客运专线铁路无碴轨道工程技术分析

张代军

摘要：本文阐述了无碴轨道的概念，介绍客运专线无碴轨道工程的特点，并对其施工技术和下部基础进行分析，指出无碴轨道的优缺点，旨在为相关技术人员提供有价值的建议，以供参考。

关键词：客运专线无碴轨道下部基础

1引言

随后，美国、法国、英国等国家也相继启用无碴轨道技术。无碴轨道从概念上讲，就是无碴道床构成的轨道，它相较有碴轨道在轨道建设初期费用较高，但其具有稳定性好、平顺度高、结构高度低、维修量低等优点，表现出良好的综合性能。近几年来，随着高速铁路建设的迅猛发展，无碴轨道得到了越来越广泛的应用。

2客运专线铁路无碴轨道工程结构特点

（1）无碴轨道在实际运用过程中具有较高的可维修性和双层弹性。其主要归功于混凝土底座和轨道板之间无需填充任何材料，这在很大程度上提升了无碴轨道的强度和稳定性，同时大大加强了其弹性和可挠性。在轨道遇到强烈震动冲击时，能够有效缓解外界施加的压力，从而保障了无碴轨道运行时的稳定性和安全性。

（2）无碴轨道通常会设置一个凸形的挡台，这样可保障高速列车在遇到较强的荷载作用时，其轨道表面横向和纵向的荷载力能够通过凸形挡台来传递，从而保证轨道的稳定性。另外，CA砂浆和轨道底部大部分的摩擦力也是通过凸形挡台来传递的，这能够有效分散CA砂浆的受力情况，从而提高无碴轨道的整体性能。

（3）无碴轨道的使用寿命在其技术特点研究中是一个不能忽视的关键性问题。无碴轨道不可避免地会受到各种外界环境和外力的影响，因此，其使用年限很难达到当初设计方案所设定的年限。目前，在国际高速铁路工程建设中，无碴轨道的使用年限一般设定在60年左右。

3客运专线铁路无碴轨道工程技术分析

3.1预制混凝土板式

预制混凝土板式技术具有现场混凝土施工量较少，轨道结构高度低，自重较轻，轨道的工程速度快等优点。板式无碴轨道的板材一般由专业工厂定制，并且在施工过程中能基本实现机械化作业，能够有效减少人为操作失误，从而能较容易地控制施工质量。但也基于这个原因，在施工过程中需要有高标准的设备和专业的制造技术。在处理轨道的道床外表时，需遵守“由下至上”的施工流程，尽量避免使用工具轨。在轨道施工过程中，需要特别注意一些特殊的过渡区域和减振区域，一般可以在预制的轨道板底部粘贴弹性橡胶层来满足无碴轨道的减振需求。在施工结束之后，一般承载面的高度与水平线的误差会相对较小，能够直接对跨区线路做无缝铺设，保障工作面的平整性。预制混凝土板式技术对CA砂浆的调配要求很高，CA砂浆的厚度不能过厚或是不足，必须控制在一定范围内。同时，其工艺比较复杂，对施工精度要求十分苛刻，在实际施工过程中较难准确把控这个精度，但如果达不到设计方案的要求，将会对后续道床功能的正常使用造成隐患，影响无碴轨道的整体性能，特别是其安全性和耐久性，导致加大后续的维修成本。

3.2现浇混凝土埋入式

目前，我国的现浇混凝土埋入式无碴轨道主要采用技术比较成熟的“钢轨支撑架法”。该结构下的横向穿孔枕、混凝土支撑块等工程一般事先由专业工厂定制，而大部分混泥土工程需要在现场完成。因此，在整个项目施工过程中，应注重混凝土施工过程，避免发生混凝土出现裂缝、渗水等情况。现浇混凝土埋入式无碴轨道的稳定性和耐久性较高，它不需要在隧道和路基地段设置混泥土底座，施工流程相对简单。但是，混凝土浇筑过程的质量容易受诸多不确定因素的影响，例如有无专业的设备、施工环境的好坏、混凝土的搅拌质量、人工作业的规范程度以及后期的养护等等。因此，相对板式结构无碴轨道来说，该结构的施工质量更加难以掌控。另一方面，现浇混凝土埋入式受凝土龄期的影响比较大，如若控制不好，会拖慢整个工程的进度。该结构的二期恒载数值相对比较大，整体运行维度可修复性不高，而且施工过程要求严格，需要施工人员配套有特殊的设备。

3.3无碴轨道技术综合分析

首先，从结构强度方面进行分析。在整体运行结构上，对客运专线铁路无碴轨道最大的要求是安全性和耐用性，这就需要其具备安全储备空间，从而能够满足结构强度的要求。其次，从横向稳定性方面进行分析。曲线区段是客运专线铁路无碴轨道的一个重要参数，在设计方案时，需要分析轮轨横向作用的荷载问题，同时还要对限制部位的控制进行分析，从而提高无碴轨道的横向稳定性。最后，从减振性质进行分析。客运专线铁路无碴轨道最明显的一个特征是没有道碴层，能够减少设备刚度小带来的问题。

4客运专线铁路无喳轨道技术的下部基础

4.1桥梁

客运专线铁路无碴轨道技术对轨道的平顺度有着较高的标准，这给铺设路段的桥梁带来了新的挑战。在实际应用过程中存在多个影响轨道平顺度的因素：荷载作用下梁端转角、梁体上下不均匀温差、墩台基础的不均匀沉降、预应力混凝土桥梁的徐变上拱等，这都需要技术人员结合实际情况，以“设计为主、设计与实施相结合”的原则，对相关参数进行调整。目前，常用的措施是对倒碴层和扣件进行调整。需要特别注意的是，当桥梁变形超出扣件的调整值时，轨道平顺度很难满足客运专线无碴轨道的要求。此时，相关技术人员需对其进行整体性的改良，有针对性的增加桥梁的梁高或增强桥梁的刚度，保障梁体下翼结构拉应力在合理范围，从而降低截面的预压力值和减少徐变上拱。

4.2隧道

隧道的质量对客运专线铁路无碴轨道的正常运行起着一个关键的作用。高质量的隧道要求技术人员根据实际情况建立完善的管控措施和处理机制。隧道水害如果处理不当会造成隧道基底裂缝的出现。在实际过程中，需根据隧道地下水情况、隧道围岩级别来选择合适的隧道衬砌结构，构建一个整体式的衬砌结构，从而提高隧道的承载力。在构建整体式的衬砌结构时，可采用仰拱曲墙结构，优化控制基底承载力等措施，同时还需综合考虑相关因素，根据隧道的实际地质水文情况进行实时调整，从而保证客运专线铁路无碴轨道的稳定运行。

4.3过渡段

在客运专线铁路无碴轨道应用过程中，为了保证列车运行的安全性、平稳度以及乘客的舒適度，需要对桥台、路基衔接、隧道基础等相关元件进行过渡段处理。过渡主要是指刚性到塑性的一个渐变。过渡段发生病害主要与地基自身的条件、路基和桥台结构的差异、路基选用的填料以及传统的隧道结构等有直接关系。目前，我国对渡段的处理尚未找到完美的解决办法，只是在传统的处理方法上加以改良。在实际处理过程中，通过减少过渡段衔接端的轨面弯折度以及降低施工后的沉降系数来保障列车的平稳运行。在设计客运专线铁路无碴轨道方案时，技术人员需综合考虑项目因素的完整度，结合实际情况，最大程度保持整体技术架构的有效性，并针对过渡段的特殊性研究出适用的无碴轨道床结构。

5结语

目前，客运专线铁路无碴轨道的优缺点已逐渐分明，针对其在施工和使用过程中存在的问题以及日后的发展方向，我们还需不断的进行总结和研究，解决目前存在的问题，提高无碴轨道技术，进一步完善客运专线铁路无碴轨道建设。

参考文献

[1]曾宗根.客运专线铁路无碴轨道工程技术（上）[J].铁道建筑技术，2005（03）：1-9+80.

[2]沈益民.铁路客运专线无碴轨道设计技术问题探讨[J].山西建筑，2007（20）：291-292.

（作者单位：中铁北京工程局集团有限公司）