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铁路建设工程新技术概述授课：申爱国教授第五章轨道工程建设标准及施工技术第一节轨道工程设计要求第二节轨道工程施工技术第一节轨道工程设计要求客运专线轨道是保证列车高速运行的前提，为达到这个目的，要求轨道具有极好的平顺性、较高稳定性、和连续均匀的弹性。轮轨相互作用的附加荷载导致轨道变形和轨道病害的恶性循环，因此，任何微小的轨道病害如果得不及时整治，就会导致病害不断发展和恶化，甚至给维持行车带来很大困难。高速铁路综合技术研究资料表明，列车高速运行时轮轨相互作用力随列车速度的增大而增大，速度越高，列车对于轨道的平顺性要求就越高。高平顺性是客运专线铁路轨道最为重要的特征1、钢轨的原始平直度公差要小2、焊缝的几何尺寸公差要小3、道岔区不能有接头轨缝、有害空间等不平顺4、高低、轨向、水平、扭曲和轨距偏差等局部孤立存在的不平顺幅值要小5、敏感波长和周期性不平顺的幅值要小6、轨道不平顺各种波长的功率谱密度值都要小客运专线铁路轨道的高平顺性表现为以下几个方面保证客运专线铁路轨道高平顺性的条件1．高平顺性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺的前提条件，为此（1）必须严格控制路基的工后沉降。（2）要严格控制路基的不均匀沉降。在100m范围内的路基不均匀沉降，将直接造成幅值较大的轨道长波高低不平顺，更短范围内的路基不均匀沉降，将直接造成路基的稳固和安全。（3）要控制路基的初始不平顺。1．桥梁的动挠度等变形必须满足高平顺性的要求桥梁的挠度、折角、扭曲等变形直接影响轨道的平顺性，因此，桥梁梁跨的组合、桥梁的刚度、自振频率等设计应满足轨道的平顺性条件。2．道床质量必须满足高平顺性要求道床必须选用硬质、耐磨的道砟，并在铺枕前整平压实选用硬质、耐磨的道砟，并压实道床，对于保证平顺性、提高开通速度、减少道床残余变形积累、降低轨道的养护维修工作量非常有效。3．严格控制轨道的初始不平顺轨道初始不平顺是运营后各种轨道不平顺发生、发展和恶化的根源，若不进行严格控制，将造成运营过程中难以处置的无穷后患。根据研究，轨道初始不平顺状态对以后轨道长期的平顺性状态和维修工作量有决定性影响。初始状态好的轨道，维修周期长，能长期保持良好的水平；初期状态不好的轨道，不仅维修周期短，增加维修作业次数也很难改变轨道初期“先天”的不良水平。因此，要提高轨道的铺设精度标准，严格控制轨道的初始不平顺。客运专线轨道结构标准客运专线的轨道结构应具有足够的强度、刚度和稳定性。客运专线铺设的无缝线路应当是轨条与轨条、轨条与道岔直接焊联，实施道岔无缝化，在路基、桥梁和隧道地基稳定的地段宜采用无砟轨道。无缝线路的施工工法应采取一次铺设。（一）钢轨用于焊接的钢轨为60型、定尺长度100m、钢种U71Mn（K）热轧轨。（二）轨枕轨枕应采用长2.6mⅢ型混凝土枕,配置根数1667根/km,道岔地段应铺设混凝土岔枕,Ⅲ型混凝土枕有两种：有挡肩和无挡肩，（三）道砟及道床客运专线应采用特级碎石道砟，其抗磨、抗冲击、抗压碎等项材质性能和颗粒形状、级配和清洁度等均满足《铁路碎石道砟》（TB/T2140-2008）和《时速350km/h客运专线特级道砟暂行技术条件》的规定，道砟生产应增加水洗工序，其颗粒表面清洁度不得大于17%，粒径级配符合规定标准。客运专线道床断面符合以下规定：正线单线道床顶面宽度为360cm，道床边坡1：1.75,砟肩堆高15cm，土质路基和硬质岩石路基的道床厚度分别为30cm和35cm，桥上道砟厚度不应小于35cm。（四）扣件在有砟轨道上，铺设Ⅲ型无挡肩混凝土枕地段配套采用Ⅲ型弹条扣件，铺设Ⅲ型有挡肩混凝土枕地段可采用Ⅱ型弹条扣件。在无砟轨道上，按照设计要求可分别选用WJ—7型、WJ—8型扣件和Vossloh型扣件。（五）道岔客运专线正线采用道岔分别为18号、42号和62号，三种型号道岔直向通过最高速度为350km/h，侧向通过最高速度分别为80km/h、160km/h和220km/h。（六）钢轨焊联方式钢轨焊接方式宜优先采用闪光焊，道岔最终焊联采用铝热焊。道岔侧线锁定可采取焊接或胶粘冻结。（七）轨道静态平顺度项目高低轨向水平扭曲（6.25m）轨距幅值(mm)2222±2弦长(m)10-有砟轨道平顺度铺设精度标准无砟轨道平顺度铺设精度标准项目高低轨向水平扭曲（6.25m）轨距幅值(mm)2212±1弦长(m)10-道岔(直向)平顺度铺设精度标准项目高低轨向水平扭曲（6.25m）轨距幅值(mm)2212±1弦长(m)10-无砟轨道设计技术要求无砟轨道是一种少维修的轨道结构，它利用成型的组合材料代替道砟，将轮轨力分布并传递到下部支撑结构上。无砟轨道结构上具有连续、平顺、稳定、耐久和少维修的性能，能够满足铁路行车安全、乘车舒适和运行准点的要求。（一）一般要求1．曲线超高应根据曲线半径和区段列车运行速度设定。2．应设置性能良好的防排水系统。3．应与信号系统技术要求相匹配。4．钢轨支点间距≤650mm。一般宜采用625mm，在桥上由于要与梁跨长度、道床板长度相匹配，可适当放大。5．混凝土结构设计使用年限不小于60年。6．必要时，应考虑减振降噪要求。（二）无缝线路设计原则1．一次铺跨区间无缝线路。2．钢轨允许断缝值一般取7cm，困难条件下不超过10cm。3．单元轨节（一次铺设锁定的连续轨条）起、止点不得设在过渡段范围及不同轨下基础的交界处。4．隧道内距洞口200m范围内的设计锁定轨温宜与两端区间的无缝线路一致，这是根据洞内、外轨温差范围以及无砟轨道线路阻力确定的。5．在无缝道岔范围内，除钢轨绝缘接头采用胶接绝缘接头外，其余全部焊联。与区间不同，除确定锁定轨温外，还应确定铺设轨温。（三）无砟轨道结构型式1．板式轨道结构板式轨道分普通型和减振型。减振型的结构除在轨道板底面设置弹性垫层外，其余与普通型相同。2．双块式无砟轨道结构3．轨枕埋入式无砟轨道结构（四）设计荷载设计动轮载采用300kN。考虑到无砟轨道一旦损坏，修复十分困难，在确定设计动轮载时，计算不利荷载条件，采用较大的强度安全贮备是必要的；同时，基于无砟轨道将在我国客运专线上推广，采用统一的设计荷载，有利于标准化设计。（五）扣件1．桥上无砟轨道宜采用小阻力扣件，路基与隧道内可采用A型、B型或Ⅱ型弹条分开式扣件。桥上无砟轨道梁轨相对位移是在钢轨与扣件间进行的，据此，在确保钢轨不爬行和轨道稳定的前提下，适当减小弹条的扣压力和轨底与轨下胶垫间的摩擦系数，以减小轨道的纵向阻力。2．不同弹条与不同轨下垫板组合的单组扣件纵向阻力，应满足桥上、隧道、路基上无缝线路的设计要求。（六）轨道铺设精度无砟轨道铺设精度（静态）标准高低轨向水平轨距幅值（mm）221±1弦长（m）10（七）无砟轨道结构技术要求目前，我国在路基、桥梁隧道中铺设的是Ⅰ型板式、Ⅱ型板式、双块式无砟轨道，在道岔区铺设的是长轨埋入式无砟轨道。板式无砟轨道在工厂里预制，在现场浇注CA水泥砂浆，形成无砟轨道。1.Ⅰ型板式无砟轨道桥上轨道板标准长度为4856mm，扣件间距为617mm。除梁端外，相邻轨道板间隔缝为80mm。路基及隧道区段轨道板标准长度为4930mm，扣件间距为625mm，相邻轨道板间隔缝为70mm。底座对应凸形挡台中心位置设宽度为20mm的伸缩缝，用沥青板填充。桥上每隔一块板设一处，路基上每隔两块板、隧道内每隔三块板设一处（跨洞口200m范围内每隔一块板设一处）。曲线区段在底座上设置超高，内侧底座的最小厚度为100mm。普通型和减振型轨道板下CA砂浆层的设计厚度分别为50mm和40mm。凸形挡台与轨道板半圆缺口间填充树脂的设计厚度为40mm。减振型轨道板底橡胶垫层厚度为20mm。2.Ⅱ型板式无砟轨道3．双块式无砟轨道3200～3600混凝土支承层混凝土道床板双块式轨枕扣件钢轨2800～3000基床表层防排水层4．长枕埋入式无砟轨道长枕埋入式无砟轨道通常在道岔区铺设，在工厂需要根据道岔的结构，预制长轨枕，现场安装就位后，浇筑钢筋混凝土，底座应预埋钢筋与轨道板连成一体。（八）无砟轨道下部基础的技术要求1．路基地质复杂地基工后沉降难以准确预测和地下水位高出路基面以下1.5m的区段不应铺设无砟轨道。地质勘察准确查明地基地质条件和填料工程性质，提供评价地基和路基结构变形状态必要的地质资料。沉降控制沉降控制是路基上无砟轨道的技术关键。路基工后沉降不应大于30mm，不均匀沉降不应大于20mm/20m。局部的沉降应控制在扣件可调范围内，大范围均匀沉降则应满足设竖曲线圆顺的要求。基床由表层和底层组成。基床表层采用级配碎石或级配砂砾石，基床表层和混凝土支承层的总厚度应大于0.7m，基床底层采用A、B组粗粒土或改良土填料，厚度为2.3m。基床下部应优先采用A、B组填料或改良土，在不采取改良或其他加强措施情况下，不得采用C组中的细粒土、粉砂和软块石土，其压实标准如表5-1-13。路堤高度大于8m时，压实标准同基床底层，并加强边坡防护。2．隧道（1）隧道衬砌应采用曲墙、仰拱结构。（2）仰拱必须设置在稳定的基础上，并保证与下部围岩密贴。当围岩基底承载力低于0.3MPa或预计会发生沉降时，应采取加固措施。回填层混凝土强度等级不低于C20。（3）应设双侧排水沟，确保排水畅通。3．桥涵（高架结构）（九）过渡段的技术要求1．结构物和轨道结构的过渡两者之间的过度点点应相互错开，不应设在同一断面上。不同轨道结构间的过渡段内不应设有联合接头和绝缘接头，并尽量避免厂焊接头。2．有砟轨道与无砟轨道的过渡无砟轨道下部基础应向有砟轨道延伸至少15m，同时应满足有砟轨道最低道砟厚度的要求。过渡段设置60kg/m辅助轨及配套扣件，辅助轨长度25m（其中无砟轨道内约5m，有砟轨道内约20m）。过渡段范围轨道刚度的过渡可通过有砟轨道轨下胶垫的刚度、轨枕类型以及无砟轨道板下胶垫刚度的变化来实现。3．不同结构物的过渡处于过渡段的结构物沉降应逐渐过渡，工后沉降差引起的折角应小于1/1000。无砟轨道施工完成后，桥台（涵）与路基过渡段的沉降差、隧道基础与洞外路基工后沉降差不得大于5mm。过渡段刚度变化曲线050000010000001500000200000025000003000000350000040000000510152025与桥台背的距离（m）路基竖向刚度kN/m第二节轨道工程施工技术一、客运专线轨道工程施工技术特点1、铺设500m长钢轨技术难度大，对设备和工艺有新要求2、轨道铺设对平顺性要求很高，轨道达标作业遍数多、时间长3、无砟轨道对施工人员素质和设备质量要求很高4、特级道砟砟源短缺，需要提前生产并储存道砟5、铺设无缝线路受环境温度的控制，作业时间受限制二、无砟轨道施工技术1、板式轨道板式无砟轨道道床板为预制产品。无缝线路施工方法客运专线的铺砟、铺轨作业必须以保证路基顶面不受施工和运输机具的破坏为前提。在施工完毕的路基面上，摊铺厚度为150mm的道砟层并经压实后，则可进行铺轨作业。500m长轨条铺设法道岔号数的规定讨论题1、客专什么部位应当设置过渡段？2、为什么要设置过渡段？作业题1、客专建设为什么要建立高精度坐标系统和水准系统？这两个系统为什么要长期保留？感谢您的关注