无碴轨道相关工程

1、无碴轨道相关工程 无碴轨道相关工程n主要内容：主要内容：n无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程n无碴轨道桥梁工程无碴轨道桥梁工程 n无碴轨道过渡段无碴轨道过渡段n 无碴轨道轨道电路无碴轨道轨道电路 n无碴轨道的噪声与振动无碴轨道的噪声与振动n 无碴轨道相关工程n无碴轨道的设计，是铁道工程设计的一部分。无碴轨道的设计应该与线路的总体规划，线路纵断面、横断面设计一起考虑，在设计中充分体现无碴轨道的良好性能。同时，无碴轨道的设计应该是轨道结构、支承结构、排水、通信信号、地基基础、接触网等的系统设计，而不仅仅是轨道结构的设计。无碴轨道与相关铁道工程的过渡，需要考虑刚度的渐近过渡，避免刚度的突变引起跳车现象

2、。本章主要介绍无碴轨道对相关铁道工程设计的影响。无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程n列车以100km/h以下速度行驶时，不会产生很高的动应力，当列车速度达到300km/h时，道床承受的动应力可比100km/h时提高50%。n无碴轨道的高平顺性和少维修等一系列优点已被国内外的实践所证实，因而得到了大力的推广。但是，由于受调整能力的限制，无碴轨道对沉降变形特别敏感，工后沉降或不均匀沉降过大是导致路基铺设无碴轨道失败的主要原因，而地基的不确定性也是潜在的风险。因此，沉沉降变形的控制和规避地基地质条件降变形的控制和规避地基地质条件的风险是路基上铺设无碴轨道的关键。列车速度与纵向长度上的竖向允许位移关系曲

3、线列车速度与纵向长度上的竖向允许位移关系曲线 无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程n不适合铺设无碴轨道的地质条件（德国）n1、路基的工后残余变形量大于扣件允许的运营调整量减去轨道结构变形校正余量差值的4倍以上，或不能排除该下沉量的路基上，不应铺设无碴轨道。n2、在不能清楚掌握沉陷危险（如地质构造的活动带、矿山开采下沉区等）或可能出现不均匀隆起（如干旱区的路堑）的路基上，也不应铺设无碴轨道。n3、地下水位较高，对路基的稳定和沉降有不良影响时，规定在地下水位高于钢轨顶面以下1.5m的地段不应铺设无碴轨道。无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程对地基承载力的要求：德国和法国规范要求，地基的弹性模量Ev245M

4、N/m2时才能施作上面的垫层。日 本 规 范 要 求 ， 路 堑 的 地 基 基 数K30110MN/m3，路堤砂质土标准贯入基数N20，亚粘土和亚砂土的标准贯入基数N4时，才能施作上面的垫层。无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程n地质勘察要求（地质勘察要求（遂渝线）遂渝线）n沿线路布置地质勘察横断面，间距不大于50m，在过渡段或复杂地段应适当加密并进行纵断面勘察。勘察横断面上的地质点不应少于3个。地质勘察采用综合勘探技术。无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程n沉降控制n对于调高量为30mm的扣件，如果允许在施工中调高6mm和4mm，那么只剩20mm可以调整，再考虑轨道结构变形要留有5mm的余量，实际

5、留给运营部门的可用于路基沉降调整的仅为15mm。这是局部调整的极限。对于20m范围内的情况，德国规范的规定可以到20mm。对于更大范围的均匀沉降，德国的经验是可为扣件运营可调整范围的3倍，德国规范规定为扣件可调整范围的2倍，也就是30mm。过渡段沉降的逐渐过渡和折角的要求也在于控制不均匀沉降。德国铁路技术规范对轨道精度的要求德国铁路技术规范对轨道精度的要求( (包括科隆包括科隆- -莱因莱因/ /美美茵新建线施工控制标准茵新建线施工控制标准) )无碴轨道路基工程无碴轨道路基工程n日本铁路对路基沉降的认识n1972年:要求路基的固实程度在最大干燥密度的90%以上，路堤的圆锥支承力在500kN/m

6、2以上。n1982年:将路堤分为上部路堤和下部路堤，其固实程度用K30表示。其标准为：上部路堤K30110 MN/m3，下部路堤K3070 MN/m3，路 堤 与 结 构 过 渡 段 的 级 配 碎 石 固 实 程 度K30150MN/m3。n1997年在路堤材料、施工管理方面，无碴轨道比有碴轨道有更严格的规定。项目限制值路 基挠 曲量荷载条件路基挠曲量 (m)备注机车荷载L/800L：按照简支梁的挠曲假设时的假设跨度(m)电动列车内燃机车荷载列车速度(km/h)v100L/700100v130L/80013050m时，无碴轨道铺设后的徐变上拱度不应大于L/5000，且不得大于20mm。客运专

7、线无碴轨道铁路设计指南客运专线无碴轨道铁路设计指南n3 高墩桥梁、大跨度桥梁应考虑结构长期变形对无碴轨道平顺性的影响。必要时，应把扣件无法调整的长期变形（上拱或下挠）作为轨道附加不平顺进行车桥耦合分析检算。对于等跨布置的简支梁长桥，尚应考虑梁端变形引起的钢轨局部隆起对列车舒适性、安全性的不利影响。客运专线无碴轨道铁路设计指南客运专线无碴轨道铁路设计指南n4 梁缝两侧的钢轨支点竖向相对位移不应大于1mm。设有纵向坡度的桥梁应考虑由于活动支座纵向水平位移引起的梁缝两侧钢轨支点间的相对竖向位移。客运专线无碴轨道铁路设计指南客运专线无碴轨道铁路设计指南n梁体横向变形的限值应符合下列规定：n1 梁缝两侧

8、的钢轨支点横向相对位移不应大于1mm。n2 对于高墩桥梁、大跨桥梁，尚应考虑日照、温差等因素对结构横向变形的影响。必要时，应将这种变形作为附加轨道不平顺进行车桥耦合分析计算。客运专线无碴轨道铁路设计指南客运专线无碴轨道铁路设计指南n由于结构各种变形引起的梁缝两侧或梁体与路基两侧扣件的附加上拔力和弹性垫板附加压应力不应超过规定的限值。n墩台基础的沉降量按恒载计算，其工后沉降量应符合下列规定：n墩台均匀沉降量20mm；n相邻墩台沉降量之差5mm无碴轨道过渡段无碴轨道过渡段 n原则：刚度渐进过渡n类型：n1、轨道间过渡：加过渡轨、加硬泡沫板 n2、基础间过渡：n3、轨道间+基础间秦沈客运专线有碴轨道

9、与无碴轨道间的过渡辅助轨 路基上博格板式轨道与有碴轨道过段设置路基上博格板式轨道与有碴轨道过段设置德国铁路长桥过渡段韩国路隧过渡段路桥过渡段（客运专线无碴轨道铁路设计指南客运专线无碴轨道铁路设计指南 ）n正梯形部分：水泥稳定级配碎石（掺35%水泥）倒梯形的过渡段：采用A、B组填料。n过渡段总长度不小于4倍桥台后路堤高度，且不得小于20m。n过渡段范围内的基床表层：级配碎石掺35%水泥。路堤与横向结构物连接处过渡段设置路堤与横向结构物连接处过渡段设置m路堤与路堑过渡段路堤与路堑连接处应设置过渡段。路堤与硬质岩路堑连接处过渡段采用水泥稳定级配碎石（掺加35%水泥）填筑；路堤与土质及软质岩路堑连接处

10、采用台阶方式过渡并回填与路堤相同的填料，压实标准应符合规定。台阶顶部应设置横向排水盲沟。过渡段范围内的基床表层级配碎石掺35%水泥。客运专线无碴轨道铁路设计指南客运专线无碴轨道铁路设计指南半填半挖过渡段半填半挖路基在靠山侧根据岩层情况换填1.02.3m。过渡段的设置类似于路堤路堑过渡段，硬质岩半填半挖过渡段采用水泥稳定级配碎石（掺35%水泥）填筑；土质及软质岩路堑连接处过渡段采用台阶方式过渡并回填与路堤相同的填料，压实标准应符合规定。土质及软质岩半填半挖路基横断面示意图 硬质岩半填半挖路基横断面示意图 无碴轨道过渡段无碴轨道过渡段n道岔区过渡：n道岔区与区间无碴轨道过渡的主要问题在于降低道岔区

11、基础刚度，较好的方法是采用硫化弹性基板，在道岔区分别设置不同刚度的高弹性基板是解决道岔区减振、限位的良好途径。无碴轨道轨道电路 n无碴轨道对谐振式轨道电路的影响：n1、影响谐振式轨道电路的传输特性n2、衰耗量仍比有碴轨道情况下大得多。n3、电气绝缘节的分流损比有碴轨道大。n4、电路传输长度短 n原因：钢筋网与轨道电路存在磁感应 标准：无碴轨道的道床漏泄电阻不得 低 于2.0km；钢轨阻抗的电感偏差不大于-5%，交流有效电阻偏差不大于+15%。 轨道电路钢轨阻抗值频率（Hz）1700200023002600有 效 电 阻 不 大 于（/km）1.351.501.651.79电感不小于（mH/km

12、）1.251.241.241.23当采用轨道电路时，无碴轨道应采取相应措施，使轨道电路钢轨阻抗值符合表规定。 无碴轨道轨道电路n改进的主要技术措施：钢筋结构做绝缘化处理，尽量减少或消除无碴轨道钢筋结构中纵向钢筋和横向钢筋所构成的闭合回路 。n其它措施：增加轨下至铁垫板间的橡胶垫板厚度及在弹条与钢轨之间加设尼龙轨距块 纵向钢筋每纵向钢筋每10m10m做一次隔断做一次隔断 横向钢筋与纵向钢筋绝缘横向钢筋与纵向钢筋绝缘无碴轨道钢筋绝缘试验结构无碴轨道钢筋绝缘试验结构无碴轨道的噪声与振动无碴轨道的噪声与振动n运行速度200km/h：噪声级为7385dBA，n运行速度300km/h： 8092dBAn

13、各国铁路环境噪声限值各国铁路环境噪声限值国家评价量铁路类型限值（dB）测点位置依据或发布部门中国Leq既有铁路昼70/夜70距铁路外轨30m处GB125251990铁路边界噪声限值及其测量方法日本Lmax新干线75室外日本环境厅法国Leq,12h高速铁路65室外法国国家环境保护部德国Lmax高速铁路88（250km/h）89（280km/h距铁路中心线25m处城际特快列车IEC的技术要求瑞典Leq,24h既有铁路75室外 注：Leq为等效声级；Lmax为最大声级；Leq,12h为12小时等效声级； Leq,24h为24小时等效声级。各国铁路环境振动限值各国铁路环境振动限值国 家限值（dB）依据或发布部门中 国86“京沪高速铁路环境影响预评价”研究提出的建议值中 国80GB100701988 城市区域环境振动标准日 本90日本环境厅国际铁路联盟86ORE报告提出的建议值挪 威83.591OsloGardermoen铁路的设计要求 无碴轨道的噪声与振动无碴轨道的噪声与振动n控制措施：n1、开发防振型轨道板n2、在线路