CN106498812A - 一种高铁弯道轨道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高铁弯道轨道及其施工方法，属于铁道施工领域，旨进行地下直接预设支撑结构，减少后期单侧轨道过度沉降的优点，其技术方案如下，包括弧形道床、双块式轨枕、扣件、钢轨，弧形道床上表面向弧心一侧倾斜设置，双块式轨枕浇筑在弧形道床上表面，钢轨通过扣件固定连接在双块式轨枕上，弧形道床远离弧心侧面设有若干根限位柱，弧形道床远离弧心侧面设有竖向支撑板，竖向支撑板与弧形道床之间设有间隙，限位柱远离弧形道床一端抵触在竖向支撑板侧面。

Description

一种高铁弯道轨道及其施工方法

技术领域

本发明涉及铁道施工领域，特别涉及一种高铁弯道轨道及其施工方法。

背景技术

随着经济水平的高速发展，火车在日常客运与货运领域有有这非常巨大的优势，在火车运行中时常会碰到过弯的情况，从而对于火车过弯时需要将整个轨道设置成有较多过弯半径的弧形轨道，而且火车在弧形轨道上行驶时，由于惯性离心力作用，将机车车辆推向外轨钢轨，加大了外轨钢轨的压力，使乘客产生不适，货物位移等，且会加大外轨钢轨的损耗，导致稳定性与安全性降低，因此时常需要进行大幅度的降速，导致能源损耗。

为了解决该技术问题国内外普遍采用弧形轨道外轨超高设计，即在轨道施工时将轨枕远离弧心的一端适当的抬高，是轨枕靠近弧心的一端向下倾斜，从而使外轨略高于内轨，使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心惯性力，达到内外钢轨受力均匀和垂直磨损均匀，满足旅客舒适感，提高线路的温度性和安全性。

但由于机车长时间的运行，尤其是轨道安装后的初期运行时，轨道会进行一定程度的沉降，且外轨受压的力略大，从而轨道外侧最容易产生较大的沉降，从而导致轨道两侧的沉降速度不一，从而在没有区域稳定前，容易导致弧形轨道外轨超高设计的设计效用减少，为了减少这种情况大部分在施工的时候加大弧形道床的宽度，减少沉降，但效果不大，且占用土地面积较大，植被减少，反而容易造成水土流失而加大沉降。

为了弥补弧形轨道外轨超高设计的设计效用减少的问题目前有采用抬高设备进行外轨直接补偿的，但补偿设备基本上是针对部分机车过弯速度大于原轨道预设的过弯速度进行过弯时起补偿作用，不适合长期处于工作状态，如申请号为201010576713.4的中国专利公开了一种无砟轨道超高段轨道板防滑移方法，它通过电子检查轨道位移量，再通过反向施加压力进行平衡来实现稳定轨道，这些调节的范围非常有限，在轨道沉降范围过大时往往无法满足需要，均是后期的一种补救方式，且轨道以及设备维护的成本非常的高。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路弯道轨道及其施工方法，其进行地下直接预设支撑结构，减少后期单侧轨道过度沉降的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高铁弯道轨道，包括弧形道床、双块式轨枕、扣件、钢轨，所述弧形道床上表面向弧心一侧倾斜设置，所述双块式轨枕浇筑在弧形道床上表面，所述钢轨通过扣件固定连接在双块式轨枕上，所述弧形道床远离弧心侧面设有若干根限位柱，所述弧形道床远离弧心侧面设有竖向支撑板，所述竖向支撑板与弧形道床之间设有间隙，所述限位柱远离弧形道床一端抵触在竖向支撑板侧面。

通过采用上述技术方案，弧形道床通过限位柱与竖向支撑板连接，从而限位柱能起到支撑作用以及力的传递作用，当弧形道床受到的推力能通过限位柱传递到竖向支撑板上，由于竖向支撑板设置在泥土里，从而泥土对竖向支撑板有良好的支撑作用，从而竖向支撑板具有良好的稳定性，当弧形道床受压时，能有效的受到限位柱提供的支撑限位作用，从而减少了火车经过时产生的受压效果，减少轨道运行初期的沉降幅度，且火车经过时的振动力也能沿着限位柱进行传递，从而通过限位柱与竖向支撑板进行分散，从而使火车能平稳的经过。

进一步的，所述弧形道床下表面设有竖直的支撑柱。

通过采用上述技术方案，支撑柱能插入泥土内，提高了对弧形道床的整体竖向支撑作用，减少了弧形道床竖向沉降作用，且与侧面的限位柱配合，有效的提高了单侧的支撑效果，且也能提高振动传递效果，从而使火车能平稳的经过，且提高了对弧形道床固定的效果，避免弧形道床产生横向的偏移。

进一步的，所述弧形道床下表面设有L型的支撑块，所述支撑块上设有供限位柱和支撑柱插接的插接孔。

通过采用上述技术方案，支撑块提高了支撑点的结构强度，提高支撑效果，以及与限位柱和支撑柱的连接效果，防止在使用时限位柱和支撑柱划出固定位置而丧失作用。

进一步的，所述竖向支撑板上设有供限位柱抵触的凹槽。

通过采用上述技术方案，凹槽有效的提高了对限位柱的限位作用，有效的减少在使用时限位柱产生位移而失去作用。

一种高铁弯道轨道的施工方法，

步骤一：路基成型：通过挖掘机械在底面上挖掘出凹陷底面至少0.5米的弧形的高铁路基，并通过压路机械将高铁路基压实；

步骤二：支撑柱安装：通过钻孔装置在高铁路基底面进行钻竖直向下的支撑孔，在将支撑柱插入支撑孔内，保持支撑柱略凸出高铁路基；

步骤三：固定沟挖掘：在高铁路基远离弧心至少0.5米的位置通过挖掘机械挖掘出固定沟；

步骤四：竖向支撑板成型安装：通过直接对固定沟浇筑水泥形成竖向支撑板，或者预制竖向支撑板放入固定沟进行安装；

步骤五：限位柱安装：在高铁路基靠近竖向支撑板一侧面进行向竖向支撑板打若干个限位孔，限位孔之间的间距在10-30度之间，再将限位柱插入限位孔内直到抵触在竖向支撑板上；

步骤六：支撑块安装：将预制的L型的支撑块放置到支撑柱上，限位柱抵触在L型支撑块侧面；

步骤七：路基找平：通过混凝土和石块初步填平高铁路基；

步骤八：弧形道床浇筑：在填平后的高铁路基上放置钢筋，并通过混凝土进行抬高浇筑形成弧形道床；

步骤九：双块式轨枕安装浇筑：将双块式轨枕沿弧形道床的延伸方向均匀间隔排列，再通过混凝土进行与弧形道床浇筑固定；

步骤十：钢轨扣接：钢轨沿弧形道床延伸方向放置在双块式轨枕上，再通过双块式轨枕上的扣件完成与双块式轨枕固定。

通过采用上述技术方案，挖掘高铁路基有效的将表层松软的土层挖去，并通过压实提高泥土结实程度，减少后期沉降，挖掘固定沟安装竖向支撑板，有效的使竖向支撑板各个位置受到固定，提高固定效果，多个限位柱有效的进行多段支撑，提高支撑效果，施工难度低，且施工方便。

进一步的，在路基找平前对支撑块上表面进行星点凿毛。

通过采用上述技术方案，在路基找平时，混凝土还会覆盖到支撑块侧面以及顶面，且支撑块为L型，从而增加了与支撑块的连接强度，从而在支撑块间隙星点凿毛在混凝土浇筑时提高与支撑块顶面的粘附效果，且星点凿毛施工方便、省力，有效的提高了施工效率。

进一步的，在双块式轨枕安装浇筑前对弧形道床上表面未与双块式轨枕抵触的位置进行全部凿毛。

通过采用上述技术方案，全部凿毛有效增加了弧形道床上表面的整体粗糙度，在混凝土浇筑时有效的提高了施工后的整体强度，提高粘结效果。

进一步的，支撑块安装时将支撑块吊起，从上至下移动首先将限位柱对准位于支撑块侧面的插接孔，再进行下移，将支撑柱插入位于支撑块底面的插接孔。

通过采用上述技术方案，由上至下安装有效的使限位柱与支撑柱能有效的插入插接孔内，从而便于支撑块的安装，提高安装效率。

进一步的，在完成双块式轨枕安装浇筑后在上表面切出与弧形道床延伸方向垂直的V型防护槽。

通过采用上述技术方案，V型防护槽有效的提高了膨胀余量，当受到暴晒石，混凝土受热膨胀后能扩展到V型防护槽富余的空间内，从而有效的避免混凝土产生开裂，从而有效的提高了使用寿命。

进一步的，安装限位柱时，由下至上依次进行安装。

通过采用上述技术方案，当由下至上进行安装时，安装的过程不会破坏上层土壤，从而提高了限位柱的安装质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、在弧形道床侧面提高预支撑力，有效降低沉降速度，总体减少沉降量；

2、有效减少了后期外轨与内轨的预设高度差产生大幅度的变化，提高使用效果；

3、提高火车通过弧形弯时的平稳性；

4、弧形轨道整体施工方便、且能减少占用植被生长的空间。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是图1中A-A的剖视图；

图3是本发明的施工流程图；

图4是本发明的施工后状态图。

图中，1、弧形道床；2、双块式轨枕；21、扣件；22、钢轨；3、限位柱；4、竖向支撑板；41、凹槽；5、间隙；6、支撑柱；61、插接孔；7、支撑块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种高铁弯道轨道，如图1、2所示，包括弧形道床1、双块式轨枕2、扣件21、钢轨22，弧形道床1上表面向弧心一侧倾斜设置，双块式轨枕2浇筑在弧形道床1上表面，钢轨22通过扣件21固定连接在双块式轨枕2上，由于弧形道床1倾斜设置，从而外轨的高度略高于内轨的高度，形成了弧形轨道外轨超高设计，当火车经过时，车轮向外轨进行偏移，由于外轨略高，从而对离心力的产生反作用力，从而有效的提高过程过弯时的稳定性，提高乘客乘坐时的舒适度，减少货物过弯时产生较大的偏移，但火车通过时对外轨的压力较大，且离心力直接传递到弧形道床1上，从而易使弧形道床1外侧沉降严重，或者产生横向的偏移。

如图2所示，弧形道床1远离弧心侧面设有若干根限位柱3，弧形道床1远离弧心侧面设有竖向支撑板4，竖向支撑板4与弧形道床1之间设有间隙5，弧形道床1下表面设有L型的支撑块7，限位柱3远离弧形道床1一端抵触在竖向支撑板4侧面，火车经过时产生的推力以及振动力通过支撑块7传递到限位柱3上，力在通过限位柱3直接传递到竖向支撑板4上，力在限位柱3上进行传动时，振动力能有效的扩散到限位柱3周围的泥土中，由于泥土较软从而具有良好的吸振效果，从而减少传递到竖向支撑板4的振动力，避免竖向支撑板4产生振裂而失效。

当火车经过时，弧形道床1欲偏移产生横向的推力以及弧形道床1欲沉降产生的推力通过限位柱3的导向作用推力向竖向支撑板4移动，由于竖向支撑板4均受到泥土的支撑，且板状的竖向支撑板4支撑面积较大，从而通过限位柱3传递到竖向支撑板4的推力能沿竖向支撑板4进行扩散，再通过竖向支撑板4推力直接作用在竖向支撑板4远离弧形道床1远离弧心的一面的泥土上，从而泥土产生了较大的反推力，整体的缓冲面积有了非常大的提升，能快速的分散推力以及振动力，大大提升了对弧形道床1的支撑力，从而有效的减少了弧形道床1的偏移以及沉降作用，减少了弧形轨道外轨超高设计后产生沉降以及位置偏移而影响火车通过的稳定性，且火车对轨道的压力也能沿着轨道支撑的方向传递，减少了轨道产生弯折、磨损的情况，有效的提高了使用寿命，减少了维护成本。

由于竖向支撑板4能提供良好的支撑作用，从而弧形道床1宽度能有效的减少，且竖向支撑板4是竖向设置的，从而占用的面积也常的少，从而提高了植被的种植面积，有效的减少了弧形道床1的水土流失，且提高了限位柱3以及竖向支撑柱6周边泥土的紧实度，减少了弧形道床1的沉降的程度。

如图2所示，弧形道床1下表面设有竖直的支撑柱6，所述支撑块7上设有供限位柱3和支撑柱6插接的插接孔61，竖向支撑板4上设有供限位柱3抵触的凹槽41，支撑柱6能插入泥土内，提高了对弧形道床1的整体竖向支撑作用，减少了弧形道床1竖向沉降作用，且与侧面的限位柱3配合，有效的提高了单侧的支撑效果，且也能提高振动传递效果，从而使火车能平稳的经过，且提高了对弧形道床1固定的效果，避免弧形道床1产生横向的偏移。

如图2所示，插接孔61有效的提高限位柱3和支撑柱6的连接效果，防止在使用时限位柱3和支撑柱6划出固定位置而丧失作用，凹槽41有效的提高了对限位柱3的限位作用，有效的减少在使用时限位柱3产生位移而失去作用。

实施例2：如图3所示，一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：

步骤一：路基成型：通过挖掘机械在底面上挖掘出凹陷底面至少0.5米的弧形的高铁路基，并通过压路机械将高铁路基压实；

步骤二：支撑柱安装：通过钻孔装置在高铁路基底面进行钻竖直向下的支撑孔，在将支撑柱6插入支撑孔内，保持支撑柱6略凸出高铁路基；

步骤三：固定沟挖掘：在高铁路基远离弧心至少0.5米的位置通过挖掘机械挖掘出固定沟；

步骤四：竖向支撑板成型安装：通过直接对固定沟浇筑水泥形成竖向支撑板4，或者预制竖向支撑板4放入固定沟进行安装；

步骤五：限位柱安装：在高铁路基靠近竖向支撑板4一侧面进行向竖向支撑板4打若干个限位孔，限位孔之间的间距在10-30度之间，再将限位柱3插入限位孔内直到抵触在竖向支撑板4上；

步骤六：支撑块安装：将预制的L型的支撑块7放置到支撑柱6上，限位柱3抵触在L型支撑块7侧面；

步骤七：路基找平：通过混凝土和石块初步填平高铁路基；

步骤八：弧形道床浇筑：在填平后的高铁路基上放置钢筋，并通过混凝土进行抬高浇筑形成弧形道床1；

步骤九：双块式轨枕安装浇筑：对弧形道床1上表面未与双块式轨枕2抵触的位置进行全部凿毛，将双块式轨枕2沿弧形道床1的延伸方向均匀间隔排列，再通过混凝土进行与弧形道床1浇筑固定；

步骤十：钢轨扣接：钢轨22沿弧形道床1延伸方向放置在双块式轨枕2上，再通过双块式轨枕2上的扣件21完成与双块式轨枕2固定。

如图4所示，挖掘高铁路基有效的将表层松软的土层挖去，并通过压实提高泥土结实程度，减少后期沉降，挖掘固定沟安装竖向支撑板4，有效的使竖向支撑板4各个位置受到固定，提高固定效果，多个限位柱3有效的进行多段支撑，提高支撑效果，施工难度低，且施工方便。

竖向支撑板4通过混凝土直接倒入固定沟内形成板状，且混凝土没有固化前能与固定沟外表面贴合，从而减少空隙，提高固定效果，且固定沟外表面凹凸不平，从而混凝土固化后的连接强度较大，且也提高了混凝土固化后外表面由于凹凸不平从而提高了与限位柱3的摩擦力，从而使限位柱3抵触后不容易产生打滑现象。

当竖向支撑板4通过混凝土预制时，预制的竖向支撑板4直接插入固定沟内，在通过泥土与石子将竖向固定沟进行填充压实，且供限位柱3抵触的凹槽41也能预先制作，从而有效的缩短了施工的工期，提高施工效率。

如图4所示，限位孔打了若干个，且每个限位孔之间的不是平行的，而是有10-30度的角度差，且在限位孔内均安装了限位柱3，从而使每个限位柱3之间的角度差有10-30度，从而限位柱3能多角度的分散力的作用，提高了力传递效果，且能快速的分散振动力，提高限位柱3以及竖向支撑板4的使用寿命。

L型的支撑块7有效的对弧形道床1的外侧面以及底面进行缓冲支撑，避免弧形道床1一个点受到支撑过大而产生裂缝而产生整体性损坏，有效的保证了弧形道床1的基本结构，提高使用寿命。

实施例3：如图3所示，一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：

步骤一：路基成型：通过挖掘机械在底面上挖掘出凹陷底面至少0.5米的弧形的高铁路基，并通过压路机械将高铁路基压实；

步骤二：支撑柱安装：通过钻孔装置在高铁路基底面进行钻竖直向下的支撑孔，在将支撑柱6插入支撑孔内，保持支撑柱6略凸出高铁路基；

步骤三：固定沟挖掘：在高铁路基远离弧心至少0.5米的位置通过挖掘机械挖掘出固定沟；

步骤四：竖向支撑板成型安装：通过直接对固定沟浇筑水泥形成竖向支撑板4，或者预制竖向支撑板4放入固定沟进行安装；

步骤五：限位柱安装：在高铁路基靠近竖向支撑板4一侧面进行向竖向支撑板4打若干个限位孔，限位孔之间的间距在10-30度之间，再由下至上依次进行安装，将限位柱3插入限位孔内直到抵触在竖向支撑板4上；

步骤六：支撑块安装：将支撑块7吊起，从上至下移动首先将限位柱3对准位于支撑块7侧面的插接孔61，再进行下移，将支撑柱6插入位于支撑块7底面的插接孔61；

步骤七：路基找平：对支撑块7上表面进行星点凿毛，通过混凝土和石块初步填平高铁路基；

步骤八：弧形道床浇筑：在填平后的高铁路基上放置钢筋，并通过混凝土进行抬高浇筑形成弧形道床1；

步骤九：双块式轨枕安装浇筑：将双块式轨枕2沿弧形道床1的延伸方向均匀间隔排列，再通过混凝土进行与弧形道床1浇筑固定，在完成浇筑后在上表面切出与弧形道床1延伸方向垂直的V型防护槽；

步骤十：钢轨扣接：钢轨22沿弧形道床1延伸方向放置在双块式轨枕2上，再通过双块式轨枕2上的扣件21完成与双块式轨枕2固定。

如图4所示，在路基找平时，混凝土还会覆盖到支撑块7侧面以及顶面，且支撑块7为L型，从而增加了与支撑块7的连接强度，从而在支撑块7间隙5星点凿毛在混凝土浇筑时提高与支撑块7顶面的粘附效果，且星点凿毛施工方便、省力，有效的提高了施工效率。

全部凿毛有效增加了弧形道床1上表面的整体粗糙度，在混凝土浇筑时有效的提高了施工后的整体强度，提高粘结效果。

由上至下安装有效的使限位柱3与支撑柱6能有效的插入插接孔61内，从而便于支撑块7的安装，提高安装效率。

V型防护槽有效的提高了膨胀余量，当受到暴晒石，混凝土受热膨胀后能扩展到V型防护槽富余的空间内，从而有效的避免混凝土产生开裂，从而有效的提高了使用寿命。

当由下至上进行安装时，安装的过程不会破坏上层土壤，从而提高了限位柱3的安装质量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高铁弯道轨道，包括弧形道床(1)、双块式轨枕(2)、扣件(21)、钢轨(22)，所述弧形道床(1)上表面向弧心一侧倾斜设置，所述双块式轨枕(2)浇筑在弧形道床(1)上表面，所述钢轨(22)通过扣件(21)固定连接在双块式轨枕(2)上，其特征是：所述弧形道床(1)远离弧心侧面设有若干根限位柱(3)，所述弧形道床(1)远离弧心侧面设有竖向支撑板(4)，所述竖向支撑板(4)与弧形道床(1)之间设有间隙(5)，所述限位柱(3)远离弧形道床(1)一端抵触在竖向支撑板(4)侧面。

2.根据权利要求1所述的一种高铁弯道轨道，其特征是：所述弧形道床(1)下表面设有竖直的支撑柱(6)。

3.根据权利要求2所述的一种高铁弯道轨道，其特征是：所述弧形道床(1)下表面设有L型的支撑块(7)，所述支撑块(7)上设有供限位柱(3)和支撑柱(6)插接的插接孔(61)。

4.根据权利要求3所述的一种高铁弯道轨道，其特征是：所述竖向支撑板(4)上设有供限位柱(3)抵触的凹槽(41)。

5.一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：

步骤一：路基成型：通过挖掘机械在底面上挖掘出凹陷底面至少0.5米的弧形的高铁路基，并通过压路机械将高铁路基压实；

步骤二：支撑柱安装：通过钻孔装置在高铁路基底面进行钻竖直向下的支撑孔，在将支撑柱(6)插入支撑孔内，保持支撑柱(6)略凸出高铁路基；

步骤三：固定沟挖掘：在高铁路基远离弧心至少0.5米的位置通过挖掘机械挖掘出固定沟；

步骤四：竖向支撑板成型安装：通过直接对固定沟浇筑水泥形成竖向支撑板(4)，或者预制竖向支撑板(4)放入固定沟进行安装；

步骤五：限位柱安装：在高铁路基靠近竖向支撑板(4)一侧面进行向竖向支撑板(4)打若干个限位孔，限位孔之间的间距在10-30度之间，再将限位柱(3)插入限位孔内直到抵触在竖向支撑板(4)上；

步骤六：支撑块安装：将预制的L型的支撑块(7)放置到支撑柱(6)上，限位柱(3)抵触在L型支撑块(7)侧面；

步骤七：路基找平：通过混凝土和石块初步填平高铁路基；

步骤八：弧形道床浇筑：在填平后的高铁路基上放置钢筋，并通过混凝土进行抬高浇筑形成弧形道床(1)；

步骤九：双块式轨枕安装浇筑：将双块式轨枕(2)沿弧形道床(1)的延伸方向均匀间隔排列，再通过混凝土进行与弧形道床(1)浇筑固定；

步骤十：钢轨扣接：钢轨(22)沿弧形道床(1)延伸方向放置在双块式轨枕(2)上，再通过双块式轨枕(2)上的扣件(21)完成与双块式轨枕(2)固定。

6.根据权利要求5所述的一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：在路基找平前对支撑块(7)上表面进行星点凿毛。

7.根据权利要求5所述的一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：在双块式轨枕(2)安装浇筑前对弧形道床(1)上表面未与双块式轨枕(2)抵触的位置进行全部凿毛。

8.根据权利要求5所述的一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：支撑块(7)安装时将支撑块(7)吊起，从上至下移动首先将限位柱(3)对准位于支撑块(7)侧面的插接孔(61)，再进行下移，将支撑柱(6)插入位于支撑块(7)底面的插接孔(61)。

9.根据权利要求5所述的一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：在完成双块式轨枕(2)安装浇筑后在上表面切出与弧形道床(1)延伸方向垂直的V型防护槽。

10.根据权利要求5所述的一种高铁弯道轨道的施工方法，其特征是：安装限位柱(3)时，由下至上依次进行安装。