RHEDA的新的发展阶段2000®

Jens Kleeberg, RAIL研发副总裁。一个GmbH是一家

高速铁路交通 - 而且，由于20世纪70年代后期开始，速度超过230公里/小时的速度定期定期列车服务在20世纪70年代末，近年来的最高次。所需的铁路线以及互联的高速铁路网络已经大力和不断扩大，特别是在亚洲和欧洲。作为这一过程的一部分，铁路技术的整个复合体进一步发展不间断地发展，并一直适应遇到的要求较高的要求：关于滚动股，火车交通管制和监督系统，并非最不重要的技术。因此，不仅是最新的火车都使用新的高速网络，而是同样实施的最先进技术的缺陷是不成熟的。

作为这个整体模式的一部分，以下发展也很明显;这种所谓的无砟轨道取代了传统的有砟轨道，被安装在整条铁轨的部分路段以及整个高速线路的长度上。从大量正在实施的轨道概念来看，除了预制板段系统之外，Rheda系统(尤其是Rheda 2000®无砟轨道系统)已被证明对高速应用领域特别有利。RHEDA 2000®是无砟轨道设计的进一步发展，1972年首次安装，作为从Bielefeld到Hamm线路的试点部分，位于德国下萨克森州的RHEDA火车站。自2000年以来，目前形式的RHEDA 2000®设计类型，以及其他RHEDA技术类型，已在10多个国家安装，超过2000公里的轨道，并拥有200多个道岔和铁路伸缩缝。

RHEDA 2000®无砟轨道的开发步骤和轨道系统设计

在其发展至今，RHEDA系统保留了两个主要特点:

1. 轨道系统设计由轨道面板组成，轨道由高弹性的轨道紧固件连接到横枕。在标准模型中，该磁道被永久地通过各种子结构或支撑层支撑的混凝土板的装置（无需维修）固定在适当位置
2. 在轨道安装和轨道支撑层浇筑过程中，轨道和轨枕的轨道面板直接在轨道上调整，并在轨道上进行测量对准。配合使用高度精密制造的枕木，这种所谓的自上而下的安装过程确保了高速列车交通所需的轨道几何质量

与原始RHEDA设计相比，RHEDA2000®在两个基本方面得到了增强;在系统的风险减少到非关键程度的范围内 - 而不损害经济，可靠性和系统的安全性：

1. RHEDA 2000®只有一个整体混凝土轨道支撑层(即，整体，因为它是在一个混凝土浇筑过程中创建的)。这种设计消除了旧槽(混凝土立架)和混凝土轨道支撑层之间形成裂缝和渐进裂缝的风险。这种机制早先导致了永久性损伤，特别是带有槽形履带支撑层的Rheda型
2. 此外，非预应力的改进的双块睡眠机的就业方式同样改善了混凝土轨道支撑层和枕木之间的粘合剂，并且还通过混凝土轨道的收缩来预防早期发生的系统松动- 支持层。到目前为止，在接触表面上松动或临界裂缝的系统睡眠或临界裂缝尚未出现在任何带有这些改进的双阻挡垫圈的轨道中

RHEDA 2000®系统的优势至今

今天，RHEDA 2000®-经过超过35年的试点系统操作经验，以及近10年的最新发展阶段-可以认为是技术成熟，因此，可控。RHEDA 2000®在许多欧洲和亚洲国家的应用强调了该系统在各种类型的车辆、路基条件和气候方面的灵活性。这一点在RHEDA 2000®在所有三种广泛使用的国际高速列车系统的运行中表现得尤为明显:台湾高铁的新干线，荷兰的TGV，以及德国和其他地方的ICE。RHEDA 2000®同样用于各种和不同的信号系统，包括ETCS，轨道电路和LZB。

然而，RHEDA2000®的主要优势在于其特殊的端到端系统设计，非常有效，因为它是主轨道和投灯区域以及各种类型的子结构和基板。因此，RHEDA2000®轨道可以由几乎任何建筑公司安装，而无需使用特殊机器。特别优点是当地建筑公司有效地安装Rheda2000®。

图1：RHEDA技术的发展阶段比较各种轨道横截面时变得明显

改性RHEDA 2000®

正如德国Rheda站的原始禁止轨道一样，Rheda2000®还包括固定在钢筋混凝土板中的轨道面板。为了安装在路堤上，混凝土轨道支撑层以连续形式执行，而无需关节。安装了额外的绑定支撑层，通常在永久性方式下具有水泥凝固，以减少轨道支撑层中的拉伸应力和土壤中的压缩应力。除了火车轴载荷之外，束缚支撑层的尺寸取决于堤坝表面的刚度。通常，图2中所示的尺寸将施加具有额外土壤改善层的压实堤。

图2:堤防上RHEDA 2000的横截面

由于受到轻微的环境影响，轨道子层不需要加固。为了达到有规律的、受控的裂缝形成，亚层应在大约5m的间隔处开槽。另一方面，允许混凝土轨道支承层自由地产生裂缝。裂缝之间的间隔和裂缝扩展的程度，出现在这里将取决于钢筋和混凝土抗拉强度的百分比。对于图2中所示的RHEDA2000®标准结构设计，理想的设计方案是纵筋的一个层用的混凝土交叉的约0.8至0.9％的市场份额（安装在中心，并在混凝土板的高度）-部分¹，配筋直径不小于16mm。这将允许裂缝宽度限制在0.5mm，从高速公路建设的背景中证明是无害的，以及通过侧向力的充分转移，在裂缝边缘发生的张力减少到非临界程度。

对于高速公路以及铁路轨道，现在已经充分尝试并证明了不断产生的混凝土轨道，并且代表了最先进的。然而，这种设计的一个风险是混凝土轨道支撑层中的相当大的纵向拉伸应力。由于在该层中未提供伸缩性关节，因此由于支撑层的收缩和冷却而产生的显着约束（既从水合热释放和环境温度下降）也会出现。这些约束经常导致混凝土层的开裂。一旦这些裂缝受到直接的环境影响，它们必须将它们减少到混凝土层和其加强的程度。结果，不发生混凝土层的完全应力浮雕。这里的主要后果在低温下是能够在支撑层中的明显拉应力，其力除了现场列车载荷，还必须由混凝土支撑层承担。

Rheda2000®没有加强

除了上述具有连续混凝土支撑层所描述的变型中，高速公路经常今天构造与世界各地的裂纹的受控形成。在这个过程中，混凝土层一般是在混凝土硬化过程的早期阶段通过切割或开槽以规则的间隔的截面减弱。其结果是，应力消除裂缝仅在这些计划点的冷却和混凝土硬化时产生的。为了防止交错形成经常发生在裂缝作为工作载荷的结果，横向锚定件必须安装。然而，由于这些锚不限制裂缝宽度，它们都涂有合成层作为保护不受腐蚀。作为最后的步骤，将化合物灌注到裂缝防止冻害。混凝土轨道支撑层的尺寸以这样的方式，该拉伸应力可以通过混凝土被有效地承担，并且没有任何加强在混凝土层必需的。

基本差异是自由开裂系统与裂缝诱导剂与其他系统的剪切销钉平行的连续增强。

RHEDA2000®最新的开发阶段将上述技术应用于禁止轨道。因此，改进的RHEDA2000®系统由具有控制形成的裂缝的非钢筋混凝土支撑层组成。裂缝所需的诱导由调节到安装的轨道的钢刀片产生，并且将大约三分之一的方式延伸到混凝土横截面中。横向锚固件安装在枕木的晶格桁架上。图4还显示了在系统混凝器之前所需的配置。

图4:安装时的RHEDA 2000，裂缝形成受控

修改后的系统能以各种方式最佳地匹配到所需要的应用程序，根据负载来定制所承担，所述支撑层的混凝土的质量，和下面的地球的压实程度。两个基本版本已经设计轴负荷可达25公吨 - 以下的型号预计在不久的将来在轨道上现场测试：

含有水泥稳定的子比巴的变体

该版本由亚场支撑，承载能力约为120 mn /m²（装载圆圈150mm）。通过稳定的地下条件，这种承载力可以通过充分压实土壤，与额外的高度压实的土壤改善层一起，或者也通过霜保护层（FPL）。在该上下文中的轨道的尺寸主要由经受子比巴碱基的压力负荷确定，以及通过下支撑层（HBL）中的拉伸应力，其仅用水泥略微稳定。混凝土轨道支撑层中的拉伸应力显着小于连续增强系统中的拉伸应力。然而，由于结构设计原因，没有进一步尝试来优化该混凝土层（例如，通过整合睡眠者）。然而，该系统具有受控裂缝形成结果的显着优点，因为它最大限度地减少了通过裂缝削弱轨道支撑层的风险。对于如上所述的条件和25公吨吨的轴载，轨道混凝土层（TCL）的厚度为24cm，液压粘合支撑层（HBL）的30厘米。TCL的混凝土等级应根据EN 206是C30 / 37，因此需要在霜冻效应的条件下提高空气夹带剂，同时使用脱冰盐的长期使用。

该模型是轨道子结构和上层建筑设计的经济高效的变体。此外，该解决方案对各个支撑层没有极端特殊要求，因此在通常综合土壤上没有困难的任何地方都是可行的。

图5：在水泥稳定的子基地（HBL）上具有受控形成的Rheda 2000

图6:在压载底座(BSL)上带有裂缝形成控制的RHEDA 2000

镇流器子比例的变体

镇流器子基组被理解为无束缚但高强度支撑层。它通过所用镇流器石的质量，形式和组成来实现其刚度和承载能力。结果，这里仅使用具有巨大强度和最佳互锁几何形状的碎石。另外，这些支撑层由具有与结合支撑层类似的特殊分级曲线组成的石质混合物。这允许承载能力为150至180mN /平方米，这允许在压载表面处实现极大的压缩应力。

利用这种子比例，RHEDA2000®的轨道混凝土层（TCL）可以直接施加到子比上，而不使用进一步的边界层。然而，TCL必须仅安装厚度为35厘米，对于150mN /平方米的轴载，轴载为25公吨。此外，混凝土质量应根据EN 206增加至C35 / 45，以便必要的拉伸强度的增加。这里没有空气夹带剂是必需的，即使使用脱冰盐也是如此。

该变体代表目前提供最不可能使用材料的横截面。出于这个原因，并且结合了施工过程的相关简化，该解决方案提供了最大的节省成本潜力。结果，它能够进一步明显降低了经典压隙轨道和碴轨道系统之间不可避免的成本差异。尽管未束缚的支撑层代表具有这种结构模式的特殊设计，但是当采用适当的原材料和施工设备时，其实现也没有风险。

RHEDA2000®的有和无钢筋的比较

相应的RHEDA2000®系统与连续加固的增强型裂缝形成和改性的RHEDA2000®系统，无需增强，并且具有控制裂缝形成，清楚地揭示了后一种解决方案的优点。主要差异和相关福利如下：

提高成本效益

在所有变体模型中，系统的系统也在没有加强任何类型的情况下实施。所需的合成涂层锚点代表了另一个必要的纵向和横向加固的更小的投资。此外，短（50厘米）锚固件可以较低的努力安装，结果是实际上消除了实际上有必要的工作步骤，实际上是有必要的。使用镇流器子层（BSL）的变型安装而没有绑定的支撑层，因此可以在所需的材料和必要的安装劳动中提供最多节省。

改进技术体系，降低风险

具有受控裂缝形成的系统特征在轨道混凝土层（TCL）中具有比具有连续增强的系统的基本上更低的内在应力水平。由于交通和环境的影响在这里实现了最大程度，因此完全消除了加强的风险将通过相当较小的整体压力水平来实现。结果是经济上更有利的，因此是优越的系统。

可观的电磁相互作用简化

列车交通控制和监督系统的运行使轨道受到电磁场的影响。当集中大量的钢铁与这些领域相联系时，这种控制和监督系统的功能就会受到严重损害。混凝土轨道连续加固必须从土方工程的角度加以慎重考虑。此外，它们的电容和阻抗水平会使某些信号系统无法工作。RHEDA 2000®技术上补偿了这两种效应，但需要有效的对策。消除加固意味着系统在这种情况下是同样有效的，至少，作为有碴轨道，它是兼容的信号系统无限制的程度。关于接地，所需要的系统要么在程度上大大减少，要么完全不必要，这取决于需求。

适应土壤条件的最大灵活性

在轨道混凝土层（TCL）减小的应力水平允许对宽范围在堤条件强度的安装的系统。较弱的路基条件可用于支持系统，无需为混凝土，钢筋等。利用优质subcourse条件额外费用，上述电位储蓄将适用。

进一步开发步骤

为了开发修改的系统到串联生产准备，计划了以下调查：

现场测试

为实现系列 - 生产准备情况，修改系统计划于2009年或2010年作为运营轨道安装。目前，已考虑实施两种可能的应用程序;在大众快速过境，以及标准仪表铁路与货运列车。由于巷道建筑中获得的广泛经验，并与现有的RHEDA2000®系统一起，这些措施实际上并不旨在代表现场测试，而是最终迈出朝着大规模应用所需的做法的最终步骤。

进一步发展该系统，以配合使用

为了在道岔应用程序中也获得该系统的好处，正在开发适合该应用程序的解决方案。初步的工程草案概念已经存在，并将在不久的将来进一步发展。

与桥梁一起使用的系统进一步发展

为了避免系统变化，桥梁的变体是迫切需要的。在这一发展过程中，我们将采取协调一致的努力，就像提高投票率的技术一样。

概括

RHEDA 2000®是目前已经达到成熟的少数无砟轨道技术之一。该系统目前已在10多个国家成功应用，并将在未来继续为铁路轨道建设提供可靠、安全、经济有效的解决方案。在许多应用过程中，该系统已经在许多和各种情况下进行了扩展和改进，这导致了很大程度的灵活性和应用通用性。

然而，RHEDA2000®系统仍然提供了进一步的基本改善潜力。例如，控制代替自由裂缝形成的可能性，提供了许多从改进的经济性延伸到简化的安装，并且通过施加到材料的载荷来提高安全性。在简要调查修改系统的实践之后，它可以成为新标准 - 首先是堤防，后来在投票表领域以及其他支持结构，如桥梁。

参考

1. Eisenmann Josef, Leykauf Günther:特殊印刷来自Beton-Kalender 2000 - Feste Fahrbahn für Schienenbahnen。安永孙某出版社献给Architektur UND TECHNISCHE学问有限公司，柏林，2000。