高速铁路轨道结构高速铁路轨道施工维护课件

任务1：有砟轨道结构课时

目标：学生能够认识有砟轨道的结构，了解轨道结构的组成，掌握轨道六个组成部分的连接方式和各部分的主要作用。

知识点一、有砟轨道组成轨道是铁路线路的组成部分，这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。作为一个整体性工程结构，轨道铺设在路基之上，起着列车运行的导向作用，直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下，它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。

知识二、钢轨

1．钢轨功用与特性钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量，并引导列车的运行方向。以编组60辆60吨敞车的车列为例，其载重加自重就有5000吨左右，更不用说那些万吨甚至十几万吨的重载列车。如此巨大的压力首先就落在钢轨的双肩上，可见钢轨必须具备足够的强度、稳定性和耐磨性。钢轨断面2．钢轨断面形状

钢轨断面形状为工字形，由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。这个看似简单的工字，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。3．钢轨分类

钢轨的类型通常以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重，它所承受的荷载越大。世界上第一条铁路的钢轨为18kg/m，最重的钢轨在美国，重达77kg/m。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。为了提高线路的通过能力，我国铁路正逐步淘汰小重量钢轨，主要线路一般铺设60kg/m或75kg/m的重型钢轨。

另外钢轨按厂制钢轨长度的不同可分为：标准轨：12.5m和25m缩短轨：12.5m轨缩短量为40、80、120mm25m轨缩短量为40、80、160mm

按材质的不同可分为：碳素轨、合金轨、淬火轨。按强度的不同可分为五级：850、900、1000、

1200、1300MPa。按货源可分为：国产轨、进口轨、试验轨。4.预留轨缝计算为适应钢轨热胀冷缩的需要，在钢轨接头处要预留轨缝。预留轨缝应满足如下的条件：

1．当轨温达到当地最高轨温时，轨缝应大于或等于零，使轨端不受挤压力，以防温度压力太大而胀轨跑道；

2．当轨温达到当地最低轨温时，轨缝应小于或等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防止接头螺栓拉弯或拉断。构造轨缝是指受钢轨、接头夹板及螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大缝隙值。《铁路线路修理规则》规定普通线路预留轨缝计算公式为：式中a0——换轨或调整轨缝时的预留轨缝(mm)；

——钢轨线膨胀系数，

=0.0118(mm/m℃)；

L——钢轨长度(m)；

t0——换轨或调整轨缝时的轨温，

ag——构造轨缝，38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m钢轨均采用ag＝18mm。

tz——当地中间轨温(℃)；例题：兰州地区最高轨温为59.1℃，最低轨温为-23.3℃，若铺设25m长的60kg/m钢轨，采用10.9级螺栓，试计算在20℃铺设时的预留轨缝。解：(1)(2)=8.4mm

取a0=8mm℃

最高、最低轨温差不大于85℃地区，在按上式计算以后，可根据具体情况将轨缝值减小1～2mm。

25m钢轨铺设在当地历史最高、最低轨温差大于100的地区时，应个别设计。铺设12.5m钢轨地段，不受年轨温差限制。25m钢轨地段，更换钢轨或调整轨缝时的轨温限制范围为(tz+30℃)～(tz-30℃)；最高、最低轨温差不大于85℃地区，如将轨缝值减小1～2mm，轨温限制范围相应地降低3℃～7℃。

知识点

三、轨枕

轨枕承受来自钢轨的各向压力，并弹性地传布于道床，同时，有效地保持轨道的几何形位，特别是轨距和方向。轨枕应具有必要的坚固性、弹性和耐久性，并能便于固定钢轨，有抵抗纵向和横向位移的能力。

1．木枕轨枕起先采用木材制造，木材的弹性和绝缘性较好，受周围介质的温度变化影响小，重量轻，加工和在线路上更换简便，并且有足够的位移阻力。经过防腐处理的木枕，使用寿命也大大延长，在15年左右。

随着森林资源的减少和人们环保意识的增强，当然也因为科学技术的发展，上世纪初，有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕，以代替枕木。然而，因为钢枕的金属消耗量过大，造价不菲，体积也笨重，没有推广开来，只有德国等少数国家还在使用。而许多国家从上世纪50年代起，开始普遍生产钢筋混凝土轨枕。2．混凝土枕钢筋混凝土轨枕使用寿命长，稳定性高，养护工作量小，损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线路上，钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%，因此，尤其适用于高速客运线。

轨枕因应用范围不同，长度也不同。在我国，普通轨枕长度为2.5m，道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕，长度有2.6~4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的，一般而言，在1440~1840根之间。不言而喻，轨枕数量越多，轨道强度越大。混凝土枕按使用部位的不同，可分为普通混凝土枕、混凝土岔枕及混凝土桥枕三种。我国铁路使用的普通混凝土枕又分为：

Ⅰ型轨枕、Ⅱ型轨枕、Ⅲ型轨枕。新Ⅱ型轨枕Ⅰ型轨枕新Ⅱ型轨枕S-Ⅱ型预应力混凝土轨枕

762型预应力混凝土轨枕ⅡZQ－C型桥枕

左：铁路预应力混凝土枕右：岔枕系列IIIa型枕IIIa型枕IIIb型枕IIIb型枕

3．轨枕间距轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关。轨枕根数应根据运量、行车速度及线路设备条件确定，并和钢轨及道床等综合考虑，合理配套，以求在最经济的条件下，保证轨道具有足够的强度和稳定性。轨枕密一些，道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力都可小一些。同时使轨距、方向易于保持，对行车速度高的地段尤为重要。但也不能太密，太密则不经济，而且净距过小，也会在一定程度上影响捣固质量。

我国铁路规定，对木枕轨道，每公里最多为1920根，混凝土枕为1840根；每公里最少均为1440根。轨枕的级差为每公里80根。符合下列条件之一的地段，正线轨道应加强，每公里铺枕根数外，对混凝土枕每公里增加80根，木枕增加160根，当条件重合时，只增加一次，但不能超过前述允许最大铺设数量。

1．在木枕或Ⅱ型砼枕R≤800m的曲线地段；

2．坡度大于12‰的下坡制动地段；

3．长度大于等于300m的隧道内线路。

普通轨道上，钢轨接头处车轮的冲击动荷载大，接头处轨枕的间距应当比中间间距小一些，且从接头间距向中间间距过渡时，应有一个过渡间距，以适应荷载的变化，如图所示。每节钢轨下轨枕间距应当满足：a＞b＞c。接头轨枕间距一般是给定的：对于50kg/m及以上钢轨，木枕接头间距为440mm，混凝土枕接头间距为540mm。

轨枕布置示意图轨枕间距计算过程：设代入上式，得(2)

将(2)式代入(1)式，求得b

值：(3)

根据式(2)算出的轨枕间距a取整，然后代入式

(3)求得应有的b值。对于无缝线路，轨枕间距应均匀布置。由图可知：(1)4．混凝土宽枕

4.1特点混凝土宽枕是一块预制的混凝土板，与混凝土枕外形相似，又称轨枕板。其制造工艺与混凝土枕基本相同。宽枕长度与普通混凝土枕长度相同，均为2.5m，而宽度约为后者的两倍。宽枕由于宽度较大，直接铺设在预先压实的道床面上，在制造中对其厚度的控制要求较严格。混凝土宽枕在道床上是密排铺设，每公里铺

1760块，每块枕上安装一对扣件，由钢轨传来混凝土宽枕的力处于宽枕轴线的对称位置，可避免荷载的偏心。宽枕由于宽度较大，在纵横两个方向上都有弯矩作用，是一块支承在弹性基础上的板。

4.2混凝土宽枕与普通枕比较有以下优点

1．宽轨枕宽55cm，支承面积较混凝土枕大一倍，使道床的应力大为减少。同时，每块宽枕的质量为500kg左右，可以减小道床的振动加速度，使道床的变形减小，残余变形积累过程延缓，轨道几何形位易于保持，整个轨道结构得到加强。

2．轨枕与道床接触面上的摩阻力增大，提高了轨道的横向稳定性，道床阻力增加约80％，有利于铺设无缝线路。

3．宽轨枕密排铺设，枕间空隙用沥青混凝土封塞，把道床顶面全部覆盖起来，防止雨水及脏污侵入道床内部，从而有效地保持道床的整洁，延长道床的清筛周期。

4．宽轨枕轨道的维修养护工作量很少，仅为混凝土枕轨道的1/2～1/4，从而减轻和改善了养护工作条件，减少作业次数，节省养护费用。再由于养护维修作业基本上可在轨道两旁进行，对行车干扰较少，比较适合于运输繁忙的铁路上使用。

5．宽轨枕轨道外观整洁美观。4.3混凝土宽枕类型及铺设要求

1．要求路基坚实稳定，排水畅通，没有翻浆冒泥等病害，采用碎石道床，由底、面两层组成，道碴材料要求坚硬耐磨，道床要分层夯实整平；混凝土宽枕端部埋入道床深度为8～10cm，其中部60cm范围内，道床顶面应低于枕底5～10cm。

2．混凝土宽枕轨道的弹性、道床断面尺寸、排水方式等方面与其他结构形式的轨道不同，因此，与其他轨道连接时必须设置过渡段：与木枕轨道连接时，应用长度不短于25m的混凝土枕轨道过渡；与混凝土枕连接时，要求有5块混凝土宽枕伸入混凝土枕轨排内；混凝土宽枕轨道通过明桥面时，宽枕可直接铺到明桥面桥头双枕前。

知识点四、联结零件钢轨联结零件包括接头联结零件和中间联结零件。

1．钢轨接头联结零件钢轨接头联结零件是由夹板、螺栓、弹簧垫圈等组成。其作用是在接头处把钢轨连接起来，使钢轨接头部分具有与钢轨一样的整体性，以抵抗弯曲和位移。接头处还要满足钢轨伸缩的要求。接头夹板形状接头螺栓布置形式

2．钢轨接头形式轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。接头处轮轨动力作用大，养护维修工作量大，接头是轨道结构的薄弱环节之一。接头的联结形式按其相对于轨枕位置，可分为悬空式和承垫式两种。按两股钢轨接头相互位置来分，可分为相对式和相错式两种。我国一般采用相对悬空式，两股钢轨接头左右对齐，同时位于两接头轨枕间。右图：轨头压溃飞边左图：接头钢轨断裂悬空式承垫式相对式相错式4.1钢轨接头普通导电接头加强接头胶接绝缘接头异型钢轨异型接头哈克紧固件伸缩接头3．钢轨与轨枕联结零件钢轨与轨枕间的联结是通过中间联结零件实现的。中间联结零件也称扣件，要求具有足够的强度、耐久性和一定的弹性，使能长期有效地保持钢轨与轨枕的可靠联结，阻止钢轨相对于轨枕的移动，并能在动力作用下充分发挥其缓冲减震性能，延缓轨道残余变形积累。此外，还应构造简单，便于安装及拆卸。图5-12“K”式扣件1-螺纹道钉；2-扣轨夹板；3-底脚螺栓；4-垫板；5-木片；6-弹簧垫圈。岔区轨撑及扣板式扣件图

混合式扣件扣板式扣件弹条I型扣件由ω形弹条、螺旋道钉、轨距挡板、挡板座及弹性橡胶垫板等组成左图弹条Ⅱ型扣件弹条Ⅲ型扣件单开道岔布置图知识点七：道岔结构

可动心轨（提速）道岔60kg/m12#可动心轨单开道岔

60kg/m9#提速道岔60kg/m18#高速道岔60kg/m30#高速道岔60kg/m38#高速道岔60kg/m12#同侧曲线道岔

双开道岔为Y形，即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。

三开道岔如同Ψ形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。

复式交分道岔像X形，实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。

除此而外，还有一种交叉设备，通常使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。

复式交分道岔相当于两组对向铺设的单开道岔，实现不平行股道的交叉。

如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来，就是交叉渡线。（一）单开道岔构造单开道岔由转辙器、辙叉及护轨、连接部分和岔枕组成。

1、转辙器转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。1234基本轨、尖轨

(1)基本轨

基本轨是用一根12.5m或25m标准断面的普通钢轨制成。(2)尖轨

尖轨是转辙器中的重要部件，依靠尖轨的扳动，将列车引入正线或侧线方向。尖轨在平面上可分为直线型和曲线型。

尖轨与基本轨的贴靠方式通常有两种，即贴尖式与藏尖式。

当采用矮型特种断面钢轨加工尖轨时，一般在轨头下腭轨距线以下作1:3的斜切，使尖轨尖端藏于基本轨的轨距线之下，形成藏尖式结构。

贴尖式尖轨

藏尖式尖轨

尖轨与导曲线钢轨连接的一端称尖轨跟端。尖轨的跟部结构必须保证尖轨能根据不同的转辙要求在平面上左右摆动，又要坚固稳定，制造简单，维修方便。我国的道岔主要采用间隔铁鱼尾板式和弹性可弯式跟端结构。间隔铁鱼尾板式跟端结构2、转辙器上的零、配件（1）滑床板在整个尖轨长度范围内的岔枕面上，有承托尖轨和基本轨的滑床板。滑床板有分开式和不分开式两类。不分开式用道钉将轨撑、滑床板直接与岔枕联结；分开式是轨撑由垂直螺栓先与滑床板联结，再用道钉或螺纹道钉将垫板与岔枕联结。尖轨放置于滑床板上，与滑床板间无扣件联结。

（2）轨撑轨撑可以防止基本轨倾覆、扭转和纵横向移动，安装在基本轨的外侧。它用螺栓与基本轨相连，并用两个螺栓与滑床板连结。轨撑有双墙式和单墙式之分。提速道岔中由于扣件扣压力足够大，未设轨撑。

（3）顶铁尖轨刨切部位紧贴基本轨，而在其它部位则依靠安装在尖轨外侧腹部的顶铁，将尖轨承受的横向水平力传递给基本轨，以防止尖轨受力时弯曲，并保持尖轨与基本轨的正确位置。

（4）各种特殊形式的垫板如铺设在尖轨之前的辙前垫板和之后的辙后垫板；铺设在尖轨尖端和尖轨根端的通长垫板；为保持导曲线的正确位置而设置的支距垫板等。

（5）道岔拉杆和连接杆道岔拉杆连接两根尖轨，并与转辙设备相连，以实现尖轨的摆动，故又称为转撤杆。连接杆为连接两根尖轨的杆件，其作用是加强尖轨间的联系，提高尖轨的稳定性。

（6）转辙机械最常用的道岔转换设备的种类有机械式和电动式。若按操纵方式分类，则有集中式和非集中式两类。机械式转换设备可为集中式或非集中式，电动式转换设备则为集中式。道岔转换设备必须具备转换(改变道岔开向)、锁闭(锁闭道岔，在转撤杆中心处尖轨与基本轨之间不允许有4mm以上的间隙)和显示(显示道岔的正位或反位)等三种功能。

（二）辙叉及护轨辙叉是使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备。辙叉由叉心、翼轨和联结零件组成。按平面型式分，辙叉有直线辙叉和曲线辙叉两类；按构造类型分，有固定辙叉和活动辙叉两类。单开道岔上，以直线式固定辙叉最为常用。固定辙叉活动辙叉

道岔号数：比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这个代号可不是随便排列的，它实际上代表了辙叉角（α）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值，即N=ctgα=FE/AE，N就是道岔号。

显而易见，辙叉角α越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。不过，事物总有它的两面性，道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。有害空间

翼轨与辙叉间形成必要的轮缘槽，引导车轮行驶。翼轨作用边开始弯折处称为辙叉咽喉，是两翼轨作用边之间的距离最窄处。从辙叉咽喉至心轨实际尖端之间，有一段轨线中断的空隙，称为道岔的“有害空间”。

解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。

活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。

护轨设于固定辙叉的两侧，用于引导车轮轮缘，使之进入适当的轮缘槽，防止与叉心碰撞。目前我国道岔的护轨类型主要有钢轨间隔铁型、H型和槽型三种。护轨的防护范围，应包括辙叉咽喉至叉心顶宽50mm的一段长度，并要求有适当的余裕。

（三）岔枕在我国铁路上，岔枕以使用木枕为主，近年来还设计和试铺了混凝土岔枕及钢岔枕。木岔枕断面和普通木枕基本相同，长度分为12级，其中最短的为2.60m，最长的为4.80m，级差为0.20m，采用螺纹道钉与垫板联结。钢筋混凝土岔枕最长者为4.90m，级差为0.10m。混凝土岔枕与Ⅲ型混凝土枕具有相当的有效支承面积，采用无挡肩形式，岔枕顶面平直，岔枕中还预埋有塑料套管，依靠扣件摩擦及旋入套管中的道钉承受横向荷载，按7mm配筋。砼岔枕

为使道岔的轨下基础具有均匀的刚性，岔枕的间距应尽可能保持一致。转辙器和辙叉范围内的岔枕间距，通常采用(1～0.9)倍区间线路的枕木间距。设置转辙杆的一孔，其间距应适当增大。道岔钢轨接头处的岔枕间距应与区间线路同类型钢轨接头处轨枕间距保持一致，并使轨缝位于间距的中心。

铺设在单开道岔转辙器及连接部分的岔枕，均应与道岔的直股方向垂直。辙叉部分的岔枕，应与辙叉角的角平分线垂直，从辙叉趾前第二根岔枕开始，逐渐由垂直角平分线方向转到垂直于直股的方向。

知识点五、道床道床通常指的是轨枕下面，路基面上铺设的石碴(道碴)垫层。主要作用是支承轨枕，把来自轨枕上部的巨大荷载，均匀地分布到路基面上，大大减少了路基的变形。道碴是直径20~70mm的小块状花岗岩，块与块之间存在着空隙和摩擦力，使得轨道具有一定的弹性，这种弹性不仅能吸收机车车辆的冲击和振动，使列车运行比较平稳，而且大大改善了机车车辆和钢轨、轨枕等部件的工作条件，延长了使用寿命。道碴的弹性一旦丧失，则钢筋混凝土轨枕上所受的荷载比正常状态时要增加50~80%。

道床依靠本身和轨枕间的摩擦，起到固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向的移动。这在无缝线路区段显得更为重要，因为这种区段如果线路的纵向或横向阻力减少到一定程度，很容易发生胀轨跑道事故，严重危及行车安全。

道碴还有排水作用。由于道碴块状间的空隙，使得地表水能够顺畅地通过道床排走，这样路基表面就不会长期积水。路基表面长期积水，不仅会使承载能力大大下降，而且还会造成翻浆和冻胀等很多病害。直线地段道床断面

道床断面包括道床厚度、顶面宽度及边坡坡度三个主要特征。

1．道床厚度道床的厚度是指直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的距离。

2．道床顶面宽度道床顶面宽度与轨枕长度和道床肩宽有关。轨枕长度基本上是固定的，因此道床顶面宽度主要决定于道床肩宽。适当的肩宽可保持道床的稳定，并提供一定的横向阻力。一般情况肩宽在450～

500mm已能满足要求，再宽则作用不大。

3．道床边坡坡度坡度大小对保证道床的坚固稳定，有十分重要的意义。国内外的运营实践表明，边坡坡度1:1.5不能长期保持稳定，因此我国铁路规定正线区间边坡坡度均为1:1.75。表5-11道床顶面宽度及边坡坡度

线路类别顶面宽度(m)曲线外侧道床加宽碴肩堆高(m)边坡坡度半径(m)加宽(m)正线无缝线路υmax＞160km／h3.50.151：1.75υmax≤160km／h3.4≤600O.100.151：1.75普通线路年通过总重不小于8Mt3.1≤8000.101：1.75年通过总重小于8Mt3.0≤6000.10l：1.75站线2.91：1.50道床厚度(mm)标准五年内年计划通过总重(Mt)W年≥5050>W年≥2525>W年≥15W年＜15无垫层的碎石道床一般路基450450400350不易风化的岩石、碎石路基350350300300有垫层的碎石道床(碎石／垫层)300／200300／200250／200250／200有碴桥面上的碎石道床υmax≤120km／h250υmax＞120km／h300注：允许速度大干120km／h的线路，无垫层时碎石道床厚度不得小于450mm；有垫层时碎石道床厚度不得小于300mm，垫层厚度不得小于200mm。

铺设要点：轨底处道床顶面应低于轨枕承轨槽顶面20～30mm。I型混凝土枕中部道床应掏空，其顶面低于枕底不得小于20mm，长腰应为200～400mm；Ⅱ型和Ⅲ型混凝土枕中部道床可不掏空，但应保持疏松。道碴粒径级配标准方孔筛孔边长(mm)2535.5455663过筛质量百分率(％)0～525～4055～7592～9797～100知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构

客运专线无砟轨道类型轨道结构类型应用线路CRTSⅠ型板式遂渝试验段、石太、广州新客站、广深港、广株、沪宁城际等CRTSⅡ型板式京津城际、京沪、京石、石武、津秦、沪杭、合蚌等CRTSⅠ型双块式武广客专，合武、温福、福厦、襄渝、太中银等线路的长大隧道内CRTSⅡ型双块式郑西客专岔区无砟轨道轨枕埋入式：京津城际、武广客专、郑西客专等板式：京津城际、武广客专、京沪等1、定义：预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现浇的具有凸形挡台的钢筋混凝土底座上，并适应zpw-2000轨道电路的单元轨道板无砟轨道结构型式。特点：单元板，板与板之间不纵连，不设横向挡块。引进日本无砟轨道技术。知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构－钢轨－扣件(含充填式垫板)预制轨道板：－普通混凝土框架板(RF)－预应力混凝土平板(P)－预应力混凝土框架板(PF)凸形挡台及周围填充树脂水泥乳化沥青砂浆调整层(袋装灌注)现浇钢筋混凝土底座知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构底座与凸形挡台的施工底座为钢筋混凝土结构，在梁面、隧道仰拱回填层、路基基床表层上构筑；厚度不得小于100mm。底座与凸形挡台均通过梁体预埋钢筋与桥梁相连曲线超高在底座上设置沿线路方向，底座每隔一定长度横向伸缩缝底座的允许偏差：高程：＋3/-10mm中线：3mm

宽度：±10mm知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构凸形挡台的功能及允许偏差

设置于底座两端的中部，用以限制轨道板的纵、横向移动。直接承受由钢轨传递到轨下基础的纵向力和横向力在梁端部为半圆形，在梁体中部均为圆形，其半径为260mm，高度为250mm。允许偏差：中线：3mm中心距：±5mm直径：±3mm半径：±2mm知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构施工完成后的底座与凸形挡台知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构水泥乳化沥青砂浆灌筑1d后（强度大于0.1MPa）:拆除轨道板支承螺栓；7d后（强度大于0.7MPa）:板上可进行施工作业；28d后（强度大于1.8MPa）:达到设计强度要求。知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构凸形挡台周围树脂的灌注施工适宜温度：5～30℃灌注前检查凸形挡台与轨道板的缝隙不小于30mm（标准设计40mm）填充树脂低于轨道板顶面：5～10mm。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》知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构

CRTSⅠ型板式无砟轨道结构优缺点知识点一、CRTSⅠ型板式无砟轨道结构

过渡段是高速铁路的一个薄弱环节，直接影响列车运行的舒适性和线路的养护维修工作。由于无砟轨道与有砟轨道的刚度和变形差异，必须设置过渡段。知识点七、无砟轨道与有砟轨道过渡段结构无砟～有砟轨道结构过渡段设计的一般要求过渡段范围的线下基础刚度均匀；过渡段范围不应设置联合接头和绝缘接头；设置20m辅助轨（有砟轨道15m，无砟轨道5m），与基本轨间距不影响大机养修作业。无砟轨道下部基础（如支承层、底座）向有砟轨道延伸至少10m；过渡段有砟轨道范围，扣件胶垫刚度至少分3级过渡；过渡段约45m有砟轨道范围，采用道砟胶分段（各15m）粘结方式，稳定道床。知识点七、无砟轨道与有砟轨道过渡段结构1、结构组成：道岔及配件、道床板（含桁架式预应力混凝土岔枕）、混凝土底座等。2、施工方法：自上至下施工，道岔和岔枕现场组装、精调完成后，进行道床板混凝土的浇筑。知识点五、岔区轨枕埋入式无砟轨道结构岔区轨枕埋入式无砟轨道的施工知识点五、岔区轨枕埋入式无砟轨道结构1、定义：将预制的双块式轨枕组装成轨排，以现场浇注混凝土方式将轨枕浇入均匀连续的钢筋混凝土道床内，并适应zpw-2000轨道电路的无砟轨道结构型式。

特点：埋入式。引进德国雷达2000（Rheda）无砟轨道技术。知识点三、CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构轨道结构高度：815mm。自上至下为刚度递减的层状结构（包括双块式轨枕、道床板、支承层、防冻层、基床底层、地基等）。道床板采用纵向连续的混凝土结构，双层配筋。2、路基地段知识点三、CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构3、桥梁地段桥上混凝土道床板分块设置，桥上道床板长度5～7m轨道结构高度：725mm。道床板之间设最小宽度为100mm的横向断缝。道床板与底座或保护层间设隔离层，以实现特殊情况下的道床板可修复。

知识点三、CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构4、CRTSⅠ型双块式无砟轨道制造和施工主要设备知识点三、CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构CRTSⅠ型双块式无砟轨道制造和施工主要设备知识点三、CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构1、定义：预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现场摊铺的混凝土支承层或现场浇注的钢筋混凝土底座（桥梁）上，并适应zpw-2000轨道电路的无砟轨道结构型式。

特点：板与板之间要纵连，设有横向挡块。引进德国博格板技术。知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构钢轨弹性不分开式扣件混凝土轨道板水泥乳化沥青砂浆层水硬性支承层2、路基与隧道地段CRTSⅡ型板式轨道系统知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构钢轨及扣件混凝土轨道板6.45×2.55×0.2m板间连接件水泥乳化沥青砂浆调整层，30mm水硬性支承层轨道板纵向设计：与Rheda、Zublin型相同，弹性地基梁轨道板横向设计：按65cm宽的轨枕设计知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构3、桥上CRTSⅡ型板式轨道系统针对桥梁比例大的线下工程条件，京津城际铁路采用了轨道板、底座板跨梁缝连续铺设的纵连板式无砟轨道结构。钢轨扣件（Vossloh300）预制轨道板－200mm水泥沥青砂浆层－30mm连续底座板－190mm硬泡沫塑料板－50mm（梁缝两侧）滑动层（两布一膜）－粘贴在梁面侧向挡块－底座限位知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构4、板之间的纵连知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构轨道板和底座板为跨过梁缝的连续结构，预制轨道板结构型式与路基、隧道内统一。桥梁与底座板间设置滑动层，以减小桥梁温度伸缩对无砟轨道的影响。在桥梁固定支座上方，底座板与梁体固结（梁体设抗剪齿槽和锚固筋），将纵向力传递至桥梁基础。

5、桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道技术特点－知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构在梁缝两侧一定范围的梁面铺设50mm厚的硬泡沫塑料板，减小由梁端转角对无砟轨道结构的影响。底座板与梁面为滑动状态，设置普通侧向挡块对底座板横向限位；设置扣压型挡块，保证底座板的压屈稳定性。通过在台后路基上设置摩擦板、端刺等锚固体系，使桥上轨道传递的纵向力不影响路基和无砟轨道结构的稳定性。知识点二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构1、定义：以现场浇注混凝土方式，将预制的双块式轨枕通过机械振动嵌入均匀连续的钢筋混凝土道床内，并适应zpw-2000轨道电路的无砟轨道型式。特点：振动压入式。引进德国旭普林轨道技术。知识点四、CRTSⅡ型双块式无砟轨道结构道床板为纵向连续结构，宽度2.8m，厚度为240mm道床板纵向18φ20mm、HRB335级钢筋；横向每两根轨枕之间布置1φ16mm、HRB335级钢筋2、路基地段构造Ⅱ知识点四、CRTSⅡ型双块式无砟轨道结构3、桥梁地段构造知识点四、CRTSⅡ型双块式无砟轨道结构旭普林型无砟轨道系统在路基、桥梁和隧道内的结构设计与雷达2000型无本质区别。其系统研发的出发点是：旭普林改变传统的施工方法，提高现浇混凝土结构的施工效率。与Rheda型无砟轨道的主要不同点1.）道床板限位采用底座端部设凹槽限位方式2.）为适应其振动压入式施工方法，道床混凝土的水灰比较大。4、CRTSⅠ双块式（雷达2000）与CRTSⅡ双块式（旭普林）

无砟轨道的比较知识点四、CRTSⅡ型双块式无砟轨道结构3）.采用专用施工成套设备，用固定架替代钢轨支撑架，将轨排

振动压入预先浇筑的混凝土中，其施工机械化程度高。4）.施工不需组装轨排，受环境影响小。支脚横梁固定架知识点四、CRTSⅡ型双块式无砟轨道结构1、结构组成：道岔及配件、预制混凝土道岔板（厚度240mm）、自密混凝土调整层（厚180mm）及找平层（130mm）等。2、技术特点：－轨道板为普通混凝土结构，分块设置，预设连接筋；－轨道板厂内预钻扣件螺栓孔、测量棱镜孔（精度0.5mm）；－板底充填自密混凝土砂浆；－便于施工组织，不需带道岔钢轨件组装施工。知识点六、岔区板式无砟轨道结构3、施工方法－自下至上施工：先铺设轨道板，后安装道岔及配件。－铺设精度：高程及平面0.5mm，板接头错位0.2mm知识点六、岔区板式无砟轨道结构

知识点三、轨向

轨向是指轨道中心线在水平面上的平顺性。若直线不直则必然引起列车的蛇行运动。在行驶快速列车的线路上，线路方向对行车的平稳性具有特别重要的影响。在无缝线路地段，若轨道方向不良，还可能在高温季节引发胀轨跑道事件(轨道发生明显的不规则横向位移)，严重威胁行车安全。

《修规》规定：直线方向必须目视平顺，用10m弦测量，正线上正矢不得超过允许值。目标：要求学生掌握轨道状态的五大指标基本概念，掌握五大指标检测的主要方法，会熟练使用相关的检测设备。任务3：轨道状态检测轨道状态检测

复习有何不妥？轨道状态检测五要素：轨距水平（三角坑）高低轨向轨底坡轨道状态检测

轨道状态检测

任务介绍以小组为单位现场检查轨道实训基地的几何状态填写检查表要求：能选用正确的工具及方法能判断是否合格难点重点知识点一、轨距gauge1）定义：

轨距指钢轨顶面下16mm范围内两股钢轨工作边之间的最小距离。2）标准轨距：1435mm（直线）3)量测：轨距尺（道尺）

00017.mts读数4）查阅规范误差：+6，-2mm

把手轨距读数盘水平读数盘（转轮）气泡（杆）1、轨距gauge1437.6mm

轨距用道尺测量，容许偏差符合规范规定。轨距变化应和缓平顺，其变化率：正线、到发线不应超过2‰(规定递减部分除外)，站线和专用线不得超过3‰，即在1m长度内的轨距变化值：正线、到发线不得超过2mm，站线和专用线不得超过3mm。

知识点二、水平crosslevel1）定义：

轨道上左右两股钢轨

顶面的高差。2）正负：活动端比固定端高为正（左侧高为正）3）量测：道尺

初平判断正负

精平读水平差

4）规范：

水平差：≯4mm气泡杆调平气泡居中气泡在高侧依据转动方向1）定义：在一段不太长的距离内，钢轨顶面连续出现两个

正负不同的水平差。2）检查：基长为6.25m3）规范

三角坑值：≯4mm【例题】如图所示为某直线线路两股钢轨水平检查结果，试计算三角坑值。三角坑计算图【解】由图可知：AA′处水平偏差为－2mmBB′处水平偏差为+3mmCC′处水平偏差为－1mm。则：AA′—BB′段三角坑值=∣－2-（+3）∣=5mmBB′—CC′段三角坑值=∣+3-（－1）∣=4mm与1435的差值

知识点四、前后高低轨道沿线路方向的竖向平顺性称为前后高低。新铺或经过大修后的线路，即使其轨面是平顺的，但是经过一段时间列车运行后，由于路基不均匀沉陷、道床捣固密实程度、扣件松紧、枕木腐朽和钢轨磨耗的不一致性，就会产生不均匀下沉，造成轨面前后高低不平，即在有些地段(往往在钢轨接头附近)下沉较多，出现坑洼，这种不平顺，称为静态不平顺；

有些地段，从表面上看，轨面是平顺的，但实际上轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙(间隙超过2mm时称为吊板)，或轨枕底与道碴之间存在空隙(空隙超过2mm时称为空板或暗坑)，或轨道基础弹性的不均匀(路基填筑的不均匀，道床弹性的不均匀等)，当列车通过时，这些地段的轨道下沉不一致，也会产生不平顺，这种不平顺称为动态不平顺，随着高速铁路的发展，动态不平顺已广泛受到关注。经过维修或大修的轨道，要求目视平顺，前后高低偏差用10m弦量测的最大矢度值不应超过允许值。线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值项目υmax>160km／h正线160km／h≥υmax>120km／h正线υmax≤120km／h正线及到发线其他站线作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修轨距(mm)+2-2+4-2+6-4+4-2+6-4+8-4+6-2+7-4+9-4+6-2+9-4+10-4水平(mm)35846846105811高低(mm)3584684610581l轨向(直线)(mm)34746846105811三角坑(扭曲)(mm)缓和曲线346456457578直线和圆曲线3464684695810注：①轨距偏差不含曲线上按规定设置的轨距加宽值，但最大轨距(含加宽值和偏差)不得超过1456mm；

②轨向偏差和高低偏差为10m弦测量的最大矢度值；

③三角坑偏差不含曲线超高顺坡造成的扭曲量，检查三角坑时基长为6.25m，但在延长18m的距离内无超过表列的三角坑；

④专用线按其他站线办理。

知识点五、轨底坡

由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部分是1:20的斜坡，为了使钢轨轴心受力，钢轨也应有一个向内的倾斜度，因此轨底与轨道平面之间应形成一个横向坡度，称之为轨底坡。我国铁路轨底坡统一为1:40。轨底坡设置是否正确，可根据钢轨顶面上由车轮碾磨形成的光带位置来判定。

如光带偏离轨顶中心向内，说明轨底坡不足；如光带偏离轨顶中心向外，说明轨底坡过大；如光带居中，说明轨底坡合适。线路养护工作中，可根据光带位置调整轨底坡的大小。任务4：无碴轨道测量放样

目标：学生清楚高速铁路测量网的组成，无碴轨道放样的方法。知识点一客运专线无砟轨道测量网（一）客运专线无砟轨道测量流程框图确定了客运专线铁路精密工程测量“三网合一”的测量体系勘测控制网：CP0、CPⅠ、CPⅡ、水准基点施工控制网：CPⅠ、CPⅡ、水准基点、CPⅢ运营维护控制网：CPⅢ、加密维护基桩（二）“三网合一”的理念及内容知识点一客运专线无砟轨道测量网1）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网坐标高程系统的统一；2）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网起算基准的统一；3）线下工程施工控制网与轨道施工控制网、运营维护控制网的坐标高程系统和起算基准的统一；

4）勘测控制网、施工控制网、运营维护控制网测量精度的协调统一；知识点一客运专线无砟轨道测量网（二）“三网合一”的理念及内容客运专线铁路精密工程测量是相对于传统的铁路工程测量而言，客运专线铁路的平顺性要求非常高，轨道测量精度要达到毫米级。其测量方法、测量精度与传统的铁路工程测量完全不同。把适合于客运专线铁路工程测量的技术体系称为客运专线铁路精密工程测量。把客运专线铁路精密工程测量控制网简称“精测网”（三）精测网的概念及工作内容知识点一客运专线无砟轨道测量网平面控制网CP0坐标框架基准网CPI基础平面控制网CPⅡ线路控制网CPⅢ轨道控制网高程控制网基岩水准点深埋水准点二等水准点知识点一客运专线无砟轨道测量网（三）精测网的概念及工作内容1.框架控制网(CP0)

解决全线坐标基准问题，高速铁路框架控制网具有系统性和完整性，一条线的CP0采用整网平差数据处理。CP0点间距50公里为宜。基线解算采用IGS公布的最终精密星历，GPS基线解算软件推荐采用Gamit或Bernese。知识点一客运专线无砟轨道测量网（三）精测网的概念及工作内容2.基础平面控制网(CPⅠ)基础平面控制网（CPⅠ）主要为勘测设计、施工、运营维护提供坐标基准，按B级GPS网精度要求测量，全线（段）一次布网，统一测量，整体平差。GPS基础平面控制网（CPⅠ）沿线路每4km布设1对GPS点，GPS点间距不小于1000m，采用大地四边形或三角锁的形式构成整个CPⅠ网。CP0CP0CP0CPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPⅠCPI控制网构网方式知识点一客运专线无砟轨道测量网（三）精测网的概念及工作内容3.CPⅡ控制网测量

CPⅡ网测量应在CPⅠ网的基础上采用四等导线或C级GPS测量方法施测。CPⅡ控制点的点间距以800～1000m为宜，离线路中线一般在50～100m，便于施工放线且不易破坏的范围内。CPICPICPICPIICPIICPIICPIICPIICPIICPII控制网构网方式知识点一客运专线无砟轨道测量网（三）精测网的概念及工作内容CPIII边角交会网测量~60mCPIIICPIIICPIICPIICPI知识点一客运专线无砟轨道测量网（三）精测网的概念及工作内容知识点二客运专线铁路精密工程测量的特点CPⅠ线路中线CPⅡCPⅠCPⅢCPⅡ150-200mCPⅠCPⅢCPⅠ≤4km800-1000mCPⅡ

1、提出了客运专线铁路工程测量平面坐标系统应采用边长投影变形值≤10mm/km（无碴）/25mm/km（有碴）的工程独立坐标系。知识点二客运专线铁路精密工程测量的特点

2、确定了客运专线铁路轨道必须采用绝对定位与相对定位测量相结合的铺轨测量定位模式F-3mm+3mmR=2800m弦长C=20mR=3365m

F’=F-3mm曲线外矢距F=C²/8RC为弦长，R为半径

知识点二客运专线铁路精密工程测量的特点3、确定了客运专线无碴轨道铁路工程测量高程控制网的精度等级

(1)首级高程控制网按二等水准测量精度要求施测

(2)铺轨高程控制测量按精密水准测量精度要求施测知识点二客运专线铁路精密工程测量的特点4、提出了客运专线铁路工程控制测量完成后，应由建设单位组织评估验收的要求，并制定了评估验收内容和要求。（1）检查评估内容包括：平面高程控制网测量技术设计、选点埋石、仪器精度指标及检定情况、外业观测、平差计算和资料完整齐全等。（2）外业观测数据检验评估。（3）平差计算数据处理质量评估。（4）控制网计算成果的整理和质量验证。

知识点二客运专线铁路精密工程测量的特点知识点四CPⅢ测量与数据处理（一）CPⅢ平面控制网的测量网形与联测方法1.CPⅢ平面网是一个非常规则的测量控制网,CPⅢ自由网各点的精度是均匀的。2.当CPⅢ点纵向间距为60m、自由测站点间距为120m，每次设站观测CPⅢ点的个数为12个，前后各3排，这时各CPⅢ点被交会三次。3.当CPⅢ点纵向间距为60m、自由测站点间距为60m，每次设站观测CPⅢ点的个数为8个，前后各2排，这时各CPⅢ点被交会四次。4.CPⅢ平面网观测时采用全站仪自由设站的方法，因此不存在仪器对中误差，测站点均匀分布在线路中线附近；5.CPⅢ点采用特殊的强制固定装置，保证了目标点重复安装的精度，也最大程度消减了棱镜安装时的对中误差；6.CPⅢ控制网是一个三维控制网，其平面坐标和高程对应的点位是虚拟点（棱镜中心），因此其标志的设计至关重要；7.CPⅢ网的精度要求非常高，其主要精度指标应该为相邻点位的相对中误差，应≤±1mm；8.CPⅢ平面网的观测必须是自动观测，测量仪器必须是测量机器人；9.联测方式为：线路中需联测的每个上一级的控制网点CPⅠ或CPⅡ均需要和三个连续的自由设站点相连；10.CPⅢ控制网的数据处理必须采用专门研制的数据处理软件。知识点四CPⅢ测量与数据处理（一）CPⅢ平面控制网的测量网形与联测方法观测方法：CPⅢ平面网的观测方法实际上就是自由设站极坐标多测回全圆观测法。测量仪器:根据CPⅢ平面网点位与相对点位精度估算情况可知：能够用于进行CPⅢ平面网标准网形观测的全站仪的标称精度不应低于：一测回水平方向观测的中误差≤±1.0″，测距中误差≤±(1mm+2ppm)，并且全站仪应该具有马达驱动、自动照准和数据自动记录功能等，其它精度的全站仪基本不能满足CPⅢ平面网测量的精度要求。

测站限差:CPⅢ平面网水平方向测量的方法是全圆方向观测法，全圆方向观测法观测应该控制的主要精度指标包括：同一目标点两次照准的方向值较差、半测回归零