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第二章高速铁路有砟、无砟轨道结构及精调第一节概述无砟轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构形式。
由于无碴轨道具有轨道平顺性高、刚度均匀性好、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，在各国铁路得到了迅速发展。
特别是高速铁路，一些国家已把无碴轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广，并取得了显著的经济效益和社会效益。
以下是无砟轨道的主要优势和缺点。
一、无砟轨道的优势主要有：1、轨道结构稳定、质量均衡、变形量小，利于高速行车；2、变形积累慢，养护维修工作量小；3、使用寿命长—设计使用寿命60年；二、无砟轨道的缺点主要有：1、轨道造价高：有砟180万/km，双块式350万，１型板式450万，2 型板式500万。
2、对基础要求高因而显著提高修建成本：有砟轨道可允许15cm工后沉降，无砟轨道允许3cm，由此引起的以桥代路及路基加固投资巨大。
3、振动噪声大：减振降噪型无砟轨道目前尚不成功，减振无砟轨道选型存在较大困难。
4、一旦损坏整治困难：尤其是连续式无砟轨道。
第二节无砟轨道结构一、国外铁路无碴轨道结构型式国外铁路无碴轨道的发展，数量上经历了由少到多、技术上经历了由浅到深、品种上经历了由单一到多样、铺设范围上经历了由桥梁、隧道到路基、道岔的过程。
无碴轨道已成为高速铁路的发展趋势。
1．日本日本是发展无碴轨道最早的国家之一。
早在20世纪60年代中期，日本就开始了无碴轨道的研究与试验并逐步推广应用，无碴轨道比例愈来愈大，成为高速铁路轨道结构的主要形式。
据统计，日本高速铁路无碴轨道比例，在20世纪70年代达到60%以上，而90 年代则达到80%以上。
日本从20世纪60年代中期开始进行板式无碴轨道的研究到目前大规模的推广应用，走过了近40年的历程。
对于最初提出的轨道结构方案，铁道综合技术研究所相继进行了设计、部件试验、实尺模型试验、设计修改、在营业线上试铺等工作。
从津田沼、日野土木试验所内的实尺模型试验到既有线、新干线的桥梁、隧道和路基上的各种形式无碴轨道结构的试铺，总共建立了20多处近30km的试验段，开展了大量的室内、营业线上动力测试和长期观测的试验研究工作，并在试验结果的基础上，不断的改进、完善结构设计参数和技术条件，最终将普通A 型（图4-3）、框架形（图4-4）等板式轨道结构作为标准定型，在山阳、东北、上越、北陆和九州新干线的桥梁、隧道和路基上大量使用。
一． 轨道结构的组成及功用答：有砟轨道结构由钢轨，轨枕，联结零件，防爬设备，道床和道岔组成。
轨道是铁路的主要技术装备之一，是行车的基础。
轨道的作用是引导机车车辆运行，直接承受列车荷载作用，并把荷载分布传递给路基或桥隧建筑物。
二． 作用在轨道上的力有哪些？答：竖向力包括轮重和附加动应力，因车辆蛇形运动，车轮轮缘接触钢轨而产生的往复周期性的横向力，列车启动制动的纵向水平力。
三． 图示两种轨道计算模型各叫什么名称？标出图中参数并说明其物理意义？ 答：a ：轨枕间距；u ：钢轨基础弹性。
四． 钢轨支座刚度D ，道床系数C ，轨道特性参数k ，钢轨整体刚度，钢轨基础弹性模量u 的定义及相互关系？答：钢轨支座刚度D ：使钢轨支座顶面产生单位下沉式，所需要的施加于支座顶面的力；道床系数C ：道床顶面产生单位下沉时所需施加于道床顶面的单位面积的压力； 钢轨基础弹性模量u ：为使单位长度的钢轨基础产生单位下沉所需施加在其上的分布力；钢轨整体刚度：使钢轨产生单位下沉所需的竖直荷载；轨道特性系数k ：钢轨基础与钢轨的刚比系数相互关系2t u k K k === 五． 轨道强度检算时为什么引进速度系数，偏载系数和横向水平力系数，以及各系数的意义？ 答：当列车运行时，影响动轮载的因素有很多，目前主要考虑速度，未被平衡超K高和列车通过曲线的横向力的影响。
故分别用速度系数，偏载系数和横向水平力系数考虑。
速度系数：由行车速度引起的动轮载增量与静轮载之比,随速度增大而增大；偏载系数：列车通过曲线时，由于存在未被平衡的超高，产生偏载，使外轨或内轨轮载增加，其增量与静轮载的比值；横向水平力系数：考虑横向水平力和偏心竖直力联合作用下，使钢轨承受横向水平弯曲和扭转，由此产生轨头和轨底边缘弯曲应力增大而引入的系数。
六．什么是速度系数，我国速度系数共分几级，应用范围多少？答：由行车速度引起的动轮载增量与静轮载之比为速度系数。
我国速度系数共分3级，分别适用于行车速度小于120km/h，行车速度在120~160km/h，行车速度在160~200km/h三种。
10 有砟道床施工10.1 一般规定10.1.1 线路铺砟整道施工时，铺枕、铺轨作业区与铺砟整道作业区的距离不宜过长，铺轨后应及时组织上砟整道作业。
施工应采用一次铺设跨区间无缝线路的流水作业法。
有砟轨道施工基本工艺里程图见10.1.1。
10.1.2 有砟轨道施工主要设备把包括：道砟运输车、道砟摊铺机（装载机、平地机、压路机）、机车、风动卸砟车、机械化整道作业车组（MDZ车组、由起、拨、捣固车，配砟整形车，动力稳定车等设备组成）等。
10.1.3 道砟等级级应符合设计要求，道砟质量应符合《铁路碎石道砟》（TB/T2140-2008）标准的要求。
10.1.4 施工过程中应避免污染道砟，确保上道道砟干净、无污染。
10.1.5 铺轨后应紧随进行补砟和整道作业。
大型机械化整道作业车组，严格执行分层上砟、分层整道。
10.1.6 上砟整道施工中应加强对钢轨、轨枕等轨道部件的保护，严采用可能损坏轨道部件的施工方法和设备。
10.1.7 修筑于路基上的预埋管线沟槽、综合接地体、接触网支柱基础等应与线下工程同步施工。
需在轨道工程施工后进行的施工作业，相关施工单位施工前应用彩条布等覆盖措施对道床进行保护，避免对道床产生扰动和污染。
对道床稳定性有影响的施工、相关施工单位应制定方案，并经轨道主体单位认可，施工完后应加强捣固使道床密实。
相关施工单位施工产生的垃圾应在施工完成时及时清除干净。
10.1.8 在隧道内进行钻孔、开槽施工，施工前必须采取相应的措施对道床进行保护，避免产生污染，施工过程中应采取措施降低粉尘排放，对钻孔、开槽产生的垃圾应集中回收，及时清理出隧道。
10.1.9 线路开通前应由建设单位组织有关单位对线路污染和垃圾进行彻底清除，隧道内应进行全面清洗除尘，并检查核实。
图10.1.1 有砟轨道轨道施工基本工艺流程10.2 铺轨前预铺道砟10.2.1 预铺道砟基本工艺流程见图10.2.1。
图10.2.1 预铺道砟基本工艺流程10.2.2 铺轨前预铺道砟宜双线一次铺设完成。
1/45第三章 有砟轨道任课教师：黄守刚2/45有砟轨道结构组成钢轨(rail )轨枕(sleeper)道床(bed )防爬设备(Rail anti-creep device)联结零件(rail fastening)道岔（turnout）3/45主要内容 一、有砟轨道结构组成（前面已讲） 二、轨枕 三、扣件 四、道床五、轨道加强部件六、轨道过渡段4/45二、轨枕1、作用与要求z作用：支承钢轨，保持轨距和轨向，承受并传递荷载。
z要求： （1）坚固、耐久；（2）有一定的弹性；（3）能提供较大的位移阻力。
P42上5/45二、轨枕2、类型¾按材质分木枕、钢枕 、混凝土枕P42~43标题6/45二、轨枕2、类型¾按用途分普通轨枕、桥枕、岔枕补7/45二、轨枕2、类型¾按构造和铺设方式分横向轨枕、纵向轨枕、框架式轨枕奥地利日本8/45二、轨枕3、木枕（普通木枕、木岔枕、木桥枕）优点：富于弹性，便于加工、运输和维修，电绝缘性能好，与道砟间摩擦系数大。
缺点：木材缺乏，价格贵，易腐朽，寿命短，不同种类轨枕弹性可能不一致。
P42中9/45二、轨枕4、混凝土轨枕（1）特点① 强度高，稳定性好；② 耐腐蚀；③ 弹性均匀；④ 弹性差；⑤ 铺设运输不方便；⑥ 铺设路段受限——不太适应道岔区和大桥桥面。
10/45二、轨枕4、混凝土轨枕（2）类型¾按使用部位普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕补11/45二、轨枕4、混凝土轨枕（2）类型•按使用部位普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕混凝土桥枕护轨梭头横向力12/45二、轨枕4、混凝土轨枕（2）类型¾按结构型式整体式、组合式、短枕式（a）整体式 (b)组合式 （c）短枕式法国TGV双块式轨道P43中13/45二、轨枕4、混凝土轨枕（2）类型¾按配筋方式普通钢筋混凝土枕、预应力钢筋混凝土枕z 按施加预应力方式：预应力混凝土枕又可分为先张法和后张法两种。
