CN111287026B

CN111287026B - 经过隧道的无砟轨道及其实施方法

Info

Publication number: CN111287026B
Application number: CN202010121599.XA
Authority: CN
Inventors: 赵虎; 孙立; 李秋义; 王森荣; 杨艳丽; 朱彬; 张世杰; 吴欢; 任西冲
Original assignee: China Railway Siyuan Survey and Design Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Siyuan Survey and Design Group Co Ltd
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2040-02-26
Also published as: CN111287026A

Abstract

本申请提供一种经过隧道的无砟轨道，包括至少四个第一轨道单元以及四个第二轨道单元，第一轨道单元包括轨道板和四个第一化学锚栓，第二轨道单元包括轨道板、四个第一化学锚栓和两个第二化学锚栓，从隧道的洞口向隧道的内侧依次设置两个第二轨道单元和至少两个第一轨道单元，从隧道的洞口向隧道的外侧依次设置两个第二轨道单元和至少两个第一轨道单元。通过在隧道洞口的两侧分别设置两个第二轨道单元和至少两个第一轨道单元，利用第一化学锚栓和第二化学锚栓加强无砟轨道的结构稳定性，在邻近隧道的洞口的两侧各设置两个第二轨道单元便于适应隧道的洞口附近温度变化更大的情况，本申请实施例还提供上述经过隧道的无砟轨道的实施方法。

Description

经过隧道的无砟轨道及其实施方法

技术领域

本申请涉及无砟轨道技术领域，尤其涉及一种经过隧道的无砟轨道及其实施方法。

背景技术

CRTSⅡ型板式无砟轨道是通过砂浆层将轨道板铺设在现场摊铺的支承层上，并适应ZPW-2000轨道电路要求的纵连板式无砟轨道。纵连板式无砟轨道的安全性、稳定性和长期耐久性受环境温度变化影响较大，若外界温度变化较大，纵连板式轨道结构在外界复杂荷载作用下，各组成部件、层间以及相邻轨道板间接缝位置会产生各种病害，如轨道板裂缝、层间离缝、宽窄接缝破碎等，因此，加强CRTSⅡ型板式无砟轨道的各组成部件之间的连接非常有必要。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种经过隧道的无砟轨道及其实施方法，用于加强无砟轨道的各组成部件之间的连接。为解决上述技术问题，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例一方面提供一种经过隧道的无砟轨道，包括：

至少四个第一轨道单元，所述第一轨道单元包括轨道板和四个第一化学锚栓，四个所述第一化学锚栓平均分布于所述第一轨道单元的轨道板的纵向两端；

四个第二轨道单元，所述第二轨道单元包括所述轨道板、四个所述第一化学锚栓和两个第二化学锚栓，四个所述第一化学锚栓平均分布于所述第二轨道单元的轨道板的纵向两端，两个所述第二化学锚栓分布于所述第二轨道单元的轨道板的纵向两端，所述第二化学锚栓位于所述第一化学锚栓靠近所述第二轨道单元的轨道板的横向中心线的一侧；

从所述隧道的洞口向所述隧道的内侧依次设置两个所述第二轨道单元和至少两个所述第一轨道单元；

从所述隧道的洞口向所述隧道的外侧依次设置两个所述第二轨道单元和至少两个所述第一轨道单元。

进一步地，四个所述第一化学锚栓沿所述轨道板的横向中心线平均对称分布，其中位于所述轨道板的同端的两个所述第一化学锚栓沿所述轨道板的纵向中心线对称分布。

进一步地，所述第二化学锚栓沿所述轨道板的横向中心线对称分布。

进一步地，所述第二化学锚栓位于所述轨道板的纵向中心线上。

进一步地，所述第一化学锚栓的轴线与所述轨道板的纵向中心线之间的距离为L1，其中，195mm≤L1≤215mm。

进一步地，所述第二化学锚栓的轴线与所述轨道板的端部之间的距离为L2，其中，685mm≤L2≤705mm。

进一步地，所述第一化学锚栓的轴线与所述轨道板的端部之间的距离为L3，其中，290mm≤L3≤310mm。

本申请实施例另一方面提供一种经过隧道的无砟轨道的实施方法，包括：

施做支承层，在所述支承层上对应施做轨道板，在所述支承层和所述轨道板之间施做砂浆层，其中，至少四个所述轨道板从所述隧道的洞口向所述隧道的内侧分布，至少四个所述轨道板从所述隧道的洞口向所述隧道的外侧分布；

在平均分布于所述隧道的洞口两侧的四块所述轨道板上分别钻取六个容纳孔，所述容纳孔贯穿所述轨道板、所述砂浆层直至所述支承层，其中四个所述容纳孔平均分布于所述轨道板的纵向两端且对应设置第一化学锚栓，其中两个所述容纳孔分布于所述轨道板的纵向两端且对应设置第二化学锚栓，所述第二化学锚栓位于所述第一化学锚栓靠近所述轨道板的横向中心线的一侧，以形成第二轨道单元；

在从所述第二轨道单元向所述隧道的外侧分布的至少两块所述轨道板上分别钻取四个所述容纳孔，在从所述第二轨道单元向所述隧道的内侧分布的至少两个所述轨道板上分别钻取四个所述容纳孔，四个所述容纳孔平均分布于所述轨道板的纵向两端且对应设置所述第一化学锚栓以形成第一轨道单元。

进一步地，所述砂浆层的高度为H1，所述容纳孔的深度为H2，所述第一化学锚栓和所述第二化学锚栓的长度均为H3，其中360mm+H1≤H2≤380mm+H1，315mm+H1≤H3≤325mm+H1。

进一步地，所述容纳孔的轴线与所述轨道板之间的夹角为A，其中，89°≤A≤91°。

本申请实施例提供的经过隧道的无砟轨道，在隧道洞口的两侧分别设置两个第二轨道单元和至少两个第一轨道单元，利用第一化学锚栓和第二化学锚栓加强无砟轨道的结构稳定性，在邻近隧道的洞口的两侧各设置两个第二轨道单元便于适应隧道的洞口附近温度变化更大的情况，不仅能有效避免路隧过渡段轨道板上拱、轨道板裂缝、层间离缝、宽窄接缝破碎等病害，还具有施工简单、受力明确、牢固可靠、耐久性好等优点，实现对高温胀板风险的主动管控。本申请实施例还提供上述经过隧道的无砟轨道的实施方法，具有与上述经过隧道的无砟轨道相同的有益效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种经过隧道的无砟轨道的一个结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一轨道单元的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二轨道单元的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种经过隧道的无砟轨道的实施方法的流程图。

附图标记说明

隧道的洞口1；第一轨道单元100；第二轨道单元200；轨道板10；第一化学锚栓20；第二化学锚栓30。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

下面结合附图及具体实施例对本申请再作进一步详细的说明。在本申请的描述中，“上”、“下”是指无砟轨道正常运用时的方位或位置关系，“纵向”是指无砟轨道的延伸方向，“横向”是指与无砟轨道的纵向相交的方向，例如附图1内的方位或位置关系，“mm”是指国际单位毫米，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参见图1～图3，本申请实施例一方面提供一种经过隧道的无砟轨道。无砟轨道包括至少四个第一轨道单元100以及四个第二轨道单元200。第一轨道单元100包括轨道板10和四个第一化学锚栓20，四个第一化学锚栓20平均分布于第一轨道单元100的轨道板10的纵向两端。第二轨道单元200包括轨道板10、四个第一化学锚栓20和两个第二化学锚栓30。四个第一化学锚栓20平均分布于第二轨道单元200的轨道板10的纵向两端。两个第二化学锚栓30分布于第二轨道单元200的轨道板10的纵向两端，第二化学锚栓30位于第一化学锚栓20靠近第二轨道单元200的轨道板10的横向中心线的一侧。从隧道的洞口1向隧道的内侧依次设置两个第二轨道单元200和至少两个第一轨道单元100。从隧道的洞口1向隧道的外侧依次设置两个第二轨道单元200和至少两个第一轨道单元100。

本领域技术人员应当理解的是，无砟轨道包括由上至下依次设置的轨道板、砂浆层和支承层。其中，轨道板由线下预制形成，支承层可以是混凝土结构也可以是钢筋混凝土结构。砂浆层可以是水泥乳化沥青砂浆。轨道板上可以有挡肩，也可以无挡肩。化学锚栓是指是通过化学粘结剂将锚固构件固定于混凝土基材钻孔中，以对被固定结构实现锚固的复合结构。

本申请实施例通过对隧道的洞口1两侧的无砟轨道的研究，以CRTSⅡ型板式无砟轨道为例，发现经过隧道的无砟轨道，由于处在路基、隧道结合地段，越靠近隧道的洞口1温差越大，越靠近隧道的洞口1轨道板10内温度应力变化越显著，受力变形更为复杂，属薄弱位置。尤其是在气候恶劣的地域，越靠近隧道的洞口1越易引发轨道板上拱、宽窄接缝损伤、和层间离缝开裂和轨道板上拱等病害，上述病害的发生破坏了整体无砟轨道结构的完整性，直接影响线路平顺性，关系到列车运行安全，给铁路运输带来了极大的安全隐患，同时还给养护维修带来了繁重的工作量。目前，尚未见到针对隧道的洞口1两侧的无砟轨道的结构稳固性的研究，也未见针对隧道的洞口1两侧的无砟轨道的加固方案。

由于空气流动的原因，越靠近隧道的洞口1，隧道的内侧和隧道的外侧之间的温度变化更加显著，越靠近隧道的内侧隧道内的温度越不会受隧道的外侧温度的影响，越靠近隧道的外侧越不会受隧道内的温度的影响。第二轨道单元200相较于第一轨道单元100设置有两个第二化学锚栓30，第二化学锚栓30位于第一化学锚栓20的靠近第二轨道单元200的轨道板10的横向中心线的一侧，第二化学锚栓30可以有效加强第二轨道单元200的结构强度，因此，第二轨道单元200的各部件之间的连接更强，因此，在邻近隧道的洞口1的两侧各设置两个第二轨道单元200便于适应隧道的洞口1附近温度变化更大的情况。此外，由于在轨道板10上钻孔过多反而会影响第一轨道单元100和/或第二轨道单元200的结构强度，在第一轨道单元100上设置四个第一化学锚栓20，在第二轨道单元200上设置四个第一化学锚栓20和两个第二化学锚栓30，便于在不影响第一轨道单元100和/或第二轨道单元200的结构强度的条件下，加强轨道板10和支承层之间的连接。本申请实施例通过在隧道的洞口1的两侧分别设置两个第二轨道单元200和至少两个第一轨道单元100，利用第一化学锚栓20和第二化学锚栓30加强无砟轨道的结构稳定性。此外，第一化学锚栓20和第二化学锚栓30由于采用将锚栓胶结固定于无砟轨道的钻孔中，避免锚栓暴露于外界，从而避免外界液体、高温等的影响。此外，由于第一化学锚栓20和第二化学锚栓30贯穿无砟轨道的轨道板10、砂浆层直至支承层内，可以实现轨道板10和支承层之间的可靠连接。将第一化学锚栓20和第二化学锚栓30设置在轨道板10的纵向两端，使得第一轨道单元100和/或第二轨道单元200受力更加平衡，整个第一轨道单元100和/或第二轨道单元200均可以受到加固，实现协同受力，限制了轨道板10的纵横向和垂向变形，保证了无砟轨道的结构稳定性和安全性。

本申请实施例提供的经过隧道的无砟轨道，能适应隧道的洞口1附近温差较大的环境，不仅能有效避免路隧过渡段轨道板上拱、轨道板裂缝、层间离缝、宽窄接缝破碎等病害，还具有施工简单、受力明确、牢固可靠、耐久性好等优点，实现对高温胀板风险的主动管控。此外，还能在已有的轨道板出现轨道板上拱病害时，用于整治轨道板上拱病害。也就是说，本申请实施例提供的经过隧道的无砟轨道，不仅可以用于实施无砟轨道的预加固，还能在已有的无砟轨道出现轨道板上拱病害时，用于整治轨道板上供病害，使得上供的轨道板恢复结构稳定性。

需要说明的是，本申请实施例中所述的轨道板10的端部是指轨道板10沿纵向的两端，即沿轨道板10长度方向的两端。本申请实施例中若未特定指明轨道板10，则不仅包第一轨道单元100的轨道板10，还包括第二轨道单元200的轨道板10。本申请实施例中若未特定指明第一化学锚栓20，则不仅包第一轨道单元100的第一化学锚栓20，还包括第二轨道单元200的第一化学锚栓20。

为了使得第一轨道单元100和第二轨道单元200上受到来自第一化学锚栓20均衡约束力，以便更好地保持第一轨道单元100和第二轨道单元200的结构强度和结构稳定性，在一实施例中，请参见图3和图4，四个第一化学锚栓20沿轨道板10的横向中心线对称分布，其中位于轨道板10的同端的两个第一化学锚栓20沿轨道板10的纵向中心线对称分布。也就是说，不仅第一轨道单元100的四个第一化学锚栓20沿轨道板10的横向中心线平均对称分布，即，沿第一轨道单元100的轨道板10的横向中心线两侧各对称分布两个第一化学锚栓20；而且，第二轨道单元200的四个第一化学锚栓20沿轨道板10的横向中心线平均对称分布，即，沿第二轨道单元200的轨道板10的横向中心线两侧各对称分布两个第一化学锚栓20。

在一实施例中，请参见图3，第二化学锚栓30沿轨道板10的横向中心线对称分布。如此，使得第二轨道单元200上受到来自第二化学锚栓30均衡约束力，以便更好地保持第二轨道单元200的结构强度和结构稳定性。

为了进一步使得第二轨道单元200受到来自第二化学锚栓30均衡约束力，在一实施例中，请参见图3，第二化学锚栓30位于轨道板10的纵向中心线上。

在一实施例中，请参见图2和图3，第一化学锚栓20的轴线距离轨道板10的纵向中心线之间的距离为L1，其中，195mm≤L1≤215mm。例如，L1为195mm、200mm、203mm、205mm、208mm、210mm、215mm等，如此设计，不仅便于第一化学锚栓20避开轨道板10、支承层内已有的钢筋，还避免位于轨道板10同端的两个第一化学锚栓20过于靠近，用于设置第一化学锚栓20的钻孔的孔壁破裂导致轨道板10和支承层结构损伤，也能避免位于轨道板10同端的两个第一化学锚栓20过于远离，影响第一轨道单元100或第二轨道单元200上的其他结构，例如挡肩或承轨台等的结构稳定性。

在一实施例中，请参见图3，第二化学锚栓30的轴线与轨道板10的端部之间的距离为L2，其中，685mm≤L2≤705mm。例如，L2为685mm、690mm、693mm、695mm、698mm、700mm、705mm等，如此设计，便于第二化学锚栓30避开轨道板10、支承层内已有的钢筋，通过第二化学锚栓30加强第二轨道单元200靠近横向中心线的结构稳定性。

在一实施例中，请参见图2和图3，第一化学锚栓20的轴线与轨道板10的端部之间的距离为L3，其中，290mm≤L3≤310mm。例如，L3为290mm、295mm、298mm、300mm、305mm、308mm、310mm等，如此设计，不仅便于第一化学锚栓20避开轨道板10、支承层内已有的钢筋，还避免第一化学锚栓20过于靠近轨道板10的端部，用于设置第一化学锚栓20的钻孔的孔壁破裂导致轨道板10、砂浆层、支承层结构损伤，也能避免第一化学锚栓20过于远离轨道板10的端部，不能有效加强轨道板10和支承层之间的连接。

请参见图4，本申请实施例还提供一种经过隧道的无砟轨道的实施方法，实施方法包括：

S01：施做支承层，在所述支承层上对应施做轨道板，在所述支承层和所述轨道板之间施做砂浆层，其中，至少四个所述轨道板从所述隧道的洞口1向所述隧道的内侧分布，至少四个所述轨道板从所述隧道的洞口1向所述隧道的外侧分布。

也就是说，先施做支承层，在支承层上对应施做轨道板10，再在支承层和轨道板10之间施做砂浆层，其中至少四个轨道板10从隧道的洞口1向隧道的内侧分布，至少四个轨道板10从隧道的洞口1向隧道的外侧分布。如此，先实施无砟轨道的轨道结构部分。

可以理解的是，若有轨道板10的部分在隧道的内侧，轨道板10的另一部分在隧道的外侧，则根据该轨道板10在隧道的内侧或外侧的占比，以占比多的部分来判断该轨道板10位于隧道的内侧或外侧。例如，若轨道板10位于隧道的内侧的部分大于％，则判断该轨道板10位于隧道的内侧；反之，该轨道板10位于隧道的外侧。

S02：在平均分布于所述隧道的洞口1两侧的四块所述轨道板上分别钻取六个容纳孔，六个所述容纳孔均贯穿所述轨道板、所述砂浆层直至所述支承层，其中四个所述容纳孔平均分布于所述轨道板的纵向两端且对应设置第一化学锚栓，其中两个所述容纳孔分布于所述轨道板的纵向两端且对应设置第二化学锚栓，所述第二化学锚栓位于所述第一化学锚栓靠近所述轨道板的横向中心线的一侧，以形成第二轨道单元。

在平均分布于隧道的洞口1两侧的四块轨道板10上分别钻取六个容纳孔，也就是说，从隧道的洞口1向隧道的内侧的方向上，有两块轨道板10上均分别钻取六个容纳孔，从隧道的洞口1向隧道的外侧的方向上，有两块轨道板10上均分别钻取六个容纳孔。容纳孔贯穿轨道板10、砂浆层直至支承层，如此通过在容纳孔内设置第一化学锚栓20实现轨道板10、砂浆层和支承层之间的连接。其中四个容纳孔平均分布于轨道板10的纵向两端且对应设置第一化学锚栓20，其中两个容纳孔分布于轨道板10的纵向两端且对应设置第二化学锚栓30。第二化学锚栓30位于第一化学锚栓20靠近轨道板10的横向中心线的一侧，以形成第二轨道单元200。如此，通过第二化学锚栓30和第一化学锚栓20加强第二轨道单元200受力均衡，加强结构稳定性。

S03：在从所述第二轨道单元向所述隧道的外侧分布的至少两块所述轨道板上分别钻取四个所述容纳孔，在从所述第二轨道单元向所述隧道的内侧分布的至少两个所述轨道板上分别钻取四个所述容纳孔，四个所述容纳孔平均分布于所述轨道板的纵向两端且对应设置所述第一化学锚栓，以形成第一轨道单元。

在从第二轨道单元200向隧道的外侧分布的至少两块轨道板10上分别钻取四个容纳孔，在从第二轨道单元200向隧道的内侧分布的至少两个轨道板10上分别钻取四个容纳孔，也就是说，上述每个轨道板上均钻取四个容纳腔，四个容纳孔平均分布于轨道板10的纵向两端且，四个容纳孔内对应设置第一化学锚栓20，如此，完成第一轨道单元100的设置。

需要说明的是，步骤S02可以在步骤S03之前实施，步骤S02也可以在步骤S03之后实施。如果先实施步骤S02再实施步骤S03，由于第二轨道单元200相较于第一轨道单元100更加靠近隧道洞口，第二轨道单元200受到的温度变化更加显著，尤其是在容易出现极寒、极热、台风、暴雨、暴雪等极端气候的区域，先实施步骤S02再实施步骤S03，更有利于将邻近隧道的洞口1的风险更高的轨道板10、砂浆层、支承层先予以保护。

具体的，钻取容纳孔之前应在设定第一化学锚栓20和第二化学锚栓30的位置使用雷达或其他设备探测轨道板10及支承层内的钢筋布置情况，避让轨道板10和支承层内已有的钢筋。用于钻取容纳孔的钻机采用无震动钻孔设备及专用钻头进行钻孔施工，在钻孔时必须严格控制钻孔位置和钻孔深度，钻孔后需将孔内杂物清除，确保孔内洁净和干燥。

用于第一化学锚栓20和第二化学锚栓的植栓胶材料采用适应开裂混凝土性能的化学粘结剂，满足规范对于开裂混凝土中后锚固的相关要求，并能在轨道板10或支承层产生裂缝的情况下，保证锚固构件有效工作。植栓完成且植栓胶完全固化后才能进行后续工程施工，施工时的环境温度条件适宜为20～30℃。

锚固构件可以采用高强度和高耐疲劳性能的合金钢制成，具备足够的抗剪和抗拔能力，且在疲劳荷载作用下保证锚固构件的疲劳寿命。锚固构件的表面可以采用粉末渗锌防腐工艺处理。锚固构件的底部可以设有对中环，保证锚固构件在植入过程中，化学粘结剂能均匀分布在锚固构件和孔壁之间以提供可靠粘结力。锚固构件与轨道板10之间的孔隙由化学粘结剂填充以形成填充层，优选地，化学粘结剂与轨道板10的上表面平齐。轨道板10和支承层的混凝土基材强度不低于C20级。在隧道的外侧的轨道板10上钻取容纳孔之前可以提前测试支承层的混凝土基材强度。

锚固结构可以为销钉。具体为直径27mm的销钉。

在一实施例中，砂浆层的高度为H1，容纳孔的深度为H2，第一化学锚栓20和第二化学锚栓30的长度均为H3，其中，360mm+H1≤H2≤380mm+H1，315mm+H1≤H3≤325mm+H1。既可保证容纳孔的部分位于支承层，又不会贯穿支承层。

示例性的，容纳孔直径为32mm，容纳孔的深度H2为0mm±10mm。锚固结构采用直径为27mm的销钉，销钉长H3为3mm±5mm，其中锚固结构位于轨道板10内的部分的长度为1mm；其中锚固结构位于砂浆层内的部分的长度为砂浆层的高度H1，例如30mm；其中锚固结构位于支承层内的部分的长度为170mm。

为了保持第一化学锚栓20和第二化学锚栓30的结构稳定性，在一实施例中，容纳孔的轴线与轨道板10之间的夹角为A，其中，89°≤A≤91°。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种经过隧道的无砟轨道，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无砟轨道，其特征在于，四个所述第一化学锚栓沿所述轨道板的横向中心线平均对称分布，其中位于所述轨道板的同端的两个所述第一化学锚栓沿所述轨道板的纵向中心线对称分布。

3.根据权利要求1所述的无砟轨道，其特征在于，所述第二化学锚栓沿所述轨道板的横向中心线对称分布。

4.根据权利要求1所述的无砟轨道，其特征在于，所述第二化学锚栓位于所述轨道板的纵向中心线上。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的无砟轨道，其特征在于，所述第一化学锚栓的轴线与所述轨道板的纵向中心线之间的距离为L1，其中，195mm≤L1≤215mm。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的无砟轨道，其特征在于，所述第二化学锚栓的轴线与所述轨道板的端部之间的距离为L2，其中，685mm≤L2≤705mm。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的无砟轨道，其特征在于，所述第一化学锚栓的轴线与所述轨道板的端部之间的距离为L3，其中，290mm≤L3≤310mm。

8.一种经过隧道的无砟轨道的实施方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的无砟轨道的实施方法，其特征在于，所述砂浆层的高度为H1，所述容纳孔的深度为H2，所述第一化学锚栓和所述第二化学锚栓的长度均为H3，其中360mm+H1≤H2≤380mm+H1，315mm+H1≤H3≤325mm+H1。

10.根据权利要求9所述的无砟轨道的实施方法，其特征在于，所述容纳孔的轴线与所述轨道板之间的夹角为A，其中，89°≤A≤91°。