弹性支承块式无砟轨道在太兴铁路策马村隧道的应用

张晓明

摘要：新建太兴铁路策马村隧道采用弹性支承块式无砟轨道，结合工程特点进行分析，确定了无砟轨道结构的设计方案。本文重点介绍了轨道结构的扣件、支承块、混凝土道床等设计的方案，探讨了设计细节，提出了优化的措施。

关键词：无砟轨道；设计；应用

中图分类号：U213.244 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）08-44-02

前言

新建太兴铁路策马村隧道铺设弹性支承块式无砟轨道。策马村隧道位于太兴铁路镇城底站至静游站区间，隧道全长6872m，入口处设有1组R-5000m的左偏曲线其余均处于直线段，隧道处于11%e的上坡段。设计最大旅客列车速度120km/h，货物列车速度80km/h，双线自动闭塞，电力机车牵引，到发线有效长1050m。无砟轨道由钢轨、预埋铁座式弹条II型扣件、弹性支承块、混凝土道床组成。

1弹性支承块式无砟轨道结构

1.1弹性支承块

弹性支承块由支承块、块下垫板、套靴组装而成。支承块由工地现场制作，块下垫板和套靴外购。支承块采用C50混凝土，承轨面设置1：40的轨底坡、不设置挡肩。

本工程采用预埋铁座式弹条Ⅱ型扣件，相对于其他预埋套管式扣件为保证扣件抗拔并减少杂散电流的锈蚀，支承块内钢筋采用纵横布置并在钢筋搭接处设置绝缘热缩管。

本工程在隧道入口附近设置了临时工棚，棚内设有10m×5m×1.0m蒸汽养生池一座。该养生池配备蒸汽锅炉、电子温控等设备，保证了支承块的产品质量和制作进度。

套靴提供水平方向的弹性，起减缓列车冲击作用，套靴和块下垫板共同提供垂向刚度。块下垫板采用三元乙丙橡胶。套靴材质可采用丁苯橡胶或三元乙丙橡胶，丁苯橡胶强力高、耐磨、单价低，三元乙丙橡胶耐侯性、抗老化、单价高。

橡胶套靴起减震作用，是弹性支承块结构的薄弱环节。为延长支承块服役时间、减少更换，套靴采用三元乙丙橡胶，套靴不得掺入其他胶种和再生胶。

弹性支承块的组装在工地完成，采用胶粘的方式进行组装，尽管在套靴内侧面刷有万能胶，但由于套靴较软，组装时套靴与支承块之间仍有不密贴的情况。为防止杂物进入套靴，在支承块与套靴接口处采用胶带封边，待道床板浇筑完毕后进行清理。

1.2扣件

扣件的选择要与轨道结构的整体刚度相匹配，支承块上的激振频率越高其隔震效果越好，增加扣件刚度可以使支承块上的激振频率增加，

本工程选用了刚度较大的预埋铁座式弹条Ⅱ型扣件。预埋铁座式弹条Ⅱ型扣件为弹性分开式扣件。由预埋铁座（杯形铁座）、轨距挡板、弹条、T型螺栓、盖型螺母、轨距块及胶垫板组成。扣件整体节点静刚度与弹条Ⅱ型扣件相同，35～50kN/mm。

1.3混凝土道床

无砟轨道全部处于隧道内，承受温度和列车荷载，从耐久性考虑，混凝土道床采用C40混凝土浇筑。直线地段混凝土道床板宽度为2.6m，厚度为0.395m，长度为6.52m，道床板间设置0.02m宽伸缩缝并在隧道沉降缝处断开；曲线地段道床板宽度、长度与直线地段相同，道床板厚度根据外轨超高的设置情况予以调整。道床板处于隧道内，为单元式无砟轨道，一般地段仅考虑列车荷载的作用。道床板纵向钢筋采用HRB400级钢筋、双层配筋，直线地段下层配筋率为0.25%，上层配筋率为0.17%，断面配筋率为0.42%；横向钢筋（每个枕跨）采用HRB400级钢筋、双层配筋，直线地段下层配筋率为0.25%，上层配筋率为0.25%，断面配筋率为0.5%。洞口以内200m地段考虑了温度力的影响，纵、横向配筋率均增加25%，由于弹性支承块整体道床为二次浇筑，道床板内与弹性支承块结合处存在应力集中现象，本工程设置3圈直径12ram的箍筋，箍筋与架立钢筋采用绝缘夹子绑扎。

1.4有砟轨道与无砟轨道过渡段

有砟轨道与无砟轨道分界位于洞口内20m处，过渡段长度20m，从无砟轨道起（终）点向无砟轨道方向25m长度范围内设置长度为480mm螺纹钢筋（共24排，每排4根），预埋在相邻两排轨枕间，过渡段有砟轨道地段铺设0.35m厚单层碎石道床。

策马村隧道出入口均为桥隧相连，过渡段设于隧道洞口以内避免了洞口附近套靴频繁经受雨雪侵蚀，由于桥梁护轮轨及梭头伸出桥台挡碴前墙以外15m以上，本工程未另外单独设置过渡段辅助轨。为避免隧道出入口地段整体道床线路无砟轨道与隧道仰拱回填层间产生滑动，从无砟轨道起（终）点向无砟轨道方向25m长度范围内设置剪力筋。

2总结与展望

本文介绍了新建太兴铁路策马村隧道无砟轨道的设计方案，提出了一些优化措施。目前该线已完成竣工验收、运营通车一年，设备情况良好。

（1）支承块结构钢筋搭接处设置绝缘热缩管能够防止杂散电流形成环路、防止预埋铁座产生锈蚀，随着线路运营其防锈效果有待进一步观察，

（2）三元乙丙橡胶性能要明显优于丁苯橡胶，但造价昂贵（丁苯橡胶8000-9000元/吨，三元乙丙橡胶17000～20000元/吨），轨道结构垂向刚度主要由块下垫板提供，对于套靴材质的选择有待进一步研究。

（3）本工程有砟轨道与无砟轨道过渡段设置于隧道洞内，一方面保护了套靴不受雨雪侵蚀，另一方面适用于桥隧相连的工程实际。隧道与路基过渡段应设置在隧道洞外，采用搭板连接。

弹性支承块式无砟轨道作为一种轨枕嵌入式无砟轨道在我国普速铁路有较为广泛的应用，但支承块尺寸、套靴材质、道床板尺寸（道床板厚度、道床板内配筋率）无统一规定，如能编制标准图或通用图将对推进工程的实施、保障工程质量起到指导作用。