兰州交通大学毕业设计(论文)
大面积提速以后。在21世纪,我国的无砟轨道发展才越来越快。
一、 CRTSⅠ型板式无砟轨道
CRTSⅠ型轨道板采用C60混凝土预制而成,其中涉及到的有水泥、掺合料、外加剂、粗细骨料、钢筋、预应力钢棒、封锚砂浆等14种主要原材料。CRTSⅠ型轨道板采用塌落度为80-120 mm 的C60 混凝土灌注,经过静停、升温、恒温、降温这四个阶段的蒸汽养护控制,采用后张法施加预应力以保证轨道板的高强度和耐久性指标。
CRTSⅠ型板式无砟轨道是这样一种轨道结构型式:将预制好旳轨道板首先经过水泥沥青砂浆调整层,在现场绕注在拥有凸形挡台的钢筋轮底座上面,能够适应ZPW-2000轨道电路。
CRTSⅠ型板式无砟轨道的结构由下列部分组成:钢轨、扣件系统、充填式塾板、轨道板、水泥乳化沥青砂浆调整层、混凝土底座、凸形挡台还有周围填充树脂等。在这其中,扣件采用的标准是无挡肩弹性分开式扣件,要小心节点间距。其一般为629毫米,最好不要超过650毫米,如果超过了就应该进行特殊检算,下图是CRTSⅠ型板式无砟轨道的结构组成。板式无砟轨道(图1.5.1)分为平板型无砟轨道和框架式无砟轨道。
图1.5.1 板式无砟轨道结构示意图
CRTSⅠ型板式轨道板釆用工厂化的方法进行生产,并能够做到提前预制存储。必须要通过关于无砟轨道对 铺设条件的评估,并且确定能够达到轨道施工要求后,方才能够进行灌注底座混凝土和凸型挡台,将轨道板运输到线路上,进行铺设后并且精确调整轨道板后,方能进行CA砂装的灌注工作,进而铺设无缝线路。
CRTSⅠ型板式轨道结构特点如下:
(一)由于采用了比较坚实的混凝土基础,所以减小了轨道板的设计强度。轨道板有
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多种作用,如可以承载、传递纵横向力、对钢轨进行定位等。
(二)CA砂浆作为调整层,轨道板的定位,可以通过调整CA砂浆厚度来调整,从而能够确保轨道板正确合理的几何定位,但是要求CA砂浆有着姣好的流动性、传力能力要强,这就对CA砂浆要求比较高。
(三)这种无砟轨道结构采用层次分明的层状结构体系设计原理,维修或撤换比较方便。
(四) 为了能够更有效的传递纵横向力,在混凝土底座上设置圆形凸形挡台,。其凸形挡台是主要的传力结构,必须采取保护措施,设计时在凸台和轨道板之间设置缓冲层,以减少在传递水平力时对凸台造成的冲击,增加其使用寿命。
(五)该轨道结构可修性好、施工效率高、弹性好、通用性强。 CRTSⅠ型板式无砟轨道的技术特点:
(一)能够很好的保证铺设的精度:首先在混凝土底座上直接“放置”已经预制好的轨道板,然后通过在轨道板和底座中间填充水泥乳化沥青砂浆来达到调整轨道板的目的。
(二)由于施工性能非常好,可以最大限度地减少在现场上的工作量,从而能够使用机械化施工,因此提高了作业水平,大大加快了施工进度。
(三)可修复性很好,不仅可以通过扣件来调整轨道的几何形位,也能够用调整水泥沥青砂浆还有凸形挡台树脂厚度的方法来适应线下基础的变形:垂向和横向的变形。由于是使用单元板式结构,所以当在轨道板损坏或者是线下基础有利变形的时候,可以能够用更换轨道板还有重新灌注砂浆的办法来达到快速修复的目标,从而对线路运营的干扰程度降到最小。
(四)具有很好的减振降噪能力以及抗震性能、同时也有较好的弹性。
CRTSⅠ型无砟轨道板的工艺流程可以概括为:钢筋骨架制作完成后,到固定模板位置安装就位,浇筑混凝土,蒸汽养护至脱模强度脱模,进行翻板检查,检查合格后进行预应力张拉和锚穴孔封锚作业,水养完成后运输至存板区存放。
二、 CRTSⅡ型板式无砟轨道
CRTSⅡ型板式无砟轨道技术在京津城际客运专线得到应用,此种技术有这比较多的优点,例如定位精度高、美观、、取消伸缩调节器、工程量小、平顺性好等。
CRTSⅡ型板式无砟轨道其主要结构都是在工厂预制好的,故其为预制板式轨道结构,其结构组成在桥上与路基、隧道地段有很小的区别。桥梁上由滑动层、钢筋混凝土
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底座、侧向挡块、调整层(BMZ砂浆)、轨道板等组成,在隧道、路基地段自下而上由支承层、调整层(BMZ砂浆)、轨道板等组成。沿线路纵向底座、支承层及轨道板都是连接结构,如图1.5.2所示。
图1.5.2 CRTSⅡ型板式无砟轨道图
CRTSⅡ型板式无砟轨道结构组成:
CRTSⅡ型板式无砟轨道主要由钢轨、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,台后路基上设置有摩擦板、端刺及过渡板等。
CRTSⅡ型板式无砟轨道的主要结构特点如下:
(一)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。
(二)轨道板相互之间通过纵向精轧螺纹钢筋连接,较好的解决了板端的变形问题,从而能够改善轨道板施加于下面结构的受力,提高了行车舒适程度。
(三)轨道板采用数控机床打磨工艺,机床的打磨精度可以达到0.1毫米,再加上通过高精度的测量以及精调系统,轨道板铺设后就能够获得较高精度的轨道几何尺寸,最大程度的降低了铺轨精调的工作量,大幅度提高了综合施工进度。
(四)桥上底座板不受桥跨的限制,作为跨越缝隙的纵向连接结构,桥上的轨道板与路基、隧道中的轨道板是相同的,都是标准的轨道板,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。
(五)摩擦板和端刺结构是桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的锚固体系,通过摩擦板和端刺可以将温度力以及制动力都传递到路基上。
(六)梁面设置滑动层,达到隔离桥梁和轨道间相互作用的目的,能够减小由于桥梁
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伸缩而引起的钢轨以及板内纵向附加力,减少桥梁和轨道之间的相互影响,从而能够实现在大跨度连续梁上取消伸缩调节器的目的。
(七)一般情况下,在桥梁固定支座上方,在桥梁和底座板之间设置剪力齿槽和预埋件,从而能够达到及时将制动力、温度力传递到墩台上的目的。
(八) 在梁缝处设置高强度挤塑板。减小梁端转角对无砟轨道的影响。 (九) 在底座板两侧设置侧向挡块,进行横向、竖向限位。
(十)支承层使用的是水硬性材料或素混凝土,不需要配筋,结构简单,施工方便,这样可以减少工程投资,同时由于不配筋还有利于施工。
第六节 CRTSⅢ型无砟轨道目前研究存在的问题
对比CRTSⅠ型、CRTSⅡ型两种板式无砟轨道系统的水泥乳化沥青砂浆材料,岔区板式无砟轨道充填层材料采用自密实混凝土,其经济性相对较好。
随着国内对无砟轨道结构认识和研究的深化,完全有基础和条件也有足够的能力来研究开发一种新型板式无砟轨道结构,该新型板式无砟轨道在受力状态、经济性、施工性、可维修性及耐久性等方面,能够具备各型板式轨道的优点,减少缺点。
由此,各相关参研单位在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上,对无砟轨道理论研究、结构设计、建造技术、维修技术等开展了系统性的研究,获得了比较丰硕的果实,创新研制了CRTSⅢ型板式无砟轨道,这是我国具有完全自主知识产权的、一种全新的无砟轨道结构体系。目前在我国,CRTSⅢ型板式无砟轨道已被成功的应用在成灌线上。成灌线上CRTSⅢ型板式无砟轨道见图1.6.1。
图1.6.1 成灌线上 CRTSⅢ 型板式无砟轨道
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对运营的成灌铁路的观察得到了如下几点建议:
(一)继续加大对无砟轨道技术再创新工作的研究,并同时对无砟轨道工程中的评估体系、结构寿命、动力特性、速度与结构设计、成本以及养护维修等方面的研究工作进行更加深入的研究,并能够建立试验段,这个试验段主要是用来测试在时速350km下的轨道结构,同时还要进行一些现场试验研究,并且能够根据我国的实际情况研究结出适合我国的硕果。
(二)建议加大轨道原材料方面的实验研究,比如加大对自密实混凝土和路基轨道板的连接材料以及轨道间填充材料等方面的实验研究。
(三)建议能够对成灌铁路轨道结构中的重要部件(扣件等)定期进行测量检查,以便能够对无砟轨道的长期稳定性进行研究,能够为将来无砟轨道结构研究提供充足的数据储备。
(四)能够加大对于施工工艺和工装方面的研究工作,增强无砟轨道施工方面技术再创新的研究力度,为以后CRTSⅢ型板式无砟轨道在施工方面的专业化和标准化做出努力。
路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道结构横断面图如下图1.6.2。
图1.6.2 路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道结构横断面图
在《成都至都江堪铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道技术总结》中,西南交通大学对成灌铁路上CRTSⅢ型无砟轨道结构进行了比较系统的理论方面的研究,提出了 “路基纵
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