無砟軌道鋪軌機組

陳叔、陶中興等。 2100433B

中鐵二局集團有限公司、株洲長遠鐵路建機有限公司等。

無砟軌道采用自身穩(wěn)定性較好的混凝土或瀝青道床代替有砟道床來傳遞行車時的動、靜荷載，而行車時需要的彈性變形主要由設置在鋼軌或扣件下精確定義的單元材料提供。無砟軌道結構設計要求其具有足夠的抗凍安全性，特別是對其下部結構在鋪軌完成后出現(xiàn)的后續(xù)沉降變形要求十分嚴格。所以，無砟軌道線路的長期穩(wěn)定性較好，特別是在高速行車條件下，屬于一種正常情況下很少需要維修的上部結構形式。

根據(jù)下部結構的類型，無砟軌道可分為路基上無砟軌道、隧道內(nèi)無砟軌道和橋上無砟軌道三大類。按下列五個參數(shù)，無砟軌道可以分為不同的結構類型：

1)按鋼軌支承方式可分為點式和連續(xù)式；

2)按支承扣件方式可分為有軌枕和無軌枕；

3)按軌枕支承方式可分為埋入式、嵌入式和支承式；

4)按道床板材料可分為混凝土和瀝青；

5)按道床板施工方式可分為預制和現(xiàn)澆。

無論何種形式的無砟軌道結構，由于采用了剛性較大的黏結硬化材料作為道床板，一方面使得系統(tǒng)的荷載傳遞、擴散功能顯著提高，另一方面其適應下部結構沉降變形的能力卻大為下降，所以各種無砟軌道結構對基礎或者說路基的要求原則上是一樣的。大量的現(xiàn)場測試對比表明，在其他條件相同的情況下，行車時，無砟軌道和有砟軌道下基床和路基中的動荷載差別很大，如動應力和振動速度，相比較而言，不同無砟軌道結構條件下路基中動荷載的差別較小。從這兩點出發(fā)，著眼于無砟軌道路基的設計，本章代表性地以德國軌枕埋入式無砟軌道Rheda系統(tǒng)為例，介紹其基本原理和設計方法，并在此基礎上推出其對路基結構功能性、耐久性和平順性的要求。

隨著京津城際高速鐵路、武廣高速鐵路、滬杭高速鐵路和京滬高速鐵路的相繼開通和運營，我國高速鐵路無砟軌道技術已逐步實現(xiàn)系列化、現(xiàn)代化和標準化。無砟軌道結構形式在線路上主要有CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道、CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道、CRTSⅠ型板式無砟軌道和CRTSⅡ型板式無砟軌道、CRTSⅢ型板式無砟軌道，在道岔區(qū)段主要有長枕埋入式無砟軌道和板式無砟軌道。

高速鐵路無砟軌道結構與普通軌道結構一樣，由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔等部分組成。這些力學性質(zhì)截然不同的材料承受來自列車車輪的作用力，它們的工作是緊密相關的，任何一個軌道零部件性能、強度和結構的變化都會影響其他零部件的工作條件，并對列車運行質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。因此，軌道結構是一個系統(tǒng)，要用系統(tǒng)論的觀點和方法進行研究。鋼軌直接承受由機車車輛傳來的巨大動力，并傳向軌枕；軌枕承受鋼軌傳來的豎向垂直力、橫向和縱向水平力后再將其分布于道床，并保持鋼軌正常的幾何位置；輪軌間的各種作用力通過軌枕和扣件的隔振、減振和衰減后傳遞給道床，并將作用力擴散傳遞于路基。由于列車速度的提高與軌道結構的作用力及速度成正比，高速鐵路的軌道必然比普通線路具有更高的安全性、可靠性和平順性。為保證軌ⅡⅡ道結構的這些要求，軌道各部件的力學性能、使用性能和組成為結構的性能都比普通軌道部件高得多。作為鐵路基礎設施的軌道結構是一龐大的系統(tǒng)工程，其受力狀態(tài)極其復雜，運營條件的任何變化都會直接引發(fā)受力狀態(tài)的變化，而作為軌道結構基礎的橋梁、路基的狀態(tài)和性能對軌道結構有決定性影響，因此，作為高速鐵路和高速鐵路的軌道結構，具備良好的基礎并在正常受力條件下運營就顯得特別重要。高速鐵路一般采用60kg/m鋼軌、長度2.6m軌枕、彈性扣件、無砟的軌道結構，大號碼道岔，直向過岔速度與區(qū)間正線一致，側向過岔速度與連接的聯(lián)絡線一致，利用標準列車計算橋梁荷載，規(guī)定統(tǒng)一的列車速度和軸重，全部采用立體交叉。