中国板式无砟轨道按结构型式可分为CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式和CRTSⅢ型板式无砟轨道。
板式无砟轨道
预制混凝土板通过灌筑水泥乳化沥青砂浆层或自密实混凝土层,铺设在现场灌筑的钢筋混凝土底座或混凝土支承层上的无砟轨道。
- 英文名称
- slab track
- 所属学科
- 土木工程
由钢轨、弹性分开式扣件、预制混凝土轨道板、水泥乳化沥青砂浆层、钢筋混凝土底座、凸型挡台及挡台周围填充树脂等组成。轨道板之间为无纵向连接的单元分块式结构(图1),由凸形挡台对轨道板进行限位,路基上、桥梁上、隧道内CRTSⅠ型板式无砟轨道结构型式略有不同。
①路基上CRTSⅠ型板式无砟轨道,底座直接在路基基床表面上设置。底座每隔10~25米对应凸型挡台中心位置设横向伸缩缝,底座上设置凸型挡台。轨道板与底座间设置水泥乳化沥青砂浆层(图2)。
列车通过曲线路段时,为了平衡车体指向曲线外侧的离心力,曲线外轨要设置超高,使车体产生向曲线内侧的倾斜。此时车体的重力将分解成一个指向曲线内侧的横向分力和一个指向轨道的垂向分力。如果曲线外轨超高设置准确,则可保证重力的横向分力恰与离心力平衡,而垂向分力指向轨道中心线。
有砟轨道是把曲线外轨起道到设计高度,并捣实外轨部位的道床来设置外轨超高。而无砟轨道只有在底座上把曲线外轨道超高设置好,再在向曲线内侧倾斜的底座顶面上铺设轨道板(带钢轨、扣件),并填灌水泥乳化沥青砂浆,才能把曲线外轨超高设置好。
②桥梁上CRTSⅠ型板式无砟轨道,底座通过梁体预埋钢筋或预埋套筒与桥体相连,底座上设凸型挡台对轨道板进行限位。轨道板与底座之间设置水泥乳化沥青砂浆层(图3、图4)。曲线超高在底座上设置。
图4 32米简支梁桥梁上CRTSⅠ型板式无砟轨道平面布置示意图
③隧道内CRTSⅠ型板式无砟轨道,在有仰拱的隧道内,底座在仰拱填充层上构筑,沿线路纵向每隔一定长度,在对应凸型挡台中心位置设置横向伸缩缝,曲线超高在底座上设置(图5a)。在无仰拱的隧道内,底座与隧道底板合并设置并连续铺设(图5b),曲线超高在隧道底板上设置。
隧道内CRTSⅠ型板式轨道已应用于中国沪宁、哈大、广深港等高速铁路。
由钢轨、弹性不分开式扣件、预制混凝土轨道板(板端有纵向连接螺纹钢筋,板面上设有带挡肩的承轨台)、水泥乳化沥青砂浆层、混凝土支承层、纵向张拉锁件等组成(图6)。混凝土轨道板之间有纵向连结的纵连式结构,通过轨道板之间的纵向连接和层间黏结对轨道板进行限位。
①路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道,混凝土支承层在路基基床表面上设置,每隔5米设置一道假缝,曲线超高在路基基床表层上设置(图7)。
②桥梁上CRTSⅡ型板式无砟轨道,由钢轨、弹性不分开式扣件、预制混凝土轨道板、水泥乳化沥青砂浆层、底座板、滑动层、侧向挡块等部分组成(图8)。
轨道板和底座板均为纵连结构。底座板下铺设“两布一膜”滑动层,将梁面和底座结构分开。桥梁固定支座上方纵连底座板通过剪力齿槽和梁体固结,梁缝处底座板下设置高强度挤塑板,并在台后路基上设置摩擦板、端刺及过渡板。桥梁上通过侧向挡块对底座板进行横向和垂向限位。曲线超高在底座板上设置。
③隧道内CRTSⅡ型板式无砟轨道,结构组成和路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道相同。在有仰拱的隧道内,混凝土支承层在仰拱填充层上构筑,曲线超高设在混凝土支承层上(图9a)。在无仰拱的隧道内,混凝土支承层和隧道底板合并设置,曲线超高在隧道底板上设置(图9b)。
隧道内CRTSⅡ型板式无砟轨道已应用于中国京津、京沪、沪杭、京石武、杭长、津秦等高速铁路。
由钢轨、扣件、预制混凝土轨道板、自密实混凝土层、隔离层及钢筋混凝土底座等组成,为单元分块式结构。轨道板为预制混凝土结构,板面设有挡肩的承轨台,配套采用弹性不分开式扣件。板底预留连接钢筋,轨道板下灌注自密实混凝土,通过轨道板与自密实混凝土之间的黏结及连接钢筋的抗剪作用,限制轨道板的纵、横向位移。底座上表面设限位凹槽,凹槽周围设置弹性缓冲垫层,与自密实混凝土形成的凸台咬合,实现上部结构限位,底座顶面设置隔离层,协调层间变形,曲线超高在混凝土底座上设置。
①路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道,底座为单元结构,直接在路基基床表层上设置(图10),底座上每隔一定长度设置横向伸缩缝。
②桥梁上CRTSⅢ型板式无砟轨道,底座在梁面上设置,通过梁体预埋套筒植筋或预埋钢筋的方式与梁体连接(图11)。
③隧道内CRTSⅢ型板式无砟轨道,在有仰拱的隧道内,底座在仰拱回填层上设置(图12a);在无仰拱的隧道内,底座与隧道底板宜合并设置(图12b)。
隧道内CRTSⅢ型板式无砟轨道应用于中国盘营、沈丹、武汉城际、郑徐、京沈等高速铁路。