有砟轨道
轨道结构的主要形式之一
有砟轨道是指轨下基础为石质散粒道床的轨道,通常也称为砾石道床轨道,是轨道结构的主要形式之一。
有砟轨道的散粒体碎石道床随线下基础顶面材料和状态的不同,可以是由面层碎石道砟和底层级配碎石所组成的双层道床,也可以是面层碎石道砟形成的单层道床。有砟轨道的轨道类型通常用构成轨道的钢轨类型、轨枕类型及每千米铺设根数、道床结构、道砟材料及道床厚度来表示。客货共线铁路正线有砟轨道类型分为特重型、重型、次重型、中型和轻型;高速铁路有砟轨道只有一种结构,不分轨道类型,不分等级。
有砟轨道具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。但相对无砟轨道来说,其也具有线路平面几何形状不易保持,使用寿命短,养护维修工作量大等缺点。有砟轨道是铁路上应用最早、使用范围最广的轨道结构形式。在中国国内,高铁大跨度桥梁大多采用有砟轨道。
线路
有砟轨道线路如下图所示,由轨道和下部建筑两部分组成。
(一)轨道轨道(也称上部建筑)
钢轨、轨枕、道床、道岔和连接零件、防爬设备等组成。
道床是铺设在路基面上的道砟(砾石或沙子)层,其作用是将轨枕传下来的压力均匀地传给路基,排除轨道中的雨水,阻止轨枕移动钢轨和缓和车轮对钢轨的冲击,使轨道具有足够的弹性。由于我国多数情况是用钢轨传输信号电流构成轨道电路,道床的状态对轨道电路影响很大,所以对道床材料有一定要求。为了提高线路阻力,保持轨道稳定,对于不同线路条件有不同的道床断面尺寸。在自动闭塞区段为了避免传失轨道电流,道床顶面应比轨枕顶面低20~30mm。
轨枕是钢轨的支座,并用它保持钢轨的位置、方向及轨距。轨枕按制造材料分有木枕和钢筋混凝土枕两种,不论采用哪一种轨枕,对轨道电路来说,都要求它对钢轨有较好的电气绝缘。在曲线处除用轨枕保持轨距外,还加装有轨距杆,使调整好的轨距不变,设有轨道电路时,轨距杆要实行电气绝缘。我国普通轨枕的长度为2.5m,道岔用的岔枕和桥梁上用的桥枕,其长度有2.6~4.85m等多种。每公里线路上铺设轨枕的数量,一般在1440~1840根之间,应结合运量和行车速度等运营条件而确定。
钢轨承受列车车轮传来的力,并把此力传给轨枕,引导列车按一定方向运行。因而它应具备足够的强度、稳定性和耐磨性。我国和多数国家一样,采用稳定性良好的宽底式钢轨,它的断面很像工字梁,包括轨头、轨腰、轨底三个部分。
钢轨类型是以每米钢轨重量来表示,如75kg/m、60kg/m、50kg/m、43kg/m等。钢轨越重越能承受较大的冲击力。在车辆的载重不断加大,列车速度不断提高的情况下,今后将广泛使用重型钢轨。
钢轨长度,目前我国钢轨的标准长度有12.5m和25m两种。在铺设时,为了消除车轮通过轨缝处所引起的冲击力,可把钢轨焊接成几百米或几千米一段,即所谓长钢轨。钢轨越长,接缝越少,可节省连接零件,也可减少行车阻力和节省线路及机车车辆的维修费用。长钢轨对轨道电路也有利,因为可以节省在钢轨接缝处用的导接线,可以使钢轨阻抗更加稳定。钢轨接缝处的连接零件包括鱼尾板(又称接插件夹板)、螺栓螺丝螺母和弹性垫圈等部分。
钢轨接缝处必须保持的缝隙叫做轨缝。当温度变化使钢轨产生伸缩时,它可以起调节作用。在装有轨道电路的区段,轨道电路的两端要在钢轨接缝处装上钢轨绝缘;在轨道电路中间的钢轨接缝处,要用导接线把接缝两边的钢轨连接起来,以便使钢轨阻抗稳定不变,更好地导通信号电流。由此可见,钢轨接缝越少,对轨道电路越有利。在轨缝处安装的钢轨绝缘与钢轨类型有关,例如有50kg/m钢轨用的钢轨绝缘,60kg/m钢轨用的钢轨绝缘等。
列车运行时,常常产生作用在钢轨上的纵向力,使钢轨作纵向移动,有时甚至带动轨枕一起移动,叫做爬行。线路爬行往往引起轨缝不均,轨枕歪斜,甚至涨轨跑道,威胁行车安全。钢轨爬行也会使道岔不能转换。为此,在容易产生爬行的线段,例如在列车经常实行制动的线段或单向运行的线段,都需要安装防爬设备,如安装防爬器和防爬撑等。
(二)下部建筑
下部建筑由路基路堑路堤)、桥梁、隧道、涵泂等设备组成,在实际管理中,除路基之外,其他不属于“线路”范围。
要求
钢轨
正线轨道应采用100m定尺长的60kg/m无螺栓孔新钢轨,其质量应符合相应速度等级钢轨的相关要求。
轨枕
正线有砟轨道采用2.6m长混凝土轨枕,每千米铺设1667根。道岔区段铺设混凝土岔枕。
配件
有砟轨道采用与轨枕配套的弹性扣件,其轨下弹性垫层的静刚度宜为(60±10)kN/mm。
道床
(1)采用特级砾石道砟,道砟的物理力学性能应符合有关规定。道砟上道前应进行清洗,清洁度应满足有关要求。
(2)道床顶面低于轨枕承轨面不应小于40mm,且不应高于轨枕中部顶面。
(3)路基地段单线道床顶面宽度为3.6m,道床厚度为0.35m,道床边坡为1:1.75,砟肩堆高为0.15m。双线道床顶面宽度分别按单线设计。石质路堑地段采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。
(4)桥上的道床标准与路基地段相同,应采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。砟肩至挡砟墙之间以道砟填平。
(5)隧道内的道床标准与路基地段相同,应采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。砟肩至边墙(或高侧水沟)间以道砟填平。
(6)线路开通前,道床密度不应小于1.75g/cm,轨枕支承刚度不应小于120kN/mm,纵向阻力不应小于14kN/枕,横向阻力不应小于12kN/枕。
施工准备
1设计文件核对及技术交底
轨道施工前应熟悉批准的施工设计文件(包括变更设计文件),接收与轨道施工有关的工程竣工及变更设计资料,并进行核对。施工前应进行技术交底。
2.施工调查
调查沿线道砟来源、供砟方式、道砟运输条件及道砟储备场设置条件;调查沿线水源、电源供应及使用当地电网的可能性等;调查大型铺轨机械通过地段的限界情况;收集沿线水文气象资料;了解与轨道工程有关的工程进展情况、质量状况及对轨道工程的影响。
3.编制实施性施工组织设计
铺轨前应编制实施性施工组织设计,对施工过程的质量控制及进度计划提出明确的要求,并制定作业指导书。实施性施工组织设计应包括编制依据及原则、工程概况、机构设置及劳动力组织;主要施工方法及施工安排(包括施工顺序)、施工进度;制定各季节焊接铺设长钢轨的技术措施和铺轨进度计划的实施方案;轨道部件用料计划和供料方式;铺轨、焊轨基地设置,沿线临时工程,通信及行车方案;生产及生活用水、用电供应方案;施工机械及试验检测设备配置计划;工程运输组织(含长钢轨运输)及机车车辆配置计划;工期、安全、质量保证、文明施工及环境和劳动保护措施等。
4.轨道部件的质量检验及储存
有砟轨道部件包括:钢轨、轨枕、联结零件、道砟、道岔钢轨伸缩调节器和线路附属设备等。各类轨道部件生产厂家均应具备生产资质,并按照相关标准规定的批量,出具产品检验合格证,并提供质量保证书,采购方应提供质量复验证明书。施工单位应对进场的轨道部件按相关规定进行抽样检查。轨料存放场基底应平实,并有良好的排水系统。
钢轨应分类垛码并符合以下规定:钢轨起吊应缓起、轻落,保持钢轨基本平直;钢轨应逐根丈量并测量断面尺寸,不同长度和断面尺寸公差级别的钢轨应分类垛码,并予以标识;每垛钢轨应树立标牌,标识产地、类型、规格、数量;钢轨垛底应支垫架空,支垫应与钢轨垂直放置,间距5~7.5m,上下层同位,垛码层数应保证钢轨不伤损变形。
轨枕应分类垛码,并符合以下规定:垛码混凝土枕应上下位,层间承轨槽处应垫以小建筑木方或其他材料,其顶面应高出挡肩或预埋件顶面20mm;木枕存放场内应有消防设施。
道砟储存应符合以下规定:存砟场的设置和存砟数量应满足施工进度的要求;堆砟场地面应进行硬化;清洁的道砟堆应予覆盖或入库存放;不得使用履带式设备堆砟,当使用胶轮装载机进行堆砟和装车作业时,装载机不得在同一砟面上反复行走,砟堆高度不宜超过3m;被污染的道砟未经处理干净前不得上道;道岔钢轨伸缩调节器及其配件应配套成组分类放置、垛码整齐。
其他轨道部件储存也应符合相关规定。铺轨前应按铺轨进度计划,落实各种轨道部件来源,其供货进度应与施工进度相配合,并有一定数量的储备。
5.施工人员培训及机械准备
施工队伍作业人员应进行岗前培训,经考试合格后持证上岗。轨道工程施工前应根据施工方法配备焊轨、道砟摊铺、长钢轨及轨忱运输、铺枕及铺轨、大型养路机械及补砟、应力放散及锁定、钢轨预打磨等设备。
6.检测机构设置及相应设备配置
施工前应根据质量控制需要设置经认证的检测机构,并配备相应的检测设备。试验检测设备主要包括:钢轨焊接接插件质量检测设备、有砟道床状态参数指标检测设备、轨道几何尺寸检测设备、轨温计等。各施工检测设备要在使用前预加校验,不合格者不得使用。
7.线路基桩设置预铺
道砟前应按设计设置好线路基桩。线路基桩材质、标准、设置位置、数量和精度应符合设计要求。线路基桩应在贯通测量后设置,测量误差应在限差内调整闭合,设置精度应符合相关技术标准。因路基沉陷等致使基桩变位时,应及时修正测量资料。线路基桩应设置牢固,标识清晰、齐全、便于观看,并绘制布设平面示意图和线路基桩表描述其位置、外移距离和高程
8.铺轨前与线下施工单位交接
铺轨前,路基、桥、隧道及过渡段应有检验合格资料,并提供沉降变形观测资料及评估报告。铺轨施工单位应接收线下施工单位的线路测量资料及控制桩,核实中线贯通情况,并复测线路基桩和路面高程。中线桩、线路基桩、水准点应钉设齐全,缺损者应在铺轨前补齐。铺轨施工单位与线下施工单位交接应在铺轨前一个月进行。
参考资料
有砟轨道.中国大百科全书.2024-03-09
目录
概述
线路
要求
钢轨
轨枕
配件
道床
施工准备
参考资料