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1、CRTSI型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式和其和Rheda2000型無砟軌道對(duì)比摘要:本文先分別闡述了路基上和長橋上CRTSI型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式,再對(duì)CRTSI型雙塊式無砟軌道與德國Rheda2000型無砟軌道進(jìn)行簡要對(duì)比。關(guān)鍵詞:CRTSI;Rheda2000;無硨軌道1CRTSI型雙塊式無砟軌道1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況CRTSI雙塊式無砟軌道是一種現(xiàn)澆混凝土無砟軌道結(jié)構(gòu)型式,其在路基上、隧道內(nèi)、短橋上采用連續(xù)道床板結(jié)構(gòu),而在路基樁板結(jié)構(gòu)、長橋上采用分塊道床板結(jié)構(gòu)。1.2路基上CRTSI型雙塊式無砟軌道
2、結(jié)構(gòu)路基上雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)自上至下為剛度遞減的層狀結(jié)構(gòu)(包括道床板、水硬性支承層、防凍層、基床底層、地基等),沿線路縱向,水硬性支承層和道床板連續(xù)?,F(xiàn)澆混凝土式無砟軌道系統(tǒng)主要從提高道床板結(jié)構(gòu)的整體性方面在不斷改進(jìn),包括:預(yù)制件型式(從整體軌枕發(fā)展到目前的雙塊式軌枕)、道床板結(jié)構(gòu)(從帶槽形板結(jié)構(gòu)發(fā)展到目前的整體現(xiàn)澆)。為減小支承層應(yīng)力,雙塊式無砟軌道混凝土支承層應(yīng)盡量采用彈性模量較低的水硬性材料,配套采用滑模攤鋪機(jī)施工工藝。理論計(jì)算結(jié)果表明,支承層彈性模量越高,道床板縱向拉、壓應(yīng)力減小,而支承層
3、縱向拉、壓應(yīng)力增大。支承層為無配筋的連續(xù)結(jié)構(gòu),當(dāng)采用彈性模量較高的混凝土材料,開裂難以避免,開裂后的當(dāng)量彈模降低,支承層受力減小,逐步迗到系統(tǒng)的平衡點(diǎn)(一般在5000?10000MPa),符合軌道系統(tǒng)的彈模遞減設(shè)計(jì)要求。1.3長橋上CRTSI型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)長橋上雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮橋梁與無砟軌道間的相互作用產(chǎn)生的溫度力、撓曲力、制動(dòng)力,以及道床板混凝土的徐變、收縮因素影響,為降低由于溫度變化和道床板收縮產(chǎn)生的約束應(yīng)力,在長橋上(橋長大于25m),混凝土道床板分段設(shè)置,長度一般在4.0
4、?6.0m之間,單元道床板間設(shè)最小寬度為100mm的橫向斷縫。在混凝土保護(hù)層上形成與道床板能相互嵌入榫接的凸起塊以傳遞水平力(如圖1)。從圖1可以看出,橋上雙塊式無砟軌道的傳力途徑是:荷載(包括列車荷載、風(fēng)荷載、附加縱向力等)通過雙塊式軌枕一混凝土道床板一凸臺(tái)(通過連接鋼筋與保護(hù)層相連)鋼筋混凝土保護(hù)層(通過防護(hù)墻預(yù)設(shè)錨筋與橋梁相連)一橋梁。2CRTSI型雙塊式無砟軌道與德國Rheda2000型無砟軌道的對(duì)比由于CRTSI型雙塊式無砟軌道其技術(shù)引進(jìn)自德國Rheda2000型無砟軌道,二者沒有太大的
5、差別,只是在”中國化”的過程中進(jìn)行了一些改進(jìn)。2.1路基上支承層對(duì)比Rheda2000型無砟軌道的支承層為HGT水硬性支承層。在引進(jìn)過程中利用國內(nèi)荷載對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)算,其結(jié)構(gòu)參數(shù)不合格[1],因此進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)的方法包括:調(diào)整外形尺寸;更換支承層材料。在第二種方法中,將HGT水硬性支承層材料更換為C15混凝土,支承層的彈性模量由lOOOOMPa增加為22000MPa,降低了道床板底部的拉應(yīng)力,但是這也會(huì)增加支承層底部的拉應(yīng)力。由于支承層為不配筋的素混凝土結(jié)構(gòu),其抵抗開裂的能力較弱。當(dāng)支承層形成裂紋后
6、,由于C15混凝土的彈性模量比HGT水硬性支承層的彈性模量高2?4倍,將大大增加反射裂紋的形成幾率,這對(duì)道床板而言是不利的情況。2.2橋上底座對(duì)比CRTSI型雙塊式無砟軌道橋上底座為單元式(不論長橋短橋);底座設(shè)置凹槽,道床板設(shè)置凸榫;底座寬度與道床板相同。Rheda2000型無砟軌道底座在長橋上為單元式;底座設(shè)置凸臺(tái),道床板設(shè)置凹槽;底座寬度與橋面寬度相同,且在梁端設(shè)置伸縮縫。單元式軌道對(duì)于橋梁有較好的適應(yīng)能力,其撓曲力、道床板溫度應(yīng)力均較橋上連續(xù)板小。對(duì)于底座的限位結(jié)構(gòu),Rheda2000的系
7、統(tǒng)不會(huì)導(dǎo)致積水,利于耐久性;CRTSI型雙塊式利于施工,不用對(duì)凸臺(tái)進(jìn)行二次澆筑,但是單元式軌道板在溫度梯度作用下易發(fā)生翹曲,一旦翹曲造成離縫,雨水深入底座凹槽容易造成積水,影響動(dòng)力性能,且易加速腐蝕減少使用壽命。參考文獻(xiàn):[1]趙國堂.高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)[M].北京:中國鐵道出版社,2006.