III型板式轨道基本结构
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CRTSIII型轨道板精调CRTSIII型轨道板精调总结(采用曲线要素)一、概述CRTSIII型板式无砟轨道是我国具有完全自主知识产权的板式无砟轨道体系,其无咋轨道的施工流程轨道板精调施工特点与其它板式无砟轨道有极大的区别,因此,国内外还没有现成的轨道板制造、施工工艺、精调配套设备、质量评估体系适合于CRTSIII型板式无砟轨道。
南方高铁自主创新、自主研发出适合于CRTSIII型板式无砟轨道的全套施工测量的系统解决方案。
CRTSIII型轨道板的主要特点:带挡肩的双向预应力结构的单元轨道板,采用自密室混凝土底座板支撑,轨道板上有门型钢精与底座的自密室混凝土浇筑连接在一起;底座板采用凹槽或凸台进行轨道板限位,一般采用WJ-8(C)扣件;WJ-7与WJ8扣件对比:WJ-7:横向调整量大,无成本。
WJ-8:横向调整量小,成本较高。
CRTSIII型板结构图(路基):CRTSIII型板结构图(桥梁):CRTSIII型板结构设计图:CRTSIII型轨道板:成灌铁路彭州支线客运专线的CRTSIII型板式无砟轨道还具有以下特点:1、是时速200公里/小时的高速CRTSIII型板式无砟轨道;2、底座板底全部采用凹槽进行轨道板限位;3、桥梁地段均采用单元板方式,无纵联,受力主要靠底座混凝土定位台受力;4、对应于每块轨道板的底座设置横向伸缩缝,伸缩缝位置与每块轨道板前后边缘对齐断开,如图所示:5、成灌铁路彭州支线客运专线CRTSIII型轨道板主要类型:P5350Q、P4856Q。
其中:5350:标准版类型,桥梁上使用,轨道板长宽高为5350mm*2500mm*190mm,8对承轨台。
4856:配板型,在桥梁段使用,轨道板长宽高为4856mm*2500*190mm,8对承轨台。
:6、轨道板精调位置为每块轨道板起吊位置共有四个,分别位于轨道板左右两侧,约前后第2个承轨台位置,如图所示。
7、曲线地段的轨道板:在承轨台上预留出平面和高程的空间曲线。
CRTS-III型板式无砟轨道技术培训解读随着交通运输业的快速发展,高速铁路的建设日益受到重视。
而无砟轨道作为现代化铁路建设的一项创新技术,已成为铁路领域的一项重要发展方向。
CRTS-III型板式无砟轨道技术作为其中的代表性技术,受到了广泛关注和推广。
本文将对CRTS-III型板式无砟轨道技术进行详细解读和总结。
一、什么是CRTS-III型板式无砟轨道技术CRTS-III型板式无砟轨道技术是中国中铁二院集团有限公司自主研发的新型无砟轨道技术,是由铺装生态臂形板及底墩组成的一种轨道结构。
CRTS-III型板式无砟轨道技术具有结构简单、施工快捷、使用安全、舒适性好、寿命长等优秀特点。
二、CRTS-III型板式无砟轨道技术的优势1. 结构简单CRTS-III型板式无砟轨道技术采用了生态臂形板和底墩组成的结构,具有结构简单、施工快捷、维护方便等优点。
相较于其他轨道技术,该技术的施工周期更短,更加经济实用。
2. 线路稳定CRTS-III型板式无砟轨道技术底部采用U型底墩结构,可以有效防止道床弯曲,提高线路稳定性。
而且,该技术采用优质混凝土生态臂形板,保证轨道在使用过程中不会出现下沉、变形等问题,从而显著提高了线路平稳性。
3. 舒适性好CRTS-III型板式无砟轨道技术采用生态臂形板作为轨道基础,表面光滑平整,摩擦系数小,摩擦声低,车轮与轨道之间的接触更加平稳。
这样不仅能减少列车振动和噪音,还能提高行车速度和运行效率,从而提高乘客的行车舒适性。
4. 防腐性好CRTS-III型板式无砟轨道技术采用了优质混凝土材料和耐腐蚀钢筋,能够有效地防止对铁路的腐蚀性,从而延长了铁路的使用寿命。
此外,生态臂形板的颜色也能够通过特殊的工艺调配,达到良好的防水、防污和耐酸碱性能,使CRTS-III型板式无砟轨道技术在长期使用过程中,维护成本更低,使用寿命更长。
三、CRTS-III型板式无砟轨道技术的应用CRTS-III型板式无砟轨道技术已广泛应用于国内的城铁、高速铁路、城际铁路等各种铁路交通线路,具有很好的运行和经济效益。
CRTSⅢ型板式无砟轨道结构及施工工艺CRTSⅢ型板式无砟轨道结构组成1.桥梁地段无砟轨道结构桥梁地段CRTSⅢ型板式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层、底座等部分组成。
轨道结构高度为762mm。
轨道板宽2500mm,厚210mm;自密实混凝土层厚100mm,宽度2500mm,采用C40混凝土;底座C40钢筋混凝土结构,宽度2900mm,直线地段厚度200m。
轨道板与自密实层间设门型钢筋。
自密实层设凸台,与底座凹槽对应设置,凹槽尺寸为1000×700mm,凹槽周围设橡胶垫板。
2.路基地段无砟轨道结构路基地段CRTSⅢ型板式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层、底座等部分组成。
轨道结构高度为862mm。
轨道板宽2500mm,厚210mm;自密实混凝土层宽度2500mm,厚100mm,采用C40混凝土;底座C40钢筋混凝土结构,宽度3100mm,直线地段厚度300m,每3块板下底座为一块,相连底座间设传力杆结构。
轨道板与自密实层间设门型钢筋。
自密实层设凸台,与底座凹槽对应设置,凹槽尺寸为1000×700mm,凹槽周围设橡胶垫板。
CRTSⅢ型板式无砟轨道施工工艺1.2 工程特点CRTSⅢ型板式无砟轨道工程施工工序繁多,技术复杂,质量标准高,须专业化队伍精心施做。
底座板施工、自密实混凝土配制及灌注、铺装与精调等技术含量高,施工难度大,需认真研究并借鉴在建同类工程经验。
施工便道条件较差,轨道板运输困难且存在较大风险。
桥上、隧道内作业面狭窄,物流组织困难。
2 主要施工方案无砟轨道系统由钢筋混凝土底座板、中间隔离层、自密实混凝土填充层和轨道板组成(见图1)。
轨道板采用工厂预制。
根据工期和线路铺设长度配备无碴轨道施工设备,每套设备负责2个作业单元交替施工。
进度指标按照:底座板施工:单线180m/d(单线横延米),轨道板粗铺:单线160m/d(30块轨道板),轨道板灌浆:单线120m/d(22块轨道板)2.1底座板施工方案底座板在每块轨道板范围内设置两个限位挡台(凹槽结构),底座板与自密实混凝土层间设置中间隔离层。
Ⅲ型板式轨道基本结构(武汉城际、盘营客专铁路轨道培训班讲义)西南交通大学土木工程学院王其昌(二〇一二年一月四川•成都)1.引言1.1研发目的为了构建武汉城市圈城际铁路和盘营客专铁路板式无砟轨道,在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上,结合无砟轨道技术再创新研究成果,并借鉴成灌线的经验,研发并提出了具有完全自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道。
1.2自主创新CRTSⅢ型板式无砟轨道是对既有无砟轨道的优化与集成,其主要创新点是:改变了板式轨道的限位方式、扩展了板下填充层材料、优化了轨道板结构、改善了轨道弹性及完善了设计理论体系等方面。
1)板下填充层材料Ⅲ型板式轨道通过轨道板板下两排U形筋,将内设钢筋网片的自密实混凝土与轨道板可靠连接成复合结构,结构整体性好,可以控制轨道板离缝、翘曲和板下填充层开裂;自密实混凝土与CAM填充层相比较,其工艺简单、性能稳定、耐久性好、成本低廉。
2)板式轨道限位方式Ⅲ型板式轨道采用板下U形筋+自密实混凝土+底座凹槽的限位方式,彻底取消了Ⅰ型板的凸台、Ⅱ型板的端刺限位方式。
同时也取消了作为板下填充层材料用的CA砂浆。
从而,可简化施工工艺,减少环境污染,降低工程投资。
3)轨道弹性轨道板改原用无挡肩板为有挡肩板,配套弹性不分开式扣件,有利于降低轨道刚度,提高轨道弹性。
1.3中国模式CRTSⅢ型板式无砟轨道已在成灌铁路成功铺设,迄今运营状态良好。
武汉城市圈城际铁路经再行优化、完善后的CRTSⅢ型板式无砟轨道施工图,可用于武汉城市圈城际铁路。
我们有理由相信,通过建设及运营实践的不断考核与检验,最终必将形成中国板式无砟轨道模式。
2.武汉城轨与盘营客专铁路Ⅲ型板式轨道结构2.1 结构组成CRTSⅢ型板式无砟轨道是由钢轨、弹性不分开式扣件、预制有挡肩轨道板、内设钢筋网片的自密实混凝土填充层、中间隔离层和带有限位凹槽的钢筋混凝土底座等部分组成。
路基、桥梁和隧道地段Ⅲ型板式轨道均采用单元分块式结构,轨道板间无连接。
Ⅲ型板式轨道基本结构(武汉城际、盘营客专铁路轨道培训班讲义)西南交通大学土木工程学院王其昌(二〇一二年一月四川•成都)1.引言1.1研发目的为了构建武汉城市圈城际铁路和盘营客专铁路板式无砟轨道,在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上,结合无砟轨道技术再创新研究成果,并借鉴成灌线的经验,研发并提出了具有完全自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道。
1.2自主创新CRTSⅢ型板式无砟轨道是对既有无砟轨道的优化与集成,其主要创新点是:改变了板式轨道的限位方式、扩展了板下填充层材料、优化了轨道板结构、改善了轨道弹性及完善了设计理论体系等方面。
1)板下填充层材料Ⅲ型板式轨道通过轨道板板下两排U形筋,将内设钢筋网片的自密实混凝土与轨道板可靠连接成复合结构,结构整体性好,可以控制轨道板离缝、翘曲和板下填充层开裂;自密实混凝土与CAM填充层相比较,其工艺简单、性能稳定、耐久性好、成本低廉。
2)板式轨道限位方式Ⅲ型板式轨道采用板下U形筋+自密实混凝土+底座凹槽的限位方式,彻底取消了Ⅰ型板的凸台、Ⅱ型板的端刺限位方式。
同时也取消了作为板下填充层材料用的CA砂浆。
从而,可简化施工工艺,减少环境污染,降低工程投资。
3)轨道弹性轨道板改原用无挡肩板为有挡肩板,配套弹性不分开式扣件,有利于降低轨道刚度,提高轨道弹性。
1.3中国模式CRTSⅢ型板式无砟轨道已在成灌铁路成功铺设,迄今运营状态良好。
武汉城市圈城际铁路经再行优化、完善后的CRTSⅢ型板式无砟轨道施工图,可用于武汉城市圈城际铁路。
我们有理由相信,通过建设及运营实践的不断考核与检验,最终必将形成中国板式无砟轨道模式。
2.武汉城轨与盘营客专铁路Ⅲ型板式轨道结构2.1 结构组成CRTSⅢ型板式无砟轨道是由钢轨、弹性不分开式扣件、预制有挡肩轨道板、内设钢筋网片的自密实混凝土填充层、中间隔离层和带有限位凹槽的钢筋混凝土底座等部分组成。
路基、桥梁和隧道地段Ⅲ型板式轨道均采用单元分块式结构,轨道板间无连接。
2.2 轨道结构及技术参数武汉城轨与盘营客专铁路所用CRTSⅢ型板式无砟轨道的典型横断面及技术参数分别如图2.2.1和表2.2.2所示。
图2.2.1 III型板板式轨道典型横断面图表2.2.2 III型板板式轨道结构参数,均支承在钢筋混凝土底座上,这有利于工程的标准化施工管理。
3.Ⅲ型板式轨道主要技术特征3.1 钢轨与扣件3.1.1 钢轨U71Mn(K)60kg/m , 定尺长100m无孔新轨。
3.1.2 扣件1)扣件类型为WJ-8B型有挡肩弹条扣件,有利于降低轨道刚度,提高轨道弹性。
2)调整范围:高低-4mm~+26mm;轨向±10mm。
3)弹性垫板静刚度C静=23±3 kN/mm;动刚度C动=35±5kN/mm;动静刚度比≤ 1.35。
4)扣件阻力:每组常阻力扣件钢轨纵向阻力≥9kN;每组小阻力扣件钢轨纵向阻力为4kN。
5)扣件结构高度:38 mm。
3.2 Ⅲ型轨道板3.2.1 轨道板结构1)轨道板为有挡肩、双向后张法预应力钢筋混凝土结构,混凝土强度等级C60,按60(或100)年使用寿命设计。
2)板上设置承轨槽,承轨面设置1:40轨底坡,配套有挡肩扣件,可采用低刚度钢轨扣件。
3)为适应城际轨道交通小半径曲线地段铺设的需要,可视具体情况,可考虑采用二维可调模板方法制造Ⅲ型板,以调整承轨槽的空间位置。
4)板下设置两排U形连接钢筋,通过与内设钢筋网片的自密实混凝土紧密联结,形成复合板结构,以期防止轨道板离缝或自密实混凝土裂缝的出现。
3.2.2轨道板长度1)轨道板长度,自然是越长越重,安放后越稳定,越有利于提高工效,但受到预制、运输的限制,以及考虑到基础一旦变形起道整修的困难和曲线地段铺设等问题,又不宜过长,一般以5~7m左右为限。
2)若轨道板较长,又铺设在小半径曲线地段时,有可能会遇到轨道板空间位置如何合理调整的问题。
3)此外, 板长还应考虑主型梁梁型和连续梁梁跨长度的配板需要,以及尚须考虑配置扣件间距的要求,同时应力求板长标准化,尽量减少异形板的类型。
4)现行轨道板标准长度Ⅰ型板:板长4962mm的扣件间距为629mm,板长4856 mm的扣件间距为617 mm;Ⅱ型板:板长6450mm的扣件间距650mm;Ⅲ型板:武汉四线标准板长为5350mm,扣件间距687 mm。
这样,与Ⅰ型板相比每公里少铺15块,扣件少用240组,有利于提高轨道板制造和铺设的工效,节省工程成本。
盘营线标准板长为5600mm(扣件间距630 mm),与Ⅰ型板相比每公里少铺23块,扣件少用368组,也有利于提高轨道板制造和铺设的工效,节省工程成本。
3.2.3板间有无连接问题1)根据视钢轨和轨道板为弹性地基上梁板弯曲变形模式的计算结果可知,如果轨道板足够长,则板端和板中的钢轨挠度差将会很小,并且车轮载荷通过时,相邻板两端的错位也较小,为此没有必要把轨道板连接起来。
这是考虑在实用中不必担心板端会有过大的冲击作用。
2)目前现状是:Ⅰ型板式轨道在路桥隧地段均为单元板,板间无连接;Ⅱ型板式轨道在路桥隧地段均为纵连板,板间有连接;而Ⅲ型板式轨道,成灌市域铁路在桥隧地段为单元板,板间无连接,路基地段为纵连板,板间有连接;武汉城轨及盘营客专则在路桥隧地段均采用单元板,板间无连接。
这不仅省去纵连的麻烦和隐患,也便于标准化管理。
3)至于板间是连接还是不连接问题,各有利弊,各有所得,两者皆行。
一般说,纵连板式轨道整体性好,构建复杂,费用较高,维修较差;而单元板式轨道受力明确,结构简单,施工方便,维修较易。
3.2.4 梁上配板板缝一般为70~100mm。
1)Ⅰ型板:32m梁5×4962+2×3685+6×70=32600mm;24m梁5×4856+4×80=24600mm。
2)Ⅱ型板:连续配板,板间需连接,形成纵连板。
3)Ⅲ型板:武汉城轨:32m梁6×5350+5×100=32600mm,梁缝处扣件间距641mm;24m梁路基地段5350 mm长标准板配端部所需长度异形板。
盘营客专:32m梁4×5600+2×4925+5×70=32600mm;梁缝处扣件间距为590mm;24m梁5×4856+4×80=24600mm,梁缝处扣件间距为637mm。
路基地段5600 mm长标准板配端部所需长度异形板。
3.3自密实混凝土3.3.1 主要功能1)板下填充层作为板式轨道系统的重要组成部件,它位于轨道板与混凝土底座之间,其主要功能可以归纳为填充调整; 承力传力。
2)填充调整: 全面均匀地支承轨道板, 消除轨道板与底座之间的间隙;便于调整轨道高低,提高施工效率和下部基础变形时的可维护性。
3)承力传力: 承受由轨道板传来的垂向力和纵横向水平力,并把它传递给底座和限位装置;分散列车荷载作用。
3.3.2外形尺寸武汉城轨: 长宽均等同轨道板为5350 mm 、2500 mm,厚为90 mm;盘营客专:长宽均等同轨道板为5600 mm 、2500 mm,厚为100 mm。
3.3.3板下填充层材料现状1)Ⅰ型板采用低弹性模量200~300 Mpa的乳化沥青水泥砂浆(CAM)填充层材料,雷同日本的CAM;2)Ⅱ型板采用高弹性模量7000~10000 Mpa的乳化沥青水泥砂浆(CAM)填充层材料,雷同德国的BZM;3)Ⅲ型板采用弹模高至20000 Mpa以上的自密实混凝土填充层材料,属于自主研发并已成功应用的一种新型板下填充层材料。
4)运营实践表明,无论是采用低弹模或高弹模或甚高弹模材料,均可作为板下填充层材料。
5)因此,从板下填充层的功能来看,将乳化沥青水泥砂浆改用自密实混凝土是可行的。
3.3.4 为什么要采用自密实混凝土作为板下填充层材料?1)板下砂浆垫层不起弹性作用①计算分析以上三种类型砂浆填充层,同作为轨道板的填充支承作用,其弹性模量为何相去甚远?表3.3.4给出了三种砂浆垫层弹性模量对轨下基础刚度影响的计算结果。
表3.3.4 三种不同砂浆垫层弹性模量对轨下基础刚度的计算结果是20000MPa,对轨下基础刚度都没有根本影响。
换句话说,砂浆垫层难以给板式轨道系统提供弹性作用。
②实践表明,即使CAM填充层的弹性模量相差100倍,其轨道整体刚度也仅差3 kN/mm, 微乎其微。
设计CAM填充层的压缩变形为0.074 mm, 实测CAM 填充层的动位移为0.07~0.1 mm, 可见, 变形很小, 起不到缓冲作用。
③真正在板式轨道系统中起弹性作用的,是扣件组成中弹性垫板刚度的大小。
当弹性垫板刚度从60 kN/mm降至30 kN/mm时,无论砂浆垫层弹性模量如何,轨下基础弹性几乎提高1倍。
可见,WJ-8B型扣件规定其弹性垫板静刚度指标为20~26kN/mm,是符合板式轨道对其整体弹性要求的。
而轨道合理刚度指标,根据当前动车组的运营条件,以18~22kN/mm为更佳。
2)如何提高板下填充层质量水平?①板式轨道设计使用寿命为60年,这对于轨道板和底座来说问题不大,而对于处在其间的填充层的寿命能不能达到60年,确实是一大疑问。
如果达不到60年使用寿命,势必会存在修补或更换的问题,经常修补或更换填充层是很麻烦的,不可思议的。
②就板下填充层而言,所谓寿命主要是指其耐久性,而耐久性又主要体现在填充层砂浆的干燥收缩性、耐水性和耐候性等方面。
砂浆填充层的干燥收缩是不可避免的,一般是水灰比越大,收缩也越大。
③ CA砂浆对温度非常敏感,为防止夏天凝胶,冬天粘度增大,必须严格管理其可使用时间及流动性。
现场作业实践表明,CA砂浆质量难以控制。
④此外,还有一个涉及到诸如材料、拌合、注入、工艺、设备和环保等多方面的投入问题,特别是大量使用时的成本低廉性问题。
⑤因此,当前选择自密实混凝土作为一种新型板下填充层材料是明智的。
为能在薄平板的轨道板下面高效形成均匀的填充层,仍然必须严格管理其流动性,确保板下填充层的灌注质量。
3.3.5 自密实混凝土技术要求1)自密实混凝土是由水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、膨胀剂和水等经配制而成。
2)自密实混凝土的参考配合比(kg/m3):水泥400、矿粉200、砂845、碎石719、水185、减水剂6.6、膨胀剂36、保水剂0.24和增粘剂3。
3)在自密实混凝土填充层内,配置HRB335Φ12钢筋网片(盘营客专为CRB550级冷轧带肋钢筋焊网),以便与带有U形筋的轨道板紧密连结,同时也可起到控制自密实混凝土裂缝的生成与扩展。
4)自密实混凝土强度等级为C40。
5)自密实混凝土要求具有高流动度、不离析、填充均匀性和稳定性的性能,浇筑时依靠其自重流动,无需振捣而达到密实的混凝土,其自由收缩率应小于0.15‰。