高速鐵路軌道工程設(shè)計(jì)理念研究

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摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)迅猛發(fā)展的現(xiàn)階段，各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域也隨之實(shí)現(xiàn)了較大程度的發(fā)展，特別是鐵路運(yùn)輸行業(yè)，高速鐵路的大規(guī)模開(kāi)通和運(yùn)營(yíng)為人們的生活提供了較大的便利，對(duì)于促進(jìn)社會(huì)的健康發(fā)展等方面具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)于高速鐵路的發(fā)展建設(shè)工作而言，由于其還處于不斷發(fā)展的階段，使得一些工作上海不可避免的存在著一些實(shí)際問(wèn)題，特別是軌道工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)，對(duì)于鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展起到了一定的阻礙性作用。為此，本文從高速鐵路軌道的實(shí)際特點(diǎn)為著手點(diǎn)，對(duì)高速鐵路軌道工程的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；軌道工程；設(shè)計(jì)理念

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)不斷發(fā)展的現(xiàn)階段，為各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展都提供了一定的機(jī)遇，我國(guó)鐵路建設(shè)工作也隨之實(shí)現(xiàn)了較為迅猛的發(fā)展，高速客運(yùn)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)于人們的出行和社會(huì)的進(jìn)步產(chǎn)生了積極的促進(jìn)作用。從我國(guó)高速鐵路軌道工程的發(fā)展歷程來(lái)看，無(wú)砟軌道在近幾年當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了較大程度的發(fā)展，已經(jīng)從引進(jìn)、消化、吸收過(guò)渡到創(chuàng)新和運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn)的階段當(dāng)中，但是由于受到多種因素的影響，使得無(wú)砟軌道工程建設(shè)工作中不可避免的出現(xiàn)了一些實(shí)際問(wèn)題，因此必須要對(duì)高速鐵路軌道工程的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行深入的探討，以促進(jìn)鐵路行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1高速鐵路軌道的特點(diǎn)

高速鐵路軌道工程設(shè)計(jì)的基本要求就是要保證高速列車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)安全、可靠和舒適的運(yùn)行，因此高速鐵路軌道具有以下兩方面的特點(diǎn)：

1.1高平順性

因軌道不平順而引起的輪軌動(dòng)力響應(yīng)會(huì)對(duì)行車(chē)的安全性和乘客的舒適性產(chǎn)生直接的影響，當(dāng)列車(chē)速度低于臨界速度的時(shí)候，及時(shí)軌道、路基和橋梁等結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度均符合相關(guān)要求，在軌道不平順的時(shí)候，由線(xiàn)路而引起的車(chē)輛振動(dòng)和輪軌作用力也會(huì)大幅度的增加，因此高速鐵路軌道設(shè)計(jì)對(duì)平順性具有較高的要求，是建設(shè)高速鐵路的控制性條件，也是高速鐵路區(qū)分中低速鐵路的主要特點(diǎn)之一。

1.2高穩(wěn)定性

高穩(wěn)定性是高速鐵路軌道工程的另一顯著特點(diǎn)，其主要體現(xiàn)在橋梁上，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)要求必須具有足夠的剛度。高速列車(chē)對(duì)橋梁的動(dòng)力作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普速列車(chē)，橋梁如果出現(xiàn)較大的撓度就會(huì)對(duì)橋上軌道的平順性產(chǎn)生直接的影響，使得結(jié)構(gòu)物承受較大的沖擊，且軌道狀態(tài)的不穩(wěn)定性還會(huì)對(duì)列車(chē)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響；因此，為了保證軌道的高穩(wěn)定性，要對(duì)橋梁預(yù)應(yīng)力徐變上拱和不均勻溫差而引起的結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行限制。

2高速鐵路軌道工程的設(shè)計(jì)理念

2.1堅(jiān)持系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，重視接口設(shè)計(jì)

2.1.1掌握道岔、鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器等技術(shù)

道岔結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，通常情況下不應(yīng)跨越梁縫，在我國(guó)某高速鐵路軌道工程當(dāng)中，敷設(shè)了一組軌枕埋入式無(wú)砟軌道的道岔，其設(shè)計(jì)速度為80km/h，同時(shí)還對(duì)箱梁進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，由于梁的剛度較大，在現(xiàn)階段的運(yùn)用情況還是較為良好的。目前，我國(guó)對(duì)于敷設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的溫度跨度的應(yīng)用較為廣泛，但是并沒(méi)有用于曲線(xiàn)地段的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，使得設(shè)計(jì)中應(yīng)該使用鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的地段并沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，而是使用小阻力的扣件進(jìn)行了代替。對(duì)于小阻力的扣件而言，其在實(shí)際的敷設(shè)過(guò)程中存在壓力控制困難等問(wèn)題，使得軌道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的病害，有砟軌道梁端鋼軌隆起存在軌道失穩(wěn)的危患。

2.1.2注重?zé)o砟軌道的排水設(shè)計(jì)

高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要對(duì)排水系統(tǒng)的可靠性和耐久性進(jìn)行全面的考量。水將會(huì)對(duì)我扎軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命產(chǎn)生直接的影響，因此，在對(duì)無(wú)砟軌道進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，特別是隧道內(nèi)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該重視排水設(shè)計(jì)，并將其納入到整個(gè)軌道線(xiàn)路的排水系統(tǒng)當(dāng)中。在路基地段當(dāng)中，對(duì)于北方的寒冷地區(qū)而言，建議采用二線(xiàn)中間堆高表面敷設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)向軌道兩側(cè)進(jìn)行排水的方案，以防止出現(xiàn)排水管凍裂影響正常排水等問(wèn)題的出現(xiàn)；對(duì)于雨水較為充沛的南方地區(qū)，由于封堵遇水膨脹橡膠條的耐久性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求較為困難，因此在設(shè)計(jì)中建議采用中間設(shè)置排水溝的排水形式。

2.1.3軌道線(xiàn)路平縱斷面的設(shè)計(jì)

在同樣的軌道線(xiàn)路平縱斷面的基礎(chǔ)之上，在高速行駛的條件之下，列車(chē)的豎向和橫向的加速度都是在增加的，列車(chē)各種振動(dòng)的衰減距離也變得延長(zhǎng)了，出現(xiàn)各種振動(dòng)疊加的可能性也隨之提高，乘客對(duì)乘坐舒適度的感知也會(huì)變得更加的敏感，因此，高速鐵路軌道線(xiàn)路平縱斷面的坡段和較大的豎曲線(xiàn)半徑應(yīng)以提高軌道的平順性為原則，盡可能的降低列車(chē)的橫向和豎向的加速度，減少列車(chē)出現(xiàn)各種振動(dòng)疊加的可能性，從而保證高速鐵路軌道工程設(shè)計(jì)的合理性。

2.2堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，確定結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度

2.2.1橋梁地段單元的軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)對(duì)橋梁梁縫地段中的軌道結(jié)構(gòu)是單元還是連續(xù)、無(wú)砟軌道單元結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和合理確定進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐，從CRTSⅡ型板式的無(wú)砟軌道的設(shè)計(jì)理論來(lái)看，橋梁地段無(wú)砟軌道的單元長(zhǎng)度可以確定為是無(wú)限長(zhǎng)的。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理層面來(lái)看，如果無(wú)砟軌道的單元過(guò)長(zhǎng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力舒緩需要借助限制位移的方法來(lái)避免軌道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)幾何形位，其實(shí)現(xiàn)的前提是對(duì)底座板、軌道板、鎖定溫度等條件實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的控制，否則將會(huì)對(duì)高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，使得結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度和耐久性同樣受到影響，因此在對(duì)CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)寬接縫裂縫寬度過(guò)大等問(wèn)題進(jìn)行研究。

2.2.2路基地段單元的軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前，高速鐵路路基地段單元的軌道結(jié)構(gòu)所采用的是連續(xù)性結(jié)構(gòu)，其最為顯著的優(yōu)勢(shì)就是路基地段無(wú)砟軌道的支承層能夠采用水硬性支承層來(lái)取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從而有效降低軌道工程的建造成本；同時(shí)，路基地段無(wú)砟軌道的設(shè)計(jì)還借鑒了高速公路從路面到路基剛度遞減的理念，在路面和下部路基結(jié)構(gòu)之間敷設(shè)了一層水硬性材料。與CRTSⅠ型板式無(wú)砟軌道的路基地段軌道板所采用的單元結(jié)構(gòu)相比較而言，底座使用了3~4塊軌道板長(zhǎng)度的鋼筋混凝土長(zhǎng)單元結(jié)構(gòu)，在雙塊式的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中需要采取一定的措施來(lái)控制混凝土的裂紋；因此，為了保證軌道床板兩端的穩(wěn)定性，要在道床板兩端的一定范圍之內(nèi)設(shè)計(jì)較強(qiáng)的限位措施，同時(shí)還要保證支承層表面的拉毛質(zhì)量符合設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高速鐵路無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)較為系統(tǒng)的工程，一方面要與橋梁、隧道和路基等相關(guān)工程之間實(shí)現(xiàn)相互的協(xié)調(diào)，另一方面要對(duì)環(huán)境、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、軌道工程內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)等方面所產(chǎn)生的影響和相互作用進(jìn)行充分的考量；在對(duì)高速鐵路軌道工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要堅(jiān)持單元設(shè)計(jì)的原則，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)單元的長(zhǎng)度的進(jìn)行合理的確定，同時(shí)還要結(jié)合現(xiàn)階段所敷設(shè)的連續(xù)軌道結(jié)構(gòu)，有針對(duì)性的進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)，通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高速鐵路軌道工程的可持續(xù)發(fā)展。

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作者:趙秀秀 單位:中鐵四局集團(tuán)有限公司第八工程分公司