无砟轨道铺轨机组

陈叔、陶中兴等。 2100433B

中铁二局集团有限公司、株洲长远铁路建机有限公司等。

无砟轨道采用自身稳定性较好的混凝土或沥青道床代替有砟道床来传递行车时的动、静荷载，而行车时需要的弹性变形主要由设置在钢轨或扣件下精确定义的单元材料提供。无砟轨道结构设计要求其具有足够的抗冻安全性，特别是对其下部结构在铺轨完成后出现的后续沉降变形要求十分严格。所以，无砟轨道线路的长期稳定性较好，特别是在高速行车条件下，属于一种正常情况下很少需要维修的上部结构形式。

根据下部结构的类型，无砟轨道可分为路基上无砟轨道、隧道内无砟轨道和桥上无砟轨道三大类。按下列五个参数，无砟轨道可以分为不同的结构类型：

1)按钢轨支承方式可分为点式和连续式；

2)按支承扣件方式可分为有轨枕和无轨枕；

3)按轨枕支承方式可分为埋入式、嵌入式和支承式；

4)按道床板材料可分为混凝土和沥青；

5)按道床板施工方式可分为预制和现浇。

无论何种形式的无砟轨道结构，由于采用了刚性较大的黏结硬化材料作为道床板，一方面使得系统的荷载传递、扩散功能显著提高，另一方面其适应下部结构沉降变形的能力却大为下降，所以各种无砟轨道结构对基础或者说路基的要求原则上是一样的。大量的现场测试对比表明，在其他条件相同的情况下，行车时，无砟轨道和有砟轨道下基床和路基中的动荷载差别很大，如动应力和振动速度，相比较而言，不同无砟轨道结构条件下路基中动荷载的差别较小。从这两点出发，着眼于无砟轨道路基的设计，本章代表性地以德国轨枕埋入式无砟轨道Rheda系统为例，介绍其基本原理和设计方法，并在此基础上推出其对路基结构功能性、耐久性和平顺性的要求。

随着京津城际高速铁路、武广高速铁路、沪杭高速铁路和京沪高速铁路的相继开通和运营，我国高速铁路无砟轨道技术已逐步实现系列化、现代化和标准化。无砟轨道结构形式在线路上主要有CRTSⅠ型双块式无砟轨道、CRTSⅡ型双块式无砟轨道、CRTSⅠ型板式无砟轨道和CRTSⅡ型板式无砟轨道、CRTSⅢ型板式无砟轨道，在道岔区段主要有长枕埋入式无砟轨道和板式无砟轨道。

高速铁路无砟轨道结构与普通轨道结构一样，由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。这些力学性质截然不同的材料承受来自列车车轮的作用力，它们的工作是紧密相关的，任何一个轨道零部件性能、强度和结构的变化都会影响其他零部件的工作条件，并对列车运行质量产生直接的影响。因此，轨道结构是一个系统，要用系统论的观点和方法进行研究。钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力，并传向轨枕；轨枕承受钢轨传来的竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床，并保持钢轨正常的几何位置；轮轨间的各种作用力通过轨枕和扣件的隔振、减振和衰减后传递给道床，并将作用力扩散传递于路基。由于列车速度的提高与轨道结构的作用力及速度成正比，高速铁路的轨道必然比普通线路具有更高的安全性、可靠性和平顺性。为保证轨ⅡⅡ道结构的这些要求，轨道各部件的力学性能、使用性能和组成为结构的性能都比普通轨道部件高得多。作为铁路基础设施的轨道结构是一庞大的系统工程，其受力状态极其复杂，运营条件的任何变化都会直接引发受力状态的变化，而作为轨道结构基础的桥梁、路基的状态和性能对轨道结构有决定性影响，因此，作为高速铁路和高速铁路的轨道结构，具备良好的基础并在正常受力条件下运营就显得特别重要。高速铁路一般采用60kg/m钢轨、长度2.6m轨枕、弹性扣件、无砟的轨道结构，大号码道岔，直向过岔速度与区间正线一致，侧向过岔速度与连接的联络线一致，利用标准列车计算桥梁荷载，规定统一的列车速度和轴重，全部采用立体交叉。