新建铁路CRTSI型双块式无砟轨道结构设计

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新建铁路CRTSI型双块式无砟轨道结构设计
在气候和环境条件恶劣,年温差和日温差都比较大的地点,综合全线各种条件选用CRTS型双块式无砟轨道。该轨道结构的道床板是均匀连续浇筑,温度变化时,道床板会产生开裂和上拱问题,因此将道床板做为单元式。本论文主要结合兰新二线土路基上的CRTS型双块式无砟轨道结构,道床板采用单元式,简化建立力学模型,并应用有限元方法进行单元划分,然后对轨道结构进行受力和变形分析。
标签: CRTSI型;双块式;无砟轨道;结构设计;道床板
1 路基CRTSI无砟轨道结构设计
路基地段CRTS型双块式无砟轨道结构组成由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板、支承层等部分组成。双块式轨枕为扣件的安装提供良好的接口。道床板作为主要的承载结构且暴露于空气之中,应严格满足强度和裂纹控制要求。
1.1道床板
路基地段道床板采用连续浇筑,道床板混凝土等级为C40,道床板宽度为2800mm,厚度为260mm。道床板顶面根据具体情况设置一定的横向排水坡。道床板结构内纵横向钢筋须进行绝缘处理,在道床板混凝土浇筑前应进行轨道电路传输距离的测试检查,以满足轨道电路传输距离的要求。无砟轨道中的接地钢筋利用道床板内结构钢筋。道床板设三根纵向接地钢筋,即道床板上层轨道中心处一根钢筋和最外侧两根钢筋。道床板每100m内设一根横向接地钢筋。纵横向接地钢筋交叉点应焊接,接地钢筋不得构成电气环路。接地钢筋与其它钢筋交叉时应进行绝缘处理。道床板接地每100m形成一个接地单元,接地单元中部设接地端子,采用截面200mm2不锈钢缆与“贯通地线”单点“T”形可靠连接。道床板接地端子尽可能接近接地母线的接地端子,以缩短接地电缆的长度。小于100m的路基地段形成一个接地单元。
1.2支承层
支承层施工前应对路基沉降进行验收,验收标准应满足相应规范要求,详见路基专业施工图要求。在路基基床表层铺设水硬性支承层,困难条件下可采用C15低塑性混凝土支承层。支承层底面宽度为3400mm,厚度300mm,支承层两侧边设置3:1的斜坡。支承层应
连续摊铺并每隔5.2m左右设一深度约105mm的横向伸缩假缝。伸缩假缝位置应在两轨枕的中间设置,避免伸缩假缝位置处于轨枕块的下方。支承层浇筑完后应在其道床板宽度范围内的表面进行拉毛。支承层应满足《客运专线铁路无砟轨道支承层暂行技术条件》(科技基[2008]74号)的相关标准要求。
1.3端梁
对于长度不小于30m的路基,连续道床板的板端应分别设置端梁,端梁与道床板浇筑为一整体,端梁在路基基床表层内埋置深度为1m。在端梁设置的一定范围内,道床板下的支承层采用钢筋混凝土底座结构。道床板与钢筋混凝土底座间应采用预埋连接钢筋连接。对于长度小于30m的路基,连续无砟道床应进行特殊设计,道床板下部设置底座,底座与路基表层采用销钉或端梁连接。锚固销钉采用长度为350mm的φ27销钉,锚固销钉在底板内采用有250km时速及以上高铁实际应用经验或能证明满足使用寿命和适用本线运营条件的防开裂锚固胶锚固。
2 桥梁CRTSI无砟轨道结构设计
2.1道床板接地、排水
桥梁地段道床板采用分块浇筑,道床板宽度为2800mm,厚度为260mm,长度一般为5~7m。桥上每块道床板设两个凸向底座方向的限位凸台,限位凸台在高度方向成四棱台型,上下表面的尺寸分别为1022mm×700mm、1000mm×678mm。凸台高度为为110mm。道床板表面采用双向排水坡(直线地段),横向排水坡度2%,曲线地段按底座超高设置采用一面坡。道床板结构内纵横向钢筋须进行绝缘处理,在道床板混凝土浇筑前应进行轨道电路传输距离的测试检查,以满足轨道电路传输距离的要求。无砟轨道中的接地钢筋利用道床板内结构钢筋,每块道床板设三根纵向接地钢筋,即道床板上层轨道中心处一根钢筋和最外侧两根钢筋。每块道床板内设一根横向接地钢筋。纵横向接地钢筋交叉点应焊接,接地钢筋不得构成电气环路。接地钢筋与其它钢筋交叉时应进行绝缘处理。每块道床板两端设接地端子,接地端子间采用截面200mm2不锈钢缆连接,每根不锈钢缆一般情况下长0.4m,如遇到道床板间距离较大时,连接的不锈钢缆长度根据现场实际情况确定。[2]道床板接地每100m形成一个接地单元,接地单元中部与“贯通地线”单点“T”形可靠连接,相邻接地单元之间的接地端子不连接。
2.2底座
桥上无砟轨道的混凝土底座直接浇筑在桥面上,并与桥梁用桥面预埋钢筋连接。桥上混凝土底座采用分块式结构,厚210mm,底座长度与宽度跟道床板的长度与宽度相同。桥上每分块底座板上设置两个凹槽,与道床板的限位凸台相匹配。限位凹槽四周設弹性缓冲垫层,其技术性能应满足相应技术条件的规定。轨道底座板钢筋采用CRB550级冷轧带肋钢筋焊接网,必须由工厂化加工制作,上层钢筋焊网在限位凸台范围内现场切割。钢筋焊接网必须符合《钢筋混凝土用钢筋焊接网》(GB/T1499.3-2010)及《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》(JGJ114-2003)的要求;生产钢筋焊接网的CRB550级冷轧带肋钢筋必须符合《冷轧带肋钢筋》(GB13788-2008)的要求。道床板与底座之间设置隔离层,采用厚度为4mm的聚丙烯土工布,其技术性能应满足相应技术条件的规定。
2.3限位凹槽与超高设置
桥上每块底座板上设置两个抗剪凹槽,凹槽内侧铺设弹性缓冲垫层。道床板与底座之间设置隔离层。曲线超高在底座上设置,采用外轨抬高方式。超高渐变在缓和曲线全长上完成。
2.4线路排水设计与有砟无砟过渡段
CRTSI型双块式无砟轨道为避免道床板表面积水,道床板表面设置双向2%的横向排水坡,排向桥面的积水汇入桥梁泄水孔引出桥面。桥梁泄水孔的纵向位置应位于道床板板缝处的对应位置。桥上有砟无砟过渡段在同一下部基础上过渡,过渡方式与路基相同采用设置辅助轨、粘结道砟方式进行。[3]置辅助轨过渡时,辅助轨采用25m定尺长60kg/m钢轨,其中无砟轨道地段长5m,有砟轨道地段长20m,同时在有砟轨道区段道砟下设置长10m、厚20cm的钢筋混凝土底板。过渡段轨枕采用图号“通线[2008]2201”中的过渡段轨枕,过渡段基本轨扣件采用WJ-7B型,辅助轨扣件采用图号为“研线0607”的扣件。有砟无砟过渡段有砟道床45m范围内的道砟分三段(每段15m)进行道砟胶粘结加固:第一段完全粘结(枕下、枕间、边坡);第二段部分粘结(枕下、边坡);第三段:部分粘结(枕下)。道砟胶特性满足相关规范要求。3 隧道内CRTSI无砟轨道结构设计
3.1道床板
隧道地段道床板混凝土直接浇筑在隧道仰拱回填层或混凝土底板上,道床板采用连续浇筑,混凝土等级为C40,直线地段道床板宽度为2800mm,厚度为260mm。仰拱回填层或混凝土底板表面应进行拉毛或凿毛,见新面不小于50%。隧道变形缝处道床板采用断开设
计,板缝中心与变形缝的中心对齐,板缝宽20mm,采用聚乙烯塑料板或泡沫橡胶板填缝,用聚氨酯密封胶抹面。板缝两侧的道床板与隧道仰拱回填层或钢筋混凝土底板采用锚固销钉连接,在变形缝处道床板板缝两侧各设置6排,每排4根锚固销钉;在隧道洞口约12m范围内设置10排,每排4根锚固销钉,其间距根据轨枕间距情况进行调整,使其位于相邻两轨枕间。锚固销钉采用长度为350mm的φ27销钉,其中植入隧道仰拱回填层或底板内的长度为150mm。锚固销钉在隧道仰拱回填层或钢筋混凝土底板内采用有250km时速及以上高铁实际应用经验或能证明满足使用寿命和适用本线运营条件的防开裂锚固胶锚固。轨枕间距为600~650mm,隧道变形缝处轨枕间距可根据现场情况进行调整,但最外侧轨枕中心至道床板边缘距离不小于290mm。
3.2道床板配筋、排水、接地与超高设置
隧道无砟道床板采用双层配筋结构。上层纵向钢筋搁在双块枕的轨枕桁架钢筋上,下层纵向钢筋的净保护层厚度为35mm,纵向钢筋与横向钢筋(包括桁架钢筋)交叉处及纵向钢筋搭接处设置小型绝缘塑料卡绝缘。从隧道洞口向内200m范围内由于温差比较大,较隧道内部的道床板钢筋作适当加强。道床板表面采用双向排水坡(直线地段),横向排水坡度1
%,曲线地段按底座超高设置采用一面坡。隧道内CRTSI型双块式无砟轨道的道床板综合接地同路基地段。曲线超高在道床板上設置,采用外轨抬高方式。超高渐变在缓和曲线全长上完成。CRTSI型双块式无砟轨道为避免道床板表面积水,道床板表面设置双向1%的横向排水坡,排向隧道内的积水汇入隧道中心沟或两侧排水槽,沿线路纵向隧道外排出。
参考文献:
[1]赵伟.CRTS型轨道板底座砼及凸形挡台施工质量控制技术[J].科技创新导报.2011(05)
[2]陈杨,李成辉.CRTS型板式无砟轨道凸型挡台纵向力分析[J].路基工程.2010(04)
[3]刘传宏.CRTS型板式无砟轨道底座及凸形挡台施工质量控制[J].上海铁道科技.2010(02)

本文发布于:2023-05-11 02:04:35,感谢您对本站的认可!

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