1、3.1 無砟軌道設計無砟軌道設計l 彈性地基梁，是指擱置在具有一定彈性地基上，彈性地基梁，是指擱置在具有一定彈性地基上，各點與地基緊密相貼的梁，如鐵路枕木、鋼筋混各點與地基緊密相貼的梁，如鐵路枕木、鋼筋混凝土條形基礎梁等。凝土條形基礎梁等。l 彈性地基梁與普通梁的區別彈性地基梁與普通梁的區別p普通梁式靜定的或有限次超靜定結構；彈性地基梁是無窮多次超靜定結構。p普通梁的支座通常看做剛性支座，即只考慮梁的變形；彈性地基梁則必須同時考慮地基的變形。 彈性地基梁的計算模型彈性地基梁的計算模型l 局部彈性地基模型局部彈性地基模型p 溫克爾假設溫克爾假設：kpy p 把地基模擬為剛性把地基模擬為剛性支座上

2、一系列獨立支座上一系列獨立的彈簧。的彈簧。p 缺點缺點：局部彈性地基模型沒有反映地基的變形連續性，不能全面的反映地基梁的實際情況。但如果地基的上部為較薄的土層，下部為堅硬巖石，這時將得出比較滿意的結果。半無限體彈性地基模型半無限體彈性地基模型彈性地基梁的受力和變形p 假設假設把地基看作一個均質、連續、彈性的半無限體。p 優點優點反映了地基的連續整體性，同時從幾何上、物理上對地基進行了簡化。p 缺點缺點 彈性假設沒有反映土壤的非彈性性質； 均質假設沒有反映土壤的不均勻性； 半無限體的假設沒有反映地基的分層特點； 數學處理上比較復雜。 無砟軌道類型1.整體道床 支承塊式整體道床、整體澆注式整體道床

3、及彈性整體道床等；2.彈性支承塊 短軌枕式和長軌枕式；3.長枕埋入式 普通鋼筋長枕埋入式和預應力鋼筋長枕埋入式；4.雙塊式軌枕 Rheda2000（武廣客專）和ZBLIN（鄭西客專）；5.板式軌道 普通鋼筋混凝土板式軌道、預應力鋼筋混凝土板式軌道（日本板式（A型板、框架板式）、博格板式）、防振板式軌道和浮置板軌道等。 表2.1 無砟軌道結構分類 圖2-1 A型板式軌道結構圖1.軌道板p是把來自鋼軌和扣件的輪載均勻地傳遞給CA砂漿墊層，并把軌道縱向荷載和橫向荷載傳遞給混凝土凸形擋臺的板式結構。n 結構設計處理：CA砂漿層作為彈性墊層，鋼軌和軌道板作為彈性支承的疊合梁；或鋼軌作為梁，軌道板作為平板

4、單元。n 軌道板外形：承軌槽式（隧道內直線地段）和鐵墊板式(高架結構或曲線地段）。n 軌道板尺寸約為4950mm2340mm200mm，板厚為160mm。采用C50級混凝土，板內雙層雙向配置部分預應力鋼筋。板上預留CA砂漿注入孔，將板定位后，從注入孔注入CA砂漿。2. CA砂漿層p 即在軌道板與混凝土基床間填充的乳化瀝青水泥砂漿墊層。厚度：一般在4050mm。p 作用n 為軌道提供適當的彈性；n 填充軌道板與基床間的縫隙，調整施工中誤差；n 運營期間，可采用補灌砂漿法調整基礎不均勻沉降。p 原料組成：水泥、瀝青乳劑、細砂、膨脹劑和速凝劑。3.3.混凝土凸形擋臺混凝土凸形擋臺即設置在軌道板兩端的

5、中間，與基床灌注成整體的圓柱形凸出擋塊。即設置在軌道板兩端的中間，與基床灌注成整體的圓柱形凸出擋塊。通常尺寸通常尺寸400mm400mm（直徑）（直徑）200mm200mm（高）。（高）。作用作用傳遞縱橫向荷載給基床，固定軌道板的位置；傳遞縱橫向荷載給基床，固定軌道板的位置；作為軌道板鋪設和整正的基準點。作為軌道板鋪設和整正的基準點。4.4.混凝土基床（亦稱底座）混凝土基床（亦稱底座）即現場就地灌注而成的基礎梁或板。通常采用即現場就地灌注而成的基礎梁或板。通常采用C30C30鋼筋混凝土。鋼筋混凝土。作用作用改善基礎條件；改善基礎條件；設置和調整曲線超高。設置和調整曲線超高。3528803019

6、0502480451401211線路中心線梁面鋼軌扣件軌道板CA砂漿調整層混凝土底座2400圖 2-9-1 秦沈客運專線板式無碴軌道橫斷面圖圖 2-9-2 秦沈客運專線板式無碴軌道平面與側剖面圖2.CRTS型板式軌道結構p CRTS型板式無碴軌道包括平板型、框架型和減振型，適用于橋上、隧道內和路基區段，主要由單元軌道板、CAM層、限位凸形擋臺及底座等組成。 路 基 基 床 表 層橋 梁 保 護 層梁 體隧 底 填 充 層C 4 0C 5 0鋼 軌1 7 6扣 件4 1軌 道 板1 9 0C A M 層5 0底 座3 0 0 ( 路 )2 0 0 ( 橋 隧 仰 )7 5 7 ( 路 )6 5

7、7 ( 橋 隧 仰 )8 1 5 ( 隧 無 仰 )2 4 0 03 0 0 0 （ 路 ）2 8 0 0 （ 橋 隧 ）I 型 板 式 無 碴軌 道 橫 斷 面 圖3 5 8 ( 隧 無 仰 )圖 2-10 CRTS型板式無碴軌道橫斷面圖圖 2-11 CRTS型平板式無砟軌道圖 2-12 CRTS型框架板式無砟軌道圖 2-13 非隧道區間內的防震型軌道板v 表2-2 軌道結構高度（mm）路 基 基 床 表 層橋 梁 保 護 層梁 體隧 底 填 充 層C 4 0 ( 底 座 )C 5 0鋼 軌1 7 6扣 件4 0軌 道 板2 0 0C A M 層3 0支 承 層或 底 座3 0 0 ( 路

8、隧 )2 0 0 ( 橋 )7 7 4 ( 路 隧 ) 2 5 5 0 2 9 5 0承 臺2 8C 2 0 ( 支 承 層 )6 7 4 ( 橋 )圖 2-14 CRTS 型板式無碴軌道橫斷面圖圖 2-15 CRTS 型板式無砟軌道結構詳圖p 軌枕埋入式彈性軌道是將木枕、鋼筋混凝土軌枕或其他形式的軌枕埋入現澆的鋼筋混凝土軌道板中形成的軌道結構。3.1 德國鐵路的無砟軌道 為適應高速行車的需要，德國一直致力于無碴軌道的研發與試鋪。v 初期的板式：1959年，隧道內首次試鋪，1967年，厄爾達車站及班堡福爾海區間等地鋪設了多處板式。v 中期的長枕埋入式：1972年在拉達車站上試鋪了雷達型長枕埋入

9、式無碴軌道，該型無碴軌道維修量小、運營效果良好，被確定為以后發展的主型軌道。雷達軌道經過數次結構上的修改與完善，完善為適合于隧道內、橋上及土質路基上的各種雷達軌道系列。p 雙塊式無砟軌道：發展至雷達HST和雷達2000型的雙頭軌枕，并以雷達2000型軌道作為主型無碴軌道。意見的柏林-漢諾威和法蘭克福-科隆兩條高速鐵路上鋪設無碴軌道的長度分別為70%和100%。圖 2-26-1 秦沈線橋上長枕埋入式無碴軌道平面及側立面圖 圖 2-26-2 秦沈線橋上長枕埋入式無碴軌道橫斷面圖 心線路線中梁 體國產60kg/m鋼軌WCK型軌枕道床板填充混凝土隔離層混凝土底座圖 2-27 隧道及高架橋上長軌枕埋入式

10、無砟軌道秦沈線橋上長枕埋入式無碴軌道 圖 2-34 中心水溝支承塊式整體道床 圖 2-35 堅實基巖隧道內支承塊式整體道床 圖 2-36 隧道抑拱上支承塊式整體道床 圖 2-37 短枕木式整體道床結構圖 2-38 無枕式整體道床結構3.3.彈性整體道床彈性整體道床在整體道床與結構底座間鋪設一層在整體道床與結構底座間鋪設一層30mm30mm左右厚的彈性絕左右厚的彈性絕緣材料與塑料油膏混合物或橡膠瀝青混凝土，達到軌道緣材料與塑料油膏混合物或橡膠瀝青混凝土，達到軌道減振效果軌道結構形式減振效果軌道結構形式。成都客站曾鋪設該種軌道，整。成都客站曾鋪設該種軌道，整體道床與底座間鋪設體道床與底座間鋪設50

11、mm50mm厚的拆線廢舊輪胎制成的顆粒。厚的拆線廢舊輪胎制成的顆粒。 4.4.英國英國PACTPACT軌道（軌道（Paved Concrete TrackPaved Concrete Track）PACTPACT型軌道型軌道是將鋼軌通過彈性墊層直接鋪設在軌道板上，是將鋼軌通過彈性墊層直接鋪設在軌道板上，鋼軌連續支承在軌道板上的由橡膠制成的長帶式墊層上鋼軌連續支承在軌道板上的由橡膠制成的長帶式墊層上的軌道結構。鋪設時，先鋪的軌道結構。鋪設時，先鋪38cm38cm的混凝土層，其上放置的混凝土層，其上放置長度為長度為2.5-6.1m2.5-6.1m的鋼筋網，并把它焊接成的鋼筋網，并把它焊接成200m200m長，然后長，然后連續灌注混凝土。連續灌注混凝土。圖2-44 WJ-8型扣件系統結構2.日本無砟軌道的不分開式扣件圖2-45 日本直接4型扣件1-六角頭螺紋道釘；2-墊圈；3-蛋形彈片；4-埋栓；5-楔塊；6-