统引引进372006 客运客运专线无无砟轨道技道技术再再创新新 由由于于国国情情、、路路情情的的不不同同，，单元元板板式式无无砟轨道道引引进技技术在在客客运运专线应用用过程中存在一些适程中存在一些适应性性问题，突出表，突出表现在：在：۩我我国国幅幅员辽阔，，地地质条条件件复复杂，，气气候候条条件件差差异异大大，，无无砟轨道道与与不不同同环境条件的适境条件的适应性۩无无砟轨道与我国客运道与我国客运专线ZPW2000无无绝缘轨道道电路的适路的适应性۩无无砟轨道道工工程程材材料料（（水水泥泥、、钢材材、、乳乳化化沥青青水水泥泥砂砂浆及及其其它它多多种种特特殊殊材材料料等等））的的技技术标准准与与我我国国国国标、、客客运运专线铁路路相相关关标准准的的差异性。

差异性۩无无砟轨道道施施工工方方法法、、施施工工装装备、、物物流流组织与与我我国国客客运运专线具具体体条条件的适件的适应性38￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿为此此，，我我国国铁路路在在前前期期研研究究成成果果和和消消化化吸吸收收无无砟轨道道引引进技技术的的基基础上上，，针对我我国国国国情情和和客客运运专线具具体体条条件件，，自自2006年年底底开开始始开展无开展无砟轨道技道技术再再创新工作，新工作，对无无砟轨道关道关键技技术进行全面行全面创新：新：￿￿￿￿无无砟轨道道设计理理论和和设计方法方法￿￿￿￿无无砟轨道道结构构设计￿￿￿￿工程材料（水泥工程材料（水泥沥青砂青砂浆、、树脂等）脂等）￿￿￿￿站后接口（站后接口（轨道道电路、路、综合接地等）合接地等）￿￿￿￿制造、施工装制造、施工装备及工及工艺￿￿￿￿经济性分析性分析￿￿￿￿质量管理信息系量管理信息系统￿￿￿￿维修技修技术等等￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿研究成果近期在武研究成果近期在武汉综合合试验段投入工程段投入工程实施施￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿铺设长度度约20km39我国台湾高速我国台湾高速铁路（台北－高雄）路（台北－高雄）单元板式元板式轨道的道的应用用۩正正线全全长345km，，其其中中86.6％％采采用用引引进的的日日本本单元元板板式式轨道道结构构；；8.5%采采用用Rheda2000型型；；3.8％％采采用用弹性性支支承承块式式（（LVT））减减振振轨道；道；1％％为有有砟轨道；道；0.1％％为直接支承式。

直接支承式۩位于温暖地区，采用普通混凝土（位于温暖地区，采用普通混凝土（RC）框架式）框架式轨道板40四四. . 单元板式无元板式无砟轨道系道系统的的设计41414.1 设计原原则与与总体体设计方案方案4.2 桥上、路基和隧道内上、路基和隧道内单元板式元板式轨道道结构构设计4.3 板式板式轨道～有道～有砟轨道道过渡段渡段设计424.1 设计原则与总体设计方案设计原则与总体设计方案۩设设计计基基于于《《铁铁路路桥桥涵涵钢钢筋筋混混凝凝土土和和预预应应力力混混凝凝土土结结构构设设计规范计规范》》，按容许应力法设计，按容许应力法设计۩结构设计使用寿命为结构设计使用寿命为60年年۩采用弹性地基上采用弹性地基上“梁梁-板板”理论进行结构设计理论进行结构设计۩结结构构设设计计考考虑虑客客运运专专线线高高频频谐谐振振式式轨轨道道电电路路与与综综合合接接地地的相关要求的相关要求۩结构设计、原材料应考虑抗冻性和耐久性要求结构设计、原材料应考虑抗冻性和耐久性要求－－ 设计原则设计原则43－－ 单元板式轨道的总体设计方案单元板式轨道的总体设计方案（（1）轨道板）轨道板۩采采用用后后张张双双向向预预应应力力混混凝凝土土轨轨道道板板，，设设计计荷荷载载作作用用下下，，混混凝凝土土容许出现拉应力，不容许开裂。

容许出现拉应力，不容许开裂۩在在我我国国客客运运专专线线32.6m主主型型梁梁的的基基础础上上，，确确定定了了轨轨道道板板的的标标准准长长度度4962mm，扣件的节点间距，扣件的节点间距629mm，板间间隔，板间间隔70mm۩适适应应严严寒寒地地区区耐耐久久性性要要求求，，轨轨道道板板厚厚度度200mm，，板板面面设设承承轨轨台台，，台高台高20mm（总高度（总高度220mm）） 44严寒地区单元板式轨道的总体设计方案严寒地区单元板式轨道的总体设计方案（（2）配套扣件（含充填式垫板））配套扣件（含充填式垫板） 采用无挡肩的弹性分开式扣件，刚度采用无挡肩的弹性分开式扣件，刚度20～～30kN/mm（（3）凸形挡台）凸形挡台۩在在混混凝凝土土底底座座上上设设置置凸凸形形挡挡台台，，实实现现轨轨道道板板的的纵纵、、横横向向限限位位，，凸凸形形挡挡台台分分圆圆形形和和半半圆圆形形（（梁梁端端）），，半半径径为为260mm，，高高度度取取为为250mm，按每单元板的间隔设置按每单元板的间隔设置۩ 凸形挡台与轨道板间（凸形挡台与轨道板间（40mm）填充树脂填充树脂4）板底水泥沥青砂浆填充层设计厚度）板底水泥沥青砂浆填充层设计厚度50mm。

5））根根据据不不同同的的线线下下基基础础（（路路、、桥桥隧隧）），，混混凝凝土土底底座座实实现现标标准准化化设设计45－－ 桥上单元板式轨道桥上单元板式轨道4.2 桥上、路基和隧道内单元板式轨道结构设计桥上、路基和隧道内单元板式轨道结构设计• 轨道板：双向预应力混凝土平板；轨道板：双向预应力混凝土平板；C60C60；绝缘处理；绝缘处理 外形尺寸：外形尺寸：49624962（（36853685））××24002400××200mm (32m200mm (32m梁梁) ) 4856 4856 ××24002400××200mm (24m200mm (24m梁梁) ) • 混凝土底座：宽度混凝土底座：宽度2800mm2800mm，厚度，厚度200mm200mm，，C40C40 －底座设置超高；－底座设置超高； －在凸形挡台位置，底座设置横向伸缩缝－在凸形挡台位置，底座设置横向伸缩缝 －底座钢筋不做绝缘处理（试验验证）－底座钢筋不做绝缘处理（试验验证）• 线下工程接口：梁体预埋与底座钢筋的连接套管线下工程接口：梁体预埋与底座钢筋的连接套管• 三向排水，底座范围外设防水层、保护层。

三向排水，底座范围外设防水层、保护层46桥上横断面示意上横断面示意图47－－ 路基上单元板式轨道路基上单元板式轨道4.2 桥上、路基和隧道内单元板式轨道结构设计桥上、路基和隧道内单元板式轨道结构设计• 轨道板：双向预应力混凝土平板；轨道板：双向预应力混凝土平板；C60C60；绝缘处理；绝缘处理 外形尺寸：外形尺寸：49624962××24002400××200mm200mm• 混凝土底座：宽度混凝土底座：宽度3000mm3000mm，厚度，厚度300mm300mm，，C40C40 －底座设置超高，在基床表层上构筑；－底座设置超高，在基床表层上构筑； －每隔－每隔4 4～～5 5个轨道板，在凸形挡台位置，底座设置横向伸个轨道板，在凸形挡台位置，底座设置横向伸缩缝缩缝 －底座钢筋不做绝缘处理（试验验证）－底座钢筋不做绝缘处理（试验验证）• 排水方式正在研究中，线间设集水井排水方式正在研究中，线间设集水井/ /底座埋横向排水管底座埋横向排水管48路基上横断面示意路基上横断面示意图49－－ 隧道内单元板式轨道隧道内单元板式轨道4.2 桥上、路基和隧道内单元板式轨道结构设计桥上、路基和隧道内单元板式轨道结构设计• 轨道板：双向预应力混凝土平板；轨道板：双向预应力混凝土平板；C60C60；绝缘处理；绝缘处理 外形尺寸：外形尺寸：49624962××24002400××200mm200mm• 混凝土底座：宽度混凝土底座：宽度2800mm2800mm，厚度，厚度200mm200mm，，C40C40 －底座设置超高，在隧底回填层上构筑；－底座设置超高，在隧底回填层上构筑； －每隔－每隔4 4～～5 5个轨道板，在凸形挡台位置，底座设置横向伸个轨道板，在凸形挡台位置，底座设置横向伸缩缝缩缝 －底座钢筋不做绝缘处理（试验验证）－底座钢筋不做绝缘处理（试验验证）• 排水方式：线间排水排水方式：线间排水50隧道内横断面示意隧道内横断面示意图514.3 板式轨道－有砟轨道过渡段设计板式轨道－有砟轨道过渡段设计۩无无砟砟侧侧5块块板板单单元元采采用用减减振振型型轨轨道道板板（（板板底底粘粘贴贴弹弹性性垫垫层层）），，有砟侧有砟侧30m采用过渡段轨枕，配套采用过渡段扣件采用过渡段轨枕，配套采用过渡段扣件۩基基本本轨轨内内侧侧设设置置2根根辅辅助助轨轨（（25m、、60kg/m轨轨）），，无无砟砟区区段段5m，有砟区段，有砟区段20m。

۩过过渡渡处处10m有有砟砟道道床床采采用用道道砟砟胶胶全全部部粘粘结结，，中中间间10m采采用用道道砟砟胶部分粘结，另胶部分粘结，另10m不粘结52单元单元板式轨道－有砟轨道过渡段板式轨道－有砟轨道过渡段53五、五、混凝土混凝土轨道板制造的主要技道板制造的主要技术要求要求54545.1 混凝土混凝土轨道板的道板的结构型式构型式预应力平力平板板普通混普通混凝土框凝土框架板架板预应力力框架板框架板• 标准板的尺寸：标准板的尺寸：4962 ×2400×200mm，实现扣件，实现扣件节点均匀布置；节点均匀布置；• 后张双向预应力（钢棒）体系；后张双向预应力（钢棒）体系；• 横向普通钢筋采用环氧树脂涂层钢筋绝缘处理；横向普通钢筋采用环氧树脂涂层钢筋绝缘处理；• 轨道板内设置了综合接地端子轨道板内设置了综合接地端子• 质量要求和检验标准依据质量要求和检验标准依据《《单元板式轨道混凝土轨道板技术条件单元板式轨道混凝土轨道板技术条件》》55后后张双向双向预应力混凝土平板制造主要技力混凝土平板制造主要技术要求要求۩范范围۩规范性引用文件范性引用文件۩技技术要求要求۩试验方法方法۩检验规则۩标识与制造技与制造技术证明明书۩存放、运存放、运输和装卸和装卸۩质保期保期۩附附录A－－轨道板制造技道板制造技术证明明۩附附录B－－绝缘性能性能试验方法方法565.2 原材料主要技原材料主要技术要求要求۩采用采用强强度等度等级不低于不低于42.5的硅酸的硅酸盐水泥或普通硅酸水泥或普通硅酸盐水泥水泥۩粗粗骨骨料料 二二级级配配山山碎碎石石，，粒粒径径为5～～20mm。

粒粒径径5～～10mm碎碎石与粒径石与粒径10～～20mm质量之比宜量之比宜为(40±5)％％ :（（60±5））%۩细度模数范度模数范围为2.5～～3.0，硬，硬质洁净的天然中粗河砂的天然中粗河砂۩外加外加剂 应掺加高效减水加高效减水剂等外加等外加剂۩预应力力筋筋采采用用低低松松弛弛、、无无粘粘结预应力力钢棒棒，，其其抗抗拉拉强强度度不不低低于于1420MPa۩非非预应力力钢筋筋 a）） Ⅱ级热轧带肋肋钢筋性能筋性能应符合符合GB1499的的规定定 b）） 环氧氧树脂涂脂涂层钢筋的技筋的技术要求要求应符合符合JG3042的的规定定 c）） 螺旋筋采用低碳螺旋筋采用低碳钢冷拔冷拔钢丝，性能，性能应符合符合GB/T343的的规定定۩预埋塑料套管埋塑料套管应满足无足无砟轨道扣件技道扣件技术条件的相关要求条件的相关要求575.3 制造工制造工艺主要技主要技术要求要求۩模板的制造容模板的制造容许公差公差为轨道板成品容道板成品容许公差的公差的1/2۩轨道板内道板内钢筋位置的容筋位置的容许偏差：偏差：序号序号项项 目目允许偏差（允许偏差（mmmm））1 1预应力钢筋预应力钢筋±±1 12 2普通钢筋普通钢筋±±5 53 3螺旋筋螺旋筋±±5 54 4箍筋间距箍筋间距±±10105 5钢筋保护层钢筋保护层+5+5，－，－2 258（（3 3）制造工）制造工艺主要技主要技术要求要求۩轨道板混凝土胶凝材料用量道板混凝土胶凝材料用量应不超不超过480kg/m3۩混凝土灌筑前，确混凝土灌筑前，确认钢筋骨架的筋骨架的绝缘电阻阻应不小于不小于2MΩ۩混凝土拌和物入模温度混凝土拌和物入模温度应控制在控制在10～～30℃۩轨道板采用蒸气养生，分道板采用蒸气养生，分为静置、升温、恒温、降温四个静置、升温、恒温、降温四个阶段段۩混凝土脱模混凝土脱模强强度不度不应低于低于40MPa۩混混凝凝土土强强度度和和弹性性模模量量达达到到设计值的的85%，，方方可可施施加加预应力力，，并填写并填写张拉拉记录表表۩横横向向预应力力筋筋采采用用单端端张拉拉；；纵向向预应力力钢筋筋应两两端端张拉拉。

张拉拉锚固后，固后，严禁采用禁采用电弧或气割切断弧或气割切断预应力筋力筋59（（3 3）制造工）制造工艺主要技主要技术要求要求۩封封锚砂砂浆采采用用42.5级水水泥泥、、筛除除5mm以以上上颗粒粒的的细骨骨料料和和能能提提高高砂砂浆韧性性和和抗抗渗渗性性能能的的掺和和料料、、聚聚合合物物等等配配制制，，水水泥泥用用量量不不宜小于宜小于800 kg/m3۩轨道道板板的的存存放放应垂垂直直立立放放，，并并采采取取防防倾倒倒措措施施相相邻轨道道板板用用木木块或橡胶或橡胶垫块隔离临时平放平放时，堆放，堆放层数不超数不超过4层۩轨道板装卸道板装卸时应利用利用轨道板上的起吊装置水平吊起道板上的起吊装置水平吊起۩每每块轨道板道板应填写填写“制造制造质量量证明明书”存档存档605.4 轨道板道板质量量检验۩轨道道板板应按按批批检验，，同同样原原材材料料和和生生产工工艺制制成成的的500块轨道道板板为一批，批量不足一批，批量不足500块按按500块计۩轨道板道板检验分型式分型式检验和日常和日常检验 型型式式检验项目目：：原原材材料料报告告、、轨道道板板外外形形尺尺寸寸和和外外观质量量、、混混凝凝土土碱碱含含量量、、混混凝凝土土氯离离子子含含量量、、混混凝凝土土抗抗压强强度度、、混混凝凝土土弹性性模模量量、、混混凝凝土土抗抗冻性性、、混混凝凝土土氯离离子子渗渗透透性性、、预埋埋套套管管抗抗拔拔力力以以及及轨道道板板绝缘性性能能۩轨道板外形尺寸和外道板外形尺寸和外观质量的抽量的抽检数量数量为10块。

۩预埋埋套套管管抗抗拔拔力力从从外外形形外外观质量量抽抽检的的轨道道板板中中抽抽取取3块，，从从轨道板上各抽取一个套管道板上各抽取一个套管进行行试验۩轨道板道板绝缘性能性能试验的抽的抽检数量数量为3块61轨道板双向施加道板双向施加预应力力减振型板式减振型板式轨道板底橡胶道板底橡胶垫层的厂内粘的厂内粘贴62锚穴封端穴封端轨道板存放道板存放轨道板接地端子道板接地端子轨道板水中养生道板水中养生63六、六、单元板式元板式轨道的施工技道的施工技术与与质量控制要点量控制要点64646.1 单元板式无元板式无砟轨道与道与线下工程的接口下工程的接口6.2 单元板式元板式轨道施工工序及道施工工序及质量控制要点量控制要点6.3 无无砟轨道与站后工程的接口道与站后工程的接口656.1 单元板式无砟轨道与线下工程的接口单元板式无砟轨道与线下工程的接口（（1）线下结构物的高程控制与预埋件设置）线下结构物的高程控制与预埋件设置（（2）防排水系统）防排水系统66（（1））线下下结构物的高程控制与构物的高程控制与预埋件埋件设置置۩施施工工过程程中中应根根据据相相关关规定定控控制制好好路路基基基基床床表表层、、桥梁梁支支承承垫石石、、隧隧底底回回填填层的的顶面面高高程程，，并并尽尽可可能能按按负偏偏差差控控制制，，以以确保无确保无砟轨道道结构高度在允构高度在允许偏差范偏差范围。

۩在在无无砟轨道道施施工工前前，，应严格格按按设计要要求求检查验收收各各种种预埋埋件件的的位位置置、、规格格和和数数量量如如：：梁梁体体预埋埋套套管管或或预埋埋连接接钢筋筋、、梁端伸梁端伸缩装置装置预埋件等67۩桥上上单元板式元板式轨道三向排水；底座范道三向排水；底座范围外外设防水防水层、保、保护层۩隧道内隧道内线间中心排水中心排水۩严寒寒地地区区路路基基区区段段的的排排水水方方式式（（线间设集集水水井井、、或或底底座座内内埋埋设横向排水管）正在研究中路基面横向排水管）正在研究中路基面设沥青混凝土防水青混凝土防水层2）防排水系）防排水系统686.2 单元板式轨道的施工工序与质量控制要点单元板式轨道的施工工序与质量控制要点 混凝土底座混凝土底座凸形凸形挡台台预制制轨道板道板水泥水泥沥青砂青砂浆调整整层扣件系扣件系统69单元板式元板式轨道的主要施工工序道的主要施工工序 下部基下部基础验交交 → 基基标测设 → 底座与凸形底座与凸形挡台的台的钢筋布置与混凝土施工筋布置与混凝土施工 → 临时轨道道铺设 → 轨道板的吊装、运道板的吊装、运输、、铺设与状与状态调整整 → 水泥水泥沥青砂青砂浆灌注灌注 → 凸形凸形挡台周台周围树脂灌注脂灌注 → 长钢轨铺设与与焊接接 → 轨道状道状态的精的精细调整（充填式整（充填式垫板施工）板施工）70（（1 1）梁体）梁体预埋件的埋件的检查验收收－－ 预埋件的位置、埋件的位置、长度、数量及状度、数量及状态等等质量量检查。

71（（2 2）底座与凸形）底座与凸形挡台的混凝土施工台的混凝土施工 底底座座为钢筋筋混混凝凝土土结构构，，在在梁梁面面、、隧隧道道仰仰拱拱回回填填层、、路路基基基基床床表表层上上构构筑筑；；厚厚度度不不得得小小于于100mm，，高高程程允允许偏偏差差＋＋3/-10mm 底底座座与与凸凸形形挡台台均均通通过梁梁体体预埋埋钢筋筋与与桥梁相梁相连 曲曲线超高在底座上超高在底座上设置置 沿沿线路路方方向向，，底底座座每每隔隔一一定定长度度横横向向伸伸缩缝 底座允许偏差：底座允许偏差： 高程高程 ：＋：＋3/-10mm 中线：中线：3mm 宽度：宽度：±10mm72凸形凸形挡台的功能及允台的功能及允许偏差偏差 板板式式轨道道结构构中中的的重重要要组成成部部分分，，设置置于于混混凝凝土土底底座座两两端端的的中中部部，，用以限制用以限制轨道板的道板的纵、横向移、横向移动  直直接接承承受受由由钢轨传递到到轨下下基基础的的纵向向力力和和横横向向力力，，包包括括：：梁梁轨间相相互互作作用用产生生的的纵向向力力、、温温度度变化化引引起起的的轨道道板板伸伸缩力力、、轨道道的的横横向向抗抗力、起力、起动与制与制动力、力、轮轨间的横向作用力等。

的横向作用力等 凸凸形形挡台台外外形形在在梁梁端端部部为半半圆形形，，在在梁梁体体中中部部均均为圆形形，，其其半半径径为260mm，，高度高度为250mm 允许偏差：允许偏差： 中线：中线： 3mm 中心距：中心距：±5mm 直径：直径： ±3mm 半径：半径： ±2mm73施工完成后的底座与凸形施工完成后的底座与凸形挡台台74（（4 4））临时轨道的道的铺设75（（5 5））轨道板的吊装、运道板的吊装、运输、、铺设与状与状态调整整轨道板铺设允许偏差：轨道板铺设允许偏差： 中线：中线： ± 2mm 与两端凸形挡台的间隙差：与两端凸形挡台的间隙差：5mm 高程：高程： ±1mm76（（6 6）板底水泥）板底水泥沥青砂青砂浆的灌注的灌注 水水泥泥沥青青砂砂浆由由水水泥泥、、乳乳化化沥青青、、细骨骨料料（（砂砂））、、混混合合料料、、水水、、铝粉粉、、各各种种外外加加剂等等多多种种原原材材料料组成成，，其其作作为板板式式轨道道混混凝凝土土底底座座与与轨道道板板间的的弹性性调整整层，其，其质量的好坏直接影响板式量的好坏直接影响板式轨道的耐久性道的耐久性  影影响响砂砂浆质量量的的因因素素除除了了材材料料本本身身外外，，还包包括括：：灌灌注注设备的的性性能能、、施工工施工工艺、施工温度的、施工温度的严格控制等，施工适宜温度：格控制等，施工适宜温度：5～～30℃ 设计厚度厚度50mm，施工允，施工允许偏差偏差40～～100mm之之间 CA砂砂浆的的施施工工质量量控控制制依依据据《《 CRTSⅠ型型板板式式轨道道水水泥泥沥青青砂砂浆技技术条件条件》》77水泥水泥沥青砂青砂浆施工方法：模筑法、袋装灌注法施工方法：模筑法、袋装灌注法 CACA砂砂浆浆灌灌注注袋袋依依据据《《 CRTSⅠCRTSⅠ型型板板式式轨轨道道水水泥泥沥沥青青砂砂浆浆灌灌注注袋袋技技术条件术条件》》78水泥水泥沥青砂青砂浆灌注前的灌注前的现场质量量检测项目目 流动度流动度 可工作时间可工作时间 含气量含气量 温度温度79CACA砂砂浆灌筑完成灌筑完成• 1 1天后（强度大于天后（强度大于0.1MPa0.1MPa）拆除轨道板支承螺栓）拆除轨道板支承螺栓• 7 7天后（强度大于天后（强度大于0.7MPa0.7MPa）板上可进行施工作业）板上可进行施工作业• 28 28天后（强度大于天后（强度大于1.8MPa1.8MPa）达到设计强度要求。

达到设计强度要求80（（7 7）凸形）凸形挡台周台周围树脂的灌注（袋装灌注）脂的灌注（袋装灌注） 施工适宜温度：施工适宜温度： 5～～30℃ 灌注前检查凸形挡台与轨道板的缝隙不小于灌注前检查凸形挡台与轨道板的缝隙不小于30mm（标准设计（标准设计40mm）） 填充树脂低于轨道板顶面填充树脂低于轨道板顶面5～～10mm  质量要求和检验依据质量要求和检验依据《《 CRTSⅠ型板式轨道凸形挡台填充树脂技术条件型板式轨道凸形挡台填充树脂技术条件》》81（（8 8））长钢轨铺设与与焊接接82（（9 9））轨道状道状态的精的精细调整（充填式整（充填式垫板施工）板施工） 施施工工工工艺艺、、质质量量要要求求和和检检验验依依据据《《 CRTSⅠⅠ型型板板式式轨轨道道充充填填式式垫垫板板技技术术条条件件》》83竣工后的板式竣工后的板式轨道道日本新干线轨道竣工验收标准：日本新干线轨道竣工验收标准：轨距：　轨距：　±±1mm1mm水平：　水平：　±±1mm1mm高低：　高低：　±±2mm2mm（（10m10m波长）波长）轨向：　轨向：　±±2mm2mm（（10m10m波长）波长） 846.3 无砟轨道与站后工程的接口无砟轨道与站后工程的接口 无无砟轨道与站后工程的接口涉及到以下三个方面：道与站后工程的接口涉及到以下三个方面：（（1）无）无砟轨道与道与ZPW2000谐振式振式轨道道电路的相互适路的相互适应（（2）无）无砟轨道与道与综合接地合接地（（3）信号系）信号系统的的设备安装安装85（（1）无）无砟轨道与道与ZPW2000谐振式振式轨道道电路的相互适路的相互适应 无无砟轨道道对于于轨道道电路路电气参数的影响，主要是由于气参数的影响，主要是由于轨道道结构内部构内部钢筋网和筋网和钢轨间的的电流互感作用，流互感作用，导致致钢轨有效有效电阻阻R增大，增大，钢轨电感感L减小，从而制减小，从而制约了了谐振式振式轨道道电路在无路在无砟轨道道应用用环境下的技境下的技术传输长度。

度6.3 无砟轨道与站后工程的接口无砟轨道与站后工程的接口86 a））对钢轨以下一定高度范以下一定高度范围内内的道床的道床纵、横向、横向钢筋筋节点点进行行绝缘处理，减少理，减少轨道道电路的路的传输衰耗衰耗 b）改）改进无无砟轨道的扣件系道的扣件系统的的绝缘性能，提高无性能，提高无砟轨道的道床道的道床漏泄漏泄电阻（大于阻（大于3 .km）） c））优化配置化配置ZPW-2000制式制式轨道道电路，使之更加适路，使之更加适应无无砟轨道的道的使用使用环境境 要解决无砟轨道与要解决无砟轨道与ZPW-2000谐振式无绝缘轨道电路的适应谐振式无绝缘轨道电路的适应性问题，需要无砟轨道与轨道电路互动调整，优化设计，解决的性问题，需要无砟轨道与轨道电路互动调整，优化设计，解决的途径包括：途径包括： 87双双块式无式无碴轨道道床板道道床板钢筋交叉点的筋交叉点的绝缘处理理 绝缘处理措施及检验标准绝缘处理措施及检验标准 根据遂渝线试验研究成果，作为隐蔽工程，在灌注混凝土前，根据遂渝线试验研究成果，作为隐蔽工程，在灌注混凝土前，应详细检测钢筋网纵、横向钢筋相互间的电阻，阻值大于应详细检测钢筋网纵、横向钢筋相互间的电阻，阻值大于2M 。

88板式板式轨道混凝土道混凝土轨道板内采用道板内采用环氧涂氧涂层钢筋筋89京津城京津城际预制制轨道板道板钢筋交叉点的筋交叉点的绝缘处理理90京津城京津城际现浇底座板底座板钢筋交叉点的筋交叉点的绝缘处理理91（（2 2）无）无砟轨道与道与综合接地合接地 为预防防接接触触网网高高压线发生生故故障障时，，可可能能会会感感应产生生很很高高的的跨跨步步电压和和接接触触电位位，，对无无砟轨道道结构构、、人人身身和和设备安安全全造造成成影影响响，，客客运运专线要要求求实现综合合接接地地为此此，，无无砟轨道道的的结构构设计需需考考虑接地系接地系统的的设置 6.3 无砟轨道与站后工程的接口无砟轨道与站后工程的接口92无无砟轨道道综合接地的主要技合接地的主要技术要求：要求：a）在）在预制制轨道板内或道板内或现浇混凝土道床板内，混凝土道床板内，设置置4根根纵向接地向接地钢筋，筋，钢筋直径要求不小于筋直径要求不小于16mm，在每端，在每端预埋接地端子埋接地端子处设置横向置横向连接接钢筋筋（截面不小于（截面不小于200mm2）b）无）无砟轨道道纵向接地向接地钢筋原筋原则上按每上按每100m分段分段连接，各段中部接，各段中部预埋接地埋接地端子与端子与贯通地通地线连接，段接，段间钢筋不筋不连接。

接电线杆电线杆综合接地端头综合接地端头无砟轨道无砟轨道约约100m100m93预制制轨道板内的接地道板内的接地接地端子接地端子纵向接地钢筋纵向接地钢筋横向连接扁钢横向连接扁钢5×4094（（3）信号系）信号系统的的设备安装安装 信号系信号系统的的轨旁旁设备主要包括：主要包括： a））ZPW-2000轨道道电路路设备（（补偿电容等） b）道岔）道岔转辙机 c）各种）各种标志牌 d））应答器等 其中：其中：补偿电容补偿电容和和应答器应答器均安装于无砟轨道结构上，补偿电容均安装于无砟轨道结构上，补偿电容约约60m左右一个；应答器约左右一个；应答器约2km处设置一组处设置一组6.3 无砟轨道与站后工程的接口无砟轨道与站后工程的接口95补偿电容安装方式补偿电容安装方式应答器安装要求应答器安装要求（（3）信号系统的设备安装）信号系统的设备安装96七、结束语9797 严寒寒地地区区（（最最冷冷月月平平均均气气温温低低于于－－10℃））无无砟轨道道的的研研究究与与应用用无无国国外外成成熟熟经验可可借借鉴，，我我国国客客运运专线无无砟轨道道技技术再再创新新正正在在开开展展《《严寒寒地地区区无无砟轨道道关关键技技术的的研研究究》》课题的的研研究究，，目目前已取得前已取得阶段成果。

段成果 －－ 提出了无提出了无砟轨道道结构构选型的基本原型的基本原则，即：，即： 成套技成套技术成熟可靠；成熟可靠； 混混凝凝土土结构构在在冻融融循循环条条件件下下，，具具有有良良好好的的抗抗裂裂性性，，保保证其其结构耐久性；构耐久性； 无无砟轨道道结构所用各种特殊材料能适构所用各种特殊材料能适应严寒气候条件；寒气候条件； 施工施工进度快，度快，满足足严寒地区施工期相寒地区施工期相对较短的要求短的要求98 －－ 为满足足线下下工工程程的的制制造造和和施施工工需需要要，，基基本本确确定定了了无无砟轨道道与与线下工程的接口下工程的接口设计要求；要求； －－ 确确定定在在哈哈尔尔滨市市东郊郊滨绥线成成高高子子站站建建立立严寒寒地地区区无无砟轨道道试验段段（（约600m）），，考考察察结构构和和材材料料的的适适应性性，，计划划今今年年8月月底底建成 在在我我国国科科研研、、设计、、制制造造、、施施工工等等单位位的的共共同同努努力力下下，，相相信信无无砟轨道道结构在我国构在我国严寒地区将得到成功寒地区将得到成功应用！用！99100谢谢 谢谢 各各 位！位！。