道床

道床是轨道的重要组成部分,是轨道框架的基础。道床通常指的是铁路轨枕下面,路基面上铺设的石砟(道砟)垫层。主要作用是支撑轨枕,把轨枕上部的巨大压力均匀地传递给路基面,并固定轨枕的位置,阻止轨枕纵向或横向移动,大大减少路基变形的同时还缓和了机车车辆轮对钢轨的冲击,便于排水。

道床(bed)铺设于路基、桥梁或隧道等下部结构之上,钢轨、轨枕或支承块之下的碎石、卵石层或混凝土层,作为钢轨或轨道框架的基础。道砟是直径20~70mm的小块状花岗岩,块与块之间存在着空隙和摩擦力,使得轨道具有一定的弹性,这种弹性不仅能吸收机车车辆的冲击和振动,使列车运行比较平稳,而且大大改善了机车车辆和钢轨、轨枕等部件的工作条件,延长了使用寿命。道砟的弹性一旦丧失,则钢筋混凝土轨枕上所受的荷载比正常状态时要增加50~80%。

有砟道床通常由具有一定粒径、级配和强度的硬质碎石堆集而成,在次要线路上,也可以使用级配卵石或粗砂。沥青道床是为了改善普通石砟道床的散体特性而加入乳化沥青或沥青砂浆的结构形式。整体道床常为现浇钢筋混凝土结构,常用于不易变形的隧道内或桥梁上。

(1)承受来自轨枕的压力并均匀地传递到路基面上;

(2)提供轨道的给横向阻力,保持轨道的稳定;

(3)提供轨道弹性,减缓和吸收轮轨的冲击和振动;

(4)提供良好的排水性能,以提高路基的承载能力及减少基床病害;

(5)便于轨道养护维修作业,校正线路的平纵断面。

为适应上述道床功能,道砟应具有以下性能:质地坚韧,有弹性、不易压碎和捣碎;排水性能好,吸水性差;不易风化,不易被风吹动或被水冲走。

用作道砟的材料有:碎石、天然级配卵石、筛选取卵石、粗砂、中砂及熔炉矿砟等。先用何种道砟材料,应根据铁路运量、机车车辆轴重、行车速度,结合成本和就地取材等条件来决定。我国铁路干线上基本使用碎石道砟,在次要线路上才使用卵石道砟、炉碴道砟。下面介绍碎石道砟的技术要求。

(1)道砟的分级

碎石道砟根据材料性能将道砟分为一级和二级。碎石道砟的技术参数有:反映道砟材质的材质参数,如:抗磨耗、抗冲击、渗水、抗风化、抗大气腐蚀等材料指标参数,为道砟材质的分级提供了法定依据;反映道砟加工质量的质量参数。表1-11列出道砟材质的分级指标。对于特重型轨道、隧道内轨道枕及宽轨枕轨道,应使用一级道砟,重型轨道力求作用一级道砟,其它轨道使用二级道砟。

(2)道砟级配

碎石道砟属于散粒体,其级配是指道砟粒径的级配对道床的物理力学性能、维修工作量有重要影响。现行标准是按级配要求,可保证道砟产品有最佳的颗粒组成。宽级配道砟由于道砟粒径的减小、大、小颗粒的相互配合以及道砟颗粒之间的填潢,使得道砟有更好的强度和稳定性,也有利于道床作业。

(3)道砟颗粒形状及清洁度

道砟的形状及表面状态对道床的性能有重要影响。一般而言,棱角分明,表面粗糙的颗 粒,对集料具有较高的强度和稳定性。凡长度大于该颗粒径1.8倍的称为针状颗 粒;厚度小于平均粒径0.6 倍的称为片颗粒。我国道砟标准规定针状指数和片状指数均不大于50%。

道床断面包括道床厚度、顶面宽度及边坡坡度三个主要特征。

1.道床厚度

道床的厚度的指直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的距离。

道床的厚度与以下因素有关;道床弹性、道订脏污增长率、垫碴层的承载能力、路基面的承载能力。道床弹性 是由相互接触的道砟颗 粒之间的弹性形所引起的,通常情况下道床弹性与道床厚度成正比,并随道砟颗粒粒径的增大、道床空隙比的增加而增加。但是松散状态下的道床,在荷载作用下所产生的变形主要是结构变形,卸载后结构变形不能恢复。

2.道床顶面宽度

道床顶面宽度与轨枕长度和道床肩宽有关。轨枕长度基本上是固定的,因此道床顶面宽度主要决定于道床肩宽。道床宽有一定的联系。理论计算及实践结果表明,道砟材料的内磨擦角愈大,粘聚力愈高,边坡稳定性就愈大。同样地,增大肩宽可以容许亲用较陡的边坡,而减小肩宽则必须采用较缓的边坡。

随列车荷载反复作用,碎石道床产生的非正常变形,主要包括道床永久变形(参见道床变形)、道床脏污、道砟粉化、道砟坍塌、道床翻浆及道床板结等。

道床脏污由道砟粉化、轨枕磨损物、道床表面渗入物、路基渗入物及不良级配等产生。道床脏污对轨道工作性能有较大影响,如降低道床的的抗剪强度,影响道床的承载能力;降低道床的弹性;降低道床的排水性能和抗冻性能。同时,道床脏污还会引发其他相关的道床病害,如板结和翻浆等。道床脏污的程度以粒径小于正常级配中最小粒径的颗粒含量的比例来衡量,称之为脏污率,又有重量脏污率和体积脏污率之分。当道床重量脏污率达到30%~40%或道床中孔隙率小于3%~5%时,一般就须进行道床清筛。道床脏污成分中,尤其以粒径小于0.1mm的细颗粒危害最大,当粒径小于0.1mm的脏污物重量比大于5%时,要求对道床进行清筛。

道砟粉化因道碴间接触压力较大而道碴强度相对不足而引起,在诸如钢轨接头等具有较大动力作用的部位尤其突出,研究资料表明,道砟间的平均接触应力高达1680MPa,应力不均匀系数约为1.6,而石灰岩道砟的抗压强度依其风化程度约为290~3370MPa,可见道砟的强度不足。这样,在列车经过时,在巨大接触应力条件下,由于道砟颗粒间挤压和磨损作用,可造成道砟被压碎或棱角破损,从而出现石砟粉化。

道砟坍塌因道砟棱角被磨损,道砟由最初的多棱角块体逐渐变得表面光滑,因而道砟间的摩擦系数降低,在列车振动荷载的作用下,道砟颗粒难以保持其相对位置而出现大量的滑动或滚动,使堆积成道床的道砟出现坍塌。在钢轨接头等具有较大振动的处所尤其容易发生道砟坍塌。

道床翻浆为道床的常见病害之一,因翻浆和冒泥一般同时出现,故常称作翻浆冒泥。道床翻浆的根源在于道床脏污所引起的排水严重不畅,其发生地段一般与下部路基无关,通常不浸入路基,但也常有因路基翻浆而上升至道床内而引起道床翻浆的情况。道床中翻出的泥浆比路基土的颜色要深,雨季时道床翻浆较严重,雨季过后不再发生或明显轻微。

道床板结因严重道床脏污引起排水不畅,石灰岩道砟粉化物溶于水中结成硬块,或因道砟被泥浆固结成干硬整块,就容易造成道床板结。道床板结后逐渐失去弹性,引起轨道刚度急剧增加,当列车经过时会产生较大的动力作用,从而加剧列车走行部和轨道部件的破损,缩短设备的使用寿命,严重时危及行车安全。道床板结在研究工作中一般以实测的道床弹性(道床系数)损失加以衡量,但较为费事,在实际工作中,常以道床的板结厚度加以衡量。用板结厚度占道床总厚度的比例来表示道床的板结程度。

随着生产的发展和技术的进步,新型的轨下基础崭露头角。其中之一就是道床整体化。用某些胶合材料(如沥青砂浆、快硬水泥砂浆、某些粘性的聚合物等)和碎石道砟浇灌在一起,形成整体化道床,可以提高承载能力,使道床的下沉量比普通道床减小约90%,而且可使线路的纵向、横向阻力增加约0.7~4倍,排水性能也大大得到改善,具有防脏、防冻、不长草的特点,颇受国内外铁路工程界的青睐。

另外,轨枕板与整体道床也得到广泛应用。轨枕板与普通轨枕一样长,宽度却大一倍。密铺时,相邻板块之间的缝隙只有约18mm,几乎把道床顶面全部覆盖住。使用轨枕板可以防脏,是一种“少维修”的线路结构。整体道床则完全取消了道砟,它直接在路基底上浇筑混凝土,可以保证线路稳定平顺,维修工作量很小,许多地下铁道都使用这种线路结构。

1.整理线路养护维修过程中扰动的道床。

2.整理清筛道床和更换轨枕等作业后破坏外形的道床。

3.均匀线路清筛、起道后道床局部不足及补充道砟卸车后道床不均。

4.平整线路上存在不规整的道床。

1.天窗点内作业,按规定设好防护。

2.带班人不低于高级工。

1.作业准备

(1)根据工作量凋查情况,准备钢锹、铁耙、大叉等工具。并检查状态是否良好。

(2)现场布灯:夜间施工现场必须配备足够的照明设备,施T作业前将灯布置完毕;检查照明设备的开关、插头、电线和发电机连接正常、无破损。并要有专人看管。

2.设置防护

根据作业条件.按规定设置作业防护。

3.均匀道砟

用石砟叉、拾筐或用单轨小车运送。将石砟均匀分布在缺少石砟的地段.调整道床的余缺,使前后断面均匀。

4.回填道砟

(1)用大叉收回道床边石砟填充道心,或用收砟机配合人工收回石砟。

(2)将扒出的道砟回填,均匀平整。

(3)收回石砟后.用石砟耙在道床面整形。

5.平整道床

将散落在路肩上的道砟收集在道床肩上.根据道砟多少调整道床宽度.将道床肩整理好。然后按标准坡度整理道床边坡,达到坡脚整齐一致。

6.夯实拍平

使用手工夯拍器,石砟耙或夯拍机,夯实拍平。

7.整理回检

将钢轨底、零配件和轨枕上的砂土清扫干净。全面检查、找细。

8.撤除防护

(1)作业完毕后,作业负责人通知现场防护员撤除作业防护。

(2)人员、工具、机具、料具全部撤出封闭网外,或轨道车回站到达安全地点后。作业负责人通知驻台(站)联络员消记,开通线路。

1.回填道砟时,对散落在路肩上和侧沟内的石砟.应及时收集上道。

2.整理道床,要求道床坡面及坡脚做到平顺.目视整齐。

3.使用手工机械夯拍时,要一夯压半夯,将轨枕盒、道床肩及边坡的道砟全部拍平夯实。

4.使用夯拍机作业时要先将夯拍机距钢轨距离调好,准备好易损件,拧紧各部螺丝。要先开机试验,调整好转动方向。在走行夯拍中,要注意观察机械运行和夯拍情况。边坡拍板下部遗漏未拍部分和枕盒道床,应用手工拍平夯实。

1.整理后的道床顶面宽度及边坡坡度应符合有关规定要求。

2.整理后的道床应达到饱满、均匀、坚实,坡面、坡脚整齐.无杂草。

3.无缝线路道床砟肩堆高150mm。

4.道床顶面低于轨枕顶面20~30mm,Ⅲ型混凝土枕枕下中部道床不掏空,但要求保持疏松.道床边坡1:1.75。

1.作业时所有职工均应按规定使用劳动保护用品。

2.使用的工(机)具必须按要求用反光漆(模)进行编号.以防止侵限或遗留在线路上。

3.作业距离不应大于50m,宜逐段向前推进。

4.在电气化区段作业时,作业工具距离接触网不少于2m。

5.线路上行驶工程车时要按规定距离及时携带工具下道避车。

6.夜间照明不足时禁止作业。

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