毕业论文资料2

高速铁路无砟轨道施工测量技术

第一章绪论

1.1研究无砟轨道的目的和意义

无砟轨道是当今世界上最先进的轨道结构形式，其平稳性、安全性好，可减少维护，使用寿命长，可降低粉尘，美化环境，列车时速可达200km/h以上，是高速铁路的发展方向。无砟道床是无砟轨道结构主要组成部分，世界上现有的无砟道床形式主要有：CRTSI型板式无砟道床、CRTSII型板式无砟道床、CRTSIII型板式无砟道床，其中CRTSI型板式无砟道床、CRTSII型板式无砟道床，主要施工技术有博格板、旭普林及雷达技术。

1.2双块式无砟轨道的简介 1.2.1双块式无砟轨道的组成

双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板，底座（路基和隧道区段可不设）等部分组成。

1.2.2双块式无砟轨道的技术要求

路基上的双块式无砟轨道：（1）在路基基床的表层（级配碎石层）上构筑混凝土支承层得宽度一般在3200mm～3800mm，其厚度一般不小于300mm；伸缩缝采用20mm厚的沥青板进行填充，伸缩缝间约为10m左右。（2）道床板结构直接在支承层上构筑。在过渡区域（如路桥、路隧等）,混凝土支承层内应埋与道床板间连接的钢筋.以增强结构的整体性；（3）混凝土支承层两侧的路基面采用沥青混凝土封闭或其它防水措施。

隧道内的双块式无砟轨道：（1）隧道内道床板直接在隧道基底回填层上构筑；（2）由于隧道内温度变化小，道床板混凝土伸缩缝的间距可适当增大，在洞口附近200m范围内，温度变化较大，伸缩缝间距应缩小。隧道内的道床板每隔3个板单元设1个横向伸缩缝。距隧道洞口200m范围内，每隔1个板单元设1个横向伸缩缝。伸缩缝位置应结合隧道内沉降缝设置。

桥上的双块式无砟轨道：（1）无砟轨道没有底座，直接在桥面上构筑，并通过梁体预埋钢筋与桥梁相连；（2）对于桥上双块式无砟轨道结构的混

凝土底座，应在每隔单元底座的端部设置凹槽，以限制上部道床板的纵向、横向位移。凹槽尺寸应根据桥上无缝线路纵向力、横向力的最大值计算确定。支承层两侧的路基面上应采用沥青混凝土封闭或其他防水措施；（3）底座与道床板之前应设置隔离层。

1.3双块式无砟轨道设计

由于无砟轨道道床为现场混凝土浇注，且便于施工，道床板与底座的宽度设计一致。根据下部基础条件，外荷载的大小及荷载的传递情况确定道床板的宽度设计范围。为保证变形协调，底座与道床板伸缩缝位置应一致。

双块式无砟轨道道床板长度相对板式轨道要灵活一些，其长度应根据具体地段扣件节点间距以及道床板端部距第一个扣件节点中心距离不小于250mm等条件确定，路基和隧道区段一般在4000～6000mm，扣件节点间距为625mm,道床板宽度2700～3000mm桥上道床板与底座的标准长度为4856mm，扣件节点间距为617mm。相邻道床板与相邻底座的间距缝除梁跨端部外均为80mm。道床板宽度与路隧一致。

在直线或曲线超高小的地区段，道床板表面设置为横向人字坡，而在曲线超高较大的地方，道床板表面应设单面坡。一般区域道床板表面设1.5%的横向人字坡。

第二章无砟轨道在高速铁路领域中的重要性

纵观国内外无砟轨道的发展，不难看出无砟轨道在各国铁路建设网中的重要性。相比于有砟轨道，无砟轨道在给列车带来高速度的同时，一方面拉动了城市与城市之间的高速发展，另一方面也大大减少了后期的维修养护时间及费用。

2.1国内外无砟轨道的研究和发展

我国规划建设的高速铁路：“四纵”客运专线：(1) 北京～上海客运专线，贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区；(2) 北京～武汉～广州～深圳客运专线，连接华北和华南地区；(3) 北京～沈阳～哈尔滨(大连)客运专线，连接东北和关内地区；(4) 杭州～宁波～福州～深圳客运专

线，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。“四横”客运专线：(1) 徐州～郑州～兰州客运专线，连接西北和华东地区；(2) 杭州～南昌～长沙客运专线，连接华中和华东地区；(3) 青岛～石家庄～太原客运专线，连接华北和华东地区；(4) 南京～武汉～重庆～成都客运专线，连接西南和华东地区。三个城际客运系统：环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区城际客运系统，覆盖区域内主要城镇。

我国目前运行速度最快的高速铁路：武广客运专线，394.1km/h，已入选中国世界纪录协会中国里程最长、技术标准最高、投资最大、票价最高的铁路客运专线，创造了多项世界之最、中国之最。武广客运专线已于2005年6月23日在长沙首先开始动工，2009年12月20日试运行，于2009 年12月26日正式运营，武广高速铁路公布票价，一等座780元，二等座490元。武广客运专线始于武汉新武汉站，经过咸宁、赤壁、岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州、韶关、花都，到达广州的新广州站，全长约1068.6公里，途经200多座隧道。武广客运专线途经鄂、湘、粤三省。湖北：路线全长173公里，境内设武汉、咸宁北、赤壁北3座车站。 湖南：路线全长518公里，境内设8个新火车站——岳阳东、汨罗东、长沙南、株洲西、衡山西、衡阳东、耒阳西、郴州西。广东：路线全长298公里，境内设韶关、清远、广州北、广州南4个新火车站。其中仅韶关－花都段，就设计了39座大中桥、特大桥，以及20座隧道、2座框架桥和1座公跨铁桥。武广客运专线最初拟设25个车站。在最新的规划方案中，车站数量由25个减至15个：武汉、咸宁北、赤壁南、岳阳东、汨罗东、长沙南、株洲西、衡山南、衡阳东、耒阳西、郴州西、韶关、清远、广州北、广州南，在广东境内的英德和乐昌则会设有两个备选车站。客运专线的目的是为了缓解京广线的巨大客运压力。专线建成后，武汉到广州的时间由原来的11小时缩短到3小时，长沙到广州的时间由8小时缩短到2小时。现有京广铁路线运能饱和、客货争流问题突出，是加快武广铁路客运专线建设的两大主要原因。郑西客运专线是中国中长期铁路规划中10条客运专线中徐兰客运专线（徐州-郑州-西安-宝鸡-兰州）最先开工的一段。郑西铁路客运专线为双线,线路穿越豫西山地和渭河冲积平原,南倚秦岭,北临黄河,沿线80%区段

为黄土覆盖,湿陷性黄土区施工技术是最大的技术难题。新建郑州至西安铁路客运专线全长484.518公里（其中正线长456.639公里），桥梁和隧道长度占全长的59.75%；最大年输送能力8340万人，其中近期约3700万人；设计行车速度：线下为350公里/时、线上为200公里/时；按双线建设，全线占地28903亩；沿线共设车站13个（新建10个），其中河南段新建新荥阳、巩义南、洛阳龙门、新渑池、三门峡南、新灵宝六站；陕西有新华山、新渭南、新临潼、西安北、咸阳西、（新）杨凌、五丈原、（新）宝鸡；建设工期4年，计划2010年春运投入试运营；主要工程数量：土石方4529万立方米、级配碎石295万立方米；概算总投资（动态）546.68亿元。郑西高铁初步运行时间是2010年2月6日，最高时速达394.2km/h。超过武广客运专线的394.1km/h，成为世界上最快的运营性高速铁路。希望高速列车的升速不要造成普通列车的降速。

德国是世界上研究及应用无砟轨道较早的国家。德国铁路研究开发无砟轨道采用的体制是由德铁制定统一设计基本要求，有公司、企业自行研制开发。新开发的无砟轨道在进入德铁路网之前，必须通过指定试验室的实尺模型激振试验及性能综合评估，并经EBA（德铁技术检查团）认证、批准后，方有资格在铁路线上进行有线长度的试铺。试铺的无砟轨道要经过5年的运营考验并经EBA的审定，通过后方可正式使用。

德国自1959年开始研究、试铺无砟轨道，首先在希尔塞德车站试铺了3种结构，随后又在雷达车站和奥尔德车站试铺了2种结构，1977年又在慕尼黑试验线试铺了6种。1959～1988年是德国无砟轨道的试铺期，共铺设无砟轨道36处，累积21.6km。在此期间先后在土质路基、高架桥及隧道内试铺了各种混凝土道床的无砟轨道。经过不断改进、优化和完善，形成了德国铁路无砟轨道系列和比较成熟的技术规范及管理体系，研制了成套的施工机械设备和工程质量检测设备，为无砟轨道在德铁的推广应用创造了良好的条件。经过几十年的开发和研究，德国已经成功研发了雷达型、Bogl型、Zubin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型等十几种无砟轨道结构形式。到2003年，德国铁路无砟轨道总铺设长度600多公里。德国无砟轨道的主要结构式轨枕埋入式和博格

板式无砟轨道。初期铺设的雷达型和博格板式轨道都经历了30年的运营考研，轨道状态始终良好。

日本式发展无砟轨道较早的国家之一，从20世纪60年代中期开始进行板式无砟轨道的研究到目前大规模地推广应用，走过40年的历程。日本的高速无砟轨道占当年铺设铁路的比例，在20世纪70年代达到60%以上，而90年代则达到80%。目前，其累计铺设里程已达2700多km（其中新干线约1600多km），为世界上铺设无砟轨道最长的国家。在规模发展的同时，日本还不断改进、完善结构设计参数和技术条件，最终将普通A型和框架型板式结构作为标准定型。框架型在混凝土和CA砂浆用量上较A型板少，可减少板的成本，也可减少日温差引起的板的翘曲。最初的A型和框架型板为普通钢筋混凝土结构，适用于温暖地区和隧道内，在东北、上越新干线等寒冷地区则采用双向预应力A型板。

另外，为解决新干线的噪声及振动问题，实现客运专线高速铁路发展与社会环保兼容的目的，经试验后，将减振G型板式轨道作为标准形式，规定在减震降噪区段铺设。

法国是以有砟轨道为代表的高速铁路国家，一直以有砟轨道能以270～300km/h运营而感到骄傲。但后来发现在早期建造的东南线、大西洋线上，道砟的粉化严重，使轨道几何尺寸难于保持，维修周期缩短，维修费用大大增加，甚至影响正常的运营，结果使用不到10年就不得不全面大修，更换道砟，且不得不通过提高道砟标准及采取一些辅助措施来维持有砟轨道的高速运营。于是法国也逐渐认识到无砟轨道的优越性，开始了无砟轨道的研究和试验。法国开发的VSB-STEDEF是双块式无砟轨道，属于LVT型无砟轨道。

英国的无砟轨道主要有两种，即LVT型无砟轨道和PACT型无砟轨道。LVT型无砟轨道是在双块式轨枕（或两个独立支撑块）的下部及周围设橡胶套靴，在块底与套靴间设橡胶弹性垫层，在双块式轨枕周围及底下灌注混凝土而成形，为减振型轨道，现已铺设总长度约为360km。

PACT型无砟轨道：这种轨道为就地灌注的钢筋混凝土道床，钢轨直接与道床相连接，轨底与道床相连接，轨底与道床之间设连接带状橡胶衬垫，