CRTSI型双块式无砟轨道结构形式及其与Rheda2000型无砟轨道的对比

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摘 要：本文先分别阐述了路基上和长桥上CRTS I型双块式无砟轨道结构形式，再对CRTS I型双块式无砟轨道与德国rheda2000型无砟轨道进行简要对比。

关键词：CRTS I；Rheda2000；无砟轨道

1 CRTS I型双块式无砟轨道

1.1 结构设计概况

CRTS I双块式无砟轨道是一种现浇混凝土无砟轨道结构型式，其在路基上、隧道内、短桥上采用连续道床板结构，而在路基桩板结构、长桥上采用分块道床板结构。

1.2 路基上CRTS I型双块式无砟轨道结构

路基上双块式无砟轨道结构自上至下为刚度递减的层状结构（包括道床板、水硬性支承层、防冻层、基床底层、地基等），沿线路纵向，水硬性支承层和道床板连续。现浇混凝土式无砟轨道系统主要从提高道床板结构的整体性方面在不断改进，包括：预制件型式（从整体轨枕发展到目前的双块式轨枕）、道床板结构（从带槽形板结构发展到目前的整体现浇）。

为减小支承层应力，双块式无砟轨道混凝土支承层应尽量采用弹性模量较低的水硬性材料，配套采用滑模摊铺机施工工艺。理论计算结果表明，支承层弹性模量越高，道床板纵向拉、压应力减小，而支承层纵向拉、压应力增大。支承层为无配筋的连续结构，当采用弹性模量较高的混凝土材料，开裂难以避免，开裂后的当量弹模降低，支承层受力减小，逐步达到系统的平衡点（一般在5 000～10 000 MPa），符合轨道系统的弹模递减设计要求。

1.3 长桥上CRTS I型双块式无砟轨道结构

长桥上双块式无砟轨道结构设计需考虑桥梁与无砟轨道间的相互作用产生的温度力、挠曲力、制动力，以及道床板混凝土的徐变、收缩因素影响，为降低由于温度变化和道床板收缩产生的约束应力，在长桥上（桥长大于25 m），混凝土道床板分段设置，长度一般在4.0～6.0 m之间，单元道床板间设最小宽度为100 mm的横向断缝。

在混凝土保护层上形成与道床板能相互嵌入榫接的凸起块以传递水平力（如图1）。从图1可以看出，桥上双块式无砟轨道的传力途径是：荷载（包括列车荷载、风荷载、附加纵向力等）通过双块式轨枕混凝土道床板凸台（通过连接钢筋与保护层相连）钢筋混凝土保护层（通过防护墙预设锚筋与桥梁相连）桥梁。

2 CRTS I型双块式无砟轨道与德国Rheda2000型无砟轨道的对比

由于CRTS I型双块式无砟轨道其技术引进自德国Rheda2000型无砟轨道，二者没有太大的差别，只是在"中国化"的过程中进行了一些改进。

2.1 路基上支承层对比

Rheda2000型无砟轨道的支承层为HGT水硬性支承层。在引进过程中利用国内荷载对其进行验算，其结构参数不合格[1]，因此进行了改进。改进的方法包括：调整外形尺寸；更换支承层材料。

在第二种方法中，将HGT水硬性支承层材料更换为C15混凝土，支承层的弹性模量由10000MPa增加为22000MPa，降低了道床板底部的拉应力，但是这也会增加支承层底部的拉应力。由于支承层为不配筋的素混凝土结构，其抵抗开裂的能力较弱。当支承层形成裂纹后，由于C15混凝土的弹性模量比HGT水硬性支承层的弹性模量高2～4倍，将大大增加反射裂纹的形成几率，这对道床板而言是不利的情况。

2.2 桥上底座对比

CRTS I型双块式无砟轨道桥上底座为单元式（不论长桥短桥）；底座设置凹槽，道床板设置凸榫；底座宽度与道床板相同。

Rheda2000型无砟轨道底座在长桥上为单元式；底座设置凸台，道床板设置凹槽；底座宽度与桥面宽度相同，且在梁端设置伸缩缝。

单元式轨道对于桥梁有较好的适应能力，其挠曲力、道床板温度应力均较桥上连续板小。对于底座的限位结构，Rheda2000的系统不会导致积水，利于耐久性；CRTS I型双块式利于施工，不用对凸台进行二次浇筑，但是单元式轨道板在温度梯度作用下易发生翘曲，一旦翘曲造成离缝，雨水深入底座凹槽容易造成积水，影响动力性能，且易加速腐蚀减少使用寿命。

参考文献：

[1] 赵国堂. 高速铁路无砟轨道结构[M]. 北京：中国铁道出版社，2006.