CN114086435B - 一种全装配式的预制板式轨道结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全装配式的预制板式轨道结构，轨道板底部通过支座支撑于下部基础上；轨道板顶部横向两侧设有承载台，用于支撑两侧的钢轨，并且承载台上还设有扣件；所述轨道板由若干预制的装配单元对接而成，所述装配单元之间设有板缝，每个装配单元包括第一端板、第二端板，以及设于两者之间的至少一个中间标准板，所述中间标准板之间以及中间标准板与端板之间通过卯榫结构连接；并且端板以及中间标准板均设有纵向贯通的钢筋张拉孔用于纵向张拉钢筋穿过，并且端板靠近板缝一侧设有锚穴，通过灌注封锚砂浆可密封装配单元形成整体。本发明采用全装配式结构，避免了现有技术中因为需要现浇混凝土带来的诸多问题。

Description

一种全装配式的预制板式轨道结构

技术领域

本发明属于城市轨道交通铁路轨道结构技术领域，具体涉及一种全装配式的预制板式轨道结构。

背景技术

目前城市轨道交通主要采用现浇式轨道结构，包括短枕式整体道床和长枕式整体道床结构。短轨枕式几何形位保持能力较差，需同时调整两短轨枕的轨底坡和超高，施工精度较低；长枕式新旧混凝土接触面多，界面裂纹相对较多，结构整体性较差。同时，现浇式轨道结构均存在施工进度缓慢、现场混凝土浇筑量较大、混凝土现浇质量控制难、劳动强度大、作业环境恶劣、现浇道床裂纹较多且难于控制、维修困难、减振效果难以保证等诸多弊端。为了适应城市轨道交通的大规模建设，同时较好地解决现浇钢筋混凝土道床结构的各类缺点，现阶段在北京、上海、广州、深圳等多个城市均已提出并推进装配板式轨道应用。随着轨道交通对绿色环保节能、建造质量和品质的提高，装配板式轨道是今后城市轨交通的主要发展方向。

尽管目前存在一些装配式轨道结构，但由于线路平纵断面及轨下基础结构的复杂性，现有的城市轨道交通装配式无砟轨道结构中，异型板数量较多，降低了工厂生产制造效率；而且，标准板和异型板的结构尺寸不同，不便于轨道板的堆放和运输以及现场装配工作，且下部基础的平整度要求较高，往往采用现浇的调整层对轨道结构线型进行调整，导致虽然为装配式结构，但现场湿接缝混凝土浇筑量仍然较大，施工工序负复杂。另外，由于调整层的存在，导致轨道结构存在新旧混凝土交界面，在线路运行一段时间后，预制轨道板与调整层之间易出现界面脱粘、离缝的病害，这会给列车运行的平稳性、舒适性和轨道结构的寿命造成不利的影响。总体来看，现有的装配式轨道依然没有解决现场湿接缝混凝土浇筑量较大、新老混凝土界面离缝、施工工艺复杂等问题，而且无法克服目前装配式预制板异形板过多导致整个无砟轨道的装配、维修难等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种全装配式的预制板式轨道结构，采用全装配式结构，避免了现有技术中需要现浇混凝土带来的现浇轨道结构施工效率低、混凝土现浇质量控制难，以及现有装配式轨道结构湿接缝混凝土浇筑量较大、新旧混凝土界面离缝、对下部基础施工精度要求高、适应性较差等问题。

为实现上述目的，本发明提供一种全装配式的预制板式轨道结构，包括轨道板、支座、下部基础、承载台、扣件以及钢轨，

所述轨道板底部通过支座支撑于下部基础上；所述轨道板顶部横向两侧设有承载台，用于支撑两侧的钢轨，并且承载台上还设有扣件，用于将钢轨固定于承载台上；

所述轨道板由若干预制的装配单元对接而成，所述装配单元之间设有板缝，每个装配单元包括若干轨道板单元，具体包括第一端板、第二端板，以及设于两者之间的至少一个中间标准板，所述中间标准板之间、所述中间标准板与第一端板之间以及所述中间标准板与第二端板之间通过卯榫结构连接；并且第一端板、第二端板以及中间标准板均设有纵向贯通的钢筋张拉孔用于纵向张拉钢筋穿过，钢筋张拉后可形成预压力，使接触面贴合，并且所述第一端板和第二端板靠近板缝一侧设有锚穴，通过灌注封锚砂浆可密封装配单元形成整体。

作为本发明的进一步改进，所述锚穴内设有锚固板、钢垫圈以及螺母，均与所述纵向张拉钢筋相连，所述螺母通过钢垫圈与锚固板相互作用，通过拧紧所述螺母可对所述纵向张拉钢筋施加张拉力，从而对轨道板单元端面施加预压力。

作为本发明的进一步改进，所述中间标准板纵向两端为连接端，其一端面设有若干榫头，另一端面设有若干卯眼，同样所述第一端板纵向两端面分别设有榫头和卯眼，所述第二端板纵向两端面分别设有榫头和卯眼。

作为本发明的进一步改进，所述榫头四周粘贴有弹性缓冲层，其与卯眼相互作用，起缓冲隔离和保护榫头的作用。

作为本发明的进一步改进，所述中间标准板之间或所述中间标准板与端板之间或端板与端板之间根据防水或优化装配单元受力性能要求设有橡胶压条，并采用密封胶密封处理。

作为本发明的进一步改进，所述支座支撑于所述第一端板和第二端板底部，所述第一端板和第二端板板底设有与支座相连的安装接口。

作为本发明的进一步改进，可根据需要在所述中间标准板下增设所述支座。

作为本发明的进一步改进，所述钢筋张拉孔直径大于张拉钢筋直径。

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）本发明的全装配式的预制板式轨道结构，采用全装配式结构，轨道板包括若干预制的装配单元，装配单元中各轨道板单元采用卯榫结构，通过纵向张拉钢筋和板端锚固板压紧轨道板单元，并通过纵向钢筋张拉孔灌注的封锚砂浆形成整体，各装配单元通过支座直接与下部结构相连，从而可以得到装配简单、结构稳定以及维修方便的装配式无砟轨道。避免了现有现浇轨道结构施工效率低、混凝土现浇质量控制难，以及现有装配式轨道结构湿接缝混凝土浇筑量较大、新旧混凝土界面离缝、对下部基础施工精度要求高、适应性较差等问题。

（2）本发明的全装配式的预制板式轨道结构，轨道板单元为工厂预制结构，轨道板单元小型化、轻型化，更便于生产制造、堆放运输和现场装配，降低了现有异型板的使用；小模块化的预制基本板在现场伤损的情况下更容易更换，有效的减少了工务维修工作量，提高生产效率。此外，轨道板单元端部设榫头和卯眼，施工安装更加方便快捷，进一步提高了装配单元的整体性。

（3）本发明的全装配式的预制板式轨道结构，直接通过支座与下部基础相连，可通过调节支座和扣件对轨道结构几何形位进行调整，大幅度降低了对下部基础支撑结构平整度的要求，对复杂下部基础的适应性更强。此外，支座还可采用垂向高度相对较低的支座形式，可以有效的减小轨道结构整体高度，减小轨道结构的侵限风险，对线路的适应性更强，同时大幅度减小了隧道盾构的建造施工成本。轨道主体结构由钢轨、装配单元和支座组成，相较于其他装配式结构，取消了无砟轨道结构中的底座板部件、调整层部件，大幅度减小了轨道结构整体重量，较大程度减小桥梁的二期恒载和桥梁本身的工程造价。

（4）本发明的全装配式的预制板式轨道结构，当后期运营线路线型发生变化时，可通过调整支座来保证线路的平顺性；当需要更换轨道板时，可通过解锁板端锚固板进而解锁装配单元，进行轨道板的更换，不需要进行浇筑混凝土等施工，养护维修更加方便，对线路影响更小。

（5）本发明的全装配式的预制板式轨道结构，装配单元长度可根据线路情况灵活调整配置，装配成不同尺寸长度的装配单元，当线路位于长大直线上时，可适当增加单个装配单元的长度，进一步提高线路的平顺性；当线路位于小曲线半径上时，可适当减小装配单元的长度，提高对小曲线半径的适应能力，对复杂线路条件适应性更强。

附图说明

图1为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构整体结构示意图；

图2为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构爆炸图；

图3为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构装配单元爆炸示意图；

图4为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构中间标准板示意图；

图5为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构第一端板结构示意图；

图6为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构第二端板结构示意图；

图7为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构另一视角的第二端板示意图；

图8为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构锚穴结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-钢轨、2-扣件、3-承轨台、4-中间标准板、5-第一端板、6-第二端板、7-装配单元、8-支座、9-下部基础、10-锚固板、11-纵向张拉钢筋、12-封锚砂浆、13-螺母、14-榫头、15-卯眼、16-纵向钢筋张拉孔、17-锚穴、18-钢垫圈。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1至图8为本发明实施例的全装配式的预制板式轨道结构示意图，结合图1至图8，本发明全装配式的预制板式轨道结构，包括轨道板，轨道板底部通过支座8支撑于下部基础9上，轨道板顶部横向两侧设有承载台3，用于支撑两侧的钢轨1，并且承载台3上还设有扣件2用于将钢轨1固定于承载台3上。轨道板若干预制的装配单元7对接而成，每个装配单元包括若干轨道板单元，具体包括第一端板5、第二端板6，以及设于第一端板5和第二端板6之间的至少一个中间标准板4，通过板端卯榫结构和纵向张拉钢筋11连接装配形成装配单元7，装配单元7之间设板缝，板缝优选为100mm。

示例性地，本发明附图所示的装配单元7由一块第一端板5、一块第二板6和三块中间标准板4组成，装配单元7长5850mm，高500mm，宽2300mm，但装配单元长度以及中间标准板的数量可结合现场实际情况进行灵活调整。

图4为中间标准板结构示意图，图5为第一端板结构示意图，图6和图7为第二端板结构示意图。如图4所示，中间标准板4纵向两端为连接端，其一端面设有若干榫头14，另一端面设有若干卯眼15，同样第一端板5纵向两端面分别设有榫头14和卯眼15，第二端板6纵向两端面分别设有榫头14和卯眼15，中间标准板4之间通过对应的、相匹配的榫头和卯眼相连，中间标准板4与第一端板5之间以及中间标准板4与第二端板6之间也通过对应的、相匹配的榫头和卯眼相连。

第一端板5和第一端板6与中间标准板4连接的一端设有榫头14或卯眼15，用于将端板与相邻的中间板连接；另一端设若干锚穴17，锚穴17设于靠近相邻装配单元的板缝一侧。

本发明轨道板的卯榫结构可实现中间标准板4、第一端板5、第二端板6的快速精准定位和安装，以及提高轨道板单元的整体性。示例性地，在本发明附图所示的一个具体实施例中，每块轨道板单元一端设有6个榫头或卯眼，榫头长300mm，高80mm，宽100mm，卯眼与榫头等尺寸，中间标准板宽2300mm，高500mm，长1190mm。左端板和右端板长1140mm，宽2300mm，高500mm。

优选地，榫头14四周可粘贴一层弹性缓冲材料与卯眼15相互作用，起缓冲隔离和保护榫头的作用，进一步提高轨道结构耐久性。

优选地，轨道板单元横截面可进行适当加强，如在轨道板单元横截面上埋设钢板、优化轨道板横截面尺寸等，确保轨道板单元垂向具备足够大的抗弯刚度，以抵抗列车荷载作用下的弯曲变形。

如图3所示，中间标准板4、第一端板5、第二端板6的纵向连接面上均设有对应纵向贯通的钢筋张拉孔16，钢筋张拉孔16用于纵向张拉钢筋11穿过，第一端板5、第二端板6靠近相邻装配单元板缝一侧设有锚穴17，锚穴17内设有锚固板10、钢垫圈18和螺母13，锚固板10、钢垫圈18和螺母13与纵向张拉钢筋11相连，螺母13通过钢垫圈18与锚固板10相互作用，通过拧紧螺母13对纵向张拉钢筋11施加张拉力。张拉之后钢筋收缩，通过锚固板10将张拉钢筋的反力传递至轨道板单元上，对轨道板端面施加预压力，压紧中间标准板4、第一端板5和第二端板6，使接触面紧密贴合；纵向张拉钢筋11张拉完成后锚穴7内灌注封锚砂浆12，密封装配单元形成整体，共同承载，形成装配单元7。

需要说明的是，钢筋张拉孔16直径大于张拉钢筋11直径，便于张拉钢筋灌注锚砂浆。

示例性地，本发明一个具体实施例中，中间标准板4、第一端板5、右端板第二通过14根直径24mm、长5796mm的纵向张拉钢筋11进行连接组成单个装配单元7；轨道板单元横截面设有14个直径32mm的纵向钢筋张拉孔，关于轨道板中心线对称布置；两个端板靠近板缝一端设有14个直径100mm的锚穴17，锚穴深100mm，与纵向钢筋张拉孔11连通。纵向张拉钢筋11选选采用精轧螺纹钢筋。

优选地，中间标准板4之间或中间标准板4与端板之间或端板与端板之间可根据防水或优化装配单元受力性能要求设置橡胶压条（附图中未示出），并采用密封胶密封处理，防止雨水进行轨道结构内部，同时还能改善装配单元受力性能。

由于城市轨道交通中轨道往往采用直流电，容易引起直流电泄露和电化学腐蚀，本发明采用带承轨台的轨道板结构，能够满足城市轨道交通绝缘性能要求，承轨台设置在扣件安装位置，与轨道板单元预制形成整体。在发明的优选实施例中，单块轨道板单元在扣件2安装位置设两对承轨台3，承轨台尺寸宽260mm，长400mm，高30mm。轨道板在垂向上通过扣件2与钢轨1相连，钢轨1优选采用60kg/m钢轨，扣件2采用与轨道结构相匹配对应的扣件类型。扣件2优选采用城市轨道交通常用的单趾弹条扣件，扣件间距优选为595mm。

可选地，本发明轨道板单元为沿线路纵向长度较短的普通钢筋混凝土结构或预应力钢筋混凝土结构；采用普通钢筋混凝土结构时混凝土等级为C40；采用预应力钢筋混凝土结构时混凝土等级为C60。本发明的一个具体实施例中，轨道板单元采用普通钢筋混凝土结构，布置有上下两层钢筋，混凝土等级为C40，通过工厂预制完成。

优选地，支座8安装于每个装配单元7四角，与第一端板5、第二端板6相连，装配单元7（优选第一端板5和第二端板6）板底设有与支座8相连的安装接口，如预埋连接套管，通过连接螺栓与支座相连。支座8具备足够大的垂横向支承刚度和垂横向调整量，起支撑固定整体轨道结构和调整轨道结构几何形位的作用。当然，当单个装配单元7较长时，可根据需要在中间标准板4下增设支座8，进一步提高轨道结构的稳定性和安全性。另外可选地，当线路有减振要求时，可根据需要灵活更换支座8，如将支座更换为减振支座，例如采用钢弹簧支座、橡胶或其他高分子材料支座等，不需要改变上部轨道结构型式，即可实现线路的中等或高等减振要求，线路减振的实现更加方便快捷、适用范围更广。

可选地，下部基础9包括桥梁结构、隧道结构，支座与下部基础可通过螺栓或其他连接方式相连。

本发明的全装配式的预制板式轨道结构，取消了湿接缝的现场混凝土浇筑，简化了施工工艺，提高了施工效率。所有部件可经采用标准化设计、工厂化预制，采用先“化整为零”，再“集零为整”的设计施工方法，可在施工现场或工厂全装配得到，大大减少了现场混凝土的浇筑量，提高了施工质量和施工效率，且更加环保。装配式轨道结构采用节段预制拼装法安装，工厂化和机械化作业程度高，外观整洁、美观，具有施工速度快，工期短，利于环保，预应力损失小等优势。本专利提出的装配式轨道结构相比简单、外观整洁、美观，施工简单、效率高，质量可靠等突出优点。现场混凝土施工量较小，施工质量和进度有保证。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全装配式的预制板式轨道结构，包括轨道板、支座（8）、下部基础（9）、承轨台（3）、扣件（2）以及钢轨（1），其特征在于，

所述轨道板底部通过支座（8）支撑于下部基础（9）上；所述轨道板顶部横向两侧设有承轨台（3），用于支撑两侧的钢轨（1），并且承轨台（3）上还设有扣件（2），用于将钢轨固定于承轨台上；

所述轨道板由若干预制的装配单元（7）对接而成，所述装配单元（7）之间设有板缝，每个装配单元包括若干轨道板单元，具体包括第一端板（5）、第二端板（6），以及设于两者之间的至少一个中间标准板（4），所述中间标准板（4）之间、所述中间标准板（4）与第一端板（5）之间以及所述中间标准板（4）与第二端板（6）之间通过卯榫结构连接；并且第一端板（5）、第二端板（6）以及中间标准板（4）均设有纵向贯通的纵向钢筋张拉孔（16）用于纵向张拉钢筋（11）穿过，钢筋张拉后可形成预压力，使接触面贴合；

所述中间标准板（4）纵向两端为连接端，其一端面设有若干榫头（14），另一端面设有若干卯眼（15），所述第一端板（5）和第二端板（6）与中间标准板（4）连接的一端设有榫头（14）或卯眼（15）；

所述第一端板（5）和第二端板（6）靠近板缝一侧设有锚穴（17）；所述锚穴（17）内设有锚固板（10）、钢垫圈（18）以及螺母（13），均与所述纵向张拉钢筋（11）相连，所述螺母（13）通过钢垫圈（18）与锚固板（10）相互作用，通过拧紧所述螺母（13）可对所述纵向张拉钢筋（11）施加张拉力，从而对轨道板单元端面施加预压力；

所述锚穴（17）内灌注封锚砂浆（12），能够密封装配单元形成整体；

所述支座（8）支撑于所述第一端板（5）和第二端板（6）底部，所述第一端板（5）和第二端板（6）板底设有与支座（8）相连的安装接口；

当单个装配单元（7）较长时，根据需要在中间标准板（4）下增设支座（8）；当线路有减振要求时，将支座更换为减振支座。

2.根据权利要求1所述的全装配式的预制板式轨道结构，其特征在于，所述榫头（14）四周粘贴有弹性缓冲层，其与卯眼（15）相互作用，起缓冲隔离和保护榫头的作用。

3.根据权利要求1或2所述的全装配式的预制板式轨道结构，其特征在于，所述中间标准板（4）之间或所述中间标准板（4）与端板之间或端板与端板之间根据防水或优化装配单元受力性能要求设有橡胶压条，并采用密封胶密封处理。

4.根据权利要求1或2所述的全装配式的预制板式轨道结构，其特征在于，所述纵向钢筋张拉孔（16）直径大于张拉钢筋（11）直径。