1、 1 板式无碴轨道结构设计及计算板式无碴轨道结构设计及计算 1. 1. 无砟轨道的介绍无砟轨道的介绍 1.11.1 技术发展概况技术发展概况 1.1.11.1.1 国内概况国内概况 我国铁路曾于20世纪30年代先后在东北牡图线的北老松岭隧道和沈丹线的福晋岭 隧道铺设过长木枕和短木枕式混凝土道床轨道。 50 年代又在沈吉线水帘洞隧道铺设了预 埋长木枕混凝土道床轨道。 60 年代以后， 随着山区铁路的修建， 先后在成昆线、 京原线、 京通线、南疆线等隧道内铺设了刚性支承块式混凝土整体道床轨道，总延长约 300km。 并于 1984 年编制了适用于各类围岩铺设的通用设计图。与此同时，还在铁路站场、港
2、 口码头等地段土路基上铺设了经改进的整体道床轨道。 80 年代初， 还曾在皖赣线溶口隧 道内首次铺设了类似日本的乳化沥青水泥砂浆垫层式板式轨道。 90 年代以来， 在京九线 九江长江大桥引桥（长 7km）上铺设了无砟无枕轨道。在宝天线白清隧道和西安线秦岭 特长双线隧道（长 18.4km）铺设了弹性支承块式混凝土道床轨道。迄今为止，运用效果 良好。 本世纪初以来，为适应铁路运输行车速度的不断增长，又相继在秦沈客运专线双何 曲线特大桥（长 740m）和狗河特大桥（长 741m）上铺设了板式轨道，沙河特大桥（长 692m） 上铺设了枕式无砟轨道。 在西康线秦岭隧道、 兰武线乌鞘岭特长隧道 （长 20
3、.5km） 等修建弹性支承块式无砟轨道。 在渝怀线鱼嘴二号碎 （长 710m） 内试铺了枕式无砟轨道。 在赣龙线枫树排隧道（长 790m）内试铺了减振型板式无砟轨道。 2004 年初，国务院批准了中长期铁路网规划 ，确定了铁路网建设的蓝图。为迎 接国务院已批准的武广、郑西、石太、京津、合宁、合武、温福、福厦、甬温 9 条铁路 客运专线建设高潮的到来，实现铁路跨越式发展，到 2010 年客运专线达到 4000km，到 2020 年达到 10000km 的目标，必须树立坚持部党组提出的“以人为本、服务运输、强本 简末、系统优化、着眼发展”的建设新理念。以此为契机，目前全路科研、设计、施工、 院校的
4、领导、专家、教授和从业人员正在全力协同开展有关成区段铺设各种类型无砟轨 道的前期工作。高速客运专线成区段铺设无砟轨道必将成为我国铁路轨道结构的发展方 向。 1.1.21.1.2 刚性支承块刚性支承块整体道床整体道床 我国早在五十年代就曾开始铺设隧道内整体道床，其主要结构形式是隧道内的砼支 2 承块式整体道床，至今，统计累计铺设了约 300 余公里。其特点是结构简单，便于现场 制造和施工。当隧道基底坚实稳定时轨道的稳定性好，道床美观整洁，轨道的养护维修 工作量可减少 5070。 国内 60 年代到 80 年代修建的整体道床至今仍有相当一部份在运营中表现良好。但 也有不少隧道内的整体道床在运营中出
5、现了难以修复的病害，较严重的不得不拆除改为 普通有砟轨道。 总结以往刚性整体道床的运用过程存在以下问题： （1）轨道结构强度设计偏弱，刚度偏大，弹性不足，结构动应力增大，易形成疲劳破 坏； 如：发生支承块松动，支承块挡肩破坏，扣件断裂等现象。有些中心水沟式及浅 侧水沟式整体结构，水浸入道床后在轨道冲击荷载作用下，形成活塞作用，加速道床砼 的破坏；个别的整体道床直接修建在膨胀岩基础上，发生道床的变形破坏。在整体道床 发展前期，造成设计强度偏弱和标准偏低的重要原因是对轨道动力作用认识不足和铁路 建设资金缺乏。 （2）道床浇注前或隧道铺底前，基底浮砟及异物清理不彻底，运营后使道床砼板下不 实，产生破
6、坏。 （3）施工机械化水平低，劳动强度大，进度慢，轨道几何精度不好，质量难以保证。 （4）运营中当结构发生病害时，不易修复，影响了行车安全。 1.1.31.1.3 弹性整体道床弹性整体道床 这是一种低振动无砟轨道结构，是由钢轨及其扣件、块下胶垫、橡胶靴套、混凝土 道床板及混凝土底座等组成。1995 年-2000 年，由铁一院主持、铁科院、大兴铁道建筑 设计院、等多家单位参与的“弹性整体轨道结构及施工工艺和机具的研究”科研项目。 课题研究的主要内容如下： 课题研究内容主要含有四个子课题和两个试验段，四个子课题为： （1）弹性整体道床结构及施工和铺设技术条件的研究。 （2）弹性整体道床的弹性可调式扣件研究。 （3）超长无缝线路长钢轨一次铺设工艺及机具的研究。 （4）弹性整体道床施工工艺及机具设备的研究。 两个试验段为： （1）陇海线宝天段白清隧道弹性整体道床结构试验段。 （2）西安安康线大瓢沟隧道弹性整体道床施工工艺及机具设备试验段。 3 1.1.41.1.4 长轨枕埋入式无砟轨道长轨枕埋入式无砟轨道 长轨枕埋入式无砟轨道主要是由整体式穿孔混凝土枕和现场灌注
