铁道建筑 第58卷 底部额外设置了1层弹性层,因此轨道结构的受力特 征有所改变,以下就枕下弹性垫板对轨道结构受力特 征的影响开展相关分析 1.2枕下弹性垫板对轨道结构受力特征的影响 1.2.1对荷载分布范围的影响 设置枕下弹性垫板可增加轮轨相互作用时荷载沿 (a)普通有砟轨道结构 钢轨纵向的分布长度。这主要是由于枕下弹性增加, 钢轨在垂向荷载作用下的位移增大,从而使得承受轮 载的轨枕数量增加、枕底道床承受的动压应力减小。 上述使用效果对延长道床使用寿命是有利的。普通有 砟轨道结构及铺设弹性轨枕有砟轨道结构在轮轨相互 作用时荷载分布范围的对比如图2所示。 (b)铺设弹性轨枕的有砟轨道结构 1.2.2对轨枕受力特征的影响 图2轮轨相互作用时荷载的分布范围示意 国际铁路联盟UIC曾针对不同类型的轨下垫板 和枕下弹性垫板的组合进行了理论计算分析,主要研同。硬的轨下垫板与非常软的枕下弹性垫板组合使用 究不同工况下设置枕下弹性垫板对轨枕静态和动态受可能会导致轨枕出现裂纹,软的轨下垫板与硬的枕下 力特征的影响。计算结果见表13。多种轨下垫板与弹性垫板组合使用可允许通过更大轴重的列车,为较 枕下弹性垫板的组合导致轨枕的静态和动态弯矩值不合理的配置方式。 表1设置枕下弹性垫板对轨枕受力特征的影响 轨道类型 轨下垫板刚度/(kNmm)枕下弹性垫板刚度 静态弯矩 使用建议 普通有砟轨道 参考基准 参考基准 参考基准 轻微减小 减小 非常软 显著减小 显著增加 应避免 非常软 减小最多 生垫 铺设枕下弹性 板的有砟轨道 较大程度减小 推荐采用 轻微减小 可采用 2瑞士铁路弹性轨枕应用情况 状态参数,其中不同区间线路扭曲和高低的测试结果 见图3。可以看出:铺设弹性轨枕的5个区间内线路 2.1试验段的设置 轨道几何状态保持良好,优于普通轨枕区间 弹性轨枕早在20世纪80年代就已经出现,国内 外针对弹性轨枕都曾开展过相关研究和试用工作。在 USPI USP2 USP3 USP4 USP5 Ref. 最近10年欧洲又重新开展弹性轨枕的试验研究。根 据UC弹性轨枕项目研究报告,瑞士联邦铁路SBB 于2005年在 Kiesen/CH建立了1个现场试验段。该 试验段分为6个区间,其中5个区间(USP1—USP5 (a)线路的扭曲 铺设了不同厂家提供的5种材料的枕下弹性垫板,每 USP4 USP5 Ref 种材料的枕下弹性垫板铺设长度均为216m;另外 个区间(R)为没有铺设枕下弹性垫板的对比区 间,长度亦为216m。这个试验段按照UC铁路分级 标准为D4级,最大轴重为2.5t 2.2试验段内弹性轨枕应用情况 (b)线路的高低 1)轨道几何状态 2005-032005-09-2006-10 SBB采用轨道检测车检测了试验段内线路的几何 图3不同区间线路扭曲和高低的测试结果铁 道 建 筑 第 ５８ 卷 底部额外设置了 １ 层弹性层ꎬ因此轨道结构的受力特 征有所改变ꎬ以下就枕下弹性垫板对轨道结构受力特 征的影响开展相关分析ꎮ １􀆰 ２ 枕下弹性垫板对轨道结构受力特征的影响 １􀆰 ２􀆰 １ 对荷载分布范围的影响 设置枕下弹性垫板可增加轮轨相互作用时荷载沿 钢轨纵向的分布长度ꎮ 这主要是由于枕下弹性增加ꎬ 钢轨在垂向荷载作用下的位移增大ꎬ从而使得承受轮 载的轨枕数量增加、枕底道床承受的动压应力减小ꎮ 上述使用效果对延长道床使用寿命是有利的ꎮ 普通有 砟轨道结构及铺设弹性轨枕有砟轨道结构在轮轨相互 作用时荷载分布范围的对比如图 ２ 所示ꎮ １􀆰 ２􀆰 ２ 对轨枕受力特征的影响 国际铁路联盟 ＵＩＣ 曾针对不同类型的轨下垫板 和枕下弹性垫板的组合进行了理论计算分析ꎬ主要研 究不同工况下设置枕下弹性垫板对轨枕静态和动态受 力特征的影响ꎮ 计算结果见表 １ [５] ꎮ 多种轨下垫板与 枕下弹性垫板的组合导致轨枕的静态和动态弯矩值不 图 ２ 轮轨相互作用时荷载的分布范围示意 同ꎮ 硬的轨下垫板与非常软的枕下弹性垫板组合使用 可能会导致轨枕出现裂纹ꎬ软的轨下垫板与硬的枕下 弹性垫板组合使用可允许通过更大轴重的列车ꎬ为较 合理的配置方式ꎮ 表 １ 设置枕下弹性垫板对轨枕受力特征的影响 轨道类型 轨下垫板刚度/ (ｋＮ/ ｍｍ) 枕下弹性垫板刚度 静态弯矩 动态弯矩 使用建议 普通有砟轨道 ６００ 无 参考基准 参考基准 参考基准 ６０ 无 轻微减小 减小 可采用 ６００ 非常软 显著减小 显著增加 应避免 铺设枕下弹性垫 板的有砟轨道 ６０ 非常软 减小最多 增加 不建议采用 ６０ 软 较大程度减小 正常 推荐采用 ６００ 硬 轻微减小 正常 可采用 ２ 瑞士铁路弹性轨枕应用情况 ２􀆰 １ 试验段的设置 弹性轨枕早在 ２０ 世纪 ８０ 年代就已经出现ꎬ国内 外针对弹性轨枕都曾开展过相关研究和试用工作ꎮ 在 最近 １０ 年欧洲又重新开展弹性轨枕的试验研究ꎮ 根 据 ＵＩＣ 弹性轨枕项目研究报告[５] ꎬ瑞士联邦铁路 ＳＢＢ 于 ２００５ 年在 Ｋｉｅｓｅｎ / ＣＨ 建立了 １ 个现场试验段ꎮ 该 试验段分为 ６ 个区间ꎬ其中 ５ 个区间(ＵＳＰ１—ＵＳＰ５) 铺设了不同厂家提供的 ５ 种材料的枕下弹性垫板ꎬ每 种材料的枕下弹性垫板铺设长度均为 ２１６ ｍꎻ另外一 个区间( Ｒｅｆ.) 为没有铺设枕下弹性垫板的对比区 间ꎬ长度亦为 ２１６ ｍꎮ 这个试验段按照 ＵＩＣ 铁路分级 标准为 Ｄ４ 级ꎬ最大轴重为 ２２􀆰 ５ ｔꎮ ２􀆰 ２ 试验段内弹性轨枕应用情况 １)轨道几何状态 ＳＢＢ 采用轨道检测车检测了试验段内线路的几何 状态参数ꎬ其中不同区间线路扭曲和高低的测试结果 见图 ３ꎮ 可以看出:铺设弹性轨枕的 ５ 个区间内线路 轨道几何状态保持良好ꎬ优于普通轨枕区间ꎮ 图 ３ 不同区间线路扭曲和高低的测试结果 ６