CN112211037B - 刚性基础可调式有砟轨道及其轨枕 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚性基础可调式有砟轨道及其轨枕，包括刚性基础，刚性基础上方布置横向的刚性基础可调式有砟轨道轨枕，刚性基础可调式有砟轨道轨枕上方通过低刚度扣件安装钢轨；刚性基础可调式有砟轨道轨枕和刚性基础四周回填碎石形成碎石道砟道床。本发明保留传统有砟和无砟轨道的优点，克服传统有砟和无砟轨道的缺点，即克服了传统有砟轨道完全散粒体基础结构，有砟轨枕配套扣件调整量小、刚度大的问题，线路几何形位较难长期保持、平顺度不高、病害发生周期短、维修工作量大、养护维修费用高缺点；也克服了无砟轨道完全现浇基础结构，线下基础适应性差，破坏时修复时间长，病害整治困难的缺点，整体提高轨道系统的耐久性。

Description

刚性基础可调式有砟轨道及其轨枕

技术领域

本发明属于轨道工程领域，具体涉及一种刚性基础可调式有砟轨道及其轨枕。

背景技术

我国高速铁路常用的轨道结构形式有无砟轨道和有砟轨道两种，设计时速250公里及以下线路以有砟轨道为主，设计时速250km以上线路以无砟轨道为主。两种结构各有其优缺点，主要如下：

1. 有砟轨道优点：初期建设费用低、建设周期短、破坏时修复时间短、对线下基础适应性强、几何状态调整简单快速。

2.有砟轨道缺点：线路几何形位较难长期保持、平顺度不高，病害发生周期短、维修工作量大、养护维修费用高。

3.无砟轨道优点：良好的稳定性、平顺性和耐久性，轨道变形缓慢、养护维修工作量少。

4.无砟轨道缺点：初期建设费用高，对线下基础适应性差，破坏时修复时间长，病害整治困难。

另外，目前铁路用的无砟双块式轨枕和有砟预应力混凝土轨枕使用在刚性基础可调式有砟轨道存在以下问题：

1.采用双块式无砟轨枕，双块式轨枕为外露行架的非预应力轨枕，其行架直接作用在刚性基础上，列车荷载作用下会产生较大变形，无法适用。

2.采用有砟预应力轨枕，有砟预应力轨枕配套扣件调整量小，使用在刚性基础可调式有砟轨道上，扣件调整量不满足轨道精调要求。

3.采用有砟预应力轨枕，轨枕底面与刚性基础刚性接触，长期列车荷载作用下，会导致刚性基础与轨枕接触面破损，影响道床结构的耐久性。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚性基础可调式有砟轨道及其轨枕，保留了传统有砟和无砟轨道的优点，又克服了传统有砟和无砟轨道的缺点，即克服了传统有砟轨道完全散粒体基础结构，有砟轨枕配套扣件调整量小、刚度大的问题，线路几何形位较难长期保持、平顺度不高、病害发生周期短、维修工作量大、养护维修费用高缺点；也克服了无砟轨道完全现浇基础结构，线下基础适应性差，破坏时修复时间长，病害整治困难的缺点。

本发明所采用的技术方案为：

刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

所述轨道结构包括刚性基础，刚性基础上方布置横向的刚性基础可调式有砟轨道轨枕，刚性基础可调式有砟轨道轨枕上方通过低刚度扣件安装钢轨；

刚性基础可调式有砟轨道轨枕和刚性基础四周填筑碎石形成碎石道砟道床。

刚性基础纵向分段设置，各段之间留有横向的间隙形成横向排水槽。

刚性基础为现浇水硬性混合料或低塑性混凝土形成的基础。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕范围填筑的碎石至刚性基础可调式有砟轨道轨枕承轨面下40~60mm处；

刚性基础可调式有砟轨道轨枕两侧填筑碎石至刚性基础可调式有砟轨道轨枕枕肩处。

刚性基础四周回填的碎石填充了横向排水槽。

所述刚性基础可调式有砟轨道轨枕为预应力钢筋混凝土结构，内部配筋包括预应力纵筋和箍筋；

刚性基础可调式有砟轨道轨枕顶面设置有承轨台，底面设置有弹性缓冲材料。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕顶面设置有预埋套管，承轨台上对应预埋套管的位置开孔，插入并固定。

预埋套管外设置有螺旋钢筋。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕上方通过低刚度扣件在承轨台上安装钢轨；

低刚度扣件采用扣件铁垫板下弹性垫板的刚度实现低刚度；弹性垫板静刚度分为客货运的30～40 kN/mm和客运的20～30 kN/mm两种。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕现浇于刚性基础上。

本发明具有以下优点：

1、本发明克服了目前高速有砟和无砟轨道的缺点，结合了二者的优势，形成刚性基础可调式有砟轨道结构，克服了传统有砟轨道的线路几何形位较难长期保持、平顺度不高、病害发生周期短、维修工作量大、养护维修费用高缺点，也克服了无砟轨道的初期投资费用高，对线下基础适应性差，破坏时修复时间长，病害整治困难的缺点。

2、本发明采用低刚度扣件，将轨道系统垂向刚度完全由低刚度扣件实现。

3、本发明采用刚性基础可调式有砟轨道，将预应力钢筋混凝土有砟轨枕的承轨台和扣件预埋套管与低刚度扣件相匹配，保证刚性基础可调式有砟轨道系统垂向刚度与传统无砟轨道相同。满足轨枕运输、铺设和运营期养护维修作业；配套水平、高低调整量大的无砟扣件，满足刚性基础条件下轨道结构的精调作业及运营期维护调整；轨枕底部涂刷弹性缓冲材料，提高轨道结构的耐久性。

4、本发明采用刚性基础，是在刚性基础可调式有砟轨道下现浇水硬性混合料或低塑性混凝土形成的，刚性基础可调式有砟轨枕位于刚性基础之上，使刚性基础可调式有砟轨道具有传统无砟轨道的高平顺性、高稳定性和高耐久性。

5、本发明采用碎石道砟道床，是在轨枕及现浇刚性基础四周填筑碎石道砟形成的，填筑的碎石捣固密实，为轨排框架提供纵、横向道床阻力。当线下基础垂向变形超出扣件调整量时，可以采用抽换不同高度轨枕来调整轨道结构高度至设计高度；当线下基础横向变形超出扣件调整量时，可以采用大机拨道调整轨向至设计值。

附图说明

图1为轨道平面图；

图2为轨道剖面图；

图3为轨道横断面图；

图4为轨枕平面图；

图5为轨枕剖面图；

图6为轨枕横断面图；

图7为轨枕配筋平面图；

图8为轨枕配筋剖面图；

图9为轨枕配筋横断面图。

图中标识为：

1.钢轨，2.低刚度扣件，3. 刚性基础可调式有砟轨道轨枕，4. 刚性基础，5.碎石道砟道床，6.横向排水槽；

11.承轨台，12.挡肩，13. 弹性缓冲材料，14. 预应力纵筋，15.箍筋，16.预埋套管，17.螺旋钢筋。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种刚性基础可调式有砟轨道，所述轨道结构包括刚性基础4，刚性基础4上方布置横向的刚性基础可调式有砟轨道轨枕3，刚性基础可调式有砟轨道轨枕3上方通过低刚度扣件2安装钢轨1；刚性基础可调式有砟轨道轨枕3和刚性基础4四周填筑碎石形成碎石道砟道床5。

刚性基础4纵向分段设置，各段之间留有横向的间隙形成横向排水槽6。

刚性基础4为现浇水硬性混合料或低塑性混凝土形成的基础。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕3范围填筑的碎石至刚性基础可调式有砟轨道轨枕3承轨面下40~60mm处；刚性基础可调式有砟轨道轨枕3两侧填筑碎石至刚性基础可调式有砟轨道轨枕3枕肩处。刚性基础4四周回填的碎石填充了横向排水槽6。

适用于所述的刚性基础可调式有砟轨道的刚性基础可调式有砟轨道轨枕，为预应力钢筋混凝土结构，现浇于刚性基础4上，不受刚性基础4纵、横向约束，采用预应力结构使轨枕具有强度高、刚度大、耐久性和耐疲劳性强等特性，可较好地适应刚性基础可调式有砟轨道施工工艺及养护维修方法。预应力结构内部配筋包括预应力纵筋14和箍筋15；刚性基础可调式有砟轨道轨枕3顶面设置有承轨台11，底面设置有弹性缓冲材料13。轨枕底部涂刷弹性缓冲材料，枕底涂刷的弹性缓冲材料为高分子弹性材料，具有高刚度、低弹性、耐磨、耐老化、耐腐蚀、耐久性高的特性，有效缓冲通过轨枕传递至刚性支撑层的轮轨作用力，提高轨道系统的耐久性。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕3顶面设置有预埋套管16，承轨台11上对应预埋套管16的位置开孔，插入并固定。预埋套管16外设置有螺旋钢筋17。

刚性基础可调式有砟轨道轨枕3上方通过低刚度扣件2在承轨台11上安装钢轨1；低刚度扣件2采用扣件铁垫板下弹性垫板的刚度实现低刚度；弹性垫板静刚度分为客货运的30～40 kN/mm和客运的20～30 kN/mm两种。本发明将无砟扣件创新地应用在有砟预应力混凝土轨枕上，在扣件系统上，使有砟轨道结构具有与无砟轨道相同的扣件大调整量和系统刚度。

本发明的改进之处在于，将低刚度扣件安装于有砟预应力轨枕上，刚性基础可调式有砟轨道轨枕现浇在刚性基础上，轨道垂向设计理念与无砟轨道相同，使本结构具有无砟轨道良好的稳定性、平顺性、耐久性等特点；同时在轨枕及现浇刚性基础四周采用碎石道砟进行填充，碎石捣固密实，使轨道纵横向设计理念与有砟轨道相同，当线下基础出现较大变形时可以通过抽换不同设计高度的轨枕进行调整，保留了有砟轨道的破坏时修复时间短、对线下基础适应性强、机械化维修效率高、几何状态调整简单快速等特点。兼具有砟、无砟轨道的优点，摒弃有砟、无砟的缺点。

所述低刚度扣件，是相对传统有砟扣件系统的垂向高刚度，将轨道系统垂向刚度完全由低刚度扣件实现。

所述刚性基础可调式有砟轨道轨枕，是将预应力有砟轨枕的承轨台和扣件预埋套管与低刚度扣件相匹配，保证刚性基础可调式有砟轨道系统垂向刚度与传统无砟轨道相同。轨枕主体采用预应力钢筋混凝土结构，配套大调整量无砟扣件，枕底涂刷有弹性缓冲材料。采用无砟扣件可以较好地适用刚性基础可调式有砟轨道，无砟扣件可以提高轨道结构对线下基础的适应性，降低轨道施工难度；枕底涂刷弹性缓冲材料可有效延长轨枕及刚性基础的使用寿命，提高轨道系统的耐久性，较大地降低运营期养护维修费用。

所诉刚性基础，是在刚性基础可调式有砟轨道轨枕下现浇水硬性混合料或低塑性混凝土，刚性基础可调式有砟轨道轨枕位于刚性基础之上，使刚性基础可调式有砟轨道具有传统无砟轨道的高平顺性、高稳定性和高耐久性。

所述碎石道砟道床，是在轨枕及现浇刚性基础四周填筑碎石道砟，为轨排框架提供纵、横向道床阻力。当线下基础垂向变形超出扣件调整量时，可以采用抽换不同高度轨枕来调整轨道结构高度；当线下基础横向变形超出扣件调整量时，可以采用大机拨道调整轨向至设计值。

本发明采用低刚度扣件、刚性基础可调式有砟轨道轨枕、现浇刚性基础及碎石道床的组合设计，相比无砟轨道，提高了轨道结构对线下基础适应性，可适当降低对线下基础沉降控制要求，节省线下工程投资；降低了病害地段的运营养护维修难度，节省养护维修费用；只有一次现浇调整层工序，提高了现场施工速度，节省了一定的施工工期。相比有砟轨道，提高了轨道结构的平顺性、稳定性和耐久性，避免了高速列车情况下有砟轨道道床劣化过快的问题，较大地降低了运营期养护维系费用。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

轨道结构包括刚性基础(4)，刚性基础(4)上方布置横向的刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)，刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)上方通过低刚度扣件(2)安装钢轨(1)；

刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)和刚性基础(4)四周填筑碎石形成碎石道砟道床(5)；所述刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)为预应力钢筋混凝土结构，现浇于刚性基础(4)上，内部配筋包括预应力纵筋(14)和箍筋(15)。

2.根据权利要求1所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础(4)纵向分段设置，各段之间留有横向的间隙形成横向排水槽(6)。

3.根据权利要求2所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础(4)为现浇水硬性混合料或低塑性混凝土形成的基础。

4.根据权利要求3所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)范围填筑的碎石至刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)承轨面下40～60mm处；

刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)两侧填筑碎石至刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)枕肩处。

5.根据权利要求4所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础(4)四周回填的碎石填充了横向排水槽(6)。

6.根据权利要求5所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)顶面设置有承轨台(11)，底面设置有弹性缓冲材料(13)。

7.根据权利要求6所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)顶面设置有预埋套管(16)，承轨台(11)上对应预埋套管(16)的位置开孔，插入并固定。

8.根据权利要求7所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

预埋套管(16)外设置有螺旋钢筋(17)。

9.根据权利要求8所述的刚性基础可调式有砟轨道，其特征在于：

刚性基础可调式有砟轨道轨枕(3)上方通过低刚度扣件(2)在承轨台(11)上安装钢轨(1)；

低刚度扣件(2)采用扣件铁垫板下弹性垫板的刚度实现低刚度；弹性垫板静刚度分为客货运的30～40kN/mm和客运的20～30kN/mm两种。

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