高低调整型板式无砟轨道结构及施工方法 |
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| 申请号 | CN202310574483.5 | 申请日 | 2023-05-22 | 公开(公告)号 | CN116575272A | 公开(公告)日 | 2023-08-11 |
| 申请人 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司; | 发明人 | 林士财; 张鹏; 常卫华; 魏周春; 张明; 张岷; 褚卫松; 刘杰; 刘超; 孔凡兵; 张生延; 刘启宾; 贺天龙; 胡志鹏; 蔡向辉; 杜炜; 武钰斌; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种高低调整型板式无砟轨道结构及施工方法。既有无砟轨道结构易于调高但调高量无法适应大 变形 。本结构包括 框架 式轨道板、高低调整型支座、下部调整层和侧向限位调整层；下部调整层的横截面呈U字形，两侧为 支撑 台，中部为条形槽，高低调整型支座竖向固定在条形槽内；框架式轨道板固定在高低调整型支座顶部，框架式轨道板两侧设置有横向外凸的限位凸台；侧向限位调整层设置于支撑台顶部，侧向限位调整层的横向内侧设置有限位凹槽，限位凸台插入限位凹槽内。本发明克服了既有无砟轨道弊端，结合高低调整型支座形成一种新型板式无砟轨道，可实现 基础 大变形条件下的轨道结构高低无级调整，具备轨面线形快速恢复等显著特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.高低调整型板式无砟轨道结构，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 高低调整型板式无砟轨道结构及施工方法技术领域[0001] 本发明涉及轨道工程技术领域，具体涉及一种高低调整型板式无砟轨道结构及施工方法。 背景技术[0002] 从结构性能而言，基础不均匀沉降、地裂缝滑移等大变形条件易引起混凝土轨道结构开裂，并加速轨道结构的破坏，导致轨道结构功能性和耐久性降低；易造成层间产生离缝甚至脱空，给列车运行舒适性和安全性带来直接隐患；导致轨道结构形成明显高低、水平等不平顺，直接影响列车运行舒适性和安全性。从工程结构实践而言，借鉴既有地铁、国铁运营及养护维修经验，在竖向平顺性保持上，有砟轨道和无砟轨道结构调高相对容易且操作难度不大，扣件调高或填充道砟是最常用且基本的手段之一。 [0003] 但当基础变形达到数百毫米时，无砟轨道需采取抬升纠偏或拆除重建等特殊方式进行维修，维修施工工艺复杂，工程代价高；有砟轨道受道砟厚度的影响，制约其调整能力，此外，由于地下线施工条件有限，有砟轨道少有铺设。 [0004] 以西安市为例，地裂缝共14条，延伸长度超过160km，地铁建设过程中，不可避免地跨越地裂缝地段。当活动速率为5.0mm/a，百年内最大垂直位移达500mm，轨道结构需具备500mm向上调整能力，既有无砟轨道无法满足；此外，当工程条件受限时，如上调侧预留联络线等，轨道结构调整方式需由上调式改为下调式。 [0005] 无砟轨道结构向下调整的能力极为有限，一是由于扣件负调整量有限，采用预垫高的方式虽可增大扣件负调整量，但受扣件结构及性能要求的影响，预垫高量不宜过大；二是由于无砟轨道为混凝土整体结构，无法通过减薄道床厚度实现轨道下调。 发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种高低调整型板式无砟轨道结构及施工方法，克服了既有无砟轨道结构易于调高但调高量无法适应大变形的问题，同时具备较大负调整能力，可灵活适用于各种复杂线路地段。 [0007] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： [0009] 所述下部调整层的横截面呈U字形，两侧为支撑台，中部为条形槽，所述高低调整型支座竖向固定在所述条形槽内； [0010] 所述框架式轨道板固定在所述高低调整型支座顶部，所述框架式轨道板两侧设置有横向外凸的限位凸台； [0011] 所述侧向限位调整层设置于所述支撑台顶部，所述侧向限位调整层的横向内侧设置有限位凹槽，所述限位凸台插入所述限位凹槽内。 [0012] 进一步地，所述框架式轨道板的顶部两侧各设置有一列承轨台，前后相邻的两个承轨台组成一组承轨台，每组承轨台下方设置一个所述高低调整型支座。 [0016] 所述调高螺套的下部位于所述支座箱体内，所述调高螺柱下部旋入所述调高螺套的顶部内，所述球型支座的底部固定在所述调高螺柱的顶部。 [0017] 进一步地，所述下部调整层内对应所述高低调整型支座的位置设置有预埋钢筋，所述预埋钢筋的顶端固定在所述支座箱体的底部。 [0018] 进一步地，所述框架式轨道板内对应所述高低调整型支座的位置设置有预埋钢板，所述球型支座的顶部通过螺栓连接到所述预埋钢板。 [0019] 进一步地，所述侧向限位调整层包括多层混凝土板，上下相邻的所述混凝土板之间、以及最下层的所述混凝土板与所述下部调整层的支撑台之间均为活动连接。 [0020] 另一方面，提供如所述的结构的施工方法，所述方法包括： [0021] 预制框架式轨道板和侧向限位调整层的混凝土板； [0023] 吊装并运输高低调整型支座至安装位置，将高低调整型支座底部固定于下部调整层的底板，并对各个高低调整型支座进行高度粗调； [0024] 吊装并运输框架式轨道板至安装位置，将高低调整型支座顶部固定于框架式轨道板； [0025] 在框架式轨道板上安装钢轨； [0026] 在下部调整层的底板两侧立模浇筑支撑台至设计高程； [0027] 在支撑台上逐层放置侧向限位调整层的混凝土板，将框架式轨道板的限位凸台插入侧向限位调整层的限位凹槽内。 [0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下： [0029] 本发明克服了既有无砟轨道弊端，结合高低调整型支座形成一种新型板式无砟轨道，可实现基础大变形条件下的轨道结构高低无级调整，具备轨面线形快速恢复等显著特点，同时可适应地裂缝等复杂地段与减振段落重合的情况。附图说明 [0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。 [0031] 图1是本发明的结构平面图。 [0032] 图2是本发明的结构立面图。 [0033] 图3是本发明的结构配筋示意图。 [0035] 图5是图4中的A大样图。 [0036] 图6是高低调整型支座的结构图。 [0037] 图中标识为： [0038] 1‑钢轨，2‑弹性扣件，3‑框架式轨道板，4‑高低调整型支座，5‑下部调整层，6‑承轨台，7‑限位凸台，8‑预埋套管，9‑预应力钢筋，10‑普通钢筋，11‑横向钢筋，12‑锚固板，13‑侧向限位调整层； [0039] 41‑球型支座，42‑调高螺柱，43‑调高螺套，44‑预埋钢筋，45‑支座箱体。 具体实施方式[0040] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。 [0041] 在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中线”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖向”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。 [0042] 在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。 [0043] 具体实施方式中，将线路方向定义为纵向，将垂直于线路方向定义为横向，将靠近线路中线定义为内侧，将远离线路中线定义为外侧。 [0044] 如图1和图2，本发明提供了一种高低调整型板式无砟轨道结构，结构包括框架式轨道板3、高低调整型支座4、下部调整层5和侧向限位调整层13。下部调整层5位于最底部，框架式轨道板3位于下部调整层5上方，高低调整型支座4位于下部调整层5和框架式轨道板3之间，侧向限位调整层13位于框架式轨道板3两侧。框架式轨道板3顶部设置有承轨台6，承轨台6上通过弹性扣件2固定钢轨1，可采用有挡肩或无挡肩形式。弹性扣件2可采用大调整量扣件，亦可根据工程需求合理选用。 [0045] 下部调整层5的横截面呈U字形，底部为底板，底板两侧上方为支撑台，支撑台和底板为分体浇筑结构，采用C35以上混凝土。下部调整层5中部为条形槽，条形槽沿线路中线布置，高低调整型支座4竖向固定在条形槽内。框架式轨道板3固定在高低调整型支座4顶部，框架式轨道板3两侧设置有横向外凸的限位凸台7。侧向限位调整层13设置于支撑台顶部，侧向限位调整层13的横向内侧设置有限位凹槽，限位凸台7插入限位凹槽内。侧向限位调整层13包括多层混凝土板，为预制件，上下相邻的混凝土板之间为活动连接。最下层的混凝土板与下部调整层5的支撑台之间为活动连接。 [0046] 高低调整型支座4布置的数量和位置，可结合框架式轨道板3实际板长进行设计，在经济性合理的条件下进行设置。如图1，框架式轨道板3的顶部两侧各设置有一列承轨台6，前后相邻的两个承轨台6组成一组承轨台6，每组承轨台6下方可设置一个高低调整型支座4，高低调整型支座4的位置左右对称布置。 [0047] 框架式轨道板3的顶面设置有预埋套管8，承轨台6上对应预埋套管8的位置设置有开孔，预埋套管8插入开孔内。这样的结构设计可对承轨台6的安装进行有效定位，并在运营过程中防止承轨台6发生水平面内的位移。预埋套管8外设置有螺旋钢筋，能提高预埋套管8抗拔强度，减小开裂风险。 [0048] 框架式轨道板3内部设置有竖向贯通的检修窗口，端部设置有圆形检修孔，便于支座调整和日常检修。框架式轨道板3为钢筋混凝土结构，内部设置有纵向的预应力钢筋9和普通钢筋10，以及横向钢筋11，预应力钢筋9端部外露于框架式轨道板3并通过锚固板12锚固。框架式轨道板3内部的预应力钢筋9采用先张法设置，为消除预应力钢丝，端部设置的锚固板12，可降低预应力的传递长度。锚固板12的外轮廓设计为正八边形，以便于通过扳手将锚固版紧固。横向钢筋3为热轧带肋钢筋，以箍筋形式安置在纵向钢筋的外侧。在一些实施例中，预应力钢筋9设置有一层，普通钢筋10可设置两层。 [0049] 高低调整型支座4包括球型支座41、调高螺柱42、调高螺套43和支座箱体45。调高螺套43的下部位于支座箱体45内并彼此不固定，调高螺柱42下部旋入调高螺套43的顶部内，球型支座41的底部固定在调高螺柱42的顶部。球型支座41可为钢支座也可为橡胶支座，可根据减振需求确定选用材质。下部调整层5内对应高低调整型支座4的位置设置有预埋钢筋44，预埋钢筋44的顶端固定在支座箱体45的底部。框架式轨道板3内对应高低调整型支座4的位置设置有预埋钢板，球型支座41的顶部通过螺栓连接到预埋钢板。从上部旋转调高螺套43时，由于调高螺柱42被固定，调高螺套43在支座箱体45内转动，调高螺柱42向上或向下移动，从而使得球型支座41在竖直方向内上升或下降。 [0050] 上述结构的施工方法，具体包括以下步骤： [0051] S1：预制框架式轨道板3和侧向限位调整层13的混凝土板。其中，轨道铺轨作业前，应对预制框架式轨道板3进行详尽布板设计，以确保安装有序进行。 [0052] S2：根据区段安装要求，浇筑下部调整层5的底板至计算标高。 [0053] S3：通过轨排井等结构设施吊装并运输高低调整型支座4至安装位置，将高低调整型支座4底部固定于下部调整层5的底板，并对各个高低调整型支座4进行高度粗调。根据布板设计要求，有序布置支座。 [0054] S4：通过轨排井等结构设施吊装并运输框架式轨道板3至安装位置，根据布板设计要求有序布置，将高低调整型支座4顶部固定于框架式轨道板3。 [0055] S5：在框架式轨道板3上安装钢轨，调整轨道几何形位。 [0056] S6：在下部调整层5的底板两侧立模浇筑支撑台至设计高程。 [0057] S7：在支撑台上逐层放置侧向限位调整层13的混凝土板，将框架式轨道板3的限位凸台7插入侧向限位调整层13的限位凹槽内。 [0058] 当轨道的下部结构发生大变形时，自框架式轨道板3的空心孔进入下部调整层5的条形槽内，通过旋转调高螺套43改变调高螺柱42顶部的高度，从而调高或降低轨面高程。 [0059] 本发明克服了既有无砟轨道便于调高但负调整能力有限的弊端，具有高低调整能力大、自动化程度高、运营干扰小等显著特点，尤其适用于受工程条件限制，难以实现大变形条件下轨道结构抬升地段，可通过设置初始支座高度，应对运营过程中因大变形问题导致的轨道几何形位不良问题，此外，通过合理调整支座刚度，形成适配不同减振需求的系列轨道结构。 [0060] 以地裂缝滑移为例，上盘(地裂缝破裂面以上的岩块)发生较大竖向位移时，可结合调整恢复要求，采用原位恢复或拟合恢复的方式，前者通过调高上盘支座高度实现轨面恢复，后者通过调高上盘支座高度，调低下盘支座高度实现轨面平顺性恢复，尤其适用于上盘受工程限制，不宜调高的情况。 [0061] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。 |
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