高速铁路无砟轨道的发展历程
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有砟轨道和无砟轨道的比例
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目录
1.砟轨道和无砟轨道的定义与特点
2.砟轨道和无砟轨道在我国的发展历程
3.砟轨道和无砟轨道在我国的现状及比例
4.砟轨道和无砟轨道的比例对铁路运输的影响
5.结论:砟轨道和无砟轨道比例的选择应根据实际情况和需求
正文
一、砟轨道和无砟轨道的定义与特点
砟轨道是指铁路轨道底部用砟石作为承托层的轨道结构,具有成本低、施工简便等优点。
而无砟轨道是指铁路轨道底部采用混凝土、钢轨等其他材料作为承托层的轨道结构,具有噪音低、维护简便等优点。
二、砟轨道和无砟轨道在我国的发展历程
自 20 世纪初,我国开始建设铁路以来,砟轨道一直是主要的铁路轨道结构。
直到 20 世纪 90 年代,无砟轨道才开始在我国得到应用和发展。
三、砟轨道和无砟轨道在我国的现状及比例
目前,我国铁路轨道结构主要以砟轨道为主,但也有一部分无砟轨道。
近年来,随着我国高速铁路的快速发展,无砟轨道的应用比例也在逐步提高。
四、砟轨道和无砟轨道的比例对铁路运输的影响
砟轨道和无砟轨道的比例会影响到铁路运输的运行速度、运输能力、运行安全等。
无砟轨道由于其结构特点,更适合高速铁路的运行,而砟轨道则更适合中低速铁路。
无砟轨道介绍一、国内外无砟轨道综述1.无砟轨道的概念无砟轨道又作无碴轨道,无砟轨道采用谐振式轨道电路传输特性技术,首次成区段建成无砟轨道铁路。
在铁路上,“砟”的意思是小块的石头。
常规铁路都在小块石头的基础上,再铺设枕木或水泥钢轨,但这种铁路不适于列车高速行驶。
世界高速铁路的发展证实,高速铁路基础工程如果使用常规的轨道系统,道砟粉化严重,线路维修频繁,安全性、舒适性、经济性相对较差。
无砟轨道是高速铁路工程技术的发展方向。
砟(zhǎ),岩石、煤等的碎片。
在铁路上,指作路基用的小块石头。
传统的铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成,钢轨固定放在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟。
路砟和枕木均起加大受力面、分散火车压力、帮助铁轨承重的作用,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里。
此外,路砟(小碎石)还有几个作用:减少噪音、吸热、减震、增加透水性等。
这就是有砟轨道。
传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点,但容易变形,维修频繁,维修费用较大。
同时,列车速度受到限制。
无砟轨道的轨枕本身是混凝土浇灌而成,而路基也不用碎石,铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。
无砟轨道是当今世界先进的轨道技术,可以减少维护、降低粉尘、美化环境,而且列车时速可以达到 200 公里以上。
二、无碴轨道的整体性能为综合评估上述 3 种结构型式无碴轨道的整体性能,考察其结构强度与动力特性,在试验室内分别铺设 10m 长的无碴轨道实尺模型,利用多点液压伺服加载系统及落轴试验设备,对无碴轨道进行了静载、疲劳与落轴试验。
2.1 静截与疲劳试验静载试验单点最大荷载值为结构的设计荷载,疲劳试验单点最大荷载值根据静轮重,并考虑动力附加系数,确定为 150 kN,加载频率范围 5-25 Hz。
2.1.1 试验测试内容道床板的表面应变;钢轨支点压力的分配;钢轨的绝对位移。
2.1.2 试验结果(1)在静载过程中,3 种结构无碴轨道道床板的表面应变随荷载增加成线性增长,其受力状态在弹性范围内,结构具有足够的强度储备。
中国无砟轨道发展历程说起咱们中国的无砟轨道,那可是个了不起的家伙,就像是咱们国家的一张闪亮名片,让全世界都刮目相看。
你可能不知道,无砟轨道,简单来说,就是没有石头垫着的铁轨,它让火车跑得又快又稳,就像是给火车装上了“隐形翅膀”。
想当年,咱们国家的铁路还是老式的有砟轨道,火车一开,咔嚓咔嚓响,速度慢不说,还颠簸得让人受不了。
那时候,出个远门,坐火车就像是在坐摇篮,晃得能让人晕车。
但咱们中国人啊,从来就不怕困难,敢想敢干,心里头总想着怎么让火车跑得更快更稳。
于是,无砟轨道就这么应运而生了。
它就像是铁路界的“黑科技”,把传统的石头垫子给撤了,换上了坚固平整的水泥板。
这样一来,火车跑起来就像是在高速公路上飞驰的汽车,又快又稳,让人坐着都舒服。
说起来,无砟轨道的发展可不是一帆风顺的。
一开始,咱们的技术还不成熟,得从国外引进。
但咱们中国人啊,从来就不服输,硬是靠着一股子韧劲,把这项技术给吃透了,还搞出了自己的创新。
现在啊,咱们的无砟轨道技术已经是世界领先了,连那些老外都得竖起大拇指说:“牛!”无砟轨道的好处啊,那可多了去了。
它不光能让火车跑得快,还能减少噪音和震动,保护环境。
而且啊,它的维护成本也低,用起来可省心了。
这样一来,咱们老百姓出行就更加方便快捷了,坐火车就像是在家里坐沙发一样舒服。
你知道吗?现在咱们国家的高铁网络已经是世界上最发达的了,从北到南、从东到西,高铁线路四通八达,就像是咱们国家的“大动脉”。
而这些高铁线路啊,大多都是用无砟轨道建的。
可以说啊,无砟轨道已经成为了咱们国家高铁的“标配”。
所以啊,咱们得感谢那些为无砟轨道发展付出辛勤努力的人们。
他们用智慧和汗水换来了咱们今天的便捷出行。
以后啊,咱们再坐火车出门,就可以自豪地说:“看咱们中国的无砟轨道,多牛啊!”。
无砟轨道知识点总结1. 无砟轨道的发展历程无砟轨道是在上世纪50年代由美国人首先提出的,然而由于当时的技术条件限制,无砟轨道并没有受到广泛应用。
直到20世纪70年代,随着预制道床技术的发展,无砟轨道开始逐渐得到重视。
之后,欧美、日本等发达国家先后开展了无砟轨道的研究与试验,逐渐形成了一套成熟的技术体系。
在中国,无砟轨道的发展也是相对较晚。
1998年,中国铁道部成立了“无砟轨道技术研究小组”,开始对无砟轨道进行系统化的研究和试验。
经过长期的努力,中国在无砟轨道技术上取得了一系列重大突破,无砟轨道已经在一些特殊铁路线路上得到了推广应用。
2. 无砟轨道的构成(1)预制道床:预制道床是无砟轨道最为核心的部分。
它由预制混凝土板组成,每块混凝土板上预留有固定轨枕的孔洞。
混凝土板的表面通常铺设有防水、隔离层,可以有效保护预制板不受外部环境的侵蚀。
预制道床不仅施工简便,而且还具有较高的使用寿命和稳定的性能。
(2)轨枕板:轨枕板是无砟轨道上的承载构件,其作用是将轨轴传递的荷载传递到预制道床上。
轨枕板通常是由预制混凝土板制成的,具有一定的强度和耐久性。
与传统的木质轨枕相比,轨枕板具有更好的承载能力和使用寿命,并且在施工过程中能够大大提高工作效率。
(3)垫筒和轨道锁定系统:无砟轨道中的轨轴与轨枕板之间通过嵌入式弹性垫及两侧的轨道锁定系统相连接。
这样的设计可以确保轨道在列车行驶时保持稳定,并且能够吸收和分散列车荷载所产生的振动和冲击力。
3. 无砟轨道的优点(1)施工效率高:相比传统的砟石铺轨方式,无砟轨道的施工速度更快,更为便捷,能够节约大量的人力、物力和时间成本。
(2)环保节能:无砟轨道不需要开采大量的砟石和水泥等原材料,因此减少了对环境的破坏。
此外,由于轨枕板和预制道床的材料和设计优化,截断能耗和二氧化碳排放也得到了降低。
(3)使用寿命长:无砟轨道采用的预制混凝土道床和轨枕板具有较高的材料强度和稳定性,因此可以明显延长轨道的使用寿命,减少了维护成本,提高了运输安全性。
2020年8月第11卷第4期高 速 铁 路 技 术HIGHSPEEDRAILWAYTECHNOLOGYNo.4,Vol.11Aug.2020 收稿日期:2020 04 14作者简介:王继军(1971 ),男,研究员。
引文格式:王继军,姚力,王梦.中国高速铁路无砟轨道的发展及应用[J].高速铁路技术,2020,11(4):33-35.WANGJijun,YAOLi,WANGMeng.DevelopmentandApplicationofBallastlessTrackofHigh speedRailwayinChina[J].HighSpeedRailwayTechnology,2020,11(4):33-35.文章编号:1674—8247(2020)04—0033—03DOI:10.12098/j.issn.1674-8247.2020.04.007中国高速铁路无砟轨道的发展及应用王继军1 姚 力2 王 梦1(1.中国铁道科学研究院集团有限公司, 北京100081;2.中铁二院工程集团有限责任公司, 成都610031)摘 要:自20世纪60年代开始,我国开始在普速铁路隧道地段开展支承块式等多种形式无砟轨道的试验及应用;20世纪90年代,开始进行高速铁路无砟轨道的研究,经过秦沈、遂渝等无砟轨道试验段铺设及试验,形成了时速200km级无砟轨道建造成套技术;21世纪初,通过引进消化吸收再创新,形成了CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式和双块式无砟轨道,并自主研发了CRTSⅢ型板式无砟轨道,在我国高速铁路建设中广泛应用,运营里程已超过2 1万km。
目前,我国正在积极推进智能建造、全生命周期管理等技术在无砟轨道中的应用。
随着技术研究和工程应用的不断深入,我国无砟轨道技术必将得到进一步的发展和完善。
关键词:无砟轨道;高速铁路;CRTSⅢ型板式;双块式中图分类号:U213 2+44 文献标志码:A DevelopmentandApplicationofBallastlessTrackofHigh speedRailwayinChinaWANGJijun1 YAOLi2 WANGMeng1(1.ChinaAcademyofRailwaySciencesGroupCo.,Ltd.,Beijing 100081,China;2.ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo.,Ltd.,Chengdu 610031,China)Abstract:Fromthe1960s,Chinabegantocarryouttheexperimentandapplicationofvariousformsofballastlesstrack,suchassupportingblocktype,inthetunnelsectionofconventionalrailway.Inthe1990s,itbegantoconductresearchonballastlesstrackofhigh speedrailway.AfterthelayingandtestingofballastlesstrackpilotsectionsinQinhuangdaoShenyangandSuining ChongqingHigh speedRailways,acompletesetoftechnologiesforballastlesstrackconstructionwithaspeedof200km/hwasformed.Atthebeginningofthe21stcentury,throughtheintroduction,digestion,absorptionandinnovation,theCRTSⅠslab,CRTSⅡslabanddouble blockballastlesstrackwereformed,andtheCRTSⅢslabballastlesstrackwasindependentlydeveloped,whichiswidelyusedintheconstructionofhigh speedrailwayinChina,theoperatingmileagehasexceeded21000kilometers.Atpresent,Chinaisactivelypromotingtheapplicationofintelligentconstruction,fulllifecyclemanagementandothertechnologiesinballastlesstrack.Withthedevelopmentoftechnologyresearchandengineeringapplication,China'sballastlesstracktechnologywillbefurtherdevelopedandimproved.Keywords:ballastlesstrack;highspeedrailway;CRTSⅢslab;double blocktype 我国高速铁路经过10余年的快速发展,即将形成以北京-上海、上海-昆明等线路为代表的“八纵八横”高速铁路网,实现全国相邻大中城市间1~4h交通圈,城市群内0 5~2h交通圈。
京沪高铁无砟轨道技术攻关过程及成就安徽省固镇县,地处淮北平原,是垓下之战的古站场,霸王别姬故事的发源地,除此之外,这个以农业为主的县城再无特别之处。
自2009年起,这个县城陆续迎来多批客人,其中包括美国《探索发现》栏目组的摄制人员。
他们远道而来、行色匆匆,不是去寻访楚汉之争的历史,而是参观一个外表平常、规模不大的铁路轨道板场。
这个板场就是京沪高速铁路固镇轨道板场。
它依靠两项令西方国家叹服的技术,站在了京沪高铁技术创新的前沿,使京沪高铁的技术水平上升了一个台阶,因此吸引了世人目光。
两项技术一项名为“一场二线84块板生产体系”,一项名为“普通掺和料高性能混凝土配合比”。
它们的名字复杂、艰涩,背后的研发历程也是如此。
无砟轨道是高速铁路的关键部件,能大幅提高列车运行速度,相关技术多年来一直被德国、日本等国家垄断。
京沪高铁建设初期,铁道部和京沪高速铁路股份有限公司希望参建单位不要照搬外国技术,而是通过引进、消化、吸收再创新,实现国内无砟轨道技术的突破并掌握自主知识产权。
2008年8月,京沪高速铁路股份有限公司(以下简称京沪公司)总经理李志义问参建的中铁十五局集团副总经理、京沪高铁项目部经理习仲伟,是否能把中铁十五局集团的固镇轨道板场建成自主创新型轨道板场。
习仲伟当场答应。
当时,国内与此相关的技术经验几乎为零,有人认为中铁十五局集团不自量力。
但习仲伟说:“这绝不是一个拍拍脑袋就作出的决定。
十五局接下这个任务,不是为了逞强好胜,我们心中有底。
”此前,他参观过多家轨道板场,仔细分析后觉得轨道板技术没有想像的难。
凭他多年的技术攻关经验和对下属的了解,他相信大家能承担这个任务。
习仲伟相信下属,下属却不相信自己。
以中铁十五局集团京沪高铁项目部总工程师许传波和固镇轨道板场场长吴建松、总工程师付雷锋为主的技术团队获悉要搞自主创新后有些忐忑不安——他们连轨道板长什么样子都不知道。
性格耿直的付雷锋向习仲伟表达了疑问:现在我们面临很多困难,不能随意搞创新,不然失败了咋办?习仲伟没有责怪他们,而是要求他们加强学习,并承诺“要钱给钱,要人给人”。
高速铁路无砟轨道施工技术难点分析摘要:在高速铁路项目中,无砟轨道的可行性较好。
可大大提高稳定性,轨道刚度分布更均匀,后续运营维护更方便,通过隧道区时可大大减少净空开挖。
在此背景下,有必要对无砟轨道施工技术进行有针对性的分析。
关键词:高速铁路;无砟轨道施工;施工技术;技术难点引言高速铁路施工过程中的关键技术是无砟轨道施工技术。
由于其施工质量会影响列车运行的安全稳定,任何施工单位都应认真考虑其施工技术。
但在无碴轨道施工过程中,施工技术不熟练,缺乏相关施工经验,对施工造成严重影响。
1双块式无砟轨道简介我国高速铁路无砟轨道结构主要有以下七种形式:CRTS-Ⅰ板、CRTS-Ⅱ板、CRTS-Ⅲ板、CRTS-Ⅰ双块、CRTS-Ⅱ双块、道岔区板、道岔区预埋轨枕。
我国高速铁路双块式无砟轨道在充分借鉴国外高速铁路无砟轨道成熟技术的基础上,经过引进、消化、改造,逐步形成了具有自主知识产权的轨道排架施工方法,吸收和再创新。
目前,在我国高速铁路的发展过程中,CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道主要经历了三个发展阶段:以武广、郑西客运专线为代表的引进消化国外高速铁路技术的无砟轨道发展阶段,以兰新、大溪、贵广高速铁路为代表的无砟轨道发展阶段,以郑湾高速铁路为代表的智能无砟轨道发展阶段,引领了无砟轨道高速铁路技术的发展。
目前,双块式无砟轨道运营里程已达6850.0km,占国内高速铁路运营里程的60%。
双块式无砟轨道已成为我国高速铁路无砟轨道的主流结构形式,其建设水平代表着我国高速铁路的轨道建设水平。
因此,迫切需要通过提高双块式无砟轨道施工工装的智能化水平来提高双块式无砟轨道的施工水平。
双块式无砟轨道的轨道布置方法最初是对轨道布置高程和横向位置进行微调,使轨道施工测量数据与设计线路数据相吻合。
其结构由钢轨、弹性扣件、双块轨枕、道床板、底座/支撑层等组成(详细见图1)。
道床板扣件系统双块式轨枕底座/支撑层图1 CRTS-Ⅰ型双块式无砟轨道结构图2工程概况以某高速铁路工程为例,对无砟轨道的施工阶段进行了研究。
德国高速铁路无碴轨道1.发展概况德国是欧洲最热心研究开发无碴轨道的国家。
为了达到减少维修劳力、适应高速运营和强化轨道的目的,从1959年起就开始研制和试铺各种类型的少维修无碴轨道。
上世纪70年代,首先在希尔舍特(Hirschaid)车站试铺了3种类型的无碴轨道。
随后又在雷达(Rehda)车站和厄尔德(Oelde)车站试铺了2种无碴轨道。
1977年在慕尼黑试验线上又试铺了6种新型无碴轨道。
自从1972年在比勒费尔德~哈姆间的Rehda车站土路基上铺设整体式轨枕混凝土道床无碴轨道以来,又相继试铺了各种水泥混凝土道床和沥青混凝土道床无碴轨道。
经过多年在土路基上、高架桥上和隧道内的试铺试验,不断完善、改进、优化,形成了德国铁路运用较为普遍的无碴轨道系列,并于1989年基本定型并统称为Rehda轨道。
图1~图3分别为铺设在土路基上、高架桥上和隧道内的Rehda 轨道。
图4和图5为标准Rehda无碴轨道平纵断面布置图。
图1 土路基上Rehda无碴轨道图2 高架桥上Rehda无碴轨道图3 隧道内Rehda无碴轨道图4 标准Rehda无碴轨道平面图(单位:mm)图5 标准Rehda无碴轨道纵断面图(单位:mm)德国铁路规划在既有线改造和新建高速线上推广使用少维修无碴轨道。
许多国家无碴轨道多应用于隧道内、桥上和高架结构上,而德国除桥隧外,多应用于土路基上,特别是大型车站上,主要理由是为解决高速铁路轨道的高平顺性和路基冻害问题。
1972~1988年铺设无碴轨道25处,延长19km,1989~1997年又铺设无碴轨道22处,延长188km,遍及土路基、桥梁和隧道工程结构。
至1997年,已铺设Rehda无碴轨道约207km。
其中在土路基上铺设混凝土道床Rehda轨道约86km,沥青混凝土道床无碴轨道约63km。
新建的汉诺威~柏林高速线铺设了120km的Rehda轨道,而在新建的科隆~法兰克福高速线上,从齐格堡开始约150km长的线路上全线铺设Rehda无碴轨道。
!""#年,德国纽伦堡&英戈尔施塔特高速新线将开通。
至此,德国将有’""公里的无砟轨道在运营。
这种轨道在经历了大量试验场和现场测试后,已运用到铁路的路面、桥梁和隧道。
测试表明:这种结构具有良好的结构特性,并且减少了维修费用。
无砟轨道的优点随着列车速度的提高和需要在某种苛刻的条件下布置线路,例如需要与现有公路平行建设以减少对环境的影响,常规有砟轨道的利用受到了限制。
在法兰克福—科隆())公里的高速无砟轨道上,最大曲率半径为%%)"米、超高(*"毫米、坡度为+",,列车最高运行速度达每小时%""公里。
根据德国国铁的标准,利用常规的有砟轨道是不可能的。
在荷兰须德地区高速铁路的建设合同中,要求线路可利用率为--.,期限为!)年,在此苛刻条件下必须采用无砟轨道。
在评价轨道结构时,必须考虑到车辆和轨道之间的相互作用。
旅客从自身出发,往往关注乘坐舒适性问题。
按照(-!’年的德国标准,乘坐舒适是旅客可在笔记本上写字。
(-!’年的旧评价标准(表()在今天看来仍然适用。
尽管如此,还是要通过力和加速度的测量来评价舒适度、轨道部件的安全性和应力危险性的客观标准。
从/01(和/01!发展到/10%,列车的轴重则从!"吨减少到(*吨以下,同时由于簧下质量的减少和悬挂系统的改进以及轮缘修理周期的缩短,动态力也减少了。
在有砟轨道,由于木枕自重轻,阻止轨道横向位移至关重要;但对混凝土板式轨道就不算问题了,因为连续地构建的钢筋预应力混凝土板式轨道具有很高的惯性矩。
针对轨道臌曲引起的安全问题,必须要考虑钢轨温度。
/01%列车采用线性涡流制动,会造成对钢轨加热。
分析表明:如果涡流制动产生附加热引起钢轨温度升高(’2,便会超无砟轨道的苏晓声图(无砟轨道表(:(-!’年德国制订的乘坐舒适度标准主观舒适度判断方法:能否在笔记本上写字?非常好手架在桌上,可用自来水笔在笔记本上写出优美的字体手不架在桌上,可用自来水笔写出可读的字体好满意手不架在桌上,可用铅笔写出可读的字体发展历程出常规混凝土轨枕轨道臌曲允许的临界温升值。
如果每小时有+趟列车通过,对同一区段每根钢轨施加+千牛制动,则附加温升高达!,-,这对常规有砟轨道是不可能接受的。
但是,对刚性强的板式轨道,则没有这样的危险。
因此,无砟板式轨道的主要优点可以概括如下:·保证高速运行时极好的乘坐舒适性;·增强抵抗超大荷载的能力;·可采用涡流制动;·没有高速时道砟搅动的问题;·维修所需渡线的平均的间距可以大大延长;·没有有砟轨道需要的杂草控制问题;·可降低结构的高度,特别在隧道内;·在丘陵山区新线建设中,可采用线路参数极端的蛇形迂回线路,从而减少桥梁和隧道工程,节省建设资金;·如果采用成熟的板式轨道设计并保证质量,可显著减少维修费用,轨道寿命可达#"年,是常规有砟轨道的寿命的!倍。
混凝土板式轨道的发展在欧洲,无砟板式轨道的开发始于上世纪#"年代中期。
在长大隧道中,钢轨必须直接铺在刚性好的岩层或混凝土基础上。
./01年开通的日本山阳新干线建设中遇到同样的问题,+"2以上轨道必须由刚性混凝土支承,板式轨道特别适用于隧道和高架桥。
./0!年,德国瑞哈德(&’(3)*)车站铺设了一种新型轨道(参见图!),这种轨道后来称为瑞哈德(&’()*)型无砟轨道。
这种轨道是将单块的混凝土轨枕,用浇注混凝土的方法,精确固定在连续配筋的混凝土板上。
尽管结构性能良好,但无砟轨道的开发和应用到.//"年时仍处于低水平。
.//.年,德国时速!,"公里客运和时速.!"公里货运的1!0公里的高速铁路开通运营,仅在新线的1座隧道中就铺设了约.,公里的&’()*型无砟轨道和,公里的456789型无砟轨道。
相比之下,有砟轨道区段的维修问题很快呈现,特别是道砟磨损,而无砟轨道区段却显现出良好的性能。
道砟恶化的原因是刚性支承造成的高接触应力,特别在桥梁上,压实很好的路基、防冻覆盖层更是如此。
另外,道砟垂直振动速度的测试表明:当列车速度由每小时.#"公里提高到每小时!,"公里时,其有效均方根值会增加一倍。
为解决这一问题,需要在有砟轨道结构中采用更高的弹性扣件。
但是,高弹性扣件系统就会大大增加有砟轨道的投资。
为此,.//1年德国铁路董事会决定:在新建高速铁路和改造线路中,必须采用无砟轨道,多方面地利用板式轨道结构的特殊优势,促进新型无砟轨道结构的开发。
新的结构在进行试验铺设前,必须进行结构设计和大量的试验室试验。
通常,必须考虑下述方面的问题。
.:弹性扣件:由于板式轨道是刚性结构,所有板式轨道都需要采用弹性扣件,使在!"吨轴重下,钢轨的弯曲变形与常规有砟轨道相似。
后者的长期实践表明,当钢轨的弯曲变形为.$,;!毫米时,可使钢轨荷载分布最佳化。
德国铁路无砟轨道的%""型标准扣件系统采用!!$,<!$,千牛=毫米弹性系数图%混凝土轨枕用锚杆固定到连续配筋的混凝土板上图!典型的&’()*型无砟轨道断面图的铁垫板下的弹性垫板,确保了钢轨弯曲变形特性。
轨钢的纵向爬行阻力必须超过&千牛,可防止连续焊接长钢轨在冬季折断时造成过大的断缝。
!’轨枕由锚杆固定到混凝土铺面或整体地嵌入:采用预制轨枕可保证精确的轨距和轨道倾角,这对高速时轮对的稳定运转和减少磨耗至关重要。
带有锚杆的轨枕具有在脱轨或轨枕恶化时易于换枕的优点(图%)。
但这种设计要求精确铺筑混凝土铺面(水平容许误差(!毫米)和减少轨枕高度的误差((!毫米),因为在轨枕下只铺设)毫米厚土工织物来保证良好的接触。
在既有隧道中,为实现最低的结构高度,可铺设*)厘米厚的沥青铺面固定轨枕。
+,-./0/型无砟轨道采用一种宽轨枕,由其下面的混凝土块弹性固定,再用特制的砂浆把混凝土块灌筑到沥青铺面的凹槽中。
!"")年,%$"1公里长的23456789:8隧道有砟轨道改建时,采用了+,-./0/系统(图1),由于增大了隧道截面,可采用摆式列车,从而提高了运行速度。
整体结构轨道成功的实例有.;864系列(图))和<=>795型无砟轨道。
在.;864系列中,轨枕铺在连续的钢筋混凝土板上,然后再将其埋置到!级混凝土中。
而<=>795型的结构,首先要摊铺混凝土层,然后让轨枕采用振动方式准确地调整到位。
%$混凝土板上的分散式轨座:建设<=>795型无砟轨道最基本的要求是要保证精确铺筑混凝土板。
(!毫米的高度误差比公路建设的要求还小。
这类结构的建设可以高度机械化,但需要较高的技术和专业化的施工队伍。
迄今开发的所有系统表明,不采取特殊的工程方法,达不到要求的精度。
例如:在安装弹性扣件前,需要用专用的整修器打磨混凝土表面(图#)。
从公路建设中得知,加长和变薄的有接缝的混凝土铺面,在温度差和湿度差下有卷曲的倾向,常常在接缝处出现挤压冒浆现象。
因此,在高速铁路线路中,所安装的混凝土板要求连续配筋(钢筋占混凝土板横截面的"$?@),以保证微细裂纹间隔有!米、裂纹宽度小于"$)毫米。
从不同试验段的结果看出:由于附加裂纹的发展,%年后裂纹间隔从%$%米降至*$#米,最大裂纹宽度稳定在"$%A"$1毫米。
在混凝土板上,每隔三个轨座的*$B)米间隔处开一个横槽口,可使裂纹造成的扣件销钉或锚固螺栓松动的图1+,-./0/型无砟轨道采用宽轨枕!其下用混凝土块弹性固定!再将混凝土块用特制的沙浆浇注到*)厘米厚的沥青铺面凹槽中"图)汉诺威—柏林铁路线.;864型无砟轨道结构图危险性减少到最低程度。
&$预浇筑混凝土板或框架:这种板式轨道结构采用预制的具有横向预应力的!"毫米厚混凝土板,将其铺设在水泥处理的基础或沥青铺面上,用带螺纹的支杆调整,然后用低粘度和防寒防腐的液体水泥沥青砂浆封装。
这类结构的最薄弱部分在连缝处,因此需要以合理方式连接,以减少温差和湿度差引起的卷曲和挤压冒浆现象。
在’(()年修建的*+,-./0-1试验线上(图)),接缝的一小部分被水泥砂浆填充后,外露的纵向钢筋用铝热焊焊接起来。
焊点的冷热收缩产生了纵向的预应力,可保证长期的良好特性。
但是,投资成本很高。
随着混凝土板生产方法的现代化和通过套筒连接#根纵向钢筋的工艺的简化,这种结构越来越引起工程的关注。
在234-系统,预制混凝土板长#$&5米,在每个轨座后开横向槽口,从而使产生的小裂纹间距为"$#5米,类似于连续配筋的混凝土板的特性。
在’(((年两个试验段修建后,纽伦堡6英戈尔施塔特约%5公里高速新线采用了该系统。
板式轨道的前途取决于与标准有砟轨道相比投资不能过高。
考虑到无砟轨道能减少工程结构(桥梁和隧道)、适用于高速铁路和减少维修,板式轨道优于有砟轨道,并有可能采用框架式板式轨道减少投资。
’(77年,在德国的一个试验段采用了短的预应力框架式混凝土板,用热沥青沙胶涂底,然后铺放在沥青铺面上,但这种轨道成本太高。
日本在北陆新干线隧道铺设了’%"公里这类轨道,日本的经验表明,框架式板式轨道的成本要低于一般板式轨道成本的789’&8。
随后,韩国也开发了框架式板式轨道,将在新建高速铁线上铺设。
通过框架的连接(图7)和表面的开槽,预期能够与连续配筋混凝土板一样,获得长期良好的性能。
这种结构的特殊优点是不利的气候条件对其影响甚微,并在修建后很快开通运营。
板式轨道需要改建时,有望减少限制因素。
性能用检测车对不同板式轨道进行测量的结果表明,随着投入运营的时间增加,轨道的几何参数保持稳定。
各种设计的无砟板式轨道投入运营已有%"多年。
从既有的板式结构中,可以得出的结论是:如果采用成熟的设计、施工中保证高的质量,板式轨道具有长期的良好性能和最少的维护。
图7韩国研制的框架式无砟轨道特约编辑周鼎恒。