石武crtsⅱ型板式无砟轨道设计培训教材

郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏1石 武 高 速 铁 路CRTS型板式无砟轨道设 计 概 况郑州桥工段职工教育科冯 鹏2010 年 10 月郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏2目 录一、概 述 1二、路基上 CRTS型板式无砟轨道 .4（一）结构组成 4（二）形式尺寸及相关技术要求 7三、桥梁上 CRTS型板式无砟轨道 .10（一）结构组成 10（二）形式尺寸及相关技术要求 13四、隧道内 CRTS型板式无砟轨道 .24（一）结构组成 24（二）形式尺寸及相关技术要求 25五、岔区板式无砟轨道 27（一）结构组成 27郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏3（二）形式尺寸及相关技术要求 29六、过渡段设计技术 33（一）设计原则 33（二）技术措施 34郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏1一、概 述2005 年，我国系统引进了德国博格板式无砟轨道设计、制造、施工、养护维修及工装、工艺等成套技术。在铁道部“引进、消化、吸收、再创新”的战略部署下，通过京津城际铁路的工程实践，无砟轨道系统技术总结、系统技术再创新工作，已经形成了我国 CRTS型板式无砟轨道系统成套技术。图 1.1 运营中的京津城际铁路郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏2目前，京沪、武广、石武高速铁路以及国内的大部分客运专线铁路均采用了 CRTS型无砟轨道，其主要结构特点如下：CRTS型无砟轨道板郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏3CRTS型板式无砟轨道与其他类型无砟轨道的明显区别在于全线轨道板和桥上底座板均为纵向连续结构，这是 CRTS型板式无砟轨道系统的主要特点。1.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；2.轨道板相互之间通过纵向精轧螺纹钢筋连接，较好地解决了板端变形问题，提高了行车舒适度；3.轨道板采用数控机床打磨工艺，打磨精度可达 0.1mm，通过高精度的测量和精调系统，轨道板铺设后即可获得高精度的轨道几何，最大限度的降低铺轨精调工作，大幅度提高综合施工进度。4.桥上底座板不受桥跨的限制，为跨越梁缝的纵向连续结构， 桥上的轨道板与路基、隧道内的一致，均为标准轨道板，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；5.连续底座板端部设置端刺，以平衡底座板温度力和制动力，使桥郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏4梁纵向力不影响路基段轨道结构； 6.梁面设置设置滑动层，隔离桥梁与轨道间的相互作用，以减小桥梁伸缩引起的钢轨和板内纵向附加力，实现大跨连续梁上取消伸缩调节器；7.在桥梁固定支座上方，桥梁和底座板间设置剪力齿槽、预埋件，将制动力和温度力及时向墩台上传递；8.在梁缝处设置高强度挤塑板，减小梁端转角对无砟轨道结构的影响；9.在底座板两侧设计侧向挡块进行横向、竖向限位； 10.支承层采用水硬性材料或素混凝土，不需要配筋，结构简单，施工方便，同时可减少工程投资。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏5二、路基上 CRTS型板式无砟轨道（一）结构组成主要由钢轨、配套扣件、预制轨道板、砂浆调整层及支承层等部分组成。图 2.1 直线路基地段型板式无砟轨道设计横断面细部图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏6图 2.2 曲线路基地段型板式无砟轨道设计横断面细部图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏7图 2.3 直线路基地段型板式无砟轨道设计横断面郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏8图 2.4 曲线路基地段型板式无砟轨道设计横断面图（二）形式尺寸及相关技术要求1.型式尺寸轨道结构高度（内轨轨顶面至支承层底面）为 779mm，曲线超高在路基表层上设置；轨道板宽度为 2550mm，厚度为 200mm，标准轨道板长度为 6450mm，郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏9异型轨道板（补偿板）长度根据具体铺设段落合理配置；砂浆调整层理论厚度为 30mm，相关技术条件应符合客运专线铁路CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件 （科技基200874 号）的有关规定。水硬性材料支承层顶面宽度为 2950mm，底面宽度为 3250mm，厚度为300mm；线间 C25 混凝土封闭层最小厚度为 150mm。2.技术要求支承层材料的物理力学性能及施工工艺等性能指标应符合客运专线铁路无砟轨道支承层暂行技术条件 （科技基200874 号）的相关规定。混凝土结构对材料的选定、施工工艺及耐久性措施参照铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 （铁建设2005157 号）等规范执行。左右线支承层间填筑矿物混合料，其顶面采用 C25 混凝土封闭。轨道外侧支承层表面采用乳化沥青进行表面处理。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏10直线地段利用线间 C25 混凝土封层上的人字坡向线路两侧排水；曲线地段利用线间集水井进行排水。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏11三、桥梁上 CRTS型板式无砟轨道（一）结构组成主要由钢轨、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，台后路基上设置摩擦板、端刺及过渡板等部分组成。图 3.1 直线桥梁地段型板式无砟轨道设计横断面细部图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏12图 3.2 曲线桥梁地段型板式无砟轨道设计横断面细部图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏13图 3.3 直线桥梁地段型板式无砟轨道设计横断面图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏14图 3.4 曲线桥梁地段型板式无砟轨道设计横断面图（二）形式尺寸及相关技术要求郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏151.形式尺寸轨道结构高度：直线地段为 679mm；曲线超高 180mm 地段轨道结构高度为 753mm；其余超高地段，轨道结构高度按线性内插计算确定。轨道板宽度为 2550mm，厚度为 200mm，标准轨道板长度为 6450mm，异型轨道板（补偿板）长度根据具体铺设段落合理配置。砂浆调整层设计厚度为 30mm。底座宽度为 2950mm，直线地段平均厚度为 200mm，曲线地段根据超高设计情况计算确定，最大厚度约 500mm，最小厚度约 180mm。全桥纵向连续铺设。图 3.5 底座板纵向布置示意图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏16标准摩擦板长度为 50m，宽度为 9m，厚度约 0.4m。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏17图 3.6 台后摩擦板、倒 T 形端刺及过渡板纵剖面示意图一般地段采用的标准端刺：上部结构沿线路纵向厚度为 1m，沿线路横向宽度为 9m，高度为 2.75m；下部结构沿线路纵向为 8m，沿线路横向为 9m，厚度为 1m。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏18标 准 端 刺 3.75m10102750350 10 350图 3.7 标准端刺断面图侧向挡块长度为 800mm，顶面宽度为 590mm，底面宽度为 400mm，高度根据计算确定。2.技术要求（1）轨道板横向设置 60 根直径为 10mm 的预应力筋，纵向通过 6 根直径为 20mm 的精轧螺纹钢筋连接成整体；标准轨道板上设置 10 对承轨台，纵向间距 650mm，承轨台间设置横向预裂缝；混凝土强度等级为郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏19C55。（2）水泥乳化沥青砂浆调整层设计厚度为 30 mm；相关技术条件应符合客运专线铁路 CRTS型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件 （科技基200874 号）的有关规定。（3）摩擦板、端刺及过渡板采用 C30 级混凝土，现场浇筑。（4）滑动膜采用 PE-HD 聚乙烯高密度薄膜，厚度为 1mm；土工布采用白色聚丙烯，厚度 2.2mm。（5）底座板与摩擦板间铺设两层土工布，摩擦系数控制在0.50.8，摩擦板表面做凿毛处理。（6）梁缝处和过渡板下设置高强度挤塑板，减小梁端转角对轨道系统的影向；（7）在试验满足要求的前提下，底座板可不做绝缘处理。（8）桥上底座板采用 C30 混凝土现场浇注，钢筋采用 HRB500 级钢筋，全桥范围纵向连续铺设。底座板根据正常使用极限状态和承载能力极限状态进行配筋设计。配郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏20筋以钢板连接器后浇带为起终点，底座板纵向设置上、下两层纵向钢筋（16 和 20，间距 100mm） ，不考虑梁缝（底座板厚度不变）和剪力齿槽的影响，考虑施工时温度变化对底座板屈曲稳定的影响，可根据气候条件设置齿槽加强钢筋（设置后浇带的齿槽） 。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏21图 3.8 齿槽后浇带加强钢筋示意图对于长大桥梁上的底座板，可根据施工情况，设置临时端刺进行施工，郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏22其中临时端刺长度约 800m 长，常规混凝土浇注段可按 150m 左右利用钢板连接器进行分段施工。钢板连接器后浇带宽 500mm，齿槽后浇带宽 678mm，后浇带宽度必须严格控制，以确保钢筋的屈曲稳定性。常 规 区常 规 端 刺 区 临 时 端 刺 区建 议 长 度 4 5kmK0 J1 J2J3 J4 K1临 时 端 刺 区 长 约 80m约 20m 约 20m约 10m约 130m约 130mBL1 BL1 BL1常 规 区 长 度 L约 150m BL1 K0约 150m 约 150mBL1 BL1常 规 区 内 两 个 钢 板 连 接 器 间 的 混 凝 土 浇 筑 段 长 约 150m半 孔 梁 一 孔 梁BL2 BL2 BL2 BL2 BL2BL2 一 次 浇 筑 完 成两 孔 梁 一 孔 梁 半 孔 梁图 3.9 临时端刺单元划分示意图郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏23BL1BL1BL1常 规 区 长 度约 150m BL1K0约 150m约 150m常 规 区常 规 端 刺 区 临 时 端 刺 区建 议 长 度 4 5kmK0 J1 J2J3J4K1临 时 端 刺 区 长 约 80m约 20m约 20m约 10m约 130m约 130mBL1 常 规 区 长 度 L约 150m BL1 K0约 150m约 150mBL1 BL1常 规 区 内 两 个 钢 板 连 接 器 间 的 混 凝 土 浇 筑 段 长 约 150m半 孔 梁 一 孔 梁BL2BL2 BL2BL2BL2BL2 一 次 浇 筑 完 成两 孔 梁 一 孔 梁 半 孔 梁图 3.10 常规区混凝土浇注段的单元划分示意图（9）混凝土结构对材料的选定、施工工艺及耐久性措施参照铁路郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏24混凝土结构耐久性设计暂行规定 （铁建设2005157 号）等规范执行。郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏25四、隧道内 CRTS型板式无砟轨道（一）结构组成主要由钢轨、配套扣件、预制轨道板、砂浆调整层及混凝土支承层等部分组成。图 4.1 隧道地段 CRTS型板式无砟轨道（双线直线地段，单位：mm）郑州桥工段职工培训基地石武高速铁路 冯 鹏26图 4.2 隧道地段 CRTS型板式无砟轨道（双线曲线地段，单位：mm）（二）形式尺寸及相关技术要求1.形式尺寸隧道内轨道结构高度为 779