合福铁路轨道结构选型及经济分析

1 工程概况

合福铁路自安徽省合肥南站引出，经巢湖往南经无为，与庐铜线建长江大桥越江至铜陵，经泾县、黄山至江西省，经婺源、上饶越武夷山山脉至福建省，经武夷山、闽清，引入福州枢纽福州站，线路全长810.375km。全线桥隧总长700.928km，桥隧比86.5%。

合福铁路以铜陵长江大桥为界，长江以北地区地形相对平坦，隧道较少（4座），而桥梁相对集中且长度较长；长江以南至福州枢纽地段，沿线穿越皖赣交界皖南黄山、闽赣交界武夷山山脉等地区，地形复杂，桥隧比重大、短路基较多。在此，根据合福铁路的工程、环境特点，对目前国内客运专线所采用的两种类型无碴轨道（CRTSⅠ型双块式、CRTSⅡ型板式）进行技术、经济对比分析，为合福铁路无碴轨道合理选型提供参考。

2 无碴轨道

目前，国内客运专线铺设的无砟轨道结构类型主要有CRTSⅠ型双块式、CRTSⅡ型板式二种型式。

2.1 CRTSⅠ型双块式无砟轨道

路基上CRTSⅠ型双块式无砟轨道由60kg/m、100m定尺长的无螺栓孔U71Mn（K）新钢轨、WJ-8B扣件、SK-2双块式轨枕、道床板、无砟轨道支承层等组成。超高设置在路基基床表层，并在缓和曲线范围内线性顺坡。

路基上双块式无砟轨道横断面图

桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道由60kg/m、100m定尺长的无螺栓孔U71Mn（K）新钢轨、WJ-8B扣件、SK-2双块式轨枕、道床板和底座等组成超高设置在混凝土底座, 并在缓和曲线内线性顺坡。

隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道由60kg/m、100m定尺长的无螺栓孔U71Mn（K）新钢轨、WJ-8B扣件、SK-2双块式轨枕、道床板组成。超高设置在混凝土底座, 并在缓和曲线内线性顺坡。

在路基地段连续道床板两端应分别设置端梁，端梁与道床板浇筑为一整体，端梁在路基基床表层内埋置深度为1m。端梁范围内的支承层采用钢筋混凝土结构。

CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨道结构高度为：路基815mm，桥梁725mm，隧道515mm。

2.2 CRTSⅡ型板式无砟轨道

路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道主要由60kg/m钢轨、WJ-8C型扣件、预制轨道板、砂浆调整层及混凝土支承层组成，路基上的轨道板和底座板均连续设置。曲线地段超高在路基基床表层设置,在缓和曲线范围内线性顺坡。

路基上直线地段CRTS Ⅱ型板式无砟轨道横断面图

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道结构主要由60kg/m钢轨、WJ-8C型扣件、预制轨道板、砂浆调整层、连续底座板、两布一模滑动层、侧向挡块等部分组成，台后路基上设置摩擦板、端刺及过渡板，梁缝处设置高强度挤塑板。曲线地段超高在底座上设置，在缓和曲线上线性顺坡。

隧道内CRTSⅡ型板式无砟轨道主要由60kg/m钢轨、WJ-8C型扣件、预制轨道板、砂浆调整层、混凝土支承层等组成。曲线地段超高在混凝土支承层设置，在缓和曲线内线性顺坡。

铺设CRTSⅡ型板式无砟轨道的桥梁的两端台后路基上各设计一个标准摩擦板端刺结构，长度共为56m。对于桥桥间、桥隧间小于56m短路基间的非标准端刺的结构作特殊设计。

CRTSⅡ型板式无砟轨道结构高度为：路基779mm，桥梁679mm，隧道779mm。

2.3 CRTSⅠ型双块式、CRTSⅡ型板式无砟轨道对环境、运营条件适应性分析

无碴轨道对环境、运营条件适应性分析表

3 无碴轨道方案比选

3.1 方案说明

根据合福铁路的工程特点，全线对无碴轨道类型进行如下四个方案的比较：

方案一：全线按铺设CRTSⅡ型无砟轨道。对特殊地段：铜陵长江大桥，除主跨1.9km左右为有砟轨道外大桥其余地段均铺设CRTSⅠ型板式无砟轨道；蚌福联络线既有线利用地段、福州枢纽地段均铺设有砟轨道。

方案二：全线按铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道。对特殊地段：铜陵长江大桥，除主跨1.9km左右为有砟轨道外大桥其余地段均铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道；蚌福联络线的既有线利用地段、福州枢纽地段均铺设有砟轨道。

方案三：以铜陵长江大桥北岸为界，以北按铺设CRTSⅡ型无砟轨道，以南按铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道。对特殊地段：铜陵长江大桥，除主跨1.9km左右为有砟轨道外大桥其余地段均铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道；蚌福联络线的既有线利用地段、福州枢纽地段均铺设有砟轨道。

方案四：以铜陵长江大桥北岸为界，以北按铺设CRTSⅡ型无砟轨道，以南按铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道。对特殊地段：铜陵长江大桥，除主跨1.9km左右为有砟轨道外大桥其余地段均铺设CRTSⅠ型板式无砟轨道；蚌福联络线的既有线利用地段、福州枢纽地段均铺设有砟轨道。

3.2 各方案大型临时及辅助工程设置方案

根据全线工程特点、桥梁隧道分布，各方案铺轨基地及轨枕（板）预制场设置如下：

大型临时及辅助工程设置方案

3.3 各方案经济比较

由于CRTSⅠ型双块式和 CRTSⅡ型板式结构高度差异，影响桥隧工程投资的差异，各方案经济比较表如下：

表1 工程投资比较表

从工程经济分析，方案一投资最大，方案二投资最少，方案三和方案四投资居中。

3.4 各方案的综合比选

（1）对HBDK124+000～DK87+600段，由于合蚌线及蚌福联络线均为CRTSⅡ型板式，同时此段地形相对平坦，桥梁较为集中且长度较长，端刺结构较少，虽然CRTSⅡ型板式工程造价较CRTSⅠ型双块式高1.74亿元，但为了保证在此地形条件下无碴轨道的施工进度、施工质量、施工精度，推荐采用CRTSⅡ型板式无砟轨道。

(2)对DK87+600～DK138+838段，由于铜陵长江大桥采用板式轨道，因桥上无碴与有碴过渡时，无法设置端刺而采用CRTSI板式。从工程造价看，CRTSI板式与CRTSⅠ型双块式相差不大，但若采用CRTSI板式，施工单位在CRTSⅡ型板式和CRTSⅠ型双块式的施工设备的基础上，需增加CRTSI板式无砟轨道施工设备，轨道施工方法较多。因此，为了与江南轨道结构一致及与主桥有碴轨道衔接，推荐此段采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。

(3)对HBDK124+000～DK87+600段，地形复杂，桥隧比例大，若采用CRTSⅡ型板式，存在762处标准端刺结构、220处桥桥间短路基间的大端刺结构、560处短路基隧道内摩擦板结构、610处短路基摩擦板结构，工程复杂，造价较高。而双块式无砟轨道虽然现场混凝土工作量较大，但桥梁与隧道两端均不需要设置端刺结构，施工方法简单，施工难度较小。因此，推荐此段采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。

4 结论

经过以上经济、技术及无碴轨道对环境、运营条件的适应性分析等综合分析，合福铁路轨道结构推荐采用方案三：以铜陵长江大桥北岸为界，以北按铺设CRTSⅡ型无砟轨道设，以南按铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道。对特殊地段：铜陵长江大桥，除主跨1.9km左右为有砟轨道外大桥其余地段均铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道；蚌福联络线的既有线利用地段、福州枢纽地段均铺设有砟轨道。