有砟軌道是指軌下基礎為石質散粒道床的軌道,通常也稱為礫石道床軌道,是軌道結構的主要形式之一。
有砟軌道的散粒體碎石道床隨線下基礎頂面材料和狀態(tài)的不同,可以是由面層碎石道砟和底層級配碎石所組成的雙層道床,也可以是面層碎石道砟形成的單層道床。有砟軌道的軌道類型通常用構成軌道的鋼軌類型、軌枕類型及每千米鋪設根數(shù)、道床結構、道砟材料及道床厚度來表示。客貨共線鐵路正線有砟軌道類型分為特重型、重型、次重型、中型和輕型;高速鐵路有砟軌道只有一種結構,不分軌道類型,不分等級。
有砟軌道具有彈性良好、價格低廉、更換與維修方便、吸噪特性好等優(yōu)點。但相對無砟軌道來說,其也具有線路平面幾何形狀不易保持,使用壽命短,養(yǎng)護維修工作量大等缺點。有砟軌道是鐵路上應用最早、使用范圍最廣的軌道結構形式。在中國國內,高鐵大跨度橋梁大多采用有砟軌道。
線路
有砟軌道線路如下圖所示,由軌道和下部建筑兩部分組成。
(一)軌道軌道(也稱上部建筑)
道床是鋪設在路基面上的道砟(礫石或沙子)層,其作用是將軌枕傳下來的壓力均勻地傳給路基,排除軌道中的雨水,阻止軌枕移動鋼軌和緩和車輪對鋼軌的沖擊,使軌道具有足夠的彈性。由于我國多數(shù)情況是用鋼軌傳輸信號電流構成軌道電路,道床的狀態(tài)對軌道電路影響很大,所以對道床材料有一定要求。為了提高線路阻力,保持軌道穩(wěn)定,對于不同線路條件有不同的道床斷面尺寸。在自動閉塞區(qū)段為了避免傳失軌道電流,道床頂面應比軌枕頂面低20~30mm。
軌枕是鋼軌的支座,并用它保持鋼軌的位置、方向及軌距。軌枕按制造材料分有木枕和鋼筋混凝土枕兩種,不論采用哪一種軌枕,對軌道電路來說,都要求它對鋼軌有較好的電氣絕緣。在曲線處除用軌枕保持軌距外,還加裝有軌距桿,使調整好的軌距不變,設有軌道電路時,軌距桿要實行電氣絕緣。我國普通軌枕的長度為2.5m,道岔用的岔枕和橋梁上用的橋枕,其長度有2.6~4.85m等多種。每公里線路上鋪設軌枕的數(shù)量,一般在1440~1840根之間,應結合運量和行車速度等運營條件而確定。
鋼軌承受列車車輪傳來的力,并把此力傳給軌枕,引導列車按一定方向運行。因而它應具備足夠的強度、穩(wěn)定性和耐磨性。我國和多數(shù)國家一樣,采用穩(wěn)定性良好的寬底式鋼軌,它的斷面很像工字梁,包括軌頭、軌腰、軌底三個部分。
鋼軌類型是以每米鋼軌重量來表示,如75kg/m、60kg/m、50kg/m、43kg/m等。鋼軌越重越能承受較大的沖擊力。在車輛的載重不斷加大,列車速度不斷提高的情況下,今后將廣泛使用重型鋼軌。
鋼軌長度,目前我國鋼軌的標準長度有12.5m和25m兩種。在鋪設時,為了消除車輪通過軌縫處所引起的沖擊力,可把鋼軌焊接成幾百米或幾千米一段,即所謂長鋼軌。鋼軌越長,接縫越少,可節(jié)省連接零件,也可減少行車阻力和節(jié)省線路及機車車輛的維修費用。長鋼軌對軌道電路也有利,因為可以節(jié)省在鋼軌接縫處用的導接線,可以使鋼軌阻抗更加穩(wěn)定。鋼軌接縫處的連接零件包括魚尾板(又稱接插件夾板)、螺栓、螺絲螺母和彈性墊圈等部分。
鋼軌接縫處必須保持的縫隙叫做軌縫。當溫度變化使鋼軌產生伸縮時,它可以起調節(jié)作用。在裝有軌道電路的區(qū)段,軌道電路的兩端要在鋼軌接縫處裝上鋼軌絕緣;在軌道電路中間的鋼軌接縫處,要用導接線把接縫兩邊的鋼軌連接起來,以便使鋼軌阻抗穩(wěn)定不變,更好地導通信號電流。由此可見,鋼軌接縫越少,對軌道電路越有利。在軌縫處安裝的鋼軌絕緣與鋼軌類型有關,例如有50kg/m鋼軌用的鋼軌絕緣,60kg/m鋼軌用的鋼軌絕緣等。
列車運行時,常常產生作用在鋼軌上的縱向力,使鋼軌作縱向移動,有時甚至帶動軌枕一起移動,叫做爬行。線路爬行往往引起軌縫不均,軌枕歪斜,甚至漲軌跑道,威脅行車安全。鋼軌爬行也會使道岔不能轉換。為此,在容易產生爬行的線段,例如在列車經常實行制動的線段或單向運行的線段,都需要安裝防爬設備,如安裝防爬器和防爬撐等。
(二)下部建筑
下部建筑由路基(路塹及路堤)、橋梁、隧道、涵泂等設備組成,在實際管理中,除路基之外,其他不屬于“線路”范圍。
要求
鋼軌
正線軌道應采用100m定尺長的60kg/m無螺栓孔新鋼軌,其質量應符合相應速度等級鋼軌的相關要求。
軌枕
正線有砟軌道采用2.6m長混凝土軌枕,每千米鋪設1667根。道岔區(qū)段鋪設混凝土岔枕。
配件
有砟軌道采用與軌枕配套的彈性扣件,其軌下彈性墊層的靜剛度宜為(60±10)kN/mm。
道床
(1)采用特級礫石道砟,道砟的物理力學性能應符合有關規(guī)定。道砟上道前應進行清洗,清潔度應滿足有關要求。
(2)道床頂面低于軌枕承軌面不應小于40mm,且不應高于軌枕中部頂面。
(3)路基地段單線道床頂面寬度為3.6m,道床厚度為0.35m,道床邊坡為1:1.75,砟肩堆高為0.15m。雙線道床頂面寬度分別按單線設計。石質路塹地段采用彈性軌枕或鋪設砟下彈性墊層。
(4)橋上的道床標準與路基地段相同,應采用彈性軌枕或鋪設砟下彈性墊層。砟肩至擋砟墻之間以道砟填平。
(5)隧道內的道床標準與路基地段相同,應采用彈性軌枕或鋪設砟下彈性墊層。砟肩至邊墻(或高側水溝)間以道砟填平。
(6)線路開通前,道床密度不應小于1.75g/cm,軌枕支承剛度不應小于120kN/mm,縱向阻力不應小于14kN/枕,橫向阻力不應小于12kN/枕。
施工準備
1設計文件核對及技術交底
軌道施工前應熟悉批準的施工設計文件(包括變更設計文件),接收與軌道施工有關的工程竣工及變更設計資料,并進行核對。施工前應進行技術交底。
2.施工調查
調查沿線道砟來源、供砟方式、道砟運輸條件及道砟儲備場設置條件;調查沿線水源、電源供應及使用當?shù)仉娋W的可能性等;調查大型鋪軌機械通過地段的限界情況;收集沿線水文氣象資料;了解與軌道工程有關的工程進展情況、質量狀況及對軌道工程的影響。
3.編制實施性施工組織設計
鋪軌前應編制實施性施工組織設計,對施工過程的質量控制及進度計劃提出明確的要求,并制定作業(yè)指導書。實施性施工組織設計應包括編制依據(jù)及原則、工程概況、機構設置及勞動力組織;主要施工方法及施工安排(包括施工順序)、施工進度;制定各季節(jié)焊接鋪設長鋼軌的技術措施和鋪軌進度計劃的實施方案;軌道部件用料計劃和供料方式;鋪軌、焊軌基地設置,沿線臨時工程,通信及行車方案;生產及生活用水、用電供應方案;施工機械及試驗檢測設備配置計劃;工程運輸組織(含長鋼軌運輸)及機車車輛配置計劃;工期、安全、質量保證、文明施工及環(huán)境和勞動保護措施等。
4.軌道部件的質量檢驗及儲存
有砟軌道部件包括:鋼軌、軌枕、聯(lián)結零件、道砟、道岔、鋼軌伸縮調節(jié)器和線路附屬設備等。各類軌道部件生產廠家均應具備生產資質,并按照相關標準規(guī)定的批量,出具產品檢驗合格證,并提供質量保證書,采購方應提供質量復驗證明書。施工單位應對進場的軌道部件按相關規(guī)定進行抽樣檢查。軌料存放場基底應平實,并有良好的排水系統(tǒng)。
鋼軌應分類垛碼并符合以下規(guī)定:鋼軌起吊應緩起、輕落,保持鋼軌基本平直;鋼軌應逐根丈量并測量斷面尺寸,不同長度和斷面尺寸公差級別的鋼軌應分類垛碼,并予以標識;每垛鋼軌應樹立標牌,標識產地、類型、規(guī)格、數(shù)量;鋼軌垛底應支墊架空,支墊應與鋼軌垂直放置,間距5~7.5m,上下層同位,垛碼層數(shù)應保證鋼軌不傷損變形。
軌枕應分類垛碼,并符合以下規(guī)定:垛碼混凝土枕應上下位,層間承軌槽處應墊以小建筑木方或其他材料,其頂面應高出擋肩或預埋件頂面20mm;木枕存放場內應有消防設施。
道砟儲存應符合以下規(guī)定:存砟場的設置和存砟數(shù)量應滿足施工進度的要求;堆砟場地面應進行硬化;清潔的道砟堆應予覆蓋或入庫存放;不得使用履帶式設備堆砟,當使用膠輪裝載機進行堆砟和裝車作業(yè)時,裝載機不得在同一砟面上反復行走,砟堆高度不宜超過3m;被污染的道砟未經處理干凈前不得上道;道岔、鋼軌伸縮調節(jié)器及其配件應配套成組分類放置、垛碼整齊。
其他軌道部件儲存也應符合相關規(guī)定。鋪軌前應按鋪軌進度計劃,落實各種軌道部件來源,其供貨進度應與施工進度相配合,并有一定數(shù)量的儲備。
5.施工人員培訓及機械準備
施工隊伍作業(yè)人員應進行崗前培訓,經考試合格后持證上崗。軌道工程施工前應根據(jù)施工方法配備焊軌、道砟攤鋪、長鋼軌及軌忱運輸、鋪枕及鋪軌、大型養(yǎng)路機械及補砟、應力放散及鎖定、鋼軌預打磨等設備。
6.檢測機構設置及相應設備配置
施工前應根據(jù)質量控制需要設置經認證的檢測機構,并配備相應的檢測設備。試驗檢測設備主要包括:鋼軌焊接接插件質量檢測設備、有砟道床狀態(tài)參數(shù)指標檢測設備、軌道幾何尺寸檢測設備、軌溫計等。各施工檢測設備要在使用前預加校驗,不合格者不得使用。
7.線路基樁設置預鋪
道砟前應按設計設置好線路基樁。線路基樁材質、標準、設置位置、數(shù)量和精度應符合設計要求。線路基樁應在貫通測量后設置,測量誤差應在限差內調整閉合,設置精度應符合相關技術標準。因路基沉陷等致使基樁變位時,應及時修正測量資料。線路基樁應設置牢固,標識清晰、齊全、便于觀看,并繪制布設平面示意圖和線路基樁表描述其位置、外移距離和高程。
8.鋪軌前與線下施工單位交接
鋪軌前,路基、橋、隧道及過渡段應有檢驗合格資料,并提供沉降變形觀測資料及評估報告。鋪軌施工單位應接收線下施工單位的線路測量資料及控制樁,核實中線貫通情況,并復測線路基樁和路面高程。中線樁、線路基樁、水準點應釘設齊全,缺損者應在鋪軌前補齊。鋪軌施工單位與線下施工單位交接應在鋪軌前一個月進行。
參考資料 >
有砟軌道.中國大百科全書.2024-03-09
坐上高鐵看海去!我國首條跨海高鐵要來了.中國新聞網.2024-03-09