芜湖长江大桥无缝线路设计研究 4页

上海铁道科技2010年第3期73芜湖长江大橇无缝线路设计研穷黄行上海铁路局工务处5×220kli(146VZaX／=／蛾)中一活戴国式图l荷栽形式图釜糊隧翻豳豳豳潮瞄o00o芜湖长江大桥2000年9月28日开通建成，为双线公铁阑怒H■■_—_蚕目霸{I—一两用桥，大桥全长10．527km，里程标K2l0舢～K221舣54。桥上蘅囊瓣髓蒂虑办枫事轨道最小曲线半径1001m、限制坡度上行6％o、下行4％o，图2SS电力机车轮重荷栽图式桥跨结构较为复杂，没计活载为“中一活载”，桥跨组成为：2401．2道床阻力测试孔混凝土简支梁、一联混凝土连续梁、一联混凝土连续钢构(1)测试地点。测试地点选在芜湖长江大桥芜湖岸引桥梁、六联大跨度连续钢桁梁。上，该地段采用Ⅱ型混凝土枕(枕间距1760根／km)、Ⅱ型弹目前，混凝土粱桥上轨道为：有碴轨道、Ⅱ型桥枕，间距条扣件，设置了护轨及挡碴板，枕底道碴厚度不足25cm。l760根／km、I型弹条扣件；钢桁梁上轨道为木枕明桥面，K(2)N试设备及测试方法。测试设备采用道床纵横向阻力型扣件，桥上钢轨为50kg／m短钢轨，并设有护轨。为满足既测试仪，测试方法采用轨枕顶推方法。有线提速的需要，我们开展了对该大桥铺设无缝线路的研(3)钡0试数据及整理结果。本次测试了18根轨枕的横向究。力，以及20根轨枕的纵向阻力。1．2．1横向阻力1主要设计参数及轨道试验道床横向阻力测试数据分布如图3所示。实测2mm单1．1主要设计参数枕横向阻力为9．7kN。经拟合计算，得到道床横向阻力表达(1)轨温。根据历年监测，该桥最高轨温T~=61℃，最低式为：轨温一13．J℃oj—Q=-344．9+472．4Y。(1-1)(2)钢轨钢种采用U75V不淬火钢轨。(3)断缝允许值：Ix1=10C111。式中，Q：道床横向阻力，单位：N／cm；Y：轨枕横向位移，(4)道床阻力设计参数采用：2mill单枕横向阻力为3．8单位：mm。kN，2mm单枕纵向阻力为10_2kN(采用小阻力扣件)。拟合计算得到相关系数R。=0．8456，可见数据的相关性(5)列车荷载。挠曲力计算采用“中一活载”，荷载形式如较好。当y=2mm时，由上式可得，横向阻力0=169．7N／cm。图1所示，轨道强度计算采用sS电力机车(速度200km／按枕间距56．8cm换算得到，2mxn单枕横向阻力R：：9．6h)，如图2所示。kN E芝苎匿星毳嚣秦74芜湖长江大桥无缝线路设计研究勰钟伯0120In连续钢桁梁。3。。(2)桥上长钢轨在小里程方延伸至合肥端桥台外，并与路25a基无缝线路焊联。桥上长钢轨在大里程方延伸至芜湖端桥台外，并与路基上相距的道岔前缓冲轨联结。2。。2．2扣件及轨枕布置(1)钢桁粱轨道采用木枕及K型扣件。K型扣件的布置善善”。分以下2种情况：萎5。@2x80m连续钢桁梁桥(即裕溪河钢桁梁桥)在固定支座左右两侧各40m的范围采用“1-1—1”布置，其它范围采用0“1-5—1”。u1J4§②在120m+2×l44m连续钢桁梁、3x144m连续钢桁鞔挽横寓位移(ram)梁、180m+312m+180in连续钢桁梁、2x120Ill连续钢桁梁图3道床横向阻力测试数据及拟合曲线每一全联梁范围内，在每个伸缩纵梁断开的所在节间范围内1．2．2纵向阻力“1—5—1”布置，其它范围采用“1-1—1”布置。道床纵向阻力测试数据分布如图4所示。实测2mm单(2)混凝土梁桥扣件布置：枕纵向阻力为17．2kN。经拟合计算，得到道床横向阻力表达①下行线从合肥端桥台～芜湖端桥台前第11孔24in简式为：支梁范围，采用Ⅱ型预应力混凝土桥枕及“石龙桥小阻力扣0-5o．6(1．0噌)(1—2)件”。轨枕间距：1760根／km，“石龙桥小阻力扣件”配置不锈式中，p：道床纵向阻力，单位：kN／m；Y：轨枕纵向位移，钢复合垫板及小扣压力弹条，扣件螺母扭矩为60～80N·m。单位：cm。②下行线芜湖端桥台前10孔24m简支梁范围，采用Ⅱ拟合计算得到相关系数R2=0．501，可见数据的相关性一型预应力混凝土桥枕及弹条Ⅱ型扣件。轨枕间距：1760根，般，具有一定的离散性。当y_2mm时，由上式可得，纵向阻km，扣件螺母扭矩保持80～120N·m。力0=29．6kNIm。按枕间距56．8em换算得到，2mm单枕纵(3)芜湖端桥台前为大桥c线，其桥跨：17x24m+3~32向阻力R2=16．8Ⅳ。m+13x24m+芜湖台，上行线第10#墩上存在一组5O轨9样道岔。钢轨及扣件布置如下：①在50轨道岔前后设缓冲区，采用3根12．5m短轨作缓●●●冲轨，左右与道岔相邻的缓冲轨采用6O一50异形轨。缓冲区，¨1．．t：。，。扣件为Ⅱ型扣件，扣件螺母扭矩保持8O～120N·m，轨枕间距：1840根／kin，轨缝8film，采用普通冻结接头。②上行线从合肥端桥台～芜湖端桥台前大桥c线50轨道岔无为方缓冲区轨缝范围，采用Ⅱ型预应力混凝土桥枕及“石龙桥小阻力扣件”。轨枕间距：1840根／km，“石龙桥小阻一P0yCR{23at202^＆一0№=0．00#{0e}●蚌嚣辑ie!4{-ts^t0；口榔Sz025}S±9{02∞2{z秆阮{}0衅?352力扣件”配置不锈钢复合垫板及小扣压力弹条，扣件螺母扭矩保持60～80N·m。O0O2040808③上行线大桥c线50轨道岔芜湖方缓冲区轨缝至路基鞔撬缴彝位移(cm)缓冲区范围，采用Ⅱ型预应力混凝土桥枕及Ⅱ型扣件。轨枕图4道床纵向阻力测试数据及拟合曲线间距：1840根／km，桥内扣件螺母扭矩保持80～120N·m。(4)要求所采用的Ⅱ型预应力混凝土桥枕及木枕不能存2桥上无缝线路设计方案在伤损或裂纹。2．1轨条布置(5)桥台两端路基长钢轨加强锁定，Ⅱ型弹条扣件扭矩保轨条布置由以下2部分组成：持120～150N·m。(1)全桥每线在大跨度连续钢桁梁梁端处设置单向钢轨2．3道床伸缩调节器，其它范围均采用长钢轨连接。设置调节器的钢道床脏污且石碴厚度普遍只有17～20(211，故设计根据道桁梁有：120m+2~144m连续钢桁梁、3x144m连续钢桁梁、床情况重新进行纵断面设计，设计后道床厚度普遍在25em3x144nl连续钢桁梁、180m+312m+180m连续钢桁梁、2×以上，并要求进行大机起道整修，确保道碴饱满、密实，枕底 芜湖长江大桥无缝线路设计研究75道碴厚度在25cm以上。道床两侧增设挡碴板，并要求碴肩道碴密实，且堆高15cm。2．4钢轨伸缩调节器双线共需12组单向钢轨调节器，编号为EJ1～EJ12，上下行调节器的布置位置不同。所采用钢轨伸缩调节器型号为DMM60型，图号为研线0618。2．5缓冲区0123455；在芜湖端桥台至路基上道岔前接头的56m范围设置缓辘枕横阿位移m)冲区。缓冲区的设置参数为：图6道床横向阻力曲线(1)采用2根60kg／m、25ITI长的标准短钢轨；3．2．2计算结果(2)共设3个轨缝，设置预留轨缝宽度8mm；采用不等变形波长理论，其计算模型及计算公式如图l一(3)采用冻结接头，参数：6孔夹板、M27高强螺栓及螺母、10所示。扭矩≥900N·／／／；(4)除与道彷相邻的9nl范围采用木枕外，其它范围采用Ⅱ轨枕、间距1840根／km，I1型弹条扣件，扣件扭矩保持120~150N·rfl；(5)道床饱满、密实，两侧碴肩堆高15cm。gj∞他∞∞如∞竺兰：：3：P：3锁定轨温设计l03．1允许温降3．1．1计算参数图7不等变形波长理论及计算公式荷载类型：sS。电力机车，速度：200km／h式中，P：钢轨温度力；E：钢轨材料弹性模量；J：钢轨截钢轨类型：60kg／m面对竖轴的惯性矩；弹性变形矢度；L：弹性变形波长；D：轨枕布置：1760根／kin，曲线半径R=IO001"11弹性初始弯曲率；而：初始弯曲矢长比；j0：初始弯曲波长；、3．1．2计算结果G、．rl：积分系数；Qo、B、C、K、Z、N：道床横向阻力系数；S、0、采用TDS计算得到轨底动弯应力分布如图5所示。钢轨：扣件阻矩系数；R：曲线半径。用不同的变形矢度f值进行叠允许温降AT．=69．0℃，由强度允许温降决定。代，TDS3．2计算可得到：d：i8。l腮a轨底边缘动弯应力分布哪Pa)1股钢轨允许压力：P=916．9kN／轨；允许温升△=47．8I10l101i0i10℃．临界温升：=82．8℃．安全系数K=J．7。——l八i，——、l厂、J—3．3设计锁定轨温范围V{；{{；{{{；{3．3．1计算参数179’016351708180。I地区：芜湖长江大桥，最高轨温T~=61℃，最低轨温Z一13oC，允许温升AT~=47．8oC，允许温降AT~=69．0℃，锁图5轨底动弯应力分布如图定轨温上下限幅度A=±5℃。3．2允许温升3-3．2计算结果3．2．1计算参数中和温度按下式计算：曲线半径：10(0)mTmax+Tmin+_,~Ta-aT．+Ark：曼_69．0-47．8+△：T轨枕布置：1760根／km=34．6+A(修正值△瓦一2．6"t7)。钢轨附加纵向压力：0kN／轨计算得，中和温度=32℃，设计锁定轨温范围丁f32±钢轨类型：60kg／m5℃(即：27～37oCo最大温升幅度A=34．0℃≤△，最大轨道横向阻力型式：Ⅱ型枕(B1760)、曲线半径R>800m温降幅度△D．0℃≤△(详见图6)。校验结果：合格。3．4断缝检算 76芜湖长江大桥无缝线路设计研究3-4．1计算参数(8)钢轨伸缩调节器的基本轨和尖轨应采用焊接接头与钢轨类型：60kg／m，钢轨温降△=一50oC，断缝允许长钢轨相联。值fA『=JOCITI。(9)小阻力扣件的调高垫板应放置于复合胶垫与轨枕之3-4．2计算结果间，不得放置于复合胶垫与轨底之间。断缝A=8．3O／n≤fA7合格。梁两端设置钢轨伸缩调节器的钢桁梁桥，夏季和冬本桥范围内无缝线路设计锁定轨温范围=f32±℃，最季，长钢轨在钢桁梁中部存在较大的温度力(详见本报告之大温升幅度AZ一34．0℃≤△，最大温降幅度△T~=50．0六)。因此，养护维修中与无缝线路固定区相同，应注意防止oC≤△。胀轨和断轨。q】)养护维修工作应严格按照有关无缝线路的作业允许4铺设及养护注意事项轨温进行作业。本桥无缝线路处于R1001m曲线、混凝土简支梁、混凝养护维修作业方法的制定应使无缝线路在作业后能土连续梁及多联大跨度公铁两用钢桁梁桥，因此，防止曲线迅速恢复到验收状态为前提。地段无缝线路胀轨跑道，和钢桁梁桥长轨条及伸缩调节器是㈤桥台外线路应加强锁定，加大扣件扭矩，防止桥台外本桥无缝线路养护维修的重点。为此，施工部门及线路养护线路爬行造成桥上无缝线路锁定轨温改变。部门应注意以下几点：在桥上无缝线路铺设验收合格后，在冬、夏季节应加(1)首先在桥上无缝线路铺设施工中，应遵照本设计参数强无缝线路的位移观测。进行施工，以及工程验收。(2)施工锁定轨温必须在设计锁定轨温范围之内。5铺设效果(3)扣件扭矩应采用扭矩扳手校核。(1)铺设无缝线路后，通过一年多的运营观测，轨道结构(4)道床肩宽、道床阻力等参数达到验收标准。稳定，伸缩区位移在正常范围，无异常爬行。(5)裕溪河钢桁梁桥上及左右相邻1孔简支梁的范围内(2黼设无缝线路后，大大减少了芜湖长江大桥桥上轨道不得设置工地焊接接头。养护工作量。(6)连续钢桁梁桥上伸缩纵梁所在的节间及相邻的1个(3)钢轨伸缩调节器伸缩在正常范围内。节间范围内不得设置工地焊接接头。(7)钢轨伸缩调节器、小阻力扣件都应严格按相关技术条责任编辑：陆继红件或设计要求验收，并严格按照轨条布置图进行布设。来稿日期：2010—08—03(上接第4l页)在客流不足，能力虚糜较多，平行既有线能力织模式，其运输组织方式与既有线基本类同。紧张或客流构成出现变化，出现较多跨线客流时，也应与前述客运专线一样，综合考虑其运输组织模式的调整。4结束语3．3采用客货混跑模式的客运专线客运专线在开通运营的初期应采取高中速混跑的方案。f1)初期兼顾货运的石太等客运专线的运输组织模式随着高等级旅客列车数量的增加，最终过渡到全高等级旅客考虑到石太货运通道能力极为紧张，这类客运专线在初列车，以最大限度地利用客运专线的能力。期运行时采用兼顾货运的运输组织模式。具体考虑如下：①根据货流特点，经石太客运专线运输的货流主要是借参考文献道运输的通过货流，在石太专线各站没有甩挂作业，因此可f11铁道部．京沪高速铁路设计暂行规定．北京：中国铁道出版社，2003．以将其视为最低等级的客运列车。在运行秩序出现问题时，[2]铁道部．京沪高速铁路测量暂行规定．北京：中国铁道出版社，2003．[3]刘志军．加快建设发达完善的铁路网．人民Et报，2003．8．25．仍以石太客运专线旅客列车优先的原则进行调整。f4】王遇骏．既有铁路扩能改造的优化管理．中国铁路，2003(12)．②跨线客流全部由客运专线输送。本线列车不下线，既[5】刘东民．铁路运输计划组织管理体系改革创新的思考．中国铁路，2003有线列车上客运专线，对上客运专线的客车没特殊要求。(12)．f2)拟客货混跑的甬台温、温福、合武、合宁等客运专线这一类客运专线所覆盖地区目前尚未建有相应的货运通道。因责任编辑：万宝安此，当线路客流量不大，在考虑一定的储备后仍有富余，为充来稿日期：2010—08—17分发挥铁路线路的运输作用，可考虑选用客货混跑的运输组