铁路线路与站场第56章.ppt

2020 4 10 1 2020 4 10 2 第五章限界及区间线路间距 为保证行车安全 铁路线路附近的任何建筑物或设备 除与机车车辆直接相互作用的设备外 都应该离开线路中心线和钢轨顶面一定的距离 以防机车车辆通过时与其相撞 为此 铁路规定了线路四周建筑物或设备不得侵入的和机车车辆本身不得超出的轮廓尺寸线 即限界 2020 4 10 3 第一节限界 一 限界的种类 铁路限界主要分为机车车辆限界和建筑限界 机车车辆限界是限制机车车辆横断面最大容许尺寸的轮廓 如图5 1所示 图5 1机车车辆限界 2020 4 10 4 除特殊情况 机车车辆的任何部位在任何情况下都不得超出机车车辆限界规定的尺寸 1 机车车辆的中心最大高度为4800mm 因此 机车车辆顶部的任何装置 如加高烟囱或天窗的开度等均应在4800mm之内 以防机车车辆顶部与桥梁 隧道上部相撞 2 机车车辆在钢轨水平面上部1250 3600mm范围内其宽度为3400mm 但为悬挂列车尾部的侧灯 在2600 3100mm范围内允许两侧各加宽100mm 3 在钢轨水平面1250mm以下 因在此范围内建筑物和设备较多 机车车辆宽度逐渐缩减 2020 4 10 5 建筑限界是邻近线路的建筑物或设备 与机车车辆相互作用的设备除外 不得侵入的最小横断面尺寸轮廓 如图5 2所示 图5 2建筑限界示意图 建筑限界与机车车辆限界之间的空隙 为安全空间 留有安全空间的目的 一是为组织 超限货物列车 运行 二是为适应运行中的列车横向晃动偏移和竖向上下振动 防止与邻近的建筑物或设备发生碰撞 建筑限界包括直线建筑限界 隧道建筑限界和桥梁建筑限界 2020 4 10 6 二 直线建筑限界 直线建筑限界 如图5 3所示 基本建筑限界 2020 4 10 7 最大级超限货物装载限界 2020 4 10 8 客运专线铁路建筑限界基本尺寸 各种建筑物的基本限界 适用于困难条件下利用承力索中央部分的弛度的跨线桥 天桥等建筑物 站台建筑限界 正线站台限界宽度为1850mm 到发线站台限界宽度为1800mm 本建筑限界也适用于客运专线的隧道和桥梁 2020 4 10 9 按建筑限界的规定 直线地段的各种主要建筑物或设备至线路中心线的距离应符合表5 1的要求 表5 1主要建筑物和设备至线路中心线距离 2020 4 10 10 隧道建筑限界的高度稍高于直线建筑限界的高度 宽度与直线建筑限界的宽度相同 隧道建筑限界又分为适用内燃牵引区段的隧限和适用电力牵引区段的隧限两种 桥梁建筑限界的高度和宽度与隧道建筑限界基本相同 它又分为适用内燃牵引区段的桥限和适用电力牵引区段的桥限两种 隧道建筑限界图和桥梁建筑限界图详见 技规 附图 2020 4 10 11 三 曲线地段建筑限界的加宽 列车运行在曲线上时 由于车体中心线与轨道中心线不吻合 两转向架中心销之间的车体中心线向曲线内侧偏移 车体纵向两端向轨道外侧突出 车体与建筑限界之间的安全空间减小 如图5 4所示 同时由于曲线地段的外轨超高使车体向曲线内侧倾斜 也使车体与建筑限界之间的安全空间减小 如图5 5所示 为保证列车在曲线上的运行安全 曲线地段建筑限界应在直线建筑限界的基础上适当加宽 图5 4曲线地段车体平面偏移 图5 5曲线地段车体立面偏移 2020 4 10 12 一 曲线内侧限界加宽曲线内侧限界加宽 w内 由车体中心向轨道中心内侧的平面偏移 w平 和车体内倾的立面偏移 w立 两部分构成 从图5 6看出 车体中心线向轨道中心内侧的平面偏移主要决定于车体两转向架中心销之间的距离和曲线半径r的大小 如果大r小 车体偏入曲线内侧的距离w平也就越大 根据相交弦定理 图5 6车体平面偏移计算图 2020 4 10 13 为满足各种车辆的需要 我国采用车体长l 26m 18m的大型车体作为计算车辆 将值代入上式 得 从图5 5看 因曲线外轨设置超高而引起的车体内倾的立面偏移w立有如下关系 式中h 轨面至计算点的高度 当建筑物或设备的高度大于或等于车体突出点的高度3600mm时 h值采用车体突出点的高度3600mm 当建筑物或设备的高度小于车体突出点的高度时 h值采用建筑物或设备的高度 两转向架中心 2020 4 10 14 于是有 于是 曲线内侧限界加宽为 二 曲线外侧限界加宽 从图5 6看 车体纵向两端向轨道中心线外侧突出的偏移 即曲线外轨限界加宽根据勾股定理有 各加宽量的计算通常进整成5mm的整数倍 车体长 曲线内侧加宽 mm 曲线外侧加宽 mm 2020 4 10 15 例5 l 某单线车站如图5 7所示 道的曲线半径为1000m 外轨超高为60mm 3道间的中间站台长 宽 高为400m 5m o 3m 试确定 道上 下行方向的出站信号机边缘和中间站台边缘至 道线路中心线的最小距离 图5 7位于曲线上的某单线车站 解 x 位于曲线的外侧 x 边缘离开 道线路中心线的最小距离为 建筑限界 2020 4 10 16 s 位于曲线的内侧 s 边缘离开 道线路中心线的最小距离为 中间站台位于曲线内侧 中间站台边缘离开 道线路中心线的最小距离为 车体突出点的高度 建筑限界 2020 4 10 17 三 客运专线铁路曲线上建筑限界加宽办法客运专线铁路曲线地段的建筑限界 应考虑因超高产生车体倾斜对曲线内侧的限界加宽 其加宽量为 式中w 曲线内侧加宽量 mm h 轨顶面至计算点的高度 mm h 外轨超高值 mm 曲线上建筑限界的加宽范围 包括全部圆曲线 缓和曲线和部分直线 采用图5 8所示阶梯减加宽方法 图5 8阶梯减加宽方法 2020 4 10 18 第二节区间线路间距 相邻两线路中心线间的距离 简称线路间距 区间线路间距应符合线间建筑限界的规定 保证行车安全 人身安全和站内作业的安全 满足通行超限列车和设置行车和客 货运设备的需要 因此通常由机车车辆限界 建筑接近限界 超限货物装载限界 线间设备计算宽度和线路间办理作业性质需要的安全量等项因素确定 区间线路间距决定于下列各项因素 1 机车车辆限界 2 建筑限界 3 超限货物装载限界 4 设置在相邻线路间有关设备的计算宽度 5 在相邻线路间办理作业的性质 2020 4 10 19 一 直线地段线路间距 技规 规定 双线区间直线地段最小线路间距为4000mm 如图5 9所示 它是由机车车辆限界半宽 侧灯宽度 两侧灯之间保证不停车会车的安全宽度相加而得即 图5 9双线区间直线地段线间距 单位 mm 2 1700 100 400 4000 mm 2020 4 10 20 三线及四线区间的第二线与第三线的最小线路间距为5300mm 如图5 10所示 它是根据第二线与第三线问装有高柱信号机 且两线均通行超限货物列车确定的 即 2 2440 410 5290 mm 采用5300mm 图5 10多线区间直线地段线路间距 单位 m 各类铁路线区间线间距见表5 2 表5 2各类铁路线区间线间距 2020 4 10 21 二 曲线地段线路间距由于曲线地段外侧线路上的车体中部向曲线内侧偏移 内侧线路上的车体两端外角向曲线外侧偏移及相邻两曲线的超高度不同 如图5 11所示 若相邻两曲线线间距与直线地段的线间距相同 将会使处于曲线地段两列车间的净空较直线地段小 影响列车运行安全 图5 11车体间净空减小 2020 4 10 22 为了保证列车运行安全 使曲线地段两列车间的净空等于直线地段两列车间的净空 曲线地段线间距应适当加宽 其加宽量与曲线地段建筑限界加宽量相同 若曲线地段相邻两线路间设有建筑物或设备时 相邻线路间距应考虑曲线地段的建筑限界的内外侧加宽 分别计算出建筑物或设备的边缘距线路中心线的距离 再加上建筑物或设备的宽度 例5 2 图5 12中 i 道间设有宽为410mm的高柱信号机 且两曲线半径均为1000m 道外轨超高60mm i道外轨超高为40mm 试确定i 道间的线间距 图5 12曲线地段线间距计算 2020 4 10 23 解 信号机边缘距 道线路中心线的距离l2为 信号机边缘距 道线路中心线的距离l1为 道的线间距离为 2485 410 2625 5520 mm 若曲线地段相邻两线路问无建筑物或设备时 两曲线半径相同 最小线路间距可按下列两种情况计算确定 2020 4 10 24 1 外侧线路外轨超高大于内侧线路的超高 此时由于外侧线路上的车体内倾 在立面上车体上部间减少了两线间的净空 而内侧线路上的车体内倾 又增加了两线间的净空 因此 在计算曲线内侧加宽时 应减去内侧曲线超高造成的净空增加值 即 2 当内侧线路外轨超高大于或等于外侧线路的超高 此时内侧线路上的车体内倾加大增大了车体上部两线间的净空 即 曲线内外侧加宽共计 mm 式中r 曲线半径 m h 计算点自轨面算起的高度 mm h 外轨超高 mm 2020 4 10 25 复习思考题1 何谓机车车辆限界 其横向最大半宽和纵向最大高度从何处算起 各为多少 2 何谓建筑限界 分为哪几种 3 何谓安全空间 设置安全空间的目的是什么 4 直线建筑限界的横向最大半宽和纵向最大高度从何算起 各为多少 5 曲线地段建筑限界的内 外侧加宽量如何计算 6 曲线地段线路间距为什么要加宽 如何加宽 2020 4 10 26 第六章客运专线和高速铁路轨道 第一节客运专线和高速铁路轨道结构 一 高速铁路轨道结构 1 轨道结构标准铁路轨道结构等级与运输条件密切相关 在铁路运输发展的初期 速度 轴重 密度都处于较低水平 对轨道结构的要求以可靠性为主 等级划分则以年通过总质量为主 兼顾列车速度的要求 近年来发展的客运专线和重载铁路 对轨道结构提出了不同侧重的要求 客运专线以旅客运输为主 除要求极高的安全性和可靠性以外 对旅客舒适度提出了很高的要求 在轨道结构方面 则除了传统轨道不允许存在的长波不平顺以外 还对短波不顺作出了严格限制 为了达到这些要求 欧洲agc计划明确要求线桥设备采用统一标准 这些标准包括 2020 4 10 27 1 采用60kg m钢轨 长度2 6m轨枕 弹性扣件 硬质道砟的轨道结构 2 利用标准列车计算桥梁荷载 3 规定统一的列车速度和轴重 4 全部采用立体交叉 5 采用大号码道岔 直向过岔速度与区间正线一致 侧向过岔速度与连接的联络线一致 2020 4 10 28 2 轨道结构类型高速铁路轨道结构主要类型有有砟轨道和无砟轨道 有砟轨道是铁路的传统结构 它具有弹性良好 价格低廉 更换与维修方便 吸噪特性好等优点 但随着行车速度的提高 其缺点也逐渐显现 首先 由于有砟轨道不均匀下沉产生的120hz以下频率范围的激振严重 轨道破损和变形加剧 从而使维修工作量显著增加 维修周期明显缩短 其次 有砟轨道的线路维修费用比无砟轨道高111 也就是说 有砟轨道的维修费用相当于无砟轨道的两倍 2020 4 10 29 除此以外 无砟轨道还具有使用寿命长 线路状况良好 不易胀轨跑道 高速行车时不会有石砟飞溅等优点 因此在国外高速铁路获得了越来越广泛的应用 其铺设范围已从桥梁 隧道发展到土质路基和道岔区 无砟轨道结构在高速铁路上的大量铺设已成为发展趋势 3 无缝线路无缝线路是由许多根标准长度的钢轨焊接成一定长度的长钢轨线路 无缝线路具有行车平稳 旅客舒适 节省接头材料 降低维修费用 延长线路设备和机车车辆使用寿命等优点 是铁路轨道结构的发展方向 各国铁路竞相发展无缝线路 高速铁路必须采用无缝线路 铺设无缝线路视频 2020 4 10 30 二 客运专线和高速铁路轨道结构的要求 客运专线和高速铁路有砟轨道在结构上与普通线路有砟轨道没有本质的差别 只是在部件性能 技术水平和养护维修等方面标准更高 要求更严 1 稳定的轨道结构铁路轨道结构是连续的长大工程结构物 在客 货混运的条件下 既要保证客车较高运行速度对轨道高平顺性的要求 同时又要满足货车较大轴重对轨道重型化的要求 而货车较大轴重又时刻破坏着轨道的平顺性 威胁着客车的安全 寻求这样一个平衡点 对轨道结构而言 就是结构和部件的强化和优化 在高速铁路条件下 轨道结构的设备和材质都有了更高的要求 轨道各部件的静力强度已不是对轨道整体结构承载能力起控制作用的因素 2020 4 10 31 但是 高速铁路轨道在不稳定重复荷载作用下 其承载能力却不一定能满足高速行车的要求 它的破坏形式主要表现为在列车荷载反复作用下 轨道各部件的疲劳折损 轨道整体结构残余变形积累超限 普通铁路的轨道结构 与一般工程结构的显著差别是在运用条件下能够进行个别折损部件的更换和整体结构残余变形的校正 轨道结构的工作过程是一个边工作 边折损更换 边变形维修的过程 但客运专线和高速铁路的轨道结构 必须保证最高程度的稳定 2020 4 10 32 2 平顺的运行表面为保证高速行车的需要 轨道必须为列车提供平顺的运行表面 轨道的不平顺从结构上大约可以分为三种类型 即结构不平顺 附加不平顺和动态不平顺 从波长区分则有长波不平顺和短波不平顺 结构不平顺是指由于轨道结构及部件固有的不平顺 如钢轨表面由于轧制工艺造成的钢轨垂向弯曲 焊缝凸凹不平 轨道铺设和整道时形成的不平顺 附加不平顺是指在运行过程中由于各种原因形成的不平顺 如钢轨表面不均匀磨耗 钢轨踏面剥离掉块 有砟轨道因道砟飞溅在轨面辗压形成的轨面伤损 钢轨弹性垫层破损等 动态不平顺是指在列车运行中产生的不平顺 动态不平顺一般有两种情况 一种是轨道弹性不匀和荷载波动 轮轨接触点轨迹呈波浪形 另一种是存在暗坑掉板和道床不均匀的弹性下沉 这两种不平顺只有在动态情况下才会表现出来 这种动态不平顺增大了列车运行中的冲击和振动 2020 4 10 33 3 良好的轨道弹性客运专线和高速铁路轨道结构具有良好的弹性是十分重要的 轨道具有良好的弹性 不仅可以使轨道具有较强的振动与抗冲击能力 而且有利于减少噪声干扰 因此轨道结构良好弹性是各国高速铁路追求的目标 轨道结构弹性良好包括两方面的含义 一是为高速行车引起的振动起到 吸振 作用的足够的弹性 二是沿轨道纵向弹性的均匀性 4 可靠的轨道部件勿庸置疑 客运专线和高速铁路轨道结构是极为重要的工程结构 要求其具有极高的安全可靠性 对组成轨道结构的各部件自然也提出了极严格的性能和质量要求 2020 4 10 34 在列车运行荷载作用下 轨道结构及其部件产生应力和变形 不同的轨道结构 整体结构和各部件的应力和变形有很大的差异 由于运输条件的变化和轮轨关系都具有很强的随机性 轨道在一定的运输条件下安全地完成规定任务的概率 即系统的可靠度 应该达到规定的要求 轨道的破损表现为轨道整体结构变形和轨道部件折损 轨道整体结构变形包括弹性变形和永久变形 轨道的永久变形不仅影响列车的平稳运行 而且当这种变形积累到一定程度后 还将大大削弱线路的强度和稳定性 威胁行车安全 轨道结构和一般工程结构的显著差别是在运营条件下 要随时消除这些永久变形 对高速铁路来讲 轨道变形的速率应非常缓慢 而一旦发生永久变形 必须及时消除 为保证列车安全 可靠运行 对轨道结构应具备的状态和各部件的关系都规定了严格的技术标准 2020 4 10 35 轨道结构在运行中除要确保轨道部件的可靠性外 各部件的良好整合也是十分重要的 轨道结构是由不同形状 不同材料组成的 在承爱各种力的作用时表现出不同的功能 但它们的工作状态又都是互相关联的 例如钢轨扣件是把钢轨固结在轨枕上的部件 它既要有足够的扣压力使钢轨和轨枕形成整体 同时又要与轨下垫层有良好的配合 二者之间的弹性必须一致 如果工作性能不匹配或任何一个部件损坏 都会改变其他部件的受力状态 从而破坏轨道结构的整体性和工作性能 从这个角度分析 也可看出轨道部件安全可靠性对整个结构安全可靠性的重要作用 2020 4 10 36 5 便利的养护维修客运专线和高速铁路的轨道结构有有砟轨道和无砟轨道 结构的不同将带来养护维修方式的绝然不同 但从运营需要看 却具有一定的共同要求 1 养护维修方便客运专线和高速铁路轨道结构的重要特点之一是高可靠性 高速列车运行时 不允许出现任何超过技术标准的偏差 一旦出现则必须在第一时间内迅速处理 因此 在研究和配置轨道结构及部件时 就要考虑养护维修的方便 2020 4 10 37 2 天窗 维修制度高速行车的振动使轨道结构破坏加剧 随时会发生各种类型的变形和折损 线路修理就是要在一定的条件下 以保证线路通过能力为前提 以确保列车运行安全畅通为目的 将系统内 外各相关要素统一于有机集合体内 完成一个共同的任务 线路修理体系作为一个系统 总是相对地处在稳态过程 绝对地处于动态过程 它随时和整个运输系统内的其他子系统进行物质的 能量的和信息的交换 并适应环境的变化 每次的适应都标志着线路修理工作和运输工作的进步 高速铁路轨道修理工作是运输能力的一部分 在设计一条新线计算运输能力时就应预留足够的 天窗 根据各国高速铁路的实践 一般每天安排4 6h 2020 4 10 38 3 轨面平顺性客运专线和高速铁路要特别注意保持轨面的平顺性 研究表明 轨面不平顺 焊接接头不平顺 各种原因引起的轨面凸凹不平顺等 将使列车簧下质量产生共振 造成列车与轨道的振动及行车噪声的产生 影响行车平稳性和舒适度 4 长 短波不平顺既要重视轨面短波不平顺 也要重视线路长波不平顺给高速行车带来的影响 所谓长波不平顺是指波长20m以上的不平顺 高速铁路之所以要重视长波不平顺的不利影响 是由于某些波长的长波不平顺会引起列车的共振 从而恶化旅客乘坐舒适度 2020 4 10 39 第二节客运专线和高速铁路轨道结构 和普通轨道结构一样 高速铁路轨道结构也由钢轨 轨枕 扣件 道床 道岔等部分组成 这些力学性质绝然不同的材料承受来自列车车轮的作用力 它们的工作是紧密相关的 任何一个轨道零部件性能 强度和结构的变化都会影响所有其他零部件的工作条件 并对列车运行质量产生直接的影响 2020 4 10 40 因此 轨道结构是一个系统 要用系统论的观点和方法进行研究 钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力 并传向轨枕 轨枕承受钢轨传来的竖向垂直力 横向和纵向水平力后再将其分布于道床 并保持钢轨正常的几何位置 轮轨间的各种作用力通过轨枕和扣件的隔振 减振和衰减后传递给道床 使道砟重新排列 并将作用力扩散传递于路基 由于列车速度的提高给轨道结构的作用力与速度的n次方成正比 高速铁路的轨道必然比普通线路具有更高的安全性 可靠性和平顺性 为保证轨道结构的这些要求 轨道各部件的力学性能 使用性能和组成为结构的性能都比普通轨道部件高得多 2020 4 10 41 一 钢轨 1 客运专线和高速铁路对钢轨的要求 1 保证材质高纯净 提高钢轨可靠性 2 保证轧制高精度 提高钢轨质量 2 客运专线和高速铁路钢轨选材 1 钢种成熟在铁路运输的发展中 随着冶金水平的提高 各国钢轨基本形成适合各自国情的系列 欧洲高速铁路除德国为客货混运外 其他各国均为客运专线 速度高 轴重轻 因此基本按uic 国际铁路联合会 标准系列选用900a钢种 2020 4 10 42 2 强韧匹配高速铁路和重载线路的线路条件不同 运输环境也有很大的差异 而钢轨强韧性达到合理的匹配所选择的技术方案也是不同的 高速铁路线路平面条件好 轮轨接触应力相对于重载线路比较小 因此除特殊地段外 不必采用淬火轨 3 材质洁净钢轨材质内部洁净 有利于提高钢轨疲劳性能 可靠性能及使用寿命 是客运专线和高速铁路钢轨的最基本要求 2020 4 10 43 4 焊接优良无缝线路 由于消灭了钢轨接头 减少了列车在接头区的冲击与振动 不仅可延长轮轨部件的使用寿命 减少养护维修工作量 更重要的是能提供平滑的运行表面 降低牵引阻力 提高行车平稳性 所以高速铁路必须铺设无缝线路 钢轨具有良好的焊接性能是铺设无缝线路的基本条件之一 钢轨的焊接性能除表现为可焊性外 还应该具有焊后良好的机械性能 视频播放 2020 4 10 44 5 适用道岔道岔是线路结构的重要组成部分 又是线路的突出薄弱环节 道岔承受来自两个方向列车的作用 其钢轨件的技术性能应该比区间钢轨更好 如应具有良好的焊接性以实现道岔的无缝化 具有比区间钢轨更高的强度以延长道岔的使用寿命 具有更好的韧性以提高道岔的可靠性等 2020 4 10 45 3 选择钢轨断面从钢轨单位质量看 各国普遍的经验是 在大轴重 大运量的重载线路上应采用60 75kg m钢轨 在列车速度小于160km h的普通客运线路上采用50 60kg m钢轨 在列车运行速度超过160km h的线路上应采用60 65kg m钢轨 选择钢轨断面实质上是合理分配金属材料在轨头 轨腰 轨底的比例 主要考虑钢轨的刚度 稳定性 耐磨性和轮轨关系 为使钢轨具有足够的刚度 要适当增加钢轨高度 以保证钢轨有较大的水平惯性矩 同时为使钢轨具有足够的稳定性 在设计轨底宽度时应尽可能宽一些 为使刚度与稳定性有最佳的匹配 通常在设计钢轨断面时控制轨高与轨底之比 即h b 一般h b控制在1 15 1 248 2020 4 10 46 四 钢轨定尺长度由于钢轨定尺长度较小 在钢轨矫直过程中存在矫直盲区 钢轨端部出现硬弯 另外 钢轨焊接接头较多 始终是线路上的薄弱环节 目前 国外钢轨制造技术比较先进的国家纷纷进行钢轨长定尺生产的技术改造 长定尺钢轨得到广泛应用 对高速铁路而言 钢轨定尺长度越长 对确保高平顺性的轨道越有利 德国 蒂森 奥地利 奥钢联 出厂的钢轨长度可达120m 法国 哈亚士 为80m 日本 nsc nkk 为50m 我国几个生产钢轨的工厂经过技术改造 都可以达到生产100m定尺长度钢轨的能力 2020 4 10 47 二 无砟轨道 无砟轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道砟道床而组成的轨道结构形式 由于无砟轨道具有轨道平顺性高 刚度均匀性好 轨道几何形位能持久保持 维修工作量显著减少等特点 在各国铁路得到了迅速发展 特别是高速铁路 一些国家已把无砟轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广 并取得了显著的经济效益和社会效益 无砟轨道施工视频 2020 4 10 48 无砟轨道的结构形式如下 1 长枕埋入式长枕埋入式无砟轨道由混凝土枕 混凝土道床板和混凝土底座组成 如图6 1所示 其结构内没有易受环境或温度的橡胶 乳化沥青等材料 结构整体性和耐久性较好 混凝土枕制造和现场灌筑凝土的技术和设备均是成熟 配套的 采用我国较成熟的 钢轨支撑架 法 自上而下 施工 能适应曲线区段超高 超高顺坡和竖曲线区段顺坡等的铺设要求 道床板分块长度与桥梁跨度的匹配较为灵活 轨道维修主要是扣件涂油 调整等少量作业 图6 1桥上长枕埋入式无砟轨道结构 单位 mm 2020 4 10 49 道床板和底座均为就地灌筑而成 故现场施工量较大 施工进度相对较慢 如秦沈客运专线的日进度仅为30 50m 混凝土表面为人工抹面成形 外观平整度不如板式 如在道床板下设弹性垫层 则施工较为复杂 2020 4 10 50 2 板式板式无砟轨道由预制的轨道板 ca砂浆填充层 混凝土底座和轨道板之间的凸形挡台组成 如图6 2所示 其轨道结构高度低 白重轻 可减小桥梁的二期恒载 轨道板为预制件 质量容易控制 现场的施工量少 施工进度较快 ca砂浆的灌筑日进度可达200m 对需要减振的地段 采用减振型轨道板 因在工厂已完成板下弹性垫层的粘贴 故不增加现场的作业量和难度 道床外表美观 轨道稳定 维修工作量少 图6 2桥上板式无砟轨道结构 2020 4 10 51 3 弹性支承块式弹性支承块式无砟轨道由弹性支承块 混凝土支承块 块下弹性垫层和橡胶靴套 混凝土道床板和混凝土底座组成 其结构组成与长枕埋入式相似 由于支承钢轨部分采用弹性支承块 轨道的垂直刚度由轨下和块下双层弹性垫板提供 通过双层垫板刚度的合理选择 使轨道的刚度满足使用要求 橡胶靴套提供了轨道的纵 横向弹性变形 使轨道在承载 动力传递和能量吸收方面更接近于有砟轨道 产生低振动的效应 2020 4 10 52 三 轨枕 轨枕是轨道结构的重要部件 它承受来自钢轨的各种作用力 并弹性地将作用力传布于道床 同时有效地保持轨道的轨距 方向和位置 世界高速铁路有砟轨道正线全部采用混凝土枕 我国既有铁路干线绝大部分铺设了混凝土枕 高速铁路则要求全部采用混凝土枕 混凝土枕的主要优点 纵横向阻力大 能提供足够的稳定性 可以满足高速铁路的要求 轨枕承载能力可以根据不同的高速运行条件进行设计 使之满足长期使用的耐久性要求 由于高速运行的平顺性 舒适性要求 高速铁路必然铺设无缝线路 理论计算和经验都表明 混凝土枕及其钢轨扣件的性能完全能够满足无缝线路的需要 寿命长和维修工作量小等 2020 4 10 53 世界各国客运专线和高速铁路有砟轨道的技术发展表明 整体式和双块式混凝土轨枕形式都可以满足高速运行在承载能力 耐久性和稳定性等方面的使用要求 从前面的介绍可以看出 我国近50年发展应用的轨枕形式与大多数国家一样采用整体式预应力混凝土枕 建立了一整套关于轨枕设计 制造 铺设 养护管理等的体系 以及规程 技术条件 验收标准 质量监管等技术保障 从ii型枕的发展过程可以看出 我国混凝土枕技术从总体上看是基本成熟的 因此在高速铁路有砟轨道的轨枕选型应该是整体式轨枕 2020 4 10 54 四 扣件 扣件是联结构钢轨和轨枕使之形成轨排的部件 在保证轨道稳定性 可靠性方面起着重要作用 高速铁路的扣件除了应具有普通钢轨扣件所具有的一切性能外 还应具有保持轨距能力强 足够的防爬阻力 良好的减振性能 零部件精度高 可靠性好 结构简单 养护维修工作量小 绝缘性能好等许多特殊的功能 2020 4 10 55 2 弹条 型扣件图6 3为弹条 型扣件组装图 弹条 型扣件也是为满足我国铁路向高速 重载方向发展而新研制的一种无螺栓式扣件 该扣件是一种全新的结构 利用预埋于轨枕中的铁件保持轨距 承受横向力并固定弹条 以弹条扣压钢轨 尼龙块作为绝缘部件并用于调整轨距 其弹条用 20的60si2mn热轧圆弹簧钢制作 初始扣压力11kn 弹程13mm 具有很强的保持轨距的能力 这种形式的扣件零部件少 装卸简便 养护维修工作量小 由于扣件为无螺栓式扣件 因此扣件组装好后无须进行涂油作业 这些都非常适于高速后的大型养路机械作业 2020 4 10 56 图6 3弹条 型扣件1 弹条 2 预埋件 3 绝缘轨距块 4 橡胶垫板 2020 4 10 57 五 道床 道床是轨道结构的重要组成部分 散粒体道床不仅要承受轨枕传递的各种力的作用 保持轨道结构的稳定性 而且要便于进行养护 对高速铁路而言 散粒体道床的这些作用显得尤为重要 双线双层道床横断面 1 道床结构 1 双层式道床结构双层式道床结构是指在道床断面图上明显地标出由碎石道砟构成的道床面砟层和由砂 砾组成的道床垫砟层 2 单层式道床结构单层式道床结构是指在道床断面图上 只标出碎石面砟层为道床 在碎石面砟层下面并不标出垫砟层 双线单层道床横断面 2020 4 10 58 2 道床断面 1 道床厚度土路基上的道床厚度传统上是根据土路基的承受允许应力条件经计算确定出的一个最小道床厚度 近年来的研究 特别是在高速铁路方面的研究表明 足够的道床厚度也是提供合