1、鄭西鐵路客運專線軌枕、預(yù)制梁 相關(guān)技術(shù)培訓(xùn) 2007年4月3日,一、鄭西鐵路客運專線軌枕,1、無碴軌道的優(yōu)、缺點,優(yōu)點： 良好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性和平順性 良好的結(jié)構(gòu)恒定性和穩(wěn)定性 良好的機構(gòu)耐久性和少維修性 工務(wù)養(yǎng)護、維修設(shè)施減少 免除高速度條件下有碴軌道的道碴飛濺 有利于適應(yīng)地形選線,減少線路的工程投資 減少客運專線特級道碴的需求 缺點： 無碴軌道彈性較差； 建設(shè)工程總投資大于有碴軌道 對地震和環(huán)保的適應(yīng)性相對有碴軌道低,2、國內(nèi)外無碴軌道的發(fā)展現(xiàn)狀,為了適應(yīng)列車高速行車的需要、提高線路穩(wěn)定性和耐久性、減少線路維修工作量，世界各國研究開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)形式的無碴軌道。 無碴軌道技術(shù)發(fā)展比較成熟的主要國

2、家是德國和日本，而的國和日本的發(fā)展道路不相同。 德國：采用的體制是企業(yè)自主研發(fā)、行業(yè)統(tǒng)一管理的模式。德國鐵路自1959年開始研究截止2003年，德國鐵路無碴軌道總鋪設(shè)長度600多延長公里。主要結(jié)構(gòu)是軌枕埋入式和博格板式。,雷達2000、旭普林和柏林同屬于雙塊式埋入式無碴軌道，ATD、Getrac等則為直接支承式無碴軌道。博格板則為整體式結(jié)構(gòu)預(yù)制板式無碴軌道。初期鋪設(shè)的雷達型和博格板型都經(jīng)歷了30年的運營考驗，軌道狀態(tài)始終良好。2002年完工的科隆法蘭克福新建設(shè)線鋪設(shè)的雷達2000、旭普林和柏林無碴軌道占全長的87.6%，正在建設(shè)的紐倫堡英戈爾施塔特線博格板式無碴軌道占線路全長的84.3%。,2

3、、國內(nèi)外無碴軌道的發(fā)展現(xiàn)狀,日本：日本研制發(fā)展無碴軌道采取有組織的統(tǒng)一研發(fā)推廣模式，并始終圍繞各種類型的板式軌道展開。日本板式軌道在新干線的推廣有一定的過程。1964年建成的東海新干線沒有鋪設(shè)無碴軌道。1972年建成的山陽新干線東側(cè)鋪設(shè)了8km。占全線的5%。1992山陽新干線西側(cè)鋪設(shè)了273km，占全線的82%。 目前，無碴軌道的優(yōu)越性已經(jīng)被世界許多建設(shè)高速鐵路的國家和地區(qū)認(rèn)可。法國、韓國、印度、荷蘭、中國臺灣近些年修建的高速鐵路都成段、成線地采用無碴軌道。,2、國內(nèi)外無碴軌道的發(fā)展現(xiàn)狀,2、國內(nèi)外無碴軌道的發(fā)展現(xiàn)狀,韓國的無碴軌道 韓國修建的漢城至釜山的高速鐵路全長412km，分兩期工程進

4、行建設(shè)。全部采用德國技術(shù)。 一期工程漢城至大邱289.3km，在光明車站和章土、花信、黃鶴三個隧道內(nèi)鋪設(shè)了無碴軌道，主要采用德國普通雷達型無碴軌道。 二期工程大邱至釜山122.7km，于2002年6月開工，預(yù)計2010年12月竣工，計劃全部輻射雷達2000型無碴軌道。,2、國內(nèi)外無碴軌道的發(fā)展現(xiàn)狀,法國的無碴軌道 法國是以有碴軌道為代表的高速鐵路國家。一直以有碴軌道以270300km/h運營而感到自豪。 但后來發(fā)現(xiàn)早期建造的東南線和大洋線道碴粉化嚴(yán)重，軌道幾何尺寸難以保持，維修周期縮短，維修費用大大增加。 開始認(rèn)識到無碴軌道的優(yōu)越性，也開展了無碴軌道的研究與試驗，在新建的地中海鐵路的隧道里和部

5、分路基上鋪設(shè)雙塊式無碴軌道。 因此，無碴軌道是高速鐵路的發(fā)展方向。,2、國內(nèi)外無碴軌道的發(fā)展現(xiàn)狀,國內(nèi)對無碴軌道的研究開始于20世紀(jì)60年代，與國外幾乎同步。初期曾試鋪過支承塊式、短木軌式、整體灌注式等整體道床以及框架式瀝青道床等多種形式。但截止1999年正式推出的僅有支承塊式。1999年完成“秦沈客運專線橋上無碴軌道設(shè)計、施工技術(shù)條件”的研究與編制，并在秦沈客運專線3座橋梁上試鋪了長枕埋入式、板式無碴軌道。,3、鐵路客運專線軌枕型式,鐵路客運專線軌枕型式 鐵路客運專線軌枕包括：有碴軌道軌枕、無碴軌道軌枕兩種型式。 有碴軌道軌枕,3、鐵路客運專線軌枕型式,無碴軌道軌枕 按照無碴軌道結(jié)構(gòu)進行分類

6、，可分為整體結(jié)構(gòu)式和直接支承結(jié)構(gòu)式。整體結(jié)構(gòu)式是指支承鋼軌的混凝土塊與混凝土基礎(chǔ)澆注或預(yù)制成一個整體，所以按施工工藝可再分為現(xiàn)澆混凝土式和預(yù)制板式。直接支承結(jié)構(gòu)式是指在基礎(chǔ)上直接鋪設(shè)無碴軌道的一種結(jié)構(gòu)。,3、鐵路客運專線軌枕型式,鐵路無碴軌道軌枕型式,3、鐵路客運專線軌枕型式,現(xiàn)澆混凝土式結(jié)構(gòu),現(xiàn)澆混凝土式結(jié)構(gòu),預(yù)制板式結(jié)構(gòu),預(yù)制板式結(jié)構(gòu)的安裝,直接支撐式結(jié)構(gòu)（GETRAC）,4、客運專線鐵路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（300350 km/h） 新建時速300350 km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定 新建時速200250 km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定 客運專線鐵路無碴軌道設(shè)計指南,客

7、運專線鐵路相關(guān)設(shè)計規(guī)范,客運專線鐵路相關(guān)施工指南,客運專線鐵路軌道工程施工技術(shù)指南 鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南,4、客運專線鐵路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,鐵道部“鐵建設(shè) 2005160號文”發(fā)布工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn),客運專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn) 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充標(biāo)準(zhǔn),鄭西客專有關(guān)技術(shù)文件,鄭西客專相關(guān)設(shè)計圖紙 鄭西客專軌枕技術(shù)條件,雷達型無碴軌道軌枕 雷達型無碴軌道于1972年在德國比勒非爾德至哈姆的一段線路上應(yīng)用。以雷達車站而命名。,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕,雷達普通,雷達-BERLIN,雷達-2000,整體軌枕埋入式、槽形承載層,雙塊式鋼筋聯(lián)接，槽形承載層,雙塊式鋼筋

8、桁架聯(lián)接，平板承載層,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕,水硬性混凝土 支撐層,混凝土承載層,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式軌枕（普通雷達型）,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式軌枕（雷達2000）,雷達型無碴軌道的應(yīng)用 1、德國50%的無碴軌道線路 2、韓國高速鐵路一期工程，53.8km 3、印度和荷蘭 4、秦沈縣的沙河橋和渝懷縣魚嘴2號隧道，遂渝線試驗段岔區(qū)，武廣線 5、臺北-高雄高速鐵路的道岔區(qū),5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕,旭普林型無碴軌道軌枕 旭普林型無碴軌道系統(tǒng)于1974年開發(fā),在科隆法蘭克福高速鐵路上成功鋪設(shè)了21km。 旭普林型無碴軌道與雷達型無碴軌道系統(tǒng)相似，都是在水硬性混凝土承載層上鋪設(shè)雙塊埋入式軌道。

9、但采用的施工工藝不同。其特點是先灌注軌道板混凝土，然后將雙塊式軌枕安裝就位，通過振動法將軌枕嵌入壓實混凝土中，直到達到精確的位置。 按照施工方法的不同分為：機械化安裝和手工安裝。,旭普林無碴軌道結(jié)構(gòu),旭普林無碴軌道結(jié)構(gòu)由下至上以下幾個部分組成：在地基上是防凍層，然后是30cm厚的水硬性承載層 (HGT-C12/15)，最上面是24cm厚無伸縮縫的混凝土承載板。混凝土承載板采用沿軌道縱向配筋， 配筋率為0.8% 到 0.9%，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)的開裂能滿足裂縫間距小于2 m和裂縫寬度小于0.3mm的要求。雙塊式軌枕同樣采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，兩塊軌枕由桁架鋼筋連接在一起，并且兩側(cè)向外伸出。為確保軌枕的

10、幾何形狀及其與上部鋼軌的順利接合，該鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件。,旭普林無碴軌道結(jié)構(gòu),軌枕除上部與鋼軌接合以外，其它部分與下部的混凝土承載板澆筑成整體。通過預(yù)制混凝土軌枕內(nèi)桁架鋼筋和向外伸出的附加鋼筋，軌枕與下部承載板形成一個共同受力的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕,旭普林型無碴軌道結(jié)構(gòu)圖,水硬性承載層,防凍層,混凝土承載板,雙塊式軌枕,桁架鋼筋,1、路基無碴軌道 2、橋上無碴軌道 3、隧道無碴軌道,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕,5、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕,6、整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆式無碴軌道軌枕施工工藝及檢驗內(nèi)容,7、原材料的技術(shù)要求-水泥,采用不低于42.5強度等級的P.水泥

11、，在得到用戶認(rèn)可的情況下，可采用其他滿足鐵路客運專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件的水泥，水泥堿含量應(yīng)不超過0.60，其技術(shù)要求應(yīng)符合GB175的規(guī)定。,7、 原材料的技術(shù)要求-粉煤灰,礦物摻合料宜為礦粉、粉煤灰。,7、原材料的技術(shù)要求-礦渣粉,7、原材料的技術(shù)要求-細(xì)骨料,細(xì)骨料應(yīng)選用級配合理、質(zhì)地均勻堅固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然中粗河砂。 細(xì)度模數(shù)2.53.0,7、原材料的技術(shù)要求-粗骨料,1、粗骨料應(yīng)選用級配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅固、線脹 系數(shù)小的潔凈碎石，混凝土碎石的最大公稱直徑小于25mm。 2、粗骨料應(yīng)采用二級或多級級配，其松散堆積密度應(yīng)大于 1500kg/m3，緊密空隙率宜小

12、于40%，吸水率應(yīng)小于2%（用 于干濕交替或凍融循環(huán)下的混凝土應(yīng)小于1%） 3、碎石的強度用巖石抗壓強度表示，且碎石母巖抗壓強度與 梁體混凝土設(shè)計強度之比應(yīng)大于2， 施工過程中可按壓碎指 標(biāo)進行控制。 4.粗骨料堅固性：質(zhì)量損失率小于8%。,骨料的堿活性,1、細(xì)骨料堿活性 細(xì)骨料的堿活性應(yīng)采用砂漿棒法進行檢驗，且細(xì)骨料的砂漿 棒膨脹率應(yīng)小于0.10%。 2、粗骨料的堿活性應(yīng)首先采用巖相法檢驗。若粗骨料含有 堿硅酸反應(yīng)活性礦物，其砂漿棒膨脹率應(yīng)小于0.10%，不得使用具有堿碳酸鹽反應(yīng)活性的骨料。 3、不應(yīng)使用具有堿-碳酸鹽反應(yīng)活性或砂漿棒膨脹率大于0.20的堿-硅酸鹽反應(yīng)活性的骨料；當(dāng)骨料的砂漿

13、棒膨脹率為0.100.20時，混凝土堿含量不應(yīng)超過3kg/m3。且應(yīng)采取抑制堿骨料反應(yīng)的技術(shù)措施。,7、原材料的技術(shù)要求-外加劑,7、原材料的技術(shù)要求-水,pH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸鹽、硫化物、堿含量、凝結(jié)時間、28d抗壓強度比,8、原材料檢驗頻率-水泥,8、原材料檢驗頻率-細(xì)骨料,8、原材料檢驗頻率-粗骨料,8、原材料檢驗頻率-水,8、原材料檢驗頻率-外加劑,8、原材料檢驗頻率-粉煤灰,8、原材料檢驗頻率-鋼筋,桁架鋼筋的混凝土保護層厚度不得小于20mm 。 必須定期對桁架鋼筋的尺寸進行檢測。檢測內(nèi)容有各部位尺寸、各部件相對位置關(guān)系、平整度和焊接質(zhì)量等。 至少每生產(chǎn)1000m的桁架

14、鋼筋進行一次檢測。鋼筋網(wǎng)片和桁架鋼筋的焊接，必須每班次進行3次抽樣檢測，重點檢查桁架鋼筋是否扭曲、各焊接點有無漏焊假焊等。 其他要求按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。,小 結(jié),原材料的驗收分為：進場檢驗、型式檢驗和日常檢驗，應(yīng)按頻次以及規(guī)范中要求的檢驗方法進行檢驗，為確保各項指標(biāo)滿足要求的原材用于鐵路混凝土施工?？蛯o碴軌道混凝土應(yīng)對原材料的要求更加嚴(yán)格。 目前無碴軌道混凝土技術(shù)條件尚未明確。部分內(nèi)容參考350km/h客運專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕暫行技術(shù)條件內(nèi)容（與預(yù)應(yīng)力有關(guān)內(nèi)容暫按非預(yù)應(yīng)力混凝土執(zhí)行）。,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,力學(xué)性能 28d齡期混凝土抗壓強度60MPa. 28d齡期混凝土抗

15、折強度7.0MPa. 混凝土澆灌過程中，應(yīng)隨機取樣制作抗壓強度試件，試件應(yīng)與軌枕相同條件下振動成形、養(yǎng)生， 28天試件應(yīng)在脫模后進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生。 混凝土應(yīng)由工廠試驗確定，水泥用量350-500kg/m3， 混凝土可采用干硬性混凝土、低塑性和塑性混凝土.,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,干硬性混凝土： 干硬性混凝土的特征是混凝無流動性,它的密實主要取決于振動的激振力和頻率.其能夠滿足預(yù)制構(gòu)件在低水膠比、相對少的膠材條件下達到較高的強度等級。 混凝土液化： 在振動條件下混凝土內(nèi)摩擦阻力顯著減少(約為靜止條件下的5%).混凝土拌和物在振動碾壓時堆積體積將失去穩(wěn)定狀態(tài)而流動.此種現(xiàn)象稱為液化.干硬性

16、混凝土要達到密實必須使其液化.,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,振動對干硬性混凝土的液化作用是用其表面出現(xiàn)泛漿時的時間來表示,稱為液化臨界時間. 液化臨界時間與振動有直接關(guān)系.在J150型振動臺上測定不同振動的振幅和頻率條件下,同一干硬性混凝土拌合物液化臨界時間的試驗結(jié)果如下：,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,混凝土液化臨界時間除與振動有關(guān)外還與混凝土的稠度有直接關(guān)系.在相同振動條件下,混凝土稠度大,液化時間長,且不容易振實.混凝土稠度小,液化時間短,但混凝土穩(wěn)定性差.因此,混凝土配合比設(shè)計稠度應(yīng)與振動工藝相互適應(yīng).,稠度的測定方法 參照標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土拌合物性能試驗方法GB/T5008

17、0-2002,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,稠度的測定方法 1.維勃稠度法,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,影響混凝土稠度的因素 1.用水量 混凝土稠度主要由單方用水量來決定（外加劑不變化）。干硬性混凝土當(dāng)混凝土原材料、最大骨料粒徑和砂率不變。在實用范圍內(nèi)即使水泥用量變化，干硬性混凝土稠度也大致保持不變。這個規(guī)律對配合比設(shè)計和調(diào)整極其適用，只要單位體積水量不變，變動水灰比，可獲得相同的稠度 2.砂率 干硬性混凝土，當(dāng)其他因素不改變下，隨著砂率

18、的減小，混凝土稠度變小。但砂率減小到一定程度后，隨著粗骨料增加到一定限值，混凝土稠度反而增大。所對應(yīng)的砂率即為最佳砂率。 3.骨料 4.礦物摻合料,9、無碴軌道混凝土力學(xué)、拌合物性能,小結(jié),混凝土力學(xué)性能抽檢要求,小結(jié),11、無碴軌道混凝土養(yǎng)護制度,蒸汽養(yǎng)護在溫度不大于30的環(huán)境中靜停時間不應(yīng)小于3小時，升溫速度不應(yīng)大于15/h，蒸汽養(yǎng)護枕心溫度應(yīng)低于55 ，持續(xù)時間應(yīng)不超過8小時，降溫速度應(yīng)小于15/h，出坑前的軌枕表面與坑外溫差不大于15。出坑后應(yīng)保濕至少3天。脫模時的混凝土強度應(yīng)不低于30MPa。,10、無碴軌道混凝土耐久性指標(biāo),目前鄭西客專無碴軌道軌枕技術(shù)條件尚未確定，350km/h客運專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕暫行技術(shù)條件內(nèi)容如下:,1、電通量,混凝土的氯離子滲透值應(yīng)小于1500C，鹽堿地等有特殊要求的區(qū)段應(yīng)小于1000C。,2、抗裂性：比對試驗,3、抗凍性：F300,4、抗堿骨料反應(yīng)性能,實體混凝土質(zhì)量抽檢要求,試件為軌枕外觀質(zhì)量和各部位尺寸檢驗合格的產(chǎn)品。試驗加載裝置如下圖,加載過程試驗規(guī)程： 將軌枕單元放在壓力機正中，加載的速度不能超過5kN / 秒。首先將作用在軌枕單元上的