客運專線鐵路無碴軌道工程技術分析

張代軍

摘要：本文闡述了無碴軌道的概念，介紹客運專線無碴軌道工程的特點，并對其施工技術和下部基礎進行分析，指出無碴軌道的優(yōu)缺點，旨在為相關技術人員提供有價值的建議，以供參考。

關鍵詞：客運專線無碴軌道下部基礎

1引言

隨后，美國、法國、英國等國家也相繼啟用無碴軌道技術。無碴軌道從概念上講，就是無碴道床構成的軌道，它相較有碴軌道在軌道建設初期費用較高，但其具有穩(wěn)定性好、平順度高、結(jié)構高度低、維修量低等優(yōu)點，表現(xiàn)出良好的綜合性能。近幾年來，隨著高速鐵路建設的迅猛發(fā)展，無碴軌道得到了越來越廣泛的應用。

2客運專線鐵路無碴軌道工程結(jié)構特點

（1）無碴軌道在實際運用過程中具有較高的可維修性和雙層彈性。其主要歸功于混凝土底座和軌道板之間無需填充任何材料，這在很大程度上提升了無碴軌道的強度和穩(wěn)定性，同時大大加強了其彈性和可撓性。在軌道遇到強烈震動沖擊時，能夠有效緩解外界施加的壓力，從而保障了無碴軌道運行時的穩(wěn)定性和安全性。

（2）無碴軌道通常會設置一個凸形的擋臺，這樣可保障高速列車在遇到較強的荷載作用時，其軌道表面橫向和縱向的荷載力能夠通過凸形擋臺來傳遞，從而保證軌道的穩(wěn)定性。另外，CA砂漿和軌道底部大部分的摩擦力也是通過凸形擋臺來傳遞的，這能夠有效分散CA砂漿的受力情況，從而提高無碴軌道的整體性能。

（3）無碴軌道的使用壽命在其技術特點研究中是一個不能忽視的關鍵性問題。無碴軌道不可避免地會受到各種外界環(huán)境和外力的影響，因此，其使用年限很難達到當初設計方案所設定的年限。目前，在國際高速鐵路工程建設中，無碴軌道的使用年限一般設定在60年左右。

3客運專線鐵路無碴軌道工程技術分析

3.1預制混凝土板式

預制混凝土板式技術具有現(xiàn)場混凝土施工量較少，軌道結(jié)構高度低，自重較輕，軌道的工程速度快等優(yōu)點。板式無碴軌道的板材一般由專業(yè)工廠定制，并且在施工過程中能基本實現(xiàn)機械化作業(yè)，能夠有效減少人為操作失誤，從而能較容易地控制施工質(zhì)量。但也基于這個原因，在施工過程中需要有高標準的設備和專業(yè)的制造技術。在處理軌道的道床外表時，需遵守“由下至上”的施工流程，盡量避免使用工具軌。在軌道施工過程中，需要特別注意一些特殊的過渡區(qū)域和減振區(qū)域，一般可以在預制的軌道板底部粘貼彈性橡膠層來滿足無碴軌道的減振需求。在施工結(jié)束之后，一般承載面的高度與水平線的誤差會相對較小，能夠直接對跨區(qū)線路做無縫鋪設，保障工作面的平整性。預制混凝土板式技術對CA砂漿的調(diào)配要求很高，CA砂漿的厚度不能過厚或是不足，必須控制在一定范圍內(nèi)。同時，其工藝比較復雜，對施工精度要求十分苛刻，在實際施工過程中較難準確把控這個精度，但如果達不到設計方案的要求，將會對后續(xù)道床功能的正常使用造成隱患，影響無碴軌道的整體性能，特別是其安全性和耐久性，導致加大后續(xù)的維修成本。

3.2現(xiàn)澆混凝土埋入式

目前，我國的現(xiàn)澆混凝土埋入式無碴軌道主要采用技術比較成熟的“鋼軌支撐架法”。該結(jié)構下的橫向穿孔枕、混凝土支撐塊等工程一般事先由專業(yè)工廠定制，而大部分混泥土工程需要在現(xiàn)場完成。因此，在整個項目施工過程中，應注重混凝土施工過程，避免發(fā)生混凝土出現(xiàn)裂縫、滲水等情況?，F(xiàn)澆混凝土埋入式無碴軌道的穩(wěn)定性和耐久性較高，它不需要在隧道和路基地段設置混泥土底座，施工流程相對簡單。但是，混凝土澆筑過程的質(zhì)量容易受諸多不確定因素的影響，例如有無專業(yè)的設備、施工環(huán)境的好壞、混凝土的攪拌質(zhì)量、人工作業(yè)的規(guī)范程度以及后期的養(yǎng)護等等。因此，相對板式結(jié)構無碴軌道來說，該結(jié)構的施工質(zhì)量更加難以掌控。另一方面，現(xiàn)澆混凝土埋入式受凝土齡期的影響比較大，如若控制不好，會拖慢整個工程的進度。該結(jié)構的二期恒載數(shù)值相對比較大，整體運行維度可修復性不高，而且施工過程要求嚴格，需要施工人員配套有特殊的設備。

3.3無碴軌道技術綜合分析

首先，從結(jié)構強度方面進行分析。在整體運行結(jié)構上，對客運專線鐵路無碴軌道最大的要求是安全性和耐用性，這就需要其具備安全儲備空間，從而能夠滿足結(jié)構強度的要求。其次，從橫向穩(wěn)定性方面進行分析。曲線區(qū)段是客運專線鐵路無碴軌道的一個重要參數(shù)，在設計方案時，需要分析輪軌橫向作用的荷載問題，同時還要對限制部位的控制進行分析，從而提高無碴軌道的橫向穩(wěn)定性。最后，從減振性質(zhì)進行分析。客運專線鐵路無碴軌道最明顯的一個特征是沒有道碴層，能夠減少設備剛度小帶來的問題。

4客運專線鐵路無喳軌道技術的下部基礎

4.1橋梁

客運專線鐵路無碴軌道技術對軌道的平順度有著較高的標準，這給鋪設路段的橋梁帶來了新的挑戰(zhàn)。在實際應用過程中存在多個影響軌道平順度的因素：荷載作用下梁端轉(zhuǎn)角、梁體上下不均勻溫差、墩臺基礎的不均勻沉降、預應力混凝土橋梁的徐變上拱等，這都需要技術人員結(jié)合實際情況，以“設計為主、設計與實施相結(jié)合”的原則，對相關參數(shù)進行調(diào)整。目前，常用的措施是對倒碴層和扣件進行調(diào)整。需要特別注意的是，當橋梁變形超出扣件的調(diào)整值時，軌道平順度很難滿足客運專線無碴軌道的要求。此時，相關技術人員需對其進行整體性的改良，有針對性的增加橋梁的梁高或增強橋梁的剛度，保障梁體下翼結(jié)構拉應力在合理范圍，從而降低截面的預壓力值和減少徐變上拱。

4.2隧道

隧道的質(zhì)量對客運專線鐵路無碴軌道的正常運行起著一個關鍵的作用。高質(zhì)量的隧道要求技術人員根據(jù)實際情況建立完善的管控措施和處理機制。隧道水害如果處理不當會造成隧道基底裂縫的出現(xiàn)。在實際過程中，需根據(jù)隧道地下水情況、隧道圍巖級別來選擇合適的隧道襯砌結(jié)構，構建一個整體式的襯砌結(jié)構，從而提高隧道的承載力。在構建整體式的襯砌結(jié)構時，可采用仰拱曲墻結(jié)構，優(yōu)化控制基底承載力等措施，同時還需綜合考慮相關因素，根據(jù)隧道的實際地質(zhì)水文情況進行實時調(diào)整，從而保證客運專線鐵路無碴軌道的穩(wěn)定運行。

4.3過渡段

在客運專線鐵路無碴軌道應用過程中，為了保證列車運行的安全性、平穩(wěn)度以及乘客的舒適度，需要對橋臺、路基銜接、隧道基礎等相關元件進行過渡段處理。過渡主要是指剛性到塑性的一個漸變。過渡段發(fā)生病害主要與地基自身的條件、路基和橋臺結(jié)構的差異、路基選用的填料以及傳統(tǒng)的隧道結(jié)構等有直接關系。目前，我國對渡段的處理尚未找到完美的解決辦法，只是在傳統(tǒng)的處理方法上加以改良。在實際處理過程中，通過減少過渡段銜接端的軌面彎折度以及降低施工后的沉降系數(shù)來保障列車的平穩(wěn)運行。在設計客運專線鐵路無碴軌道方案時，技術人員需綜合考慮項目因素的完整度，結(jié)合實際情況，最大程度保持整體技術架構的有效性，并針對過渡段的特殊性研究出適用的無碴軌道床結(jié)構。

5結(jié)語

目前，客運專線鐵路無碴軌道的優(yōu)缺點已逐漸分明，針對其在施工和使用過程中存在的問題以及日后的發(fā)展方向，我們還需不斷的進行總結(jié)和研究，解決目前存在的問題，提高無碴軌道技術，進一步完善客運專線鐵路無碴軌道建設。

參考文獻

[1]曾宗根.客運專線鐵路無碴軌道工程技術（上）[J].鐵道建筑技術，2005（03）：1-9+80.

[2]沈益民.鐵路客運專線無碴軌道設計技術問題探討[J].山西建筑，2007（20）：291-292.

（作者單位：中鐵北京工程局集團有限公司）