温度荷载
板底摩阻力与板底层间连接形式有关，其值为
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋
设计荷载组合 ※预应力平板考虑的荷载及其组合 纵向：
主力组合 列车竖向设计荷载+温度翘曲
主力+附加力组合 列车竖向检算荷载+温度翘曲+路基不均匀沉降
横向：
主力组合 列车竖向设计荷载+列车横向荷载+温度翘曲
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UIC71荷载图式
（线路方向）
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1、列车荷载
无砟轨道动载计算公式：
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列车强度检算荷载
横向设计荷载
竖向设计荷载
取静轮载的 1.5倍
取静轮载的 0.8倍
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四、单元板式无砟轨道设计理论
设计参数取值
1 2 3 4
列车荷 载
温度荷 载
混凝土 收缩
线下基 础变形
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2.温度荷载
混凝土结 构热传导 性差
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目
录
1 单元板式无砟轨道组成 2 单元板式无砟轨道结构功能分析和设计理论总结 3 主要计算方法
4 单元板式无砟轨道设计理论
5 单元板式无砟轨道设计技术
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一、我国无砟轨道组成
组成 钢轨； 扣件（含充填式垫板）； 预制轨道板； 水泥沥青砂浆调整层； 混凝土底座； 凸型挡台及周围填充树脂；
疲劳检算 异常轮重
124 340
104 360
日本新干线无砟轨道设计荷载
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1、列车荷载
德国无砟轨道设计荷载采用UIC 71 荷载图式，最大轴重250 KN，轴距 1.6m ，并考虑附加动力系数50 %及 列车通过曲线时引起外轨（或内轨 ）附加偏载系数20 %。 无砟轨道结构设计轮重为 250 KN * 0.5 *1.5 *1.2 225 KN 垂直方向按钢轨支点压力为150 KN 对称作用于钢轨支点位置
将钢轨、轨道 板、底座构成的 无砟轨道在纵向 和横向上视为视 为弹性地基上的 叠合梁处理。
钢轨采用弹性点支撑 钢轨、扣件仍采 双层弹性扣件的轨下 用弹性点支承 垫板采用单个线性点 梁、线性弹簧 支承弹簧、板下垫板 模拟，轨道板 采用刚度较大弹性薄 、砂浆层、底 板模拟，轨道板与底 座等部分则采 座板采用弹性薄板， 用实体有限元 CA砂浆层以及基础 模拟 的支承采用均布弹簧 模拟
钢筋所受拉应力
M c 2.98 MPa b W0
M s n 65 .1MPa s WS
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋 ◆裂缝检算
同时考虑列车荷载、温度变化和混凝土收缩， 其裂缝; 0.07mm
8 0.4d 0.07 mm wm ax K1K 2 80 ES Z
同时考虑列车荷载、温度变化和混凝土收缩， 其裂缝;
8 0.4d 0.15mm wm ax K1K 2 80 ES Z
S
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2.温度荷载
温度伸缩应力
对于单元板式无砟轨道，伸缩温度应力受板底当量摩阻力、钢轨扣件纵向 阻力及凸台周围填充树脂弹性等因素影响，伸缩温度力计算公式为：
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2.温度荷载
板底摩阻力与板底层间连接形式有关，其值为
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2.温度荷载
温度翘曲应力
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四、单元板式无砟轨道设计理论
设计参数取值
强度计算得到极限承载弯矩
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋
表：框架板配筋
计算 依据 桥规
截面 纵向 横向
设计承载能力
极限承载能力
KN m / m
24.9 26.6
KN m / m
74.4 59.4
由上表可知：预应力平板截面承载能力满足设计要求
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋 ③框架板检算 a. 板端纵向检算 主力作用下检算 ◆强度检算 在荷载作用下，轨道板所受压应力为
弹性地基叠合梁 弹性地基梁板理论 弹性地基梁体理论
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三、主要计算方法简介
梁板理论与叠合梁理论比较： 纵向弯矩吻合较好，梁板理论略小
叠合梁理论横向弯矩偏大
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三、主要计算方法简介
梁板理论与梁体理论比较：
1)纵向正弯矩吻合良好 2)梁板理论纵向负弯矩及横向弯矩较大
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目
录
1 单元板式无砟轨道组成 2 单元板式无砟轨道结构功能分析和设计理论总结 3 主要计算方法
设计技术
过渡段设计 充填式垫板的设计及 施工工艺
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轨道板的设计
板底摩阻力与板底层间连接形式有关，其值为
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轨道板的设计
板底摩阻力与板底层间连接形式有关，其值为
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轨道板的设计
板底摩阻力与板底层间连接形式有关，其值为
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轨道板的设计
板底摩阻力与板底层间连接形式有关，其值为
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目
录
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国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总 结
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国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总 结
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国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总 结
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国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总 结
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国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总 结
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线网规划方案评价
方案评价基本原则：
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目
录
1 单元板式无砟轨道组成 2 单元板式无砟轨道结构功能分析和设计理论总结 3 主要计算方法
4 单元板式无砟轨道设计理论
5 单元板式无砟轨道设计技术
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二、国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总结
日本板式轨道 设计思路 （1）两刚性较大的承载层中间，设置刚性较小的用于施工调整及缓冲 协调的夹层 （2）施工快捷（采用预制轨道板），方便维修（采用单元式结构）， 造价合理（一个钢轨大修周期回收增加的造价） （3）竖向力分层传递、水平力（纵横向力）与竖向力分开承受和传递， 轨道传力路线清楚、部件功能明确。 设计理论与方法 日本板式无砟轨道中轨道板的设计采用容许应力法，需进行包括疲劳、 异常轮重、施工荷载等在内的设计检算。温度影响未纳入轨道板设 计，但在计算轨道板荷载应力时考虑板底不均匀支承，并将平板改 为框架板以减少温度梯度影响。路基上底座板的设计采用极限状态 设计法，考虑了路基不均匀沉降对底座板受力的影响，底座板因相 对较长而考虑了混凝土收缩的影响。
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目
录
1 单元板式无砟轨道组成 2 单元板式无砟轨道结构功能分析和设计理论总结 3 主要计算方法
4 单元板式无砟轨道设计理论
5 单元板式无砟轨道设计技术

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5、单元板式无砟轨道设计技术
混凝土轨道板的设计 混凝土底座的设计
凸型挡台的设计 伸缩缝的设计 扣件的适应性
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋 ②预应力平板检算 b. 轨道板横向 轨道板纵向预应力筋数量：16（根） 截面设计承载能力在扣除混凝土收缩、徐变引起的 损失后
Mb ( cl 0.7 f ct )W 115 .5( KN m)
取M=294.5 ( KN m)
26 .6( KN m / m)
3、混凝土收缩
混凝土收缩荷载取值：
参照《铁路桥涵设计基本规范》：对于钢 架、拱等超静定结构、预应力混凝土结构、 结合梁等，应考虑混凝土收缩的影响。它 的影响可按降低温度的方法来计算。
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四、单元板式无砟轨道设计理论
设计参数取值
1 2 3 4
列车荷 载
温度荷 载
混凝土 收缩
线下基 础变形
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S
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋 ③框架板检算 b. 板端横向检算 主力作用下检算 ◆强度检算 轨道板所受压应力为
钢筋所受拉应力
M c 5.84 MPa b W0
M s n 112 .2 MPa s WS
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轨道板的设计
轨道板设计弯矩及配筋 ◆裂缝检算
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4.2荷载组合
按照主力组合结构设计： 列车竖向设计荷载+温度梯度荷 载+混凝土收缩+年温差温度荷 载+桥梁挠曲
不同线下基础上：
桥上结构设计 荷载组合
路基上结构设 计荷载组合
按照主力组合进行结构设计 按照主力+附加力组合进行 检算
隧道内结构设计 荷载组合
按照主力结构设计： 列车竖向荷载+混凝土收缩 同时满足强度和裂缝宽度的影响
2006年客运无砟轨道再创新
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国内外外无砟轨道结构 功能分析和设计理论总 结
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目
录
1 单元板式无砟轨道组成 2 单元板式无砟轨道结构功能分析和设计理论总结 3 主要计算方法
4 单元板式无砟轨道设计理论
5 单元板式无砟轨道设计技术

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三、主要计算方法简介
1 2 3 4
列车荷 载
温度荷 载
混凝土 收缩
线下基 础变形
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3、混凝土收缩
计算考虑因素
混凝土龄期
混凝土裸露面积
结构厚度
第一阶段为0-90天，第二阶段为90天-80年，计算出两 阶段的收缩应变并相加。在设计时将收缩应变换算为温度 变化幅度，按降温考虑，一般按降温幅度约30 ℃考虑。
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4、线下基础变形
基础不均匀沉降
梁体的挠曲变形