摘要：隨著我國高速鐵路的發(fā)展，無砟軌道越來越多的被用于新建鐵路中。高速鐵路的建設(shè)實踐表明，無砟軌道與有砟軌道兩種軌道結(jié)構(gòu)形式均可保證高速列車的安全運(yùn)營，但由于兩類軌道結(jié)構(gòu)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的差異，具有其各自的優(yōu)缺點，因此對于我國的軌道結(jié)構(gòu)選型需根據(jù)自己的國情、鐵路的特點合理選用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高速鐵路無砟軌道有砟軌道

中圖分類號：U238 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1前言

近年來，隨著我國鐵路建設(shè)的日益發(fā)展，高速鐵路成為未來鐵路發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)的有砟軌道具有鋪設(shè)方便、造價低、容易維修等優(yōu)點，但隨著列車速度的提高，石砟道床的變形，道砟飛濺，軌道的各種不平順，影響高速列車的舒適性和安全性，也給軌道的維修造成困難。無砟軌道擁有高平順性、高穩(wěn)定性和少維修等特點，在鐵路運(yùn)營中逐漸取得了明顯的優(yōu)勢。實踐表明，兩種軌道結(jié)構(gòu)均可保證高速列車的安全運(yùn)營。但由于兩類軌道結(jié)構(gòu)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面的差異，因此應(yīng)根據(jù)自己的國情、鐵路的特點合理選用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

本文主要從無砟軌道和有砟軌道兩種軌道結(jié)構(gòu)的特點、存在的病害及各自的優(yōu)缺點進(jìn)行了對比分析。

2兩種軌道結(jié)構(gòu)特點和發(fā)展情況

2.1有砟軌道結(jié)構(gòu)特點

有砟軌道結(jié)構(gòu)具有建設(shè)費(fèi)用低、噪聲傳播范圍小、建設(shè)周期短、破壞修復(fù)時間短、自動化及機(jī)械化維修效率高、軌道超高和幾何狀態(tài)調(diào)整簡單等優(yōu)點，但隨著鐵路運(yùn)營速度的不斷提高，對有砟軌道適應(yīng)性問題，特別是有砟軌道臨界速度、橋上道床穩(wěn)定性、維修工作量、道砟飛散以及道砟資源等問題需作進(jìn)一步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、比較。

2.2 有砟軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展

高速鐵路有砟軌道出現(xiàn)的問題主要是不規(guī)則沉降、軌道幾何狀態(tài)惡化以及道砟破碎與粉化，特別是在鋼軌傷損處、焊縫處、膠結(jié)絕緣接頭處及橋隧過渡段處問題更為突出，從而大大增加了維修工作量，降低了軌道使用壽命。為此，對有砟軌道結(jié)構(gòu)提出以下完善措施：增大枕底有效支撐面積；增大軌枕底部縱向支撐的連續(xù)性；增加軌道彈性。

2.3無砟軌道結(jié)構(gòu)特點

無砟軌道結(jié)構(gòu)是用耐久性好、塑性變形小的材料代替道砟材料的一種軌道結(jié)構(gòu)形式。由于取消了碎石道砟道床，軌道保持幾何狀態(tài)的能力提高，軌道穩(wěn)定性相應(yīng)增強(qiáng)，維修工作量減少，成為高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。

2.4 無砟軌道發(fā)展情況

我國無砟軌道的研究起于20世紀(jì)60年代，先后推廣應(yīng)用的有支承塊式整體道床、瀝青混凝土整體道床、無砟無枕結(jié)構(gòu)等。進(jìn)入90年代以來，無砟軌道的研制工作進(jìn)入了一個新階段，選擇了板式、長枕埋入式和彈性支承塊式無砟軌道等，先后在秦沈、贛龍線、渝懷線、西康線、蘭新線進(jìn)行了試鋪，取得了一些成功的經(jīng)驗。此后，通過遂渝線無砟軌道試驗段、武漢無砟軌道綜合試驗段試驗研究以及京津、滬寧、滬杭、武廣、鄭西、京滬等高速鐵路的建設(shè)，我國高速鐵路無砟軌道進(jìn)入了快速發(fā)展的時期。目前，我國高速鐵路采用的無砟軌道結(jié)構(gòu)型式主要有：板式無砟軌道、雙塊式無砟軌道和岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道。

3兩種軌道結(jié)構(gòu)的病害

3.1 無砟軌道的主要病害

(1)整體道床結(jié)構(gòu)病害

常見的病害有：混凝土下沉破損；混凝土道床上鼓破損；道床混凝土受地下水腐蝕而破壞；拉應(yīng)力作用下的開裂失效和混凝土結(jié)構(gòu)面處開裂失效。

（2）板式軌道病害

主要傷損形式有軌道板裂紋、填充層破損和凸形擋臺聯(lián)接構(gòu)件破損。

（3）軌枕埋入式軌道病害

由于軌枕均為預(yù)先預(yù)制好的構(gòu)件，在施工過程中通過現(xiàn)澆混凝土將軌枕埋入到道床中,這樣就容易出現(xiàn)新老混凝土結(jié)合不良，新混凝土澆筑不實，粘結(jié)面鑿毛處理引起原混凝土受到擾動，新老混凝土硬化收縮應(yīng)力不同導(dǎo)致粘結(jié)層出現(xiàn)微裂縫，影響新老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，造成粘結(jié)破壞等。

3.2有砟軌道的主要病害

（1）軌道不平順

碎石道床在列車的不穩(wěn)定重復(fù)荷載下軌道會出現(xiàn)垂向、橫向的動態(tài)彈性變形和殘余積累變形。這些變形不僅影響列車的平穩(wěn)運(yùn)行而且這種變形累計到一定限度時威脅行車安全。軌道不平順的種類有高低不平順、水平不平順、鋼軌出現(xiàn)三角坑、方向不平順等。

(2)道床病害

軌道變形的主要原因是道床的變形，道床的不均勻沉降將引起一系列的病害，直接危及行車安全。道床病害的種類有道床臟污、道床沉陷、道床翻漿。

（3）混凝土軌枕常見病害

混凝土軌枕傷損的主要形態(tài)有軌下截面出現(xiàn)過大的橫向裂縫、軌下截面壓潰、軌枕縱向裂縫、軌枕的龜裂、軌枕擋肩破損、軌枕底邊掉塊。

（4）道岔的病害

道岔病害有道岔與前后線路銜接不良，線路方向和高低超限、軌距超限、軌向不良、高低超限、尖軌和基本軌離縫、心軌和翼軌磨耗低塌等。

4無砟軌道與有砟軌道優(yōu)劣點比較

4.1無砟軌道結(jié)構(gòu)相對于有砟軌道結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

（1）軌道穩(wěn)定性好，幾何形位能持久保持，線路養(yǎng)護(hù)維修工作量顯著減少；

（2）長波不平順性好，軌道彈性均衡穩(wěn)定，可提高乘坐舒適度；

（3）耐久性好，軌道使用壽命長；

（4）橫向阻力提高，可獲得高運(yùn)營安全性；

（5）運(yùn)營速度高；

（6）結(jié)構(gòu)高度低，自重輕，可降低隧道凈空，減少橋梁二期恒載；

（7）壽命周期成本低；

（8）通過少維修，提高線路使用率，減少對運(yùn)輸?shù)母蓴_，從而減少事故隱患；

（9）道床整潔美觀，無道砟飛散帶來的一系列問題。

4.2無砟軌道結(jié)構(gòu)相對于有砟軌道結(jié)構(gòu)存在的主要問題：

（1）初期投資和綜合效益問題

初期投資大一直是影響無砟軌道推廣應(yīng)用的重要問題。但是，投資分析本身就是一個比較復(fù)雜的問題。目前綜合分析無砟軌道結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益還比較困難。

（2）噪聲問題

在高速鐵路上，相對于有砟軌道來說，無砟軌道噪聲水平要高5dB，傳播范圍比較大。

（3）軌道彈性問題

無砟軌道的彈性主要由扣件提供，從而對扣件結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選用和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上提出了更高的要求。

（4）與信號系統(tǒng)匹配問題

如果采用諧振式軌道電路，道床泄漏電阻以及無砟軌道鋼筋網(wǎng)與軌道電路間的電磁作用對信號系統(tǒng)影響比較大，需要采取措施增大扣件絕緣電阻，減少鋼筋網(wǎng)與軌道電路感應(yīng)阻抗。

（5）修理與修復(fù)問題

無砟軌道作為剛性結(jié)構(gòu)，在后期運(yùn)營階段僅允許進(jìn)行少量的改善，如調(diào)整軌道幾何狀態(tài)，一般只能靠扣件來實現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生較大的變化時，調(diào)整不僅十分困難，而且要付出高昂的代價。特別是采用混凝土承載層的無砟軌道，達(dá)到承載強(qiáng)度極限時將產(chǎn)生斷裂，軌道幾何尺寸將發(fā)生急劇和難以預(yù)見的惡化。

另外，到目前為止，對基礎(chǔ)沉降過大等原因造成的無砟軌道嚴(yán)重?fù)p壞還沒有提出特別有效的修復(fù)措施，一些修復(fù)手段不僅還在概念階段，代價也比較大�；炷�土承載層無砟軌道由于混凝土的養(yǎng)生和硬化需要很長時間，修復(fù)時需要關(guān)閉線路時間比較長，對運(yùn)輸影響比較大。

5結(jié)束語

通過高速鐵路的建設(shè)實踐，無砟軌道與有砟軌道兩種軌道結(jié)構(gòu)均可保證高速列車的安全運(yùn)營，都有其各自的優(yōu)缺點。但由于兩類軌道結(jié)構(gòu)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面的差異，對于我國的軌道結(jié)構(gòu)選型需根據(jù)自己的國情、鐵路的特點合理選用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益�？傊�，要做好不同軌道結(jié)構(gòu)型式的經(jīng)驗總結(jié)，不斷修正和完善軌道結(jié)構(gòu)形式，加大對不同軌道結(jié)構(gòu)型式的對比分析，從工程成本、工程進(jìn)度、施工工藝和方法、運(yùn)營效果等方面進(jìn)行比較，研究最適合我國高速鐵路建設(shè)的軌道結(jié)構(gòu)型式。

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