無砟軌道鋪軌機組起草單位

中鐵二局集團(tuán)有限公司、株洲長遠(yuǎn)鐵路建機有限公司等。

陳叔、陶中興等。 2100433B

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(shè)置在鋼軌或扣件下精確定義的單元材料提供。無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計要求其具有足夠的抗凍安全性，特別是對其下部結(jié)構(gòu)在鋪軌完成后出現(xiàn)的后續(xù)沉降變形要求十分嚴(yán)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(jié)構(gòu)形式。

根據(jù)下部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yù)制和現(xiàn)澆。

無論何種形式的無砟軌道結(jié)構(gòu)，由于采用了剛性較大的黏結(jié)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(yīng)下部結(jié)構(gòu)沉降變形的能力卻大為下降，所以各種無砟軌道結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)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(yīng)力和振動速度，相比較而言，不同無砟軌道結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計方法，并在此基礎(chǔ)上推出其對路基結(jié)構(gòu)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(shù)已逐步實現(xiàn)系列化、現(xiàn)代化和標(biāo)準(zhǔn)化。無砟軌道結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與普通軌道結(jié)構(gòu)一樣，由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔等部分組成。這些力學(xué)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(guān)的，任何一個軌道零部件性能、強度和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)是一個系統(tǒng)，要用系統(tǒng)論的觀點和方法進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的這些要求，軌道各部件的力學(xué)性能、使用性能和組成為結(jié)構(gòu)的性能都比普通軌道部件高得多。作為鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的軌道結(jié)構(gòu)是一龐大的系統(tǒng)工程，其受力狀態(tài)極其復(fù)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的橋梁、路基的狀態(tài)和性能對軌道結(jié)構(gòu)有決定性影響，因此，作為高速鐵路和高速鐵路的軌道結(jié)構(gòu)，具備良好的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)，大號碼道岔，直向過岔速度與區(qū)間正線一致，側(cè)向過岔速度與連接的聯(lián)絡(luò)線一致，利用標(biāo)準(zhǔn)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。