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1、弹性支承块式无碴轨道的设计与应用2005年第2期科技交流总第146期弹性支承块式无碴轨道的设计与应用毕建军李建强(铁道第一勘察设计院线运处兰州730000)摘要文章介绍了国内外无殖轨道结构类型的发展和应用,简述了弹性支承块式无碴轨道的设计理论.结合乌鞘岭特长隧道无碴轨道设计,详细介绍了套靴式弹性支承块无碴轨道组成,同时对于与之配套的扣件系统,过渡段连接设计,无碴轨道施工工艺以及无碴轨道可维修性评价分析进行了简要说明.关键词弹性支承块无殖轨道设计应用1前言有碴轨道是铁路传统的轨道结构,至今仍被广泛沿用,它具有弹性良好,造价低廉,更换和维修
2、养护方便,吸噪特性好等优点.随着社会需求的高标准和铁路运量的急速增加,行车速度和密度大幅度提高,养护维修大窗越来越短,有碴轨道的缺点也就逐步显露.首先,由于高速和重载使得有碴轨道道床不均匀下沉明显增加,轨道破损加剧,从而使维修工作量显着增加,维修周期明显缩短;目前我国尚缺乏高速运营的实际经验,据德国铁路部门有关统计数据,客货混运线路,机车轴重l9.5t,当行车速度为250～300km/h时,其线路维修费用是行车速度160～200km/h时的两倍,并且在通过总重达到3亿吨后必须更换道碴.其次,在高速行车时由于空气动力的作用,石碴会飞溅而造
3、成损伤.因此发展少维修,高寿命的无碴轨道结构非常必要.2无碴轨道结构2.1无碴轨道的特点(1)无碴轨道整体性强,纵向,横向稳定性好,具有较高的可靠性;?46?(2)具有稳定的轨道几何尺寸,其高平顺性和均匀的轨道弹性使旅客乘坐更舒适;(3)使用寿命长,较少的养护维修费用,虽然造价比有碴轨道高,但其大幅度减少维修工作量和维修成本,综合经济效益好;(4)无碴轨道结构高度比有碴轨道低,可有效减轻桥梁上恒载和节约空间.特别是对于高架结构和隧道内,使用少维修,建筑高度低,自重轻的无碴轨道更是显现出其优越性.(5)此外,无碴轨道上的无缝线路不会发生胀
4、轨跑道,高速行车时不会有石碴飞溅起来造成伤害以及发生紧急事件救援车辆可以直接上道等都是其不可忽视的优点.2.2国内外无碴轨道应用情况2.2.1无碴轨道在国外铁路上的应用(1)日本板式轨道日本无碴轨道的基本型式是板式(slab)轨道,它已成为山阳,上越,东北,北陆等新干线的主型轨道结构,至今累计铺设总长已达2400kin.板式轨道(图1)按其结构和组成又可2005年第2期科技交流总第146期分为普通型(a),防振型(b)和框架型(13).普通式板式轨道的轨下部分由预制轨道板,乳化沥青(CA)砂浆及混凝土底座及圆柱体凸型挡台组成,凸型挡台布
5、置在单元轨道板之间,与基础板相连以增强轨道结构纵向阻力;防振型板式轨道保持上述基本组成不变,只是轨道板下增设了一层橡胶弹性垫;框架型板式轨道是为降低轨道板重量,降低工程造价而开发的经济型轨道结构.一a,普通型板式轨道(桥上,隧道)b,防振型板式轨道c,框架式板式轨道图1日本普通型(a),防振型(b),框架型(c)板式轨道(2)德国无碴轨道系统目前有Rheda传统型,Rheda—BerlinHSTV1型,V2.V3型和Rheda2000型.各型Rhcda无碴轨道施_T时都先在路基上铺设HSB(HydraulicBoundedSuppoaB
6、asc),即水硬性混凝土支承基层.该层既可为混凝土,也可为水泥稳定级配矿石,在桥上,基础为坚实的路堑地段和隧道内,该层可以省去.从Rheda传统型到Rheda—BerlinHSTV3型,为Rheda有槽型,即需要在HSB层上现场浇筑混凝土槽,然后在槽内放人钢筋,轨枕,进行轨道定位,再浇注混凝i.Rheda2000型无碴轨道为_尤槽型,施工时直接在HSB层上设模板,放人钢筋和轨枕块,然后进行轨道定位,最后进行混凝土浇注.以后又在Rheda系统的基础发展了Zublin型无碴轨道,其结构与Rheda2000轨道相近,施工方法上略有不同.另外得
7、到推广应用的还有FFBogl板式轨道.(3)其它类型无碴轨道1966年瑞士铁路开始研制,铺设用于隧道中的弹性支承块式无碴轨道.其最大特点是在双块混凝土枕下安装两个有弹性.47.2005年第2期科技交流总第146期底垫的橡胶套靴,穿有套靴的轨枕用混凝土浇注在钢筋混凝土的底板上.由于其具有足够的弹性,在隧道内得到广泛的应用.穿越英吉利海峡的海底隧道中也采用了这种形式的无碴轨道.另外还有例如法国的VSB系统,意大利的IPA板式轨道,奥地利的Porr和OBB系统等形式的无碴轨道.2.2.2国内无碴轨道应用概况我国50年代就开展了无碴轨道的研究开
8、发,形成了三种主要结构型式:钢筋混凝土支承块式,短枕式,整体灌注式,主要悄孰盈
9、ll件用于隧道中,累计铺设约300余公里.相当一部分至今在运营中表现良好,但也有不少隧道内的整体道床使用并不理想,由于病害难以
