CN114232391A - 一种cft枕式无砟轨道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CFT枕式无砟轨道及其施工方法，属于无砟轨道施工技术领域，其通过设置由轨枕单元和钢管单元组成的CFT轨枕，利用CFT轨枕在道床成型过程中的对应设置，可以现浇成型由CFT轨枕、道床、下部基础组成的无底座式CFT枕式无砟轨道，以及现浇成型由CFT轨枕、道床、底座、下部基础组成的底座式CFT枕式无砟轨道。本发明的CFT枕式无砟轨道，其结构简单，施工简便，可以形成由CFT轨枕、道床、下部基础、底座等结构组合而成的整体受力结构，保证无砟轨道结构的整体性和可靠性，简化无砟轨道的施工工序，减少新旧混凝土的接触面积，消除或者减缓界面裂纹对无砟轨道结构强度的影响，降低无砟轨道结构的造价，具有良好的经济价值和实用价值。

Description

一种CFT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施工技术领域，具体涉及一种CFT枕式无砟轨道及其施工方法。

背景技术

无砟轨道是一种用于取代传统有砟轨道的新型轨道结构，在现代轨道交通设计与建设过程中承担着十分重要的作用。根据无砟轨道结构成型方式的不同，现有采用预制轨枕现浇的无砟轨道结构主要可以分为短轨枕、长枕式和双块式无砟轨道三种。

其中，短轨枕式无砟轨道虽然造价低，但轨道几何形位保持能力差，无法满足较高的技术要求。

预应力长轨枕式无砟轨道能够更好地保证轨道结构的几何精度，轨排整体性较好，在小半径曲线地段轨道精度容易控制。但是，长轨枕式无砟轨道的轨枕中需要穿过道床纵向结构筋，施工较复杂，孔内钢筋与道床的结合性能较差，枕下振捣不充分，新旧混凝土接触面多，极易导致界面裂纹的产生，导致道床的整体性较差。

此外，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，用于城市轨道交通时，无砟轨道的整体造价较高。

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CFT枕式无砟轨道及其施工方法，能有效取代现有的无砟轨道结构，简化无砟轨道结构的施工工序，提升无砟轨道结构的施工精度和施工后的整体性，降低无砟轨道结构的工程造价。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种CFT枕式无砟轨道，该CFT枕式无砟轨道为无底座式无砟轨道结构，其包括纵向间隔设置的多个道床单元，相邻两道床单元之间以道床缝隔开，且各所述道床单元中分别包覆设置有纵向间隔设置的多个CFT轨枕；

所述CFT轨枕包括横向间隔设置的两个轨枕单元，两所述轨枕单元之间通过若干钢管单元连接；所述钢管单元沿横向延伸，其两端分别嵌入两轨枕单元中并与两轨枕单元形成整体结构；且

所述道床单元为钢筋混凝土结构，其在下部基础上现浇而得，且所述CFT轨枕的各轨枕单元底部和外露的钢管单元分别包覆在道床单元的现浇混凝土材料中，使得所述CFT轨枕与所述道床单元、所述道床单元与所述下部基础分别形成整体结构。

本发明的另一个方面，提供一种CFT枕式无砟轨道，该CFT枕式无砟轨道为底座式无砟轨道结构，其包括纵向间隔设置的多个道床单元和底座单元；

所述底座单元设置在下部基础上，其顶部设置有至少一个道床单元；所述道床单元包括纵向间隔设置的多个CFT轨枕，且相邻两道床之间以道床缝隔开；

所述CFT轨枕包括横向间隔设置的两个轨枕单元，两所述轨枕单元之间通过若干钢管单元连接；所述钢管单元沿横向延伸，其中部外露，两端分别嵌入两轨枕单元中并与两轨枕单元形成整体结构；且

所述底座单元和所述道床单元分别为现浇成型的钢筋混凝土结构；所述CFT轨枕的各轨枕单元底部和外露的钢管单元分别包覆在道床单元的现浇混凝土材料中，使得所述CFT轨枕与所述道床单元形成整体结构。

作为本发明的进一步改进，所述底座单元的顶面上设置有顶部凹槽；相应地，在所述道床单元的底部形成有对应嵌入该顶部凹槽中的底部凸块；

所述顶部凹槽为一个或者纵向间隔设置的多个。

作为本发明的进一步改进，所述底座单元与所述道床单元之间设置有隔离层；

和/或

所述顶部凹槽的底面和/或外周壁面上设置有凹槽弹性垫层。

作为本发明的进一步改进，所述顶部凹槽的顶面延伸至所述下部基础的顶面，使得所述底部凸块的底面连接所述下部基础的顶面。

作为本发明的进一步改进，所述底座单元与所述道床单元一一对应设置，相邻两所述底座单元之间以底座缝隔开，且所述底座缝与所述道床缝竖向对正设置；

或者

所述底座单元的长度大于所述道床单元的长度，使得所述底座单元上纵向间隔设置有多个道床单元。

作为本发明的进一步改进，所述钢管单元包括相互套设的外管和内管；所述外管与所述内管之间灌注有混凝土材料，该混凝土材料在所述轨枕单元浇筑成型时同步灌注。

作为本发明的进一步改进，所述内管与所述外管之间沿环向间隔设置有多个连接件，所述连接件分别与内管的外周壁面和外管的内周壁面连接；

和/或

所述内管的长度大于所述外管的长度，且所述内管与两管之间分别灌注有混凝土材料；或者所述内管的两端分别伸出所述轨枕单元，且所述内管的长度不小于所述道床单元的横向宽度。

本发明的另一个方面，提供一种CFT枕式无砟轨道的施工方法，用于无底座式无砟轨道结构的施工；其包括如下步骤：

（1）施工前完成下部基础的施工和CFT轨枕的预制，使得所述下部基础和所述CFT轨枕符合施工的要求；

（2）在下部基础的顶面上设置道床钢筋，形成单元式道床钢筋网，并在道床钢筋网中按设计的轨枕间距摆放CFT轨枕，使得所述CFT轨枕的轨枕单元底部和钢管单元分别置于道床钢筋网中；

（3）在各所述CFT轨枕上安装工具轨，形成轨排，并将所述轨排粗调至设计位置后固定；

（4）架设道床成型用模板，充分润湿所述CFT轨枕和所述下部基础的顶面，并在模具中灌注混凝土，成型道床单元；通过纵向上多个道床单元的分别成型，完成无砟轨道结构道床的浇筑成型；

（5）松开CFT轨枕上的扣件，拆除工具轨，架设无砟轨道的钢轨，形成由CFT轨枕、道床、下部基础组合而成的无底座式CFT枕式无砟轨道。

本发明的另一个方面，提供一种CFT枕式无砟轨道的施工方法，用于底座式无砟轨道结构的施工；其包括如下步骤：

（1）施工前完成下部基础的施工和CFT轨枕的预制，使得所述下部基础和所述CFT轨枕符合施工的要求；

（2）在下部基础的顶面上设置底座钢筋，形成单元式底座钢筋网，并对应架设底座成型用模板，完成底座单元的浇筑成型；通过纵向上多个底座单元的分别成型，完成无砟轨道结构中底座的浇筑成型；

（3）待所述底座单元的强度达到设计强度的70%以上，在底座单元的顶面上设置道床钢筋，形成单元式道床钢筋网，并在道床钢筋网中按设计的轨枕间距摆放CFT轨枕，使得所述CFT轨枕的轨枕单元底部和钢管单元分别置于道床钢筋网中；

（4）在各所述CFT轨枕上安装工具轨，形成轨排，并将所述轨排粗调至设计位置后固定；

（5）架设道床成型用模板，充分润湿所述CFT轨枕和所述底座的顶面，并在模具中灌注混凝土，成型道床单元；通过纵向上多个道床单元的分别成型，完成无砟轨道结构道床的浇筑成型；

（6）松开CFT轨枕上的扣件，拆除工具轨，架设无砟轨道的钢轨，形成由CFT轨枕、道床、底座、下部基础组合而成的底座式CFT枕式无砟轨道。

上述改进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，具有的有益效果包括：

（1）本发明的CFT枕式无砟轨道，其通过设置由轨枕单元和钢管单元组成的CFT轨枕，利用CFT轨枕在道床成型过程中的对应设置，可以现浇成型由CFT轨枕、道床、下部基础组成的无底座式CFT枕式无砟轨道，有效简化无砟轨道的成型工序，缩短无砟轨道结构的施工周期，降低无砟轨道结构的整体高度，减少无砟轨道结构对下部基础的二期恒载，降低无砟轨道结构的工程造价，

（2）本发明的CFT枕式无砟轨道，其通过底座和道床的先后现浇成型，可以形成由CFT轨枕、道床、底座、下部基础组成的底座式CFT枕式无砟轨道；利用底座上顶部凹槽的对应设置，使得底座与道床之间可以实现横纵向限位，保证无砟轨道结构设置的可靠性和稳定性；再利用隔离层和/或凹槽弹性垫层的对应设置，不仅可以提升道床与底座之间的有效缓冲，还能为后续道床的凿除施工提供便利，降低无砟轨道结构的施工、维护成本。

（3）本发明的CFT枕式无砟轨道，其通过优选设置CFT轨枕的结构，利用钢管单元上外周肋板、螺旋钢丝等结构的对应设置，配合钢管单元的套管式设计，可以有效提升钢管单元与轨枕单元之间的连接可靠性，避免CFT轨枕使用过程中两单元连接部位出现裂缝，充分保证CFT轨枕的使用寿命；此外，通过优选设置套管式钢管单元中内外管之间的匹配形式，进一步增加了钢管单元与轨枕单元之间的接触面积，提升了钢管单元与轨枕单元之间的连接强度，并为道床横向两侧的贯通管路设置提供了可能，进一步方便了过轨管线的敷设。

（4）本发明的CFT枕式无砟轨道，其通过在CFT轨枕的轨枕单元外周设置凹槽和/或凸起结构，以及在外露钢管单元的外周设置由外周肋板、螺旋钢丝等构成的连接增强结构，可以有效增大CFT轨枕与道床混凝土之间的接触面积，增强CFT轨枕与道床混凝土之间的连接强度，保证CFT轨枕与道床成型后的整体性，提升无砟轨道结构的使用性能。

（5）本发明的CFT枕式无砟轨道，其利用CFT轨枕的对应设置和道床、底座的对应施工，可以形成由CFT轨枕、道床、下部基础、底座等结构组合而成的整体受力结构，保证无砟轨道结构的整体性和可靠性，简化无砟轨道的施工工序，减少新旧混凝土的接触面积，消除或者减缓界面裂纹对无砟轨道结构强度的影响，降低无砟轨道结构的造价，具有良好的经济价值和实用价值。

附图说明

图1是本发明实施例1中CFT枕式无砟轨道的结构断面图；

图2是本发明实施例1中CFT枕式无砟轨道的结构俯视图；

图3是本发明实施例1中CFT枕式无砟轨道的道床布筋示意图；

图4是本发明实施例2中CFT枕式无砟轨道的结构断面图；

图5是本发明实施例2中CFT枕式无砟轨道的整体设置示意图；

图6是本发明实施例2中CFT枕式无砟轨道的结构俯视图；

图7是本发明实施例2中CFT枕式无砟轨道的底座结构俯视图；

图8是本发明实施例2中CFT枕式无砟轨道的纵向剖视图；

图9是本发明实施例中CFT枕式无砟轨道的CFT轨枕结构侧视图；

图10是本发明实施例中CFT枕式无砟轨道的CFT轨枕结构俯视图；

图11是本发明实施例中CFT轨枕的轨枕单元A-A向剖视图；

图12是本发明实施例中CFT轨枕的轨枕单元B-B向剖视图；

图13~16是本发明实施例中钢管单元的多种断面形式示意图；

图17是本发明实施例中CFT轨枕的轨枕单元局部剖视图；

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、CFT轨枕；2、道床；3、下部基础；4、底座；5、钢轨；

101、轨枕单元；1011、侧向槽；102、钢管单元；1021、外管；1022、内管；1023、加强钢筋；1024、连接肋板；1025、外周肋板；1026、螺旋钢丝；201、道床钢筋；202、道床缝；203、底部凸块；401、顶部凹槽；402、隔离层；403、凹槽弹性垫层。

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。

本发明优选实施例中的无砟轨道结构，其通过CFT轨枕1在轨道线纵向上依次布设而得，通过对应CFT轨枕1设置道床2，使得CFT轨枕1与道床2、下部基础3形成整体受力结构，完成无砟轨道结构的设置。

具体而言，优选实施例中的CFT轨枕1如图9~17中所示，其包括横向间隔设置的两个轨枕单元101，两轨枕单元101之间通过沿横向延伸设置的钢管单元102连接，形成如图10中所示的整体结构。

在CFT轨枕1成型过程中，优选采用两个框型模具来成型两个轨枕单元101，且钢管单元102的两端分别伸入两框型模具中，相应地，在两个框型模具中浇筑混凝土成型材料，使得混凝土材料包覆在钢管单元102的外周并灌注在钢管单元102中，使得两轨枕单元101的混凝土材料可以通过钢管单元102中的灌注混凝土连接成一体结构，以此来提升钢管单元102与轨枕单元101之间的连接稳定性。

同时，为了提升钢管单元102与轨枕单元101之间的连接可靠性，在钢管单元102的两端外周设置有加强结构，以其增加两者之间的接触面积，提升两者连接的稳定性。

在一个具体实施例中，上述加强结构为焊接设置在钢管单元102外周的外周肋板1025，如图16中所示，该外周肋板1025优选为轴向间隔设置的多个，可大幅增加钢管单元102端部外周与轨枕单元101混凝土材料之间的接触面积，防止钢管单元102相对轨枕单元101的横向位移，保证两者的连接可靠性。

在另一个具体实施例中，上述加强结构设置为螺旋钢丝1026，其呈螺旋缠绕的形式焊接在钢管单元102的外周，可用于增加钢管单元102与轨枕单元101混凝土材料之间的接触面积。显然，螺旋钢丝1026与外周肋板1025可以同时在钢管单元102的端部设置，也可以分别单独设置，这可以根据需要进行优选，在此不做赘述。

进一步，在实际设置时，钢管单元102可以设置为如图13~图15中所示的套管结构，其包括外管1021和嵌设于该外管1021内部的内管1022，两管之间优选同轴设置。相应地，在轨枕单元101现浇灌注时，在外管1021中和两管之间分别灌注填充有混凝土材料，形成如图13中所述的断面结构。

在进行套管式钢管单元102设置时，外管1021与内管1022的长度可以相同，也可以不同。

当两管之间并未有连接时，内管1022的长度优选大于外管1021的长度，以便于在钢管单元102与轨枕单元101浇筑成型时，外管1021与内管1022的两端均可以得到可靠支撑，避免两管的轴线发生变动。当然，在实际设置时，外管1021与内管1022的轴线可以重合，也可以相互平行设置，即内外管之间的空间可以是宽度相等的环形空间，也可以是宽度渐变的月牙形空腔（此时，内管1022在其自重的作用下，抵接支撑在外管1021内周的底部）。

当两管之间设置有连接件时，内管1022的长度优选不小于外管1021的长度，此时，两管之间的连接件可以是如图14中所示的环向间隔设置的多个加强钢筋1023，也可以是如图15中所示的环向间隔设置的多个连接肋板1024。

其中，加强钢筋1023优选沿钢管单元102的轴向延伸，且加强钢筋1023的外周分别与外管1021的内周壁面和内管1022的外周壁面焊接，即此时两管之间的空隙宽度等于加强钢筋1023的外径。在实际设置时，加强钢筋1023的端部伸出钢管单元102的端部，用于与轨枕单元101内的钢筋网绑扎固定，并增加钢管单元102与轨枕单元101之间的接触面积。

连接肋板1024的设置形式与加强钢筋1023的设置形式类似，其两端分别焊接在内管1022的外周壁面和外管1021的内周壁面，且连接肋板1024的轴向延伸长度优选较小，使得钢管单元102两端的连接肋板1024分别独立设置。如此，内外管之间的环形空腔在端部被分隔为环向若干空腔单元，而该环形空腔的中部仍然为完整的环形空腔结构。通过上述设置，可以进一步提升环形空腔内混凝土与两管之间的连接强度，进而提升钢管单元102与轨枕单元101之间的连接强度。

进一步地，在一个具体实施例中，内管1022与外管1021之间的设置形式如图16中所示，此时，内外管之间通过若干个连接肋板1024和/或若干加强钢筋1023连接。同时，内管1022的长度优选大于外管1021的长度，且内管1022的两端分别伸出外管1021的端部。当内外管的连接通过加强钢筋1023来进行时，其端部优选伸出外管1021的端部，并焊接在内管1022的外周上，相当于在内管1022的外周环向上形成间隔设置的多个凸条，以此增加内管1022外周与轨枕单元101混凝土材料的接触面积，提升钢管单元102与轨枕单元101之间的连接可靠性。

更具体地，内管1022的长度不小于CFT轨枕1设置使用时道床2的宽度尺寸，使得CFT轨枕1嵌设于道床2中使用时，道床2的两侧端面可通过内管1022导通，如此，可在道床2的两侧之间形成布线管道，用于过轨管线的横穿敷设。显然，内管1022两端的长度可以留有余量，多出的长度可在道床立模浇筑前切掉，以此保证上述CFT轨枕1可以满足在不同类型无砟轨道结构中的设置需求。此外，在无砟轨道结构的纵向上，上述CFT轨枕1可根据需要优选设置，仅在有横向布线需求的地方进行设置，充分保证道床2结构的完整性。

在上述内容中，主要针对钢管单元102与轨枕单元101之间的连接增强进行了限定；在后续介绍的施工应用过程中，CFT轨枕1的轨枕单元101底部和两轨枕单元101之间的钢管单元102部分均需要埋设在道床2中，对此，在优选实施例中，针对CFT轨枕1与道床2之间的连接增强进行了优选设计。

在一个具体实施例中，在轨枕单元101的两侧分别形成有侧向槽1011，如图9、图12中所示，用于增加轨枕单元101与道床2之间的接触面积，增加轨枕单元101在道床2中包覆设置的可靠性。显然，在实际设置时，侧向槽1011可以设置在轨枕单元101的纵向两侧上，也可以设置在两轨枕单元101相互背离的两侧和/或两轨枕单元101的底面上，且侧向槽1011可以沿水平设置，也可以沿竖向或者斜向设置。

显然，为了增加轨枕单元101与道床2之间的接触面积，上述侧向槽1011也可以替换为侧向凸起或者底部凸起，通过在轨枕单元101的表面上设置凸起结构，以其来提升轨枕单元101与道床2之间的连接可靠性。同时，上述凸起结构可以设置为长条形结构，也可以设置为多个块状结构，且上述凸起结构优选在轨枕单元101成型过程中一体成型。

更详细地，由于CFT轨枕1在道床2中设置时其钢管单元102也包覆设置在道床2中，因此，在实际设置时，在钢管单元102中部的外周上间隔设置有若干加强结构。在优选实施例中，上述加强结构可以是如图16中所示的外周肋板1025，也可以是如图17中所示的螺旋钢丝1026，当然，也可以是上述结构组合设置后得到的加强结构，以其增强钢管单元102中部与道床2混凝土材料的连接强度。

通过上述设置，可以得到优选实施例中的CFT轨枕1，其通过钢管单元102与轨枕单元101之间的加强处理，可以保证两者之间的可靠连接，避免CFT轨枕1使用过程中钢管单元102与轨枕单元101连接部位的开裂，保证CFT轨枕1的结构稳定性和整体性。

进一步地，对于优选实施例中的CFT轨枕1而言，其在无砟轨道结构中应用时，应用方式分为无底座式无砟轨道结构和底座式无砟轨道结构两种，并优选通过如下两个实施例进行具体介绍。

实施例1：

在本实施例中，无砟轨道结构为CFT（Concrete Filled Steel Tube，钢管混凝土）枕式无砟轨道，其利用预制式钢管混凝土轨枕（CFT轨枕1）施工而成，如图1中所示。

对于本优选实施例中的CFT无砟轨道结构而言，其为无底座式无砟轨道结构，包括设置在下部基础3上的道床2和CFT轨枕1。其中，CFT轨枕1包括沿横向间隔设置的两个轨枕单元101和沿横向设置的至少两个钢管单元102，上述钢管单元102在无砟轨道纵向上间隔设置，且各钢管单元102的两端分别伸入两轨枕单元101中，使得两轨枕单元101由钢管单元102和填充于钢管单元102之中的混凝土材料连接成整体结构。

相应地，轨枕单元101为钢筋混凝土材料浇筑而成，即通过设置轨枕钢筋，再将钢管单元102的两端分别伸入扎设的轨枕钢筋中，继而通过在对应轨枕两端的轨枕钢筋处浇筑混凝土，便可成型得到如图1中所示的CFT轨枕1。

进一步地，在本实施例中的CFT无砟轨道结构中，CFT轨枕1的两轨枕单元101底部嵌入在道床2内，且轨枕单元101的顶部突出于道床2的顶面；相应地，CFT轨枕1的钢管单元102也对应嵌入道床2中，与道床2形成整体结构。在实际设置时中，道床2为钢筋混凝土结构，其通过在下部基础3上沿纵向扎设钢筋网后浇筑混凝土成型而得。

更详细地，本实施例中道床2的钢筋网优选包括竖向两层道床钢筋201，通过道床钢筋201在横向、纵向上的布设、绑扎，最终形成道床2的道床钢筋网。显然，在实际设置钢筋网时，需要针对CFT轨枕1的设置位置预留相应的容置空间，使得钢筋网扎设后，CFT轨枕1可以对应放置在钢筋网中的对应位置，确保之后道床2浇筑成型时，CFT轨枕1可与道床2连接成整体结构，保证轨枕结构设置的整体性和可靠性。

优选地，为了提升道床2与下部基础3之间的连接可靠性，在道床2浇筑成型前，在下部基础3的顶面上预设有若干连接钢筋，确保道床2可与连接钢筋可靠连接为一体结构，充分保证道床2与下部基础3之间的连接稳定性。

另外，在实际设置时，优选实施例中的道床2为纵向间隔设置的单元结构，各道床单元的长度优选为4.9~7m，进一步具体为5m；宽度优选为2.3~2.5m，进一步具体为2.4m；厚度优选为280mm~350mm，进一步具体为300mm。通过轨行方向上道床单元的依次间隔设置，使得各道床单元均可形成与下部基础3为一体的整体受力结构，以此大幅降低轨道结构的高度，减少对下部基础的二期恒载，降低工程的总投资。

进一步地，相邻两道床单元之间设置有道床缝202，道床缝202沿横向延伸，开设宽度为50mm~100mm，利用道床缝202的开设，使得道床结构可以形成单元式结构，如此，可以很好地释放温度荷载，在高温季节有效缓解道床2的上拱变形，并在低温季节有效防止道床2的收缩开裂，充分保证结构的稳定性。

进一步地，对于实施例1中的CFT枕式无砟轨道结构而言，其施工方法优选包括如下步骤：

（1）施工前完成下部基础3的施工和CFT轨枕1的预制，保证下部基础3和CFT轨枕1满足无砟轨道的施工要求。具体而言，下部基础3的顶面应当进行平整处理，高程误差为±10mm以内，验收合格后，优选在下部基础3的顶面植入连接钢筋或者其他连接件。

（2）准备浇筑道床2，并在浇筑道床2前，对下部基础3的顶面进行清洁，提前洒水预湿，使得下部基础3的顶面保持若干小时的湿润状态但无多余的水。

（3）按照设计图纸放置道床钢筋201，将其绑扎成单元式的道床钢筋网；同时，在道床钢筋网中按设计的轨枕间距摆放CFT轨枕1，使得CFT轨枕1的轨枕单元101底部和钢管单元102分别设置于道床钢筋网中。在优选实施例中，CFT轨枕1的轨枕间距优选为625mm，进一步优选不小于600mm；当然，根据实际设计的需求，上述轨枕间距也可对应改变。

（4）在各CFT轨枕1上安装工具轨，形成轨排；利用粗调设备将轨排粗调至设计位置，并用螺杆支撑架固定。

（5）架设混凝土成型模板，使得轨枕单元101顶部突出于模板顶部，且钢管单元102低于模板的顶部；充分润湿CFT轨枕1的轨枕单元101和下部基础3，并保持一端时间，此后，精确调整轨排的轨距（例如将轨距调整为1435±2 mm）、水平、方向等参数；在完成上述过程后，进行道床混凝土的灌注。

需要说明的是，在浇筑混凝土前，需要确保底面（即下部基础3顶面）上无杂物，若下部基础3上存在杂物，应在浇筑前对其以高压水枪进行清除。同时，在灌注混凝土时，应防止对模板及钢筋的撞击。此外，在道床2灌注完成后，需要按设计要求进行抹面，在强度达到设计强度的70%前，禁止在道床2上行车以及碰撞CFT轨枕1，充分保证无砟轨道结构成型的可靠性和结构稳定性。

（6）完成道床2的混凝土浇筑后，应松开扣件，松开扣件的时机可以根据试验确定。此外，螺杆支撑架拆除后，可采用无收缩砂浆填充孔洞，完成道床2的成型，此时，道床2、CFT轨枕1、下部基础3形成整体结构。

（7）在完成所有单元式道床结构成型后，在道床2的CFT轨枕1上以扣件固定钢轨5，完成CFT枕式无砟轨道结构的施工，具体是无底座CFT枕式无砟轨道结构的施工。

通过上述过程成型的CFT枕式无砟轨道，其采用CFT轨枕1现浇而成，具有良好的轨道几何形位保持能力，能够通过单元式道床结构与下部基础3、CFT轨枕1之间的可靠连接，形成稳定、可靠、整体性强的钢轨支撑体系，降低轨道结构的高度，减少后期对下部基础3的荷载，降低整体工程造价。

实施例2：

在本实施例中，CFT枕式无砟轨道的结构如图3中所示，此时CFT枕式无砟轨道为底座式无砟轨道结构，与实施例1中的无底座式无砟轨道结构相比，其道床2与下部基础3之间设置有底座4，底座4的底部与下部基础3的顶部可靠连接，顶部与道床2的底部可靠连接，形成整体受力结构。

在实际设置时，底座4先于道床2设置，其为钢筋混凝土结构，通过在下部基础3的顶部绑扎钢筋网、现浇混凝土后得到。对于优选实施例中的底座4而言，其也如前述道床2一般，设置为单元式结构，包括纵向间隔设置的多个底座单元。同时，底座单元的纵向长度不小于道床单元的纵向长度，横向宽度优选与道床单元的横向宽度相等或者略大于道床单元的横向宽度。

在一个具体实施例中，道床单元的横向宽度、纵向长度分别与其下方的底座单元的横向宽度、纵向长度相等，使得道床2的两侧分别与底座4的两侧平齐，且道床单元形成有道床缝202的位置优选与相邻两底座单元形成底座缝的位置对应。

而在另一个具体实施例中，底座单元的长度大于道床单元的长度，使得一个底座单元的上方可以同时设置多个道床单元，且相邻两道床单元之间通过道床缝隔开。当然，相邻两底座单元也设置有底座缝，且底座缝与底座单元端部两道床单元之间形成的道床缝竖向对正。

进一步地，在底座4的顶部设置有若干顶部凹槽401，其优选在底座4现浇成型的过程中同步成型，且顶部凹槽401的底部可以延伸至下部基础3的顶面，也可以处于底座4的中部位置。相应地，在道床2的底部形成有底部凸块203，其在道床2现浇成型过程中对应成型于顶部凹槽401中，使得道床2与底座4之间能够形成凹凸限位结构，实现道床2以及CFT轨枕1的横纵向限位。

当顶部凹槽401的底部延伸至下部基础3顶面时，在成型道床2时，可在下部基础3上通过植筋的方式设置连接件，使得底部凸块203的底部可与下部基础3的顶面可靠连接，形成整体连接结构，如图8中所示。在一个优选实施例中，顶部凹槽401为纵向间隔设置的多个，例如图6、图7中所示的纵向间隔设置的两个，且顶部凹槽401优选为方槽结构；当然，根据实际的需要，上述顶部凹槽401可以设置为圆柱形槽结构或者倒锥形槽结构，而底部凸块203成型为相应的结构形式并相互匹配。

在实际设置时，顶部凹槽401的深度不大于底座4的厚度，此时，优选在底座4的顶面上设置有隔离层402，并在顶部凹槽401的底面和/或内周壁面上贴设有凹槽弹性垫层403，一方面实现底部凸块203与顶部凹槽401之间的冲击缓冲，另一方面也便于在道床2出现缺陷时的凿除修复。

在实际成型底部凸块203时，优选在顶部凹槽401中扎设有钢筋网，如图4中所示，以此确保底部凸块203成型时的结构强度和可靠性。

相应地，对应本实施例中道床2的设置，其成型方式与实施例1中的成型方式类似，在此不做赘述。总的来讲，对于底座式CFT枕式无砟轨道而言，其施工成型步骤优选包括如下过程：

（1）施工前完成下部基础3的施工和CFT轨枕1的预制，保证下部基础3和CFT轨枕1满足无砟轨道的施工要求。具体而言，下部基础3的顶面应当进行平整处理，高程误差为±10mm以内，验收合格后，优选在下部基础3的顶面植入连接钢筋或者其他连接件。

（2）准备浇筑底座4，按照设计的位置安放底座钢筋，并按照每个底座单元的尺寸表架设模板；此后，分块浇筑混凝土底座4，在灌注混凝土时，应防止对钢筋的撞击，且混凝土底座4抹面时，应严格按照设计参数进行高程控制。同时，底座4上的顶部凹槽401的尺寸应严格按照设计尺寸进行施工并保证精度。

（3）在底座4的强度达到设计强度的70%以上时，准备进行道床2的浇筑。在浇筑道床2前，对下部基础3的顶面进行清洁，提前洒水预湿，使得下部基础3的顶面保持若干小时的湿润状态但无多余的水。同时，在道床2浇筑前，在底座4的顶面铺设隔离层402，以及在顶部凹槽401的底面和/或内周壁面上贴设凹槽弹性垫层403。在实际设置时，底座4的顶面应保证平整，平整度要求不低于6mm/4m。

（4）按照设计图纸放置道床钢筋201，将其绑扎呈道床钢筋网；同时，在道床钢筋网中按设计的轨枕间距摆放CFT轨枕1，使得CFT轨枕1的轨枕单元101底部和钢管单元102分别设置于道床钢筋网中。在优选实施例中，CFT轨枕1的轨枕间距优选为625mm，进一步优选不小于600mm；当然，根据实际设计的需求，上述轨枕间距也可对应改变。

（5）在各CFT轨枕1上安装工具轨，形成轨排；利用粗调设备将轨排粗调至设计位置，并用螺杆支撑架固定。

（6）架设道床2成型时的混凝土成型模板，充分润湿CFT轨枕1的轨枕单元101和下部基础3，并保持一端时间，此后，精确调整轨排的轨距（例如将轨距调整为1435±2 mm）、水平、方向等参数；在完成上述过程后，进行道床混凝土的灌注。

需要说明的是，在浇筑混凝土前，需要确保底面（即下部基础3顶面）上无杂物，若下部基础3上存在杂物，应在浇筑前对其以高压水枪进行清除。同时，在灌注混凝土时，应防止对模板及钢筋的撞击。此外，在道床2灌注完成后，需要按设计要求进行抹面，在强度达到设计强度的70%前，禁止在道床2上行车以及碰撞CFT轨枕1，充分保证无砟轨道结构成型的可靠性和结构稳定性。

（7）完成道床2的混凝土浇筑后，应松开扣件，松开扣件的时机可以根据试验确定。此外，螺杆支撑架拆除后，可采用无收缩砂浆填充孔洞，完成道床2的成型，此时，道床2、CFT轨枕1、下部基础3形成整体结构。

（8）在完成所有单元式道床结构成型后，在道床2的CFT轨枕1上以扣件固定钢轨5，完成CFT枕式无砟轨道结构的施工，具体是底座式CFT枕式无砟轨道结构的施工。

通过上述过程成型的CFT枕式无砟轨道，其利用CFT轨枕1现浇而成，具有良好的轨道几何形位保持能力，能够通过单元式道床结构与底座4、CFT轨枕1之间的可靠连接，形成稳定、可靠、整体性强的钢轨支撑体系。同时，通过底座4顶部的顶部凹槽401的对应设置，有效限制了道床单元的横纵向位移，增加了道床2与底座4之间的接触面积，提高了无砟轨道结构的整体性。此外，通过底座4顶面上隔离层402和顶部凹槽401中凹槽弹性垫层403的对应设置，使得无砟轨道结构在后续维护时，可以通过凿除道床2的方式快速进行维修，简化后续检修维护过程。此外，隔离层402和凹槽弹性垫层403的对应设置，也使得无砟轨道结构具备良好的减振降噪功能。

本发明中的CFT枕式无砟轨道，其利用CFT轨枕的对应设置和道床、底座的对应施工，可以形成由CFT轨枕、道床、下部基础、底座等结构组合而成的整体受力结构，保证无砟轨道结构的整体性和可靠性，简化无砟轨道的施工工序，减少新旧混凝土的接触面积，消除或者减缓界面裂纹对无砟轨道结构强度的影响，降低无砟轨道结构的造价，具有良好的经济价值和实用价值。

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 (10)

1.一种CFT枕式无砟轨道，其特征在于，该CFT枕式无砟轨道为无底座式无砟轨道结构，其包括纵向间隔设置的多个道床单元，相邻两道床单元之间以道床缝隔开，且各所述道床单元中分别包覆设置有纵向间隔设置的多个CFT轨枕；

所述CFT轨枕包括横向间隔设置的两个轨枕单元，两所述轨枕单元之间通过若干钢管单元连接；所述钢管单元沿横向延伸，其两端分别嵌入两轨枕单元中并与两轨枕单元形成整体结构；且

所述道床单元为钢筋混凝土结构，其在下部基础上现浇而得，且所述CFT轨枕的各轨枕单元底部和外露的钢管单元分别包覆在道床单元的现浇混凝土材料中，使得所述CFT轨枕与所述道床单元、所述道床单元与所述下部基础分别形成整体结构。

2.一种CFT枕式无砟轨道，其特征在于，该CFT枕式无砟轨道为底座式无砟轨道结构，其包括纵向间隔设置的多个道床单元和底座单元；

所述底座单元设置在下部基础上，其顶部设置有至少一个道床单元；所述道床单元包括纵向间隔设置的多个CFT轨枕，且相邻两道床之间以道床缝隔开；

所述CFT轨枕包括横向间隔设置的两个轨枕单元，两所述轨枕单元之间通过若干钢管单元连接；所述钢管单元沿横向延伸，其中部外露，两端分别嵌入两轨枕单元中并与两轨枕单元形成整体结构；且

所述底座单元和所述道床单元分别为现浇成型的钢筋混凝土结构；所述CFT轨枕的各轨枕单元底部和外露的钢管单元分别包覆在道床单元的现浇混凝土材料中，使得所述CFT轨枕与所述道床单元形成整体结构。

3.根据权利要求2所述的CFT枕式无砟轨道，其中，所述底座单元的顶面上设置有顶部凹槽；相应地，在所述道床单元的底部形成有对应嵌入该顶部凹槽中的底部凸块；

所述顶部凹槽为一个或者纵向间隔设置的多个。

4.根据权利要求3所述的CFT枕式无砟轨道，其中，所述底座单元与所述道床单元之间设置有隔离层；

和/或

所述顶部凹槽的底面和/或外周壁面上设置有凹槽弹性垫层。

5.根据权利要求3或4所述的CFT枕式无砟轨道，其中，所述顶部凹槽的顶面延伸至所述下部基础的顶面，使得所述底部凸块的底面连接所述下部基础的顶面。

6.根据权利要求2~4中任一项所述的CFT枕式无砟轨道，其中，所述底座单元与所述道床单元一一对应设置，相邻两所述底座单元之间以底座缝隔开，且所述底座缝与所述道床缝竖向对正设置；

或者

所述底座单元的长度大于所述道床单元的长度，使得所述底座单元上纵向间隔设置有多个道床单元。

7.根据权利要求1或2所述的CFT枕式无砟轨道，其中，所述钢管单元包括相互套设的外管和内管；所述外管与所述内管之间灌注有混凝土材料，该混凝土材料在所述轨枕单元浇筑成型时同步灌注。

8.根据权利要求7所述的CFT枕式无砟轨道，其中，所述内管与所述外管之间沿环向间隔设置有多个连接件，所述连接件分别与内管的外周壁面和外管的内周壁面连接；

和/或

所述内管的长度大于所述外管的长度，且所述内管与两管之间分别灌注有混凝土材料；或者所述内管的两端分别伸出所述轨枕单元，且所述内管的长度不小于所述道床单元的横向宽度。

9.一种CFT枕式无砟轨道的施工方法，用于无底座式无砟轨道结构的施工；其特征在于，包括如下步骤：

（1）施工前完成下部基础的施工和CFT轨枕的预制，使得所述下部基础和所述CFT轨枕符合施工的要求；

（2）在下部基础的顶面上设置道床钢筋，形成单元式道床钢筋网，并在道床钢筋网中按设计的轨枕间距摆放CFT轨枕，使得所述CFT轨枕的轨枕单元底部和钢管单元分别置于道床钢筋网中；

（3）在各所述CFT轨枕上安装工具轨，形成轨排，并将所述轨排粗调至设计位置后固定；

（4）架设道床成型用模板，充分润湿所述CFT轨枕和所述下部基础的顶面，并在模具中灌注混凝土，成型道床单元；通过纵向上多个道床单元的分别成型，完成无砟轨道结构道床的浇筑成型；

（5）松开CFT轨枕上的扣件，拆除工具轨，架设无砟轨道的钢轨，形成由CFT轨枕、道床、下部基础组合而成的无底座式CFT枕式无砟轨道。

10.一种CFT枕式无砟轨道的施工方法，用于底座式无砟轨道结构的施工；其特征在于，包括如下步骤：

（1）施工前完成下部基础的施工和CFT轨枕的预制，使得所述下部基础和所述CFT轨枕符合施工的要求；

（2）在下部基础的顶面上设置底座钢筋，形成单元式底座钢筋网，并对应架设底座成型用模板，完成底座单元的浇筑成型；通过纵向上多个底座单元的分别成型，完成无砟轨道结构中底座的浇筑成型；

（3）待所述底座单元的强度达到设计强度的70%以上，在底座单元的顶面上设置道床钢筋，形成单元式道床钢筋网，并在道床钢筋网中按设计的轨枕间距摆放CFT轨枕，使得所述CFT轨枕的轨枕单元底部和钢管单元分别置于道床钢筋网中；

（4）在各所述CFT轨枕上安装工具轨，形成轨排，并将所述轨排粗调至设计位置后固定；

（5）架设道床成型用模板，充分润湿所述CFT轨枕和所述底座的顶面，并在模具中灌注混凝土，成型道床单元；通过纵向上多个道床单元的分别成型，完成无砟轨道结构道床的浇筑成型；

（6）松开CFT轨枕上的扣件，拆除工具轨，架设无砟轨道的钢轨，形成由CFT轨枕、道床、底座、下部基础组合而成的底座式CFT枕式无砟轨道。

Images