板式无砟轨道是用双向预应力混凝土轨道板及CA砂浆(乳化沥青水泥砂浆)替换传统有砟轨道的轨枕和道砟的一种新型轨道形式,由板下混凝土底座、CA砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等四部分组成。
日本板式轨道特点
(一)结构整体性能
日本板式轨道具有无碴轨道所具有的线路稳定性、刚度均匀性好、线路平顺性、耐久性高的突出优点,并可显著减少线路的维修工作量。
从轨道结构每延米重量看,小于有碴轨道,而板式轨道结构高度低,道床宽度小,重量轻。框架式板式较轨道为非预应力结构,便于制造。可节省钢筋和混凝土材料,降低桥梁的二期恒载,造价低廉,但没有降低轨道板实际承受列车荷载的有效强度、不影响列车荷载的传递。
在隧道内应用时可减小隧道的开挖断面。
与德国博格板式轨道相比,日本板式轨道在基础上设置了凸形挡台,因此,纵向与博格板的连接不同。凸形挡台与基础混凝土板一起建造,依靠凸形挡台对轨道板进行定位,施工更为简便。日本板式轨道用的轨道板,没有在工厂内机械磨削的工序,制造相对简单。
(二)制造和施工
板式轨道结构中的轨道板(RC或PRC)为工厂预制,其质量容易控制,现场混凝土施工量少,施工进度较快;道床外表美观;由于其采用“由下至上”的施工方法,施工过程中不需工具轨;在特殊减振及过渡段区域,通过在预制轨道板底粘贴弹性橡胶垫层,易于实现下部基础对轨道的减振要求(如日本板式轨道结构中的防振G型)。但在桥上铺设时,受桥梁不同跨度的影响,需要不同长度的轨道板配合使用,无形中增加了制造成本;曲线地段铺设时,线路超高顺坡、曲线矢度的实现对扣件系统的要求较高;板式轨道结构中CA砂浆调整层的施工质量直接影响轨道的耐久性;板式轨道的制造、运输和施工的专业性较强,包括:轨道板的制造、运输、吊装、铺设;CA砂浆的现场搅拌、试验、运输和灌注;轨道状态整理过程中的充填式垫板树脂灌注等。
(三)线路维修
由于板式轨道水泥沥青(CA)砂浆调整层的存在,受自然环境因素的影响较大,在结构凸形挡台周围及轨道板底边缘的CA砂浆存在破损现象,特别是在线路纵向力较大的伸缩调节器附近。因此日本铁路除相应开发了修补用的树脂砂浆外,在设计方面,用强度高、弹性和耐久性好的合成树脂材料替代凸形挡台周围的CA砂浆。对于轨道板底的CA砂浆调整层,以灌注袋的形式取代初期的设模式的直接灌注,以减少CA砂浆层的环境暴露面,从而显著提高了板式轨道结构的耐久性,以实现无碴轨道结构少维修的设计初衷。
五、日本板式轨道的应用
各种型式的板式轨道在山阳、东北、上越、北陆和九州新干线的桥梁、隧道和部分路基区段上广泛应用。
六 目前国内各种板型的应用:
目前国内使用的无砟轨道板主要有:德国博格板,日本单元板,纵联式双向预应力混凝土轨道板以及在博格板和日本单元板这两类轨道板基础上的各种改进型轨道板.国内现有的无砟轨道板精调测量系统也是根据不同类型的轨道板,直接全套引进或参考德国博格板和日本单元板的精调测量系统进行的仿制和改进.