III型板式轨道基本结构

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

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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

结构组成 类型 钢 定尺长 轨 高度 扣 类型

单位 m mm 武汉城轨铁路 U71Mn(K) 60 100 176 WJ-8B 2

盘营客专铁路 U71Mn(K) 60 100 176 WJ-8B mm 38 38 高度 mm 687 630 间距 38 38 承轨槽厚 mm mm 5350 5600 长度 轨 mm 2500 2500 道 宽度 板 mm 190 210 厚度 C60 C60 混凝土强度等级 材料 C40自密实混凝土 C40自密实混凝土 填 mm 90 100 厚度 充 mm 2500 2500 宽度 层 mm 长度 同轨道板长 同轨道板长 mm 240（路）厚度 、190（桥隧） 280（路）、180（桥隧） mm 3100（路）宽度 、2900（桥隧） 3100（路）、2900（桥隧） 底 路基3块板长，隧道4块板路基3块板长，隧道4块座 mm 长度 长， 桥上1块板长 板长， 桥上1块板长 C40 C40 混凝土强度等级 限位方式 板下U形筋+底座凹槽 板下U形筋+底座凹槽 板间连接方式 路桥隧板间均无连接 路桥隧板间均无连接 mm 772 842 路基 结构 mm 722 742 桥梁 高度 mm 722 742 隧道 件 武汉与盘营在路基、桥梁和隧道地段所用轨道板均为单元板，板间无连接,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。

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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。

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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

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