整体道床
• 单元板结构不仅可简化桥上、隧内轨道结
构,降低建造难度,而且还可降低造价。
• 可最有效的克服连续结构受温度力造成的 复杂问题等。
(3)自密实混凝土取代了CA砂浆
• 传统的CA砂浆调整层,只能提供极为有限的
弹性,对轨道刚度过渡缓冲作用微小。
• 传统的CA砂浆层与轨道板之间极易产生离缝
等破损病害,给运营安全及维修带来了极大 的危害和困难。
60-100年不需要更换,只需做局部裂缝维修
2、维修思路和方便的维修方法 (1)采用单元结构、或柔性连接结构和分 离式结构的维修思路
钢轨 扣件系统
缓冲隔离层
有挡肩双向后张预应力轨道板 门型钢筋
自密实钢筋混凝土
底座或支承层
• 单元+分离式结构、与柔性纵连+分离式结
构,在其自密实混凝土(复合板)与底座 (或支承层)之间设置了缓冲隔离层,实 现了无砟轨道道床的可维修性。当基础出 现了较大的沉降,而扣件已不能调整时 (超出扣件的最大调高能力),可将复合 板整体抬升到所需高度,通过在复合板下 灌注树脂砂浆,即可确保无砟轨道的快速 维修,又能保证不中断行车。
2、采用预应力钢筋与结构钢筋共同互补受力 的混凝土结构,有利于降低构件的纵横向 预压应力,从而避免沿钢筋方向出现纵向 裂纹,提高轨道板整体强度,提高轨道板 抗冲击、抗疲劳的耐久性能,而且克服了 单一结构存在的诸多不利因素;对轨道板 中构造钢筋丝位进行了优化调整,构造钢 筋直径由原来的12mm调整为8mm。
• 铺设、精调轨道板与CRTSI型和CRTSII型相
同,但为防止灌注填充层时上浮,均应加 强固定工装及工艺。
• 自密实混凝土灌注施工,均采用通用混凝
土施工设备,混凝土搅拌站,混凝土运输 罐车,混凝土泵车(或地泵)和自密实混 凝土中转灌注漏斗。
• 铺设长钢轨以及无缝线路施工与其他相同。 • 钢轨精调需要采用重载式轨道测量仪(轨
结构,轨道结构更稳定,列车冲击动荷载 对轨道板的影响更小,能提高其耐久性, 使用寿命可达到60-100年。
• “桥隧单元结构,路基柔性纵连结构”,确保了道
床板结构均具有单元思想,使温度力和环境变化 对轨道结构影响变的更小,提供了可以达到60100年寿命的基础条件。
• 在轨道板(复合板)与底座(或支承层)之间设
3、预应力钢筋端部采用内藏式,钢筋 头不外露,防止外来水的长期浸蚀以 及空气中其他有害介质的侵害,提高 了轨道板体的耐久性能。
4、轨道板内的锚固板沿径向凸出于先张纵、 横向预应力钢筋,锚固板呈圆柱状,外端 面与圆柱面之间设置有圆弧倒角R,锚固板 与纵、横向预应力钢筋通过螺纹连接后再 与板体卡式连接形成自锚固结构,这种工 艺,彻底解决了预应力钢筋端部的局部回 缩。锚固板同纵、横向预应力钢筋一样均 封装于板体内。
(二)完全自主知识产权的生产工艺 技术 1、先张轨道板钢模技术 2、连接杆设计及制造
连接杆
3、张拉体系及生产线布局设计
2x4单元矩阵生产布置图
4、产品标准 5、原材料要求
• 1)预应力钢筋 • 2)构造筋 • 3)绝缘体 • 4)锚固板
6、轨道板生产工艺
三、先张CRTSIII型板式无砟轨道主要技 术特点
其结构技术特点:
(1)路基纵连结构
• 路基结构是由散粒体填筑形成,路基
表面刚度较小。若采用单元结构,列 车通过时,由于路基表面刚度较低, 对板端支承反力,约束力不够,板端 竖向位移较大,形成振动源,对高速 列车安全性和舒适性影响较大。
• 纵连结构可有效分散板下应力集中,降低
应力峰值,提高轨道结构的整体性,增大 轨道结构的连续刚度,可最经济、最合理、 最有效的克服路基表面刚度降低所带来的 振动问题。
(4)钢筋混凝土底座或支承层所用钢筋可节省80%。
• 桥梁上设置混凝土底座,仅仅是为了防排水、超高和
设置限位凹槽功能需求,所以底座钢筋可大大减少。
• 隧道内限位凹槽可直接设置在仰拱上,仅限位机构需
配置钢筋,所以底座钢筋可大大减少。
• 路基上采用的是碾压混凝土做为支承层结构,
因此,也仅是限位凹槽内需配置钢筋,所以 支承层钢筋可大大减少。
道几何状态测量仪)。
3、施工效率
• 原灌注CA砂浆,一个工作面每天(16h)
平均灌注30块轨道板。而改为自密实混 凝土,一个工作面每天(16h)平均可 灌注80-100块,提高工效300%。
(三)稳定、耐久
1、结构体系具有较强的稳定性
• 不分开式扣件与有挡肩轨道板有机结合,更有利
于确保钢轨在高速列车动荷载作用下趋于安全稳 定。
3% -547 3%
SAMI厚80mm
详图 A
钢轨 176 扣件 38 承轨槽 38 轨道板 190 自密实混凝土 100 支承层 238
路基基床底层
轨道板:路基纵连,桥隧单元; 填充调整层:自密实混凝土; 缓冲隔离层:与轨道板对应为单元; 底座及支承层:桥上单元,隧道内混凝土 长单元(或直接采用隧底为基础),路基 上为连续碾压混凝土; 限位结构:门型筋+凹凸槽钢筋混凝土。
置了缓冲隔离层,确保了能够在养护维修的基础 条件下,使先张CRTSⅢ型板式无砟轨道结构使用 寿命达到60-100年。
(四)方便、维修
1、作为一种全新的无砟轨道系统,为什么要考虑 维修?
• 是因为,中国地域宽广,温度区跨度大,地质条
件也非常复杂。做为中国的高速铁路无砟轨道系 统,希望适应范围广,并建立在长期稳定的基础 上,但是长期稳定的基础是不太容易实现,所以, 新型无砟轨道系统必须把具备维修方便条件及功 能、且适应较大调整的能力,作为高铁无砟轨道 重要的核心技术。
(5)先张轨道板采用预制技术
• 不分开式扣件系统与先张双向预应力轨道
板巧妙结合
• 全新绝缘技术措施 • 轨道板下预留门型钢筋,板端预留连接剪
力板
• 有挡肩承轨槽部位不采用打磨措施,通过
二维可调钢模采用预制技术实现高精度空 间曲面板,简化了工艺,较低了制造成本。
(6)采用了“缓冲隔离层”技术,为日后实 现维修创造了必要的条件。
接,实现了整个无砟轨道系统与梁面(或 隧底)的整体稳定性结合。
2、结构体系具有良好的耐久性
• 轨道板采用双向先张部分预应力结构,为
不开裂设计思想,使用寿命可达到60-100 年。
• 轨道板下填充调整层由自密实混凝土取代
CA砂浆,使用寿命可达到60-100年。
• 自密实混凝土同轨道板形成牢固的复合板
• 其次,通过国内外工程实测调查显示,普通混凝
土使用寿命在30-50年就会出现明显老化,对无砟 轨道混凝土结构耐久性会造成严重影响。又由于 无砟轨道结构所处工作环境非常恶劣,且无砟轨 道其他部分也同样会出现磨损。因此,要清楚的 认识无砟轨道哪些部件正常使用年限?哪些部位 在什么样情况下需要维修?哪些部件在什么时间 需要更换?这是非常重要的。
• 这种具备快速方便的维修方法与思路,完
全可以打破无砟轨道对线下基础工程“工 后零沉降”的技术要求,完全可以降低对 基础沉降过高的控制要求,放宽对轨道板 铺设的基本条件,对地质勘察、沉降观测、 基床结构的要求也可大大降低,符合目前 高速铁路建设的实际需求。
• 先张CRTSIII型板式无砟轨道技术特点,正是针对
上述技术关键,吸取了以往各类无砟轨道优点, 从而研发的一种完全具有自主知识产权的、结构 简单、施工便捷、稳定耐久、方便维修的全新无 砟轨道结构。
• 总体的研发思想:扩大轨道板的使用范围并提高
耐久性。其核心结构系统理论构架就是“路基纵 连、桥隧单元、方便维修”
(二)施工便捷
CPIII轨道精确控制网测设
1、因为取消了CA砂浆,
即取消了复杂的制造工艺和 混凝土底座或支承层施工
专用的CA砂浆搅拌车及相
应工装。而采用的自密实混 隔离层及限位凹槽施工
凝土,均为成熟的施工工艺,
通过混凝土搅拌站、运输罐
铺设及精调轨道板
车及泵车就可灌注。
2、CRTSIII型板式无
自密实混凝土灌注施工
• 通过自密实混凝土与轨道板间的有效连接,组成
具有更强稳定的复合板。
• 在复合板与底座之间设置嵌入式限位凹凸台,实
现复合板与基础底座在纵、横向上具有足够强度 的接触性约束。
• 隔离层的合理约束连接,可缓解梁体受温
度力作用对轨道板的影响。同时,又可缓 解列车动荷载作用对桥梁的影响。
• 底座与梁面(或隧道底面)的基础固定连
砟轨道施工工艺十分简单。
铺设长钢轨及无缝线路施工
先张CRTSIII型板式无砟轨道施工工艺框图
• CPIII测设与其他无砟轨道相同。 • 混凝土底座可采用带自动测控的混凝土浇筑
一体机。支承层采用碾压砼为宜。
• 隔离层与限位凹槽采用人工铺设施工。 • 高精度有挡肩先张双向预应力空间曲面轨道
板通过采用二维可调钢模预制技术产生,不 需要打磨工艺和打磨设备,且单模生产平均 工效可实现1.0-1.5块/日。
5、纵横向预应力钢筋端部锚穴孔均为 Φ24圆孔。锚穴孔的直径和深度远小于 原有后张板中锚穴孔的尺寸,从而大 大增加了锚穴孔周围混凝土的厚度, 混凝土将不易开裂,可有效控制锚穴 孔周边混凝土浅薄性微裂纹,将延长 轨道板的使用寿命。
6、由于锚固板具有哑铃效应功能,以 及纵、横向预应力钢筋与混凝土之间 有更充分、更密实地握裹结合而获得 握裹力,轨道板的力学性能更好。
二、先张CRTSIII无砟轨道板结 构体系特点
(一)结构性能优化提升
先张III型无砟轨道板结构图
1、优化了轨道板中预应力体系,采用双向先 张预应力结构,既提高了轨道板整体强度, 又克服和改变了由于钢厂或PC钢棒生产中因 材质缺陷及加工制造工艺瑕疵造成成品板的 钢棒“延时断裂”的问题;预应力钢筋端部 设置锚固板,既减小预应力的建立起来的长 度,又可长久保持预应力值不损失,提高轨 道板耐久性;预应力钢筋定尺下料,专用张 拉千斤顶单根初张拉,然后整体张拉,整体 同步放张。