自密实混凝土充填层相关.docx

中国铁道土木界科学地把握了高速铁路无砟轨道构建的基本规律，即线下工程基础稳固、轨道工程高精度化，并已据此成功地构建了具有世界一流水平的CRTSⅠ、Ⅱ型板式和双块式无砟轨道。为了适应中国铁路“走出去”战略需要，必须提升中国无砟轨道技术的自主创新，打造中国无砟轨道的自身品牌。为此，在总结我国既有无砟轨道研究与应用经验的基础上，结合无砟轨道再创新研究成果，研发并铺设了具有完全自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道。 CRTSⅢ型板式无砟轨道是对既有无砟轨道的优化与集成，其主要创新点：改变了板式轨道的限位方式、扩展了板下填充层材料、优化了轨道板结构、改善了轨道弹性及完善了设计理论体系。 板下填充层材料：CRTSⅢ型板式无砟轨道通过轨道板下两排U形筋，将内设钢筋网片的自密实混凝土与轨道板可靠连接成复合结构，结构整体性好，可以控制轨道板离缝、翘曲和板下填充层开裂；自密实混凝土与CAM充填层相比较，其工艺简单、性能稳定、耐久性好、成本低廉。 板式轨道限位方式：CRTSⅢ型板式无砟轨道采用板下U形筋+自密实混凝土+底座凹槽的限位方式，彻底消除了Ⅰ型板的凸台、Ⅱ型板的端刺限位方式，同时也取消了作为板下充填层材料用的CA砂浆，从而简化了施工工艺，减少环境污染，降低工程投资。 轨道弹性：轨道板改原用无挡肩板为有挡肩板，配套弹性不分开式扣减，有利于降低轨道刚度，提高轨道弹性。 CRTSⅢ型板式无砟轨道已在成灌铁路成功铺设，迄今运营状态良好。武汉城市圈城际铁路已确定铺设再经优化、完善后的CRTSⅢ型板式无砟轨道，同时，铁道部已批复在盘营客专、沈丹客专铁路上推广应用。 CRTSⅢ型板式无砟轨道板为有挡肩、双向后张法预应力钢筋混凝土结构，混凝土强度等级C60，按60年使用寿命设计；板上设置承轨槽，承轨面设置1:40轨底坡，配套有挡肩扣减，可采用低刚度钢轨扣件；板下设置两排U形连接钢筋，通过与内设钢筋网片的自密实混凝土紧密联结，形成复合板结构，以期防止轨道板离缝或自密实混凝土裂缝的出现；轨道板长度，自然是越长越重，安放后越稳定，越有利于提高工效，但受到预制、运输的限制，以及考虑到集成一旦变形起道整修的困难和曲线地段铺设等问题，又不宜过长，一般以5-7m左右为限，现行轨道板标准长度，Ⅰ型板长4962mm，扣件间距629mm，板长4856mm，扣件间距617mm，Ⅱ型板长6450mm扣件间距650mm，Ⅲ型板长5350mm，扣件间距687mm。路基段平面布置及纵断面图 隧道内纵连板式结构如下：板间有无连接问题：根据视钢轨和轨道板为弹性地基上梁板弯曲变形模式的计算结果可知，如果轨道板足够长，则板端和板中的钢轨挠度差将会很小，并且车轮荷载通过时，相邻板两端的错位也较小，因此没有必要把轨道板连接起来。目前：Ⅰ型板在路桥隧对段均为单元板，板间无连接；Ⅱ型板在路桥隧地段为纵连板，板间有连接；Ⅲ型板，成灌市域铁路在桥隧地段为单元板，路基地段为纵连板，武汉城市圈城际铁路已定在路桥隧地段均采用单元板，板间无连接。 梁上配板：板缝一般为70-100mm，Ⅰ型板：32m梁 5*4962+2*3685+6*70=32600mm，24m梁： 5*4856+4*80=24600；Ⅱ型板连续配板，板间需连接，形成纵连扳；Ⅲ型板：32m梁 6*5350+5*100=32600mm，梁缝处扣件间距为641mm，24m梁 5*4856+4*80=24600mm，梁缝处扣件间距为637mm。 自密实混凝土：板下填充层为板式轨道系统的重要组成部件，位于板与混凝土底座之间，起到填充调整、承力传力的作用，全面均匀地支撑轨道板，消除轨道板与底座之间间隙，便于调整轨道高低，承受轨道板传来的垂向力和纵横向水平力，并把它传递给底座和限位装置，分散列车荷载，起到填充调整、承力传力的作用；Ⅰ型板采用低弹性模量200-300MPa的乳化沥青水泥砂浆（简称CAM）填充层材料，雷同日本的CA；Ⅱ型板采用高弹性模量7000-10000MPa的乳化沥青水泥砂浆材料，雷同德国的BZM；Ⅲ型板采用弹模高至20000MPa以上的自密实混凝土填充层材料。从表3.3.1计算结果可知，砂浆垫层弹性模量对轨下基础刚度没有影响，难以给板式轨道系统提供弹性作用，设计CAM填充层的压缩变形为0.074mm，实测CAM填充层的动位移为0.07-0.1mm，变形很小，起不到缓冲作用，真正在板式轨道系统中起弹性作用的是，扣件组成中弹性垫板刚度的大小，当弹性垫板刚度从60kN/mm降至30kN/mm时，无论砂浆垫层弹性模量如何，轨下基础弹性几乎提高1倍。 对于填充层而言，寿命主要是指其耐久性，而耐久性又主要体现在填充层砂浆的干燥收缩性、耐水性和耐候性等方面，CA砂浆对温度非常敏感，为防止夏天凝胶，