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)展歷程來看，無砟軌道在近幾年當(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)行車的安全性和乘客的舒適性產(chǎn)生直接的影響，當(dāng)列車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，由線路而引起的車輛振動(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。高速列車對(duì)橋梁的動(dòng)力作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普速列車，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，但是并沒有用于曲線地段的鋼軌伸縮調(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)過程中存在壓力控制困難等問題，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?；肌?/p>

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軌道線路平縱斷面的設(shè)計(jì)

在同樣的軌道線路平縱斷面的基礎(chǔ)之上，在高速行駛的條件之下，列車的豎向和橫向的加速度都是在增加的，列車各種振動(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，高速鐵路軌道線路平縱斷面的坡段和較大的豎曲線半徑應(yīng)以提高軌道的平順性為原則，盡可能的降低列車的橫向和豎向的加速度，減少列車出現(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型板式的無砟軌道的設(shè)計(jì)理論來看，橋梁地段無砟軌道的單元長(zhǎng)度可以確定為是無限長(zhǎng)的。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理層面來看，如果無砟軌道的單元過長(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)寬接縫裂縫寬度過大等問題進(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)就是路基地段無砟軌道的支承層能夠采用水硬性支承層來取代鋼筋混凝土結(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)，通過理論計(jì)算來確定相關(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