彈性支承塊式無砟軌道在太興鐵路策馬村隧道的應用

張曉明

摘要：新建太興鐵路策馬村隧道采用彈性支承塊式無砟軌道，結合工程特點進行分析，確定了無砟軌道結構的設計方案。本文重點介紹了軌道結構的扣件、支承塊、混凝土道床等設計的方案，探討了設計細節，提出了優化的措施。

關鍵詞：無砟軌道；設計；應用

中圖分類號：U213.244 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）08-44-02

前言

新建太興鐵路策馬村隧道鋪設彈性支承塊式無砟軌道。策馬村隧道位于太興鐵路鎮城底站至靜游站區間，隧道全長6872m，入口處設有1組R-5000m的左偏曲線其余均處于直線段，隧道處于11%e的上坡段。設計最大旅客列車速度120km/h，貨物列車速度80km/h，雙線自動閉塞，電力機車牽引，到發線有效長1050m。無砟軌道由鋼軌、預埋鐵座式彈條II型扣件、彈性支承塊、混凝土道床組成。

1彈性支承塊式無砟軌道結構

1.1彈性支承塊

彈性支承塊由支承塊、塊下墊板、套靴組裝而成。支承塊由工地現場制作，塊下墊板和套靴外購。支承塊采用C50混凝土，承軌面設置1：40的軌底坡、不設置擋肩。

本工程采用預埋鐵座式彈條Ⅱ型扣件，相對于其他預埋套管式扣件為保證扣件抗拔并減少雜散電流的銹蝕，支承塊內鋼筋采用縱橫布置并在鋼筋搭接處設置絕緣熱縮管。

本工程在隧道入口附近設置了臨時工棚，棚內設有10m×5m×1.0m蒸汽養生池一座。該養生池配備蒸汽鍋爐、電子溫控等設備，保證了支承塊的產品質量和制作進度。

套靴提供水平方向的彈性，起減緩列車沖擊作用，套靴和塊下墊板共同提供垂向剛度。塊下墊板采用三元乙丙橡膠。套靴材質可采用丁苯橡膠或三元乙丙橡膠，丁苯橡膠強力高、耐磨、單價低，三元乙丙橡膠耐侯性、抗老化、單價高。

橡膠套靴起減震作用，是彈性支承塊結構的薄弱環節。為延長支承塊服役時間、減少更換，套靴采用三元乙丙橡膠，套靴不得摻入其他膠種和再生膠。

彈性支承塊的組裝在工地完成，采用膠粘的方式進行組裝，盡管在套靴內側面刷有萬能膠，但由于套靴較軟，組裝時套靴與支承塊之間仍有不密貼的情況。為防止雜物進入套靴，在支承塊與套靴接口處采用膠帶封邊，待道床板澆筑完畢后進行清理。

1.2扣件

扣件的選擇要與軌道結構的整體剛度相匹配，支承塊上的激振頻率越高其隔震效果越好，增加扣件剛度可以使支承塊上的激振頻率增加，

本工程選用了剛度較大的預埋鐵座式彈條Ⅱ型扣件。預埋鐵座式彈條Ⅱ型扣件為彈性分開式扣件。由預埋鐵座（杯形鐵座）、軌距擋板、彈條、T型螺栓、蓋型螺母、軌距塊及膠墊板組成。扣件整體節點靜剛度與彈條Ⅱ型扣件相同，35～50kN/mm。

1.3混凝土道床

無砟軌道全部處于隧道內，承受溫度和列車荷載，從耐久性考慮，混凝土道床采用C40混凝土澆筑。直線地段混凝土道床板寬度為2.6m，厚度為0.395m，長度為6.52m，道床板間設置0.02m寬伸縮縫并在隧道沉降縫處斷開；曲線地段道床板寬度、長度與直線地段相同，道床板厚度根據外軌超高的設置情況予以調整。道床板處于隧道內，為單元式無砟軌道，一般地段僅考慮列車荷載的作用。道床板縱向鋼筋采用HRB400級鋼筋、雙層配筋，直線地段下層配筋率為0.25%，上層配筋率為0.17%，斷面配筋率為0.42%；橫向鋼筋（每個枕跨）采用HRB400級鋼筋、雙層配筋，直線地段下層配筋率為0.25%，上層配筋率為0.25%，斷面配筋率為0.5%。洞口以內200m地段考慮了溫度力的影響，縱、橫向配筋率均增加25%，由于彈性支承塊整體道床為二次澆筑，道床板內與彈性支承塊結合處存在應力集中現象，本工程設置3圈直徑12ram的箍筋，箍筋與架立鋼筋采用絕緣夾子綁扎。

1.4有砟軌道與無砟軌道過渡段

有砟軌道與無砟軌道分界位于洞口內20m處，過渡段長度20m，從無砟軌道起（終）點向無砟軌道方向25m長度范圍內設置長度為480mm螺紋鋼筋（共24排，每排4根），預埋在相鄰兩排軌枕間，過渡段有砟軌道地段鋪設0.35m厚單層碎石道床。

策馬村隧道出入口均為橋隧相連，過渡段設于隧道洞口以內避免了洞口附近套靴頻繁經受雨雪侵蝕，由于橋梁護輪軌及梭頭伸出橋臺擋碴前墻以外15m以上，本工程未另外單獨設置過渡段輔助軌。為避免隧道出入口地段整體道床線路無砟軌道與隧道仰拱回填層間產生滑動，從無砟軌道起（終）點向無砟軌道方向25m長度范圍內設置剪力筋。

2總結與展望

本文介紹了新建太興鐵路策馬村隧道無砟軌道的設計方案，提出了一些優化措施。目前該線已完成竣工驗收、運營通車一年，設備情況良好。

（1）支承塊結構鋼筋搭接處設置絕緣熱縮管能夠防止雜散電流形成環路、防止預埋鐵座產生銹蝕，隨著線路運營其防銹效果有待進一步觀察，

（2）三元乙丙橡膠性能要明顯優于丁苯橡膠，但造價昂貴（丁苯橡膠8000-9000元/噸，三元乙丙橡膠17000～20000元/噸），軌道結構垂向剛度主要由塊下墊板提供，對于套靴材質的選擇有待進一步研究。

（3）本工程有砟軌道與無砟軌道過渡段設置于隧道洞內，一方面保護了套靴不受雨雪侵蝕，另一方面適用于橋隧相連的工程實際。隧道與路基過渡段應設置在隧道洞外，采用搭板連接。

彈性支承塊式無砟軌道作為一種軌枕嵌入式無砟軌道在我國普速鐵路有較為廣泛的應用，但支承塊尺寸、套靴材質、道床板尺寸（道床板厚度、道床板內配筋率）無統一規定，如能編制標準圖或通用圖將對推進工程的實施、保障工程質量起到指導作用。