WO2013029530A1

WO2013029530A1 - 无砟轨道系统

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Publication number: WO2013029530A1
Application number: PCT/CN2012/080667
Authority: WO
Inventors: 赵有明; 江成; 王继军; 王梦; 赵勇; 刘伟斌; 姜子清; 尤瑞林; 杜香刚; 范佳
Original assignee: 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-03-07
Also published as: GB201404514D0; CN102966008A; US9758932B2; GB2513983A; RO201400006U2; RO201400006U3; GB2513983B; US20140203094A1; RU150693U1

Abstract

一种无砟轨道系统，包括：底座（16）；轨道板（12），设置在底座（16）上方；浇注层（14），设置在底座（16）和轨道板（12）之间，浇注层（14）由自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成，并且，浇注层（14）内具有钢筋结构；连接件（13），连接件（13）的第一端延伸至轨道板（12）内，连接件（13）的第二端延伸至浇注层（14）内；两列承轨台（11，11'），平行地设置在轨道板（12）上；钢轨（10），设置在承轨台（11，11'）上。该无砟轨道系统可靠性高、耐久性好、易施工及易于维护。

Description

无砟轨道系统技术领域本发明涉及轨道系统，具体而言，涉及一种无砟轨道系统。背景技术无砟轨道的结构以其高平顺性、高稳定性、高耐久性和高可靠性的特点，为世界各国高速铁路所接受，我国高速铁路亦广泛采用无砟轨道结构。目前，国内外无砟轨道结构型式众多，总的来说包括单元和纵连两种结构体系。对比分析不同类型无砟轨道的技术特点，单元无砟轨道主要包括轨道板、浇注层和底座等结构层，轨道板采用预制板，浇注层和底座依次设置在所述轨道板下方。其中浇注层作为无砟轨道结构弹性调整和传力支撑的关键性结构层，直接影响高速列车快速安全运行。在现有的无砟轨道结构中，轨道板沿线路纵向铺设在浇注层上方，铺设时相邻两块轨道板的纵向之间釆用圆形凸型挡台，轨道板调整安装到位后，在轨道板与浇注层之间充填沥青砂浆浇注层，在轨道板与圆形凸型挡台之间间隙填充树脂砂浆。该轨道板单元设置，结构承力和传力明确，可维修性强，但是，其不足之处是，凸型挡台施工繁琐，另外，在线路运行一段时间后，轨道板与沥青砂浆浇注层会发生离缝现象，轨道板的纵向端部易产生翘曲，这无疑会给列车平稳性、舒适性和轨道系统的耐久性造成不利影响。纵连板式无砟轨道采用打磨的带预裂缝的预制板，板间进行纵向连接，轨道铺设精度较高；但其连接结构复杂，环境适应性和可维修性较差。双块式无砟轨道结构组成较为简单，道床板现场浇筑，与不同类型的扣件适应性较强，其建设成本较低；但其混凝土施工量较大，道床板裂紋不易控制。在 50多年的研究与实践中，我国在无砟轨道的结构设计、施工方法、轨道基础的技术要求等方面积累了宝贵的经验，为进一步发展无砟轨道技术打下了基础。发明内容本发明旨在提供一种可靠性高、耐久性好、易施工及易于维护的无砟轨道系统。为了实现上述目的，本发明提供了一种无砟轨道系统，包括：底座；轨道板，设置在底座上方；浇注层，设置在底座和轨道板之间，浇注层由自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成，并且，浇注层内具有第一钢筋结构；两列承轨台，平行地设置在轨道板上；钢轨，设置在承轨台上。进一步地，无砟轨道系统为单元结构。进一步地，第一钢筋结构的排布为单层网状，并且第一钢筋结构位于浇注层沿高度方向的中部或者中部以下的位置。进一步地，第一钢筋结构的排布为多层网状或者为钢筋笼，并且第一钢筋结构沿浇注层沿高度方向的中心面对称设置。进一步地，本发明的无砟轨道系统还包括：连接件，连接件的第一端延伸至轨道板内，连接件的第二端延伸至浇注层内；连接件与轨道板为一体结构，连接件为绝缘材质。进一步地，连接件和钢轨在钢轨的俯视平面内的投影至少部分的重合，并且，连接件在钢轨的俯视平面内的投影位于承轨台在钢轨的俯视平面内的投影范围内。进一步地，底座的材质为混凝土，并且，底座内具有钢筋结构。进一步地，底座具有作用于浇注层的限位结构：限位结构为限位凸台，底座沿延伸方向上具有限位凹槽，限位凸台为浇注层凸出至限位凹槽内形成。进一步地，限位凸台的横截面呈圆形，在底座的限位凹槽的环形表面上具有缓冲垫层。进一歩地，限位凸台的横截面为矩形，在底座的限位凹槽的纵向两个相对平面处或者横向两个相对处或者四周的四个侧面处设置缓冲垫层。进一步地，缓冲垫层与水平方向的夹角大于等于 45°且小于等于 90°。进一步地，缓冲垫层的厚度大于等于 5mm且小于等于 50mm。进一步地，缓冲垫层为双层结构，缓冲垫层外层的材质为硬质泡沬塑料板或泡沬板，缓冲垫层的内层的材质为橡胶或发泡体材料或硫化橡胶或树脂。进一步地，轨道板和两列承轨台为一体结构，其中，一列承轨台中的每个承轨台之间的间距大于另一列承轨台中的每个承轨台之间的间距。进一步地，轨道板和两列承轨台为一体结构，其中，在垂直于轨道板方向上，一列承轨台的高度高于另一列承轨台的高度。进一步地，轨道板和两列承轨台为一体结构，其中，一列承轨台与另一列承轨台之间的轨距是变化的。应用本发明的技术方案，无砟轨道系统包括：底座、轨道板、浇注层、连接件、两列承轨台及钢轨。在上述结构中，轨道板设置在底座上方；浇注层设置在底座和轨道板之间，浇注层由自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成，并且，浇注层内具有第一钢筋结构；两列钢轨设置在承轨台上。轨道板与浇筑层连接为一体，形成牢固的复合结构，提高了轨道系统的整体性，能够满足轨道对平稳性、舒适性的要求。利用自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成浇注层使得浇注层和轨道板的力学性能尽可能相近，强度相差不大并且能够调整轨道板，这样，有效地解决了现有技术中轨道板与沥青砂浆形成的浇注层易发生离缝现象，轨道板的纵向端部易产生翘曲的问题，同时，利用自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成浇注层能够简化工艺，便于控制工程质量，减少对环境的污染。浇注层中的第一钢筋结构可以改善浇筑层的受力特性。从上述描述可以得出，本发明的无砟轨道系统的可靠性高、耐久性好、易施工及易于维护。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中- 图 1示出了根据本发明的无砟轨道系统的实施例一的纵剖面结构示意图；图 2示出了图 1的无砟轨道系统的横截剖面示意图；图 3示出了图 2中 A处的局部放大图；图 4示出了根据本发明的无砟轨道系统的实施例二的横截剖面结构示意图；图 5示出了图 1的的无砟轨道系统的轨道板的示意图；以及图 6示出了根据本发明的无砟轨道系统的实施例三的纵剖面示意图。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特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图 1示出了根据本发明的无砟轨道系统的实施例一的纵剖面结构示意图；图 2示出了图 1的无砟轨道系统的横截剖面示意图。结合参见图 1和图 2，从图中可以看出，本实施例的无砟轨道系统包括：底座 16、轨道板 12、浇注层 14、连接件 13、两列承轨台 11和 1 Γ及钢轨 10。在上述结构中，轨道板 12设置在底座 16上方；浇注层 13 设置在底座 16和轨道板 12之间，浇注层 14由自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成，并且，浇注层 14内具有第一钢筋结构 14a; 两列承轨台 11和 1 Γ平行地设置在轨道板 12上；两列钢轨 10设置在承轨台 11和 1 Γ上。轨道板 12通过与连接件 13和轨道板 12与浇筑层 14的粘结力与浇筑层 14连接为一体，形成牢固的复合结构，提高了轨道系统的整体性，能够满足轨道对平稳性、舒适性的要求。利用自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成浇注层使得浇注层和轨道板的力学性能尽可能相近，强度相差不大并且能够调整轨道板，这样，有效地解决了现有技术中轨道板与沥青砂浆形成的浇注层易发生离缝现象，轨道板 12 的纵向端部易产生翘曲的问题，同时，利用自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成浇注层 14能够简化工艺，便于控制工程质量，减少对环境的污染。浇注层 14中的第一钢筋结构 14a可以改善浇筑层的受力特性。从上述描述可以得出，本发明的无砟轨道系统的可靠性高、耐久性好、易施工及易于维护。优选地，无砟轨道系统为单元结构，对于不同的线路，比如路基、桥梁、隧道等具有不同的单元结构。比如，在路基情况下，底座 16为 1个，轨道板 12为 3个，在桥梁情况下，底座 16为 1个，轨道板 12为 1个，在隧道情况下，底座 16为 1个，轨道板 12为 3个。这样的好处是，路基地段，底座分段长度较短，可适应严寒地区和寒冷地区，温度梯度和温差较大的要求；桥梁地段采用单块板长范围设置底座，增加轨道系统的可施工性和可维修性。浇注层 14中的第一钢筋结构 14a的排布为单层网状或多层网状或者为钢筋笼。优选地，如图 1所示，为便于机械化施工，第一钢筋结构 14a的排布为单层网状，该第一钢筋结构 14a位于浇注层 14沿高度方向的中部或者中部以下的位置。或者优选地，若浇注层 14较厚时，第一钢筋结构 14a的排布为多层网状或者为钢筋笼，该第一钢筋结构 14a沿浇注层 14沿高度方向的中心面对称设置。同时，当第一钢筋结构 14a的排布为多层网状或者为钢筋笼，需要注意，多层网状或者为钢筋笼的布置需要避开其他部件，避免互相干扰。具有钢筋结构的浇注层 14除起到施工调整、填充的作用外，还起到承力的作用，可以承受列车荷载和温度荷载等作用下的纵横向力，及基础沉降等对轨道上部结构所造成的不利影响。在本实施例中，无砟轨道系统的连接件 13的第一端延伸至轨道板 12内，连接件 13的第二端延伸至浇注层 14内。浇注层 14与轨道板 12之间会由于材料的粘结性能，在它们之间形成粘结面，由于上部结构受列车作用产生的振动和冲击，温度变化所产生的荷载以及材料本身的收缩等会影响轨道板 12与浇注层 14两层之间的粘结，因此，在必要时须设置连接件 13以加强两层之间的结合，使轨道板 12和浇注 14层组成牢固的"复合结构"，并保持复合结构的长期可靠。连接件 13可采用在轨道板 12底部预埋伸出钢筋的形式，伸出钢筋的型式可为剪力钉、单根或门型等不同构造形式的钢筋构件等。优选地，由于轨道电路绝缘和综合接地的需要，该连接件 13为绝缘材质，连接件 13优选为树脂钢筋或者具有绝缘涂层的钢筋。连接件 13通过预埋或后期通过钻孔或预留孔等设置锚固钢筋或锚固销钉等方式，对需特别加强连接的部位进行连接，使复合结构更加牢固可靠，同时可降低轨道系统的高度。优选地，连接件 13和钢轨 10在钢轨 10的俯视平面内的投影至少部分的重合，并且，连接件 13在钢轨 10的俯视平面内的投影位于承轨台 11和 1Γ在钢轨 10的俯视平面内的投影范围内。连接件 13位于此处主要考虑到可以承受列车荷载和温度荷载等作用下的纵横向力，及基础沉降等对轨道上部结构所造成的不利影响，同时对轨道板和浇注层起到局部加强的作用。为了对轨道板 12、连接件 13和浇注层 14组成的复合结构进行支承，优选地，底座 16的材质为混凝土，并且，底座 16内具有第二钢筋结构。一般情况，底座 16内可采用普通钢筋进行配筋。底座 16的上表面（底座 16和浇注层 14之间）铺设有隔离层 15，起到隔离复合结构与底座 16的作用，同时由于隔离层 15的设置，可以协调不同结构层间变形，起到一定的对列车引起的振动的缓冲作用，同时可以防止底座 16在长期使用中所产生的裂纹向上部结构的反射，并为轨道系统受到破坏时的养护维修提供条件。隔离层 15优选为土工布等具有一定摩擦系数和较好憎水性能的土工织物。优选地，为了避免无砟轨道系统的轨道板 12在外力作用下会产生纵横向位移，为增加其安全性和稳定性在底座 16上设置限位结构 200对其进行纵横向限位。具体地，底座 16具有作用于浇注层 14的限位结构 200，如图 2和图 3所示，本实施例中，限位结构 200为限位凸台，底座 16沿延伸方向上具有限位凹槽，限位凸台为浇注层 14 凸出至限位凹槽内形成。限位凸台的横截面〔沿轨道板 12延伸方向）可以为多种结构，其中，优选地，限位凸台的横截面呈圆形，在底座 16的限位凹槽的环形表面上具有缓冲垫层 21。在所述浇注层 14和底座 16之间且除了缓冲垫层 21之外的位置设有隔离层 15。隔离层 15 和弹性缓冲垫层 21的设置可防止危险的力作用在限位凸台和限位凹槽上，并且不会从本质上削弱限位结构 200的作用。或者，在另一种实施例中，限位凸台的横截面为矩形，在底座 16的限位凹槽的纵向两个相对平面处或者横向两个相对处或者四周的四个侧面处设置缓冲垫层 21。同样的，在所述浇注层 14和底座 16之间且除了缓冲垫层 21之外的位置设有隔离层 15。该隔离层 15的作用与上述实施例相同，在此不再赘述。需要注意的是：缓冲垫层 21设置时，应紧贴限位凹槽侧边，斜坡坡度不宜太缓，否则会对轨道板 12和浇注层 14的复合结构的纵横向限位即轨道系统的稳定性产生不利影响。优选地，缓冲垫层 21与水平方向的夹角 α大于等于 45°且小于等于 90°。优选地，缓冲垫层 21的厚度大于等于 5mm且小于等于 50mm为宜。优选地，缓冲垫层 21为双层结构，缓冲垫层 21外层的材质为刚度较低的硬质泡沫塑料板或泡沫板，缓冲垫层 21 的内层的材质为橡胶或发泡体材料或硫化橡胶或树脂，缓冲垫层应具有较好的憎水性能。本发明的无砟轨道系统对于曲线和竖曲线地段同样有很好的适应性。如图 5所示，轨道板 12内配有普通钢筋，钢筋可采用树脂钢筋或绝缘涂层、绝缘卡等措施，以满足轨道电路绝缘的技术要求。作为替代方案和特别有利的形式是采用普通钢筋与预应力钢筋相结合的预应力结构，可有效防止轨道板 12产生裂纹轨道板 12上设有若干灌注孔 17，以方便浇注层 14的浇筑。轨道板 12上方设置的两棑承轨台 11和 11 '，可沿图中所示的 X轴、 Y轴和轨道板 12的竖直方向，在轨道板 12制造过程中进行调整，这将非常有利于轨道系统在不同线路走向地段的适应性。在一种优选的实施例中，如图 5所示，轨道板 12和两列承轨台 11和 1 Γ为一体结构，其中，一列承轨台 1Γ中的每个承轨台 1Γ之间的间距 D1 '大于另一列承轨台 11中的每个承轨台 11之间的间距 Dl。对于曲线地段，两列承轨台 11和 1Γ可沿曲线对称设置，此时，一列承轨台 1Γ中的每个承轨台 1Γ之间的间距 D1 '大于另一列承轨台 11 中的每个承轨台 11之间的间距 Dl，这样，在不影响轨道运行稳定的前提下减少了承轨台 1 Γ的数量，进而节约了成本。在实施例二中，如图 4所示，轨道板 12和两列承轨台 11和 11'为一体结构，其中，在垂直于轨道板 12方向上，一列承轨台 1 Γ的高度高于另一列承轨台 11的高度。曲线地段超高设置可以通过线底座 16来实现，同时，在轨道板 12制造时，根据曲线超高的设置要求，调整轨道板 12顶面设置的两排承轨台 11和 1 Γ的高度，来实现曲线地段超高变化和轨向调整的要求，并可以减少后期轨道精调的工作量。如图 6所示，在实施例三中，两排承轨台的高度均为逐渐增大的，以适应曲线地段。图 6中仅示出了承轨台 11逐渐增大的变化趋势。在另一种优选的实施例中，轨道板 12和两列承轨台 11， 1Γ为一体结构，其中，一列承轨台 1Γ与另一列承轨台 11之间的轨距是变化的。以此可适应部分轨距加宽地段或伸缩调节器或道岔地段的使用。从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果： 1、轨道板采用工厂化预制，制造质量和精度易于保证；减少了现场混凝土施工量，有利于加快施工进度；可采用预应力设计，正常使用荷载作用下轨道板不开裂，有利于提高轨道结构耐久性；承轨台空间位置可调，利于轨道走向的精细调整。

2、可配套采用不同类型扣件系统，能够为轨道系统提供较好的弹性，同时减少钢轨的精调工作量。 3、轨道板下采用浇注层如自密实混凝土浇筑，通过连接件或层间粘结，构成复合结构，改善轨道板的受力状态；可采用自密实混凝土取代水泥乳化沥青砂浆充填层，轨道系统工程材料单一，有利于降低工程造价，提高轨道系统耐久性。

4、轨道板通过层间粘结或连接件进行限位：轨道板与浇注层构成的"复合结构" 通过底座限位结构进行机械限位，取消凸型挡台，提高轨道系统的施工性，轨道结构稳定性好。

5、浇注层与底座间设置隔离层，协调"复合结构"与底座间的变形，隔断底座裂纹向浇注层层的反射，同时为特殊情况下的轨道系统修复提供了条件。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1. 一种无砟轨道系统，其特征在于，包括：

底座（16 ) ;

轨道板（12)，设置在所述底座（16) 上方；

浇注层（14)，设置在所述底座（16)和所述轨道板（12)之间，所述浇注层（14) 由自密实混凝土或水泥乳化沥青砂浆或树脂砂浆填充形成，并且，所述浇注层（14〉内具有第一钢筋结构（14a);

两列承轨台（11， 11' )，平行地设置在所述轨道板（12) 上；钢轨（10〉，设置在所述承轨台（11， 11 ' ) 上。

2. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述无砟轨道系统为单元结构。

3. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述第一钢筋结构（14a) 的排布为单层网状，并且所述第一钢筋结构（14a)位于所述浇注层（14 )沿高度方向的中部或者中部以下的位置。

4. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述第一钢筋结构（14a) 的排布为多层网状或者为钢筋笼，并且所述第一钢筋结构（14a)沿所述浇注层

( 14) 沿髙度方向的中心面对称设置。

5. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，还包括：连接件（13 )，所述连接件（13 ) 的第一端延伸至所述轨道板（12) 内，所述连接件（13 ) 的第二端延伸至所述浇注层（14) 内；所述连接件（13 ) 与所述轨道板（12) 为一体结构，并且，所述连接件（13 ) 为绝缘材质。

6. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述连接件（13 ) 和所述钢轨（10) 在所述钢轨（10) 的俯视平面内的投影至少部分的重合，并且，所述连接件（13 ) 在所述钢轨（10 ) 的俯视平面内的投影位于所述承轨台（11， 11 ' ) 在所述钢轨（10 ) 的俯视平面内的投影范围内。

7. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述底座（16) 的材质为混凝土，并且，所述底座（16) 内具有第二钢筋结构。

8. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述底座（16) 具有作用于所述浇注层（14) 的限位结构（200); 所述限位结构（200) 为限位凸台，所述底座（16) 沿延伸方向上具有限位凹槽，所述限位凸台为所述浇注层（14) 凸出至所述限位凹槽内形成。

9. 根据权利要求 8所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述限位凸台的横截面呈圆形，在所述底座（16) 的限位凹槽的环形表面上具有缓冲垫层（21)。

10. 根据权利要求 8所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述限位凸台的横截面为矩形，在所述底座（16) 的限位凹槽的纵向两个相对平面处或者横向两个相对处或者四周的四个侧面处设置缓冲垫层（21)。

11. 根据权利要求 9或 10所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述缓冲垫层（21) 与水平方向的夹角（α) 大于等于 45°且小于等于 90°。

12. 根据权利要求 9或 10所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述缓冲垫层（21) 的厚度大于等于 5mm且小于等于 50mm。

13. 根据权利要求 9或 10所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述缓冲垫层（21) 为双层结构，所述缓冲垫层（21) 外层的材质为硬质泡沫塑料板或泡沬板，所述缓冲垫层（21) 的内层的材质为橡胶或发泡体材料或硫化橡胶或树脂。

14. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述轨道板（12) 和所述两列承轨台（11， 11') 为一体结构，其中，所述一列承轨台（1Γ) 中的每个承轨台（1Γ) 之间的间距（D1') 大于所述另一列承轨台（11) 中的每个承轨台（11) 之间的间距（Dl)。

15. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述轨道板（12) 和所述两列承轨台（11， 11')为一体结构，其中，在垂直于所述轨道板（12)方向上，所述一列承轨台（1Γ) 的高度高于另一列承轨台（11) 的高度。

16. 根据权利要求 1所述的无砟轨道系统，其特征在于，所述轨道板（12) 和所述两列承轨台（11， 11') 为一体结构，其中，所述一列承轨台（1Γ) 与所述另一列承轨台（11) 之间的轨距是变化的。