探討高速鐵路無碴軌道的維修與養(yǎng)護(hù)

萬連余

（中鐵十八局集團(tuán)國際工程公司 天津）

由于高速鐵路車速快，列車荷載長期對(duì)碎石道床造成高速?zèng)_擊作用，極易導(dǎo)致傳統(tǒng)有碴軌道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，道碴磨損與粉化，從而降低了有碴軌道結(jié)構(gòu)的平順性與穩(wěn)定性，因此我國高速鐵路逐步加大了對(duì)無碴軌道結(jié)構(gòu)的運(yùn)用。無碴軌道由于平順性好、整體性強(qiáng)，并且有著經(jīng)濟(jì)效益高、結(jié)構(gòu)高度低、縱向穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而受到了人們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)階段我國對(duì)高速鐵路無碴軌道的維修與養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)還很匱乏，所以要在實(shí)踐中總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取做到常檢測(cè)、多保養(yǎng)，真正發(fā)揮無碴軌道的作用。

一、無碴軌道結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

有碴軌道結(jié)構(gòu)使用的道碴材料易出現(xiàn)粉化與破損，而無碴軌道結(jié)構(gòu)采用的混凝土、瀝青材料有著塑性變形小、耐久性強(qiáng)等特點(diǎn)，這讓軌道結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定與平順，保證列車行使的安全、快速與高效，并且也極大減少了軌道維修工作量。無碴軌道通常分為上、下部結(jié)構(gòu)，其中上部結(jié)構(gòu)也叫做軌道結(jié)構(gòu)，由混凝土道床板、支承層、扣件、底座、瀝青、鋼軌等構(gòu)成，而下部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)工程，由路基、橋梁、隧道構(gòu)成。無碴軌道結(jié)構(gòu)有著很多種類型，主要分為5種結(jié)構(gòu)形式。

1.軌枕支承無碴軌道特點(diǎn)

（1）解決了有碴軌道離散性問題，尤其是道碴飛散的問題。

（2）抗磨損能力較強(qiáng)，能夠抵抗變形，讓軌道更具穩(wěn)定性。

（3）減振能力更強(qiáng)，降噪效果優(yōu)良，提高列車行使的舒適度。

（4）完成瀝青基礎(chǔ)施工之后，隨后可開展軌枕鋪裝工作，提高施工效率。

（5）軌枕被磨損、破壞后，有利于進(jìn)行維修與更換。

2.軌枕嵌入式無碴軌道

因?yàn)闊o碴軌道下設(shè)有橡膠套與彈性墊層，所以比有碴軌道減振降噪效果更好，但是處于露天環(huán)境之中，其耐久性不強(qiáng)，套靴防水效果也差，所以限制了其使用范圍，通常在隧道內(nèi)運(yùn)用。因?yàn)樘籽ヅc軌枕塊相互分離，所以對(duì)列車高速行使時(shí)的穩(wěn)定性影響很大。

3.板式無碴軌道

通過在混凝土底座上直接放置預(yù)先制造好的軌道板，并將混凝土、瀝青材料填充在底座與軌道板之間，以此對(duì)軌道板作出調(diào)整，讓鋪設(shè)精度更高。因?yàn)闊o碴軌道在工廠內(nèi)預(yù)制，所以施工十分簡(jiǎn)單，有著極高的效率。然而由于軌道板比軌枕的長度更長，在鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)、道岔區(qū)、曲線組合使用過程中，必須開展特殊的設(shè)計(jì)，這樣無疑增加了施工難度。

4.軌枕埋入式無碴軌道

主要是在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過澆筑混凝土將預(yù)制好的雙塊式軌枕埋入混凝土道床板中，或者是在混凝土道床板中插入軌枕，讓混凝土道床板與軌枕形成為完整的無碴軌道結(jié)構(gòu)形式，比如Zublin型、Rheda型等。其中Rheda型無碴軌道內(nèi)未設(shè)置原結(jié)構(gòu)中的槽形板，最大限度減少現(xiàn)場(chǎng)灌筑混凝土的新、舊界面，從而實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的提升。

二、檢測(cè)設(shè)備

以往軌道檢測(cè)主要由靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩部分構(gòu)成，并且檢測(cè)時(shí)是相互獨(dú)立的。對(duì)高速鐵路軌道檢測(cè)而言，要對(duì)列車運(yùn)行總體情況加以考慮，綜合進(jìn)行檢測(cè)。這與有碴軌道不同，雖然無碴軌道變形量少，強(qiáng)度較高，線路調(diào)整作業(yè)范圍較小，頻率不高，但是無碴軌道檢測(cè)也由靜態(tài)檢測(cè)與動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩方面構(gòu)成，考慮到高速鐵路實(shí)際情況，要提高無碴軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)力度，保證檢測(cè)車組的高效性與綜合性，同時(shí)配置專業(yè)檢測(cè)車輛，采用先進(jìn)的靜態(tài)檢測(cè)設(shè)備。

（1）綜合檢測(cè)車。綜合檢測(cè)車具備其他專業(yè)檢測(cè)車輛的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和綜合進(jìn)行分析，為分析與檢測(cè)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)提供可靠依據(jù)。

（2）振動(dòng)檢測(cè)。由于橋面板與無碴軌道實(shí)行剛性連接，當(dāng)列車處于高速運(yùn)行狀態(tài)下，列車蛇行運(yùn)動(dòng)能夠?qū)蛄号c軌道帶來一定的振動(dòng)問題，并且無碴軌道沿線橋梁數(shù)量較多，所以要將振動(dòng)檢測(cè)儀安裝在列車上，對(duì)列車豎向與橫向上的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（3）鋼軌探傷車。要在天窗維修過程中開展探傷檢測(cè)工作，因?yàn)橐訌?qiáng)對(duì)無碴軌道的檢測(cè)，才能避免出現(xiàn)斷軌問題，所以要比有碴軌道的鋼軌探傷檢測(cè)周期要短，通常1個(gè)月至少檢測(cè)1次。

三、無碴軌道維修與養(yǎng)護(hù)

1.常用修復(fù)材料及方法

通常來講，高速鐵路有混凝土支承層的無碴軌道的修復(fù)主要有替換有缺陷和損壞的混凝土構(gòu)件（出現(xiàn)沉降時(shí)除外），修復(fù)時(shí)可以使用下列重要材料與方法。

（1）就地澆注混凝土、水泥砂漿。

（2）采用合成材料調(diào)配的水泥粘結(jié)物，比如PCC聚合物-水泥-混凝土。

（3）采用反應(yīng)樹脂系統(tǒng)，比如PC聚合物-混凝土。

（4）在修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)裂紋時(shí)，可以根據(jù)修復(fù)目的與裂紋情況使用以下方法與材料，比如灌注環(huán)氧樹脂、壓注環(huán)氧樹脂、壓注水泥漿、水泥懸膠液以及壓注聚氨酯等。

2.無碴軌道部件整修

（1）混凝土結(jié)構(gòu)裂紋。無碴軌道的支承塊、長枕、軌道板等部件都屬于混凝土結(jié)構(gòu)，在使用中極易出現(xiàn)裂紋，主要有受力裂紋與結(jié)構(gòu)裂紋兩種。對(duì)于出現(xiàn)的這些裂紋，只要對(duì)結(jié)構(gòu)部件承載能力造成影響的，都要更換處理。若只有細(xì)微裂紋，對(duì)承載力影響不大，補(bǔ)修時(shí)要采用涂抹環(huán)氧樹脂的方式。

（2）封閉層與預(yù)制件間的裂紋。若CA砂漿墊層缺乏良好平整度，受到列車動(dòng)力作用，封閉層與支承塊、長枕、軌道板等預(yù)制件間極易出現(xiàn)裂紋。因?yàn)榉忾]層要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆注，在施工質(zhì)量與含水量的影響下，也容易出現(xiàn)裂紋。水在進(jìn)入這些裂紋部位后，會(huì)加劇對(duì)封閉層的破壞。所以，只要有裂紋出現(xiàn)，都應(yīng)在第一時(shí)間用水泥砂漿進(jìn)行封縫。

（3）混凝土凸形擋臺(tái)破損。在凸形擋臺(tái)出現(xiàn)損傷之后，必須將凸形擋臺(tái)上的混凝土鑿掉，重新立模與配筋，并噴射樹脂與混凝土，讓凸形臺(tái)得到補(bǔ)強(qiáng)與修復(fù)。

3.無碴軌道整正作業(yè)

提高無碴軌道鋪設(shè)的精度，能夠滿足高速鐵路平順性要求。所以軌道要長期保持穩(wěn)定的幾何形態(tài)，就算在列車行使過程中，軌道在幾何尺寸上有所偏差，也要嚴(yán)格控制好幅值與數(shù)量，稍微作為調(diào)整即可。

（1）軌向。和有碴軌道相同，無碴軌道的軌向整正作業(yè)調(diào)整方法是對(duì)軌道距擋板號(hào)碼做出改變。

（2）水平和高低。若CA砂漿墊層與軌道板或混凝土基床存在空隙，就要適當(dāng)調(diào)整軌面相對(duì)高程。若空隙不大，則要對(duì)墊板高低進(jìn)行調(diào)整，以此整正軌面高低。若不能整正軌道高低變形時(shí)，則要將軌道板提升到絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)位置上，然后將樹脂注入修補(bǔ)。

四、結(jié)語

總之，隨著我國鐵路事業(yè)高度發(fā)展，無碴軌道越來越多的應(yīng)用到高速鐵路上，并取得了顯著成就。但是目前在高速鐵路無碴軌道維修與保養(yǎng)工作方面，我國還缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)。因此，不僅要充分認(rèn)識(shí)到鐵路維修與保養(yǎng)工作的重要性，還要積極學(xué)習(xí)并借鑒國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國實(shí)際，從而提高高速鐵路無碴軌道維修與保養(yǎng)工作的水平，進(jìn)一步推動(dòng)我國鐵路事業(yè)的發(fā)展。