CN111877052A - 一种钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管混凝土枕式无砟轨道，包括底座、道床板、钢管混凝土双块式轨枕，其特征在于：道床板下部设有若干向上内陷的凹槽，底座具有自身浇筑时形成的若干向上凸起的凸台，底座与道床板之间设有围绕凸台的减振层。道床板凹槽、底座凸台限制了道床板的移动，增加了道床板与底座的接触面积，提高了轨道结构的整体性。同时，底座厚度也有所减小，降低了轨道结构的高度。在道床板和底座之间增加橡胶减振垫，保证了轨道结构的减振性能，使得新型无砟轨道结构可应用于对环境要求较高的城市轨道交通领域。道床板凹槽和底座凸台之间设置弹性垫板不仅能增强减振性能，也可以起到缓冲作用，减小了应力集中对轨道结构产生的不利影响。

Description

一种钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法

技术领域

本发明属于无砟轨道领域，具体涉及一种钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法。

背景技术

在现有的采用预制轨枕现浇的无砟轨道结构中，主要有短轨枕、长枕式、双块式无砟轨道三种。

其中，短轨枕虽造价低，但轨道几何形位保持能力差，无法满足较高的技术要求。

预应力长轨枕能够更好的保证轨道结构几何精度，轨排整体性较好，在小半径曲线地段轨道精度容易控制。但其轨枕中穿过道床纵向结构筋，施工较复杂，孔内钢筋与道床结合性能较差，枕下振捣不充分，新旧混凝土接触面多，界面裂纹相对较多，道床整体性并不非常好。

双块式轨枕主要靠桁架筋连接两个混凝土轨枕块，轨道几何形位保持能力强、道床整体性好，但加工成本高，桁架筋易生锈，用于城市轨道交通，造价较高。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种钢管混凝土枕式无砟轨道，通过在道床板上设置凹槽、底座上设置凸台，限制了道床板的移动，增加了道床板与底座的接触面积，提高了轨道结构的整体性。同时，底座的厚度也有所减小，降低了轨道结构的高度。在道床板和底座之间增加的橡胶减振垫，保证了轨道结构的减振性能，使得新型无砟轨道结构可应用于对环境要求较高的城市轨道交通领域。道床板的凹槽和底座凸台之间设置弹性垫板不仅能增强减振性能，也可以起到缓冲作用，减小了应力集中对轨道结构产生的不利影响。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种钢管混凝土枕式无砟轨道，包括底座、道床板、钢管混凝土双块式轨枕，其特征在于：

所述道床板下部设有若干向上内陷的凹槽，沿轨道纵向方向间隔排布，所述凹槽沿轨道横向方向延伸，并位于两个相邻的所述钢管混凝土双块式轨枕之间；

所述底座具有自身浇筑时形成的若干向上凸起的凸台，所述凹槽为在所述凸台上浇筑所述道床板时形成，两者形状匹配形成限位结构，以便减少所述底座的高度；

所述凹槽在轨道横向方向的长度设置如下：其两端位于所述钢管混凝土双块式轨枕的轨枕块的长度范围内。

优选地，在所述底座与所述道床板之间设有减振层。

优选地，在所述底座与所述道床板之间，在除了凸台/凹槽之外的区域，设置有橡胶减振垫。

优选地，在所述凸台的外周与所述凹槽的内周之间，设置有一圈弹性垫板。

优选地，在所述凸台的顶面与所述凹槽的内凹面之间，设置有一层泡沫板。

优选地，所述橡胶减振垫与所述弹性垫板连接处、所述橡胶减振垫与所述泡沫板连接处，均贴有胶带进行加固。

优选地，所述弹性垫板为三元乙丙橡胶。

优选地，所述钢管混凝土双块式轨枕的底部设有U型筋，所述U型筋被浇筑到所述道床板中。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种如前所述的钢管混凝土枕式无砟轨道在非减振地段的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、先将桥梁表面凿毛，清理结构表面的杂物，并清洁其表面；通过控制点进行底座边线放样，然后进行钢筋绑扎，绑扎时需注意凸台位置，不影响凸台模板的安装；在凸台模板安装完之后，将凸台模板内的积水和杂物清理干净；混凝土振捣，凸台四周振捣密实，底座表面抹平；经过养护之后，当底座混凝土强度达到设计强度的预定百分数时，对底座和凸台表面进行清洁；

二、清除道床板范围内的杂物，依据CPⅢ控制点，铺设道床板底层钢筋；然后对预制的钢管混凝土双块式轨枕进行清理，摆放就位；在对轨排进行粗调之后开始进行道床板顶层钢筋绑扎，并进行绝缘检测；随后，开始安装道床板模板；安装完之后，再对轨排进行精调，调整完轨道中线、高程后，对轨排进行固定；清理道床板范围杂物，对浇筑面进行喷水湿润，开始浇筑道床混凝土并捣鼓，修整、抹平混凝土裸露面；混凝土初凝后，松开横向约束；道床板混凝土抗压强度达到预定强度后，拆除道床板模板；

三、拆除道床板模板后进行轨道结构的养护。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种如前所述的钢管混凝土枕式无砟轨道在减振地段的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、先将桥梁表面凿毛，清理结构表面的杂物，并清洁其表面；通过控制点进行底座边线放样，然后进行钢筋绑扎，绑扎时需注意凸台位置，不影响凸台模板的安装；在凸台模板安装完之后，将凸台模板内的积水和杂物清理干净；混凝土振捣，凸台四周振捣密实，底座表面抹平；经过养护之后，当底座混凝土强度达到设计强度的预定百分数时，对底座和凸台表面进行清洁；

二、根据凸台位置画出边线线条，按所画线条剪裁橡胶减振垫，对其进行铺设；在凸台侧面粘贴弹性垫板，顶部粘贴泡沫板，用胶带进行固定；

三、清除道床板范围内的杂物，依据CPⅢ控制点，铺设道床板底层钢筋；然后对预制的钢管混凝土双块式轨枕进行清理，摆放就位；在对轨排进行粗调之后开始进行道床板顶层钢筋绑扎，并进行绝缘检测；随后，开始安装道床板模板；安装完之后，再对轨排进行精调，调整完轨道中线、高程后，对轨排进行固定；清理道床板范围杂物，对浇筑面进行喷水湿润，开始浇筑道床混凝土并捣鼓，修整、抹平混凝土裸露面；混凝土初凝后，松开横向约束；道床板混凝土抗压强度达到预定强度后，拆除道床板模板；

四、拆除道床板模板后进行轨道结构的养护。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法，通过在道床板上设置凹槽、底座上设置凸台，限制了道床板的移动，增加了道床板与底座的接触面积，提高了轨道结构的整体性。同时，底座的厚度也有所减小，降低了轨道结构的高度。

2、本发明的钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法，在道床板和底座之间增加的橡胶减振垫，保证了轨道结构的减振性能，使得新型无砟轨道结构可应用于对环境要求较高的城市轨道交通领域。道床板的凹槽和底座凸台之间设置弹性垫板不仅能增强减振性能，也可以起到缓冲作用，减小了应力集中对轨道结构产生的不利影响。

3、本发明的钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法，轨道结构中采用钢管混凝土轨枕，轨枕通过钢管混凝土连接，使得轨道结构保持几何形位的能力增强，同时轨枕底部设置的U型筋，增强了轨枕与道床板的连接性能，使得轨道结构整体性得到加强。与传统的双块式无砟轨道结构相比，采用技术较为成熟的钢管混凝土构件，使得新型无砟轨道结构的成本有所减少。

附图说明

图1是本发明实施例的钢管混凝土枕式无砟轨道的平面布置示意图；

图2是本发明实施例的钢管混凝土枕式无砟轨道的道床板及凹槽平面示意图；

图3是本发明实施例的钢管混凝土枕式无砟轨道的道床板与底座平纵断面示意图；

图4是本发明实施例的钢管混凝土枕式无砟轨道的底座凸台与道床板凹槽断面示意图；

图5是图4中的局部放大示意图；

图6是图2中凹槽A面的弹性垫板的侧视图；

图7是图2中凹槽B面的弹性垫板的侧视图；

图8是本发明实施例的钢管混凝土枕式无砟轨道的泡沫板的示意图。

图中尺寸单位为mm。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

如图1-8所示，本发明提供一种钢管混凝土枕式无砟轨道，包括从下至上依次设置的下部基础、底座1、道床板2、钢管混凝土双块式轨枕3。分为普通地段(非减振地段)和减振地段两种方案。

(一)普通地段钢管混凝土枕式无砟轨道

如图1-2所示，所述道床板2下部设有若干向上内陷的凹槽21，沿轨道纵向方向间隔排布，所述凹槽21沿轨道横向方向延伸，并位于两个相邻的所述钢管混凝土双块式轨枕3之间。

所述底座1具有自身浇筑时形成的若干向上凸起的凸台11，所述凹槽21为在所述凸台11上浇筑所述道床板2时形成，两者形状匹配形成限位结构，以便减少所述底座1的高度。

所述凹槽21在轨道横向方向的长度设置如下：其两端位于所述钢管混凝土双块式轨枕3的轨枕块的长度范围内。

优选地，所述钢管混凝土双块式轨枕3的底部设有U型筋，所述U型筋被浇筑到所述道床板2中。

具体地讲，在道床板设置凹槽结构，与凸台共同作用可提高轨道结构的整体性，并限制轨道结构的位移。具体设置为：对于长为4.88m的道床板，在轨枕块之间设置3个同样大小深为93mm的梯形凹槽，凹槽之间距离均为1.25m，靠近道床底部凹槽尺寸为225mm×1225mm，道床内凹槽尺寸为200mm×1200mm。

在底座上与道床板凹槽对应位置处设置高为132mm的棱台形状凸台，凸台下表面尺寸为225mm×1225mm，上表面尺寸为200mm×1200mm。

在非减振地段的施工方法，包括如下步骤：

1、先将桥梁表面凿毛，清理结构表面的杂物，并用高压水或高压风清洁其表面。通过控制点进行底座1边线放样，然后进行钢筋绑扎，绑扎时需注意凸台11位置，不影响凸台模板的安装。在凸台模板安装完之后，将凸台模板内的积水和杂物清理干净。混凝土采用插入式捣鼓棒振捣，凸台11四周应振捣密实，底座1表面抹平。经过养护之后，当底座混凝土强度达到设计强度的75％时，对底座1和凸台11表面进行清洁。

2、清除道床板2范围内的杂物，依据CPⅢ控制点，铺设道床板底层钢筋。然后对预制的钢管混凝土双块式轨枕3进行清理，摆放就位。在对轨排进行粗调之后开始进行道床板2顶层钢筋绑扎，并进行绝缘检测。随后，开始安装道床板模板。安装完之后，再对轨排进行精调，调整完轨道中线、高程后，对轨排进行固定。清理道床板2范围杂物，对浇筑面进行喷水湿润，开始浇筑道床混凝土并捣鼓，及时修整、抹平混凝土裸露面。混凝土初凝后，松开横向约束。道床板混凝土抗压强度达到5MPa后，拆除道床板模板。

3、拆除道床板模板后进行轨道结构的养护。

(二)减振地段钢管混凝土枕式无砟轨道

在前述基础至上，不同的是，如图3-8所示，优选地，在所述底座1与所述道床板2之间设有减振层。所述减振层包括橡胶减振垫4、弹性垫板5、泡沫板6。减振地段中，由于增加了减振层，在前述凸台尺寸不变的情况下，凹槽的尺寸相对放大了。

优选地，在所述底座1与所述道床板2之间，在除了凸台11/凹槽21之外的区域，设置有橡胶减振垫4。

优选地，在所述凸台11的外周与所述凹槽21的内周之间，设置有一圈弹性垫板5。

优选地，在所述凸台11的顶面与所述凹槽21的内凹面之间，设置有一层泡沫板6。

优选地，所述橡胶减振垫4与所述弹性垫板5连接处、所述橡胶减振垫4与所述泡沫板6连接处，均贴有胶带7进行加固。

优选地，所述弹性垫板5为三元乙丙橡胶。

具体地讲，为提高轨道结构的减振性能，通过在道床板与底座之间增设减振材料来实现。具体设置为：在道床板与底座接触位置设置橡胶减振垫，减振垫宽度与道床板对齐，减振垫厚度27mm，静刚度为0.03±0.005N/mm2。在底座限位凸台与道床板凹槽四周的接触面之间设置弹性垫板，在增强减振作用的同时起到缓冲作用。弹性垫板原材料采用三元乙丙橡胶，弹性垫板厚度为8mm，一侧带有凸起，用于防止弹性垫板窜出。在底座限位凸台与道床板凹槽上部的接触面之间设置厚度为10mm的泡沫板。

在减振地段的施工方法，包括如下步骤：

1、先将桥梁表面凿毛，清理结构表面的杂物，并用高压水或高压风清洁其表面。通过控制点进行底座1边线放样，然后进行钢筋绑扎，绑扎时需注意凸台11位置，不影响凸台模板的安装。在凸台模板安装完之后，将凸台模板内的积水和杂物清理干净。混凝土采用插入式捣鼓棒振捣，凸台11四周应振捣密实，底座1表面抹平。经过养护之后，当底座混凝土强度达到设计强度的75％时，对底座1和凸台11表面进行清洁。

2、根据凸台11位置画出边线，按所画线条剪裁橡胶减振垫4，对其进行铺设。铺设时应平整，无褶皱、无破损，接缝采用对接，不得重叠。如图3所示，在凸台11侧面粘贴弹性垫板5，顶部粘贴泡沫板6，不得有鼓泡、脱离现象，用胶带7进行固定。

3、清除道床板2范围内的杂物，依据CPⅢ控制点，铺设道床板底层钢筋。然后对预制的钢管混凝土双块式轨枕3进行清理，摆放就位。在对轨排进行粗调之后开始进行道床板2顶层钢筋绑扎，并进行绝缘检测。随后，开始安装道床板模板。安装完之后，再对轨排进行精调，调整完轨道中线、高程后，对轨排进行固定。清理道床板2范围杂物，对浇筑面进行喷水湿润，开始浇筑道床混凝土并捣鼓，及时修整、抹平混凝土裸露面。混凝土初凝后，松开横向约束。道床板混凝土抗压强度达到5MPa后，拆除道床板模板。

4、拆除道床板模板后进行轨道结构的养护。

综上所述，与现有技术相比，本发明的方案存在如下显著优势：

1、本发明的钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法，通过在道床板上设置凹槽、底座上设置凸台，限制了道床板的移动，增加了道床板与底座的接触面积，提高了轨道结构的整体性。同时，底座的厚度也有所减小，降低了轨道结构的高度。

2、本发明的钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法，在道床板和底座之间增加的橡胶减振垫，保证了轨道结构的减振性能，使得新型无砟轨道结构可应用于对环境要求较高的城市轨道交通领域。道床板的凹槽和底座凸台之间设置弹性垫板不仅能增强减振性能，也可以起到缓冲作用，减小了应力集中对轨道结构产生的不利影响。

3、本发明的钢管混凝土枕式无砟轨道及其施工方法，轨道结构中采用钢管混凝土轨枕，轨枕通过钢管混凝土连接，使得轨道结构保持几何形位的能力增强，同时轨枕底部设置的U型筋，增强了轨枕与道床板的连接性能，使得轨道结构整体性得到加强。与传统的双块式无砟轨道结构相比，采用技术较为成熟的钢管混凝土构件，使得新型无砟轨道结构的成本有所减少。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种钢管混凝土枕式无砟轨道，包括底座(1)、道床板(2)、钢管混凝土双块式轨枕(3)，其特征在于：

所述道床板(2)下部设有若干向上内陷的凹槽(21)，沿轨道纵向方向间隔排布，所述凹槽(21)沿轨道横向方向延伸，并位于两个相邻的所述钢管混凝土双块式轨枕(3)之间；

所述底座(1)具有自身浇筑时形成的若干向上凸起的凸台(11)，所述凹槽(21)为在所述凸台(11)上浇筑所述道床板(2)时形成，两者形状匹配形成限位结构，以便减少所述底座(1)的高度；

所述凹槽(21)在轨道横向方向的长度设置如下：其两端位于所述钢管混凝土双块式轨枕(3)的轨枕块的长度范围内。

2.如权利要求1所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

在所述底座(1)与所述道床板(2)之间设有减振层。

3.如权利要求2所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

在所述底座(1)与所述道床板(2)之间，在除了凸台(11)/凹槽(21)之外的区域，设置有橡胶减振垫(4)。

4.如权利要求3所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

在所述凸台(11)的外周与所述凹槽(21)的内周之间，设置有一圈弹性垫板(5)。

5.如权利要求4所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

在所述凸台(11)的顶面与所述凹槽(21)的内凹面之间，设置有一层泡沫板(6)。

6.如权利要求5所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

所述橡胶减振垫(4)与所述弹性垫板(5)连接处、所述橡胶减振垫(4)与所述泡沫板(6)连接处，均贴有胶带(7)进行加固。

7.如权利要求4所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

所述弹性垫板(5)为三元乙丙橡胶。

8.如权利要求1所述的钢管混凝土枕式无砟轨道，其特征在于：

所述钢管混凝土双块式轨枕(3)的底部设有U型筋，所述U型筋被浇筑到所述道床板(2)中。

9.一种如权利要求1所述的钢管混凝土枕式无砟轨道在非减振地段的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、先将桥梁表面凿毛，清理结构表面的杂物，并清洁其表面；通过控制点进行底座(1)边线放样，然后进行钢筋绑扎，绑扎时需注意凸台(11)位置，不影响凸台模板的安装；在凸台模板安装完之后，将凸台模板内的积水和杂物清理干净；混凝土振捣，凸台(11)四周振捣密实，底座(1)表面抹平；经过养护之后，当底座混凝土强度达到设计强度的预定百分数时，对底座(1)和凸台(11)表面进行清洁；

二、清除道床板(2)范围内的杂物，依据CPⅢ控制点，铺设道床板底层钢筋；然后对预制的钢管混凝土双块式轨枕(3)进行清理，摆放就位；在对轨排进行粗调之后开始进行道床板(2)顶层钢筋绑扎，并进行绝缘检测；随后，开始安装道床板模板；安装完之后，再对轨排进行精调，调整完轨道中线、高程后，对轨排进行固定；清理道床板(2)范围杂物，对浇筑面进行喷水湿润，开始浇筑道床混凝土并捣鼓，修整、抹平混凝土裸露面；混凝土初凝后，松开横向约束；道床板混凝土抗压强度达到预定强度后，拆除道床板模板；

三、拆除道床板模板后进行轨道结构的养护。

10.一种如权利要求6所述的钢管混凝土枕式无砟轨道在减振地段的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、先将桥梁表面凿毛，清理结构表面的杂物，并清洁其表面；通过控制点进行底座(1)边线放样，然后进行钢筋绑扎，绑扎时需注意凸台(11)位置，不影响凸台模板的安装；在凸台模板安装完之后，将凸台模板内的积水和杂物清理干净；混凝土振捣，凸台(11)四周振捣密实，底座(1)表面抹平；经过养护之后，当底座混凝土强度达到设计强度的预定百分数时，对底座(1)和凸台(11)表面进行清洁；

二、根据凸台(11)位置画出边线线条，按所画线条剪裁橡胶减振垫(4)，对其进行铺设；在凸台(11)侧面粘贴弹性垫板(5)，顶部粘贴泡沫板(6)，用胶带(7)进行固定；

三、清除道床板(2)范围内的杂物，依据CPⅢ控制点，铺设道床板底层钢筋；然后对预制的钢管混凝土双块式轨枕(3)进行清理，摆放就位；在对轨排进行粗调之后开始进行道床板(2)顶层钢筋绑扎，并进行绝缘检测；随后，开始安装道床板模板；安装完之后，再对轨排进行精调，调整完轨道中线、高程后，对轨排进行固定；清理道床板(2)范围杂物，对浇筑面进行喷水湿润，开始浇筑道床混凝土并捣鼓，修整、抹平混凝土裸露面；混凝土初凝后，松开横向约束；道床板混凝土抗压强度达到预定强度后，拆除道床板模板；

四、拆除道床板模板后进行轨道结构的养护。

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