高速铁路基础设施-高速铁路轨道结构

高速铁路概论高速铁路基础设施高速铁路对轨道结构的要求1、高平顺性的要求（1）运用的轨道部件要求高精度和高可靠性（2）轨道铺设要求高精度（3）良好的养护维修质量2、高稳定性的要求（1）运用的轨道部件要求高精度和高可靠性（2）确定轨道合理刚度，维持沿纵向轨道刚度分布均匀性.高速铁路轨道结构高速铁路轨道结构和普通铁路轨道结构一样，由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。这些力学性质绝然不同的材料承受来自车轮作用力，它们的工作是紧密相关的。任何一个轨道零部件的性能、强度和结构的变化都会影响所有其他零部件的工作条件，并对列车运行质量产生直接的影响，因此轨道结构是一个系统，要用系统论的观点和方法进行研究。钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力，并传向轨枕；轨枕承受钢轨传来的竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床，并保持钢轨正常的几何位置；轮轨间的各种作用力通过轨枕和扣件的隔振、减振和衰减后传递给道床，使道碴重新排列，并将作用力扩散传递于路基。高速铁路概论高速铁路基础设施1、有砟轨道是传统的轨道结构。结构形式简单。造价低，线路的弹性和减振性能较好，建设周期短，轨道超高和几何形位调整简单，噪声较小。缺点是轨道的横向抗力较小，桥上道床稳定性差，道床在长期的荷载作用下，易产生不均匀下沉，轨道结构破损加剧，破坏线路几何行为，使维修工作量加大，行车时空气动力作用会使道砟飞散。.高速铁路轨道结构类型高速铁路轨道结构类型1、有砟轨道高速铁路有砟轨道对钢轨、混凝土轨枕、扣件、道砟的材质和道床断面尺寸等要求更为严格。采用高强度钢轨；夯实道砟，必要时再设路基抗冻保护层；采用双块式混凝土轨枕，增加横向受力点，并提高轨枕铺设密度；采用性能更好的弹性扣件。高速铁路轨道结构类型2、无砟轨道是用耐久性好、塑性变形小的材料代替道砟材料的新型轨道结构。取消了碎石道砟道床，轨道保持几何状态的能力提高，轨道稳定性相应增强，维修工作减少。目前高速铁路轨道结构的主要发展方向。高速铁路轨道结构类型3、优缺点比较类型有砟轨道无砟轨道优点减震效果好，噪声小，铺设简便，综合造价低廉平顺，稳定，避免道砟飞溅缺点容易变形，维修费用较大，列车速度高时可能发生道砟飞溅初期投资大，修复困难，噪声比有砟轨道高高速铁路概论高速铁路基础设施1、有砟轨道是传统的轨道结构。结构形式简单。造价低，线路的弹性和减振性能较好，建设周期短，轨道超高和几何形位调整简单，噪声较小。缺点是轨道的横向抗力较小，桥上道床稳定性差，道床在长期的荷载作用下，易产生不均匀下沉，轨道结构破损加剧，破坏线路几何行为，使维修工作量加大，行车时空气动力作用会使道砟飞散。.高速铁路轨道结构类型1、有砟轨道高速铁路有砟轨道对钢轨、混凝土轨枕、扣件、道砟的材质和道床断面尺寸等要求更为严格。采用高强度钢轨；夯实道砟，必要时再设路基抗冻保护层；采用双块式混凝土轨枕，增加横向受力点，并提高轨枕铺设密度；采用性能更好的弹性扣件。2、无砟轨道是用耐久性好、塑性变形小的材料代替道砟材料的新型轨道结构。取消了碎石道砟道床，轨道保持几何状态的能力提高，轨道稳定性相应增强，维修工作减少。目前高速铁路轨道结构的主要发展方向。3、优缺点比较类型有砟轨道无砟轨道优点减震效果好，噪声小，铺设简便，综合造价低廉平顺，稳定，避免道砟飞溅缺点容易变形，维修费用较大，列车速度高时可能发生道砟飞溅初期投资大，修复困难，噪声比有砟轨道高高速铁路概论高速铁路基础设施轨道主要由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔等组成。.高速铁路轨道结构部件钢轨作用：直接承受车轮压力并引导车轮运行方向。特点：刚硬性、柔韧性。高速铁路要求钢轨质量高，体现在钢质纯净度、钢轨的内在和表面质量、几何尺寸精度和外观平直度上。钢轨断面图扣件作用：连接高速铁路钢轨与轨枕。有砟轨道：将钢轨和轨枕连接成轨排，抵抗列车荷载无砟轨道：扣件是影响轨道弹性和调整能力的最主要因素。高速铁路对扣件的要求：1、可在各类运营条件下固定钢轨、保持轨距能力强。2、具有足够的防爬能力，适用于较大的运营温度范围和较大的轴重范围，维持轨道稳定性。3、具有较高弹性和良好的减振性能。4、零部件精度高，可靠性好。5、足够的调高能力和调距能力。6、结构简单，少维修，长寿命。7、足够的电绝缘性能。轨枕作用：支承钢轨，将作用力传递给道床，并且保持钢轨位置和轨距。目前世界高速铁路有砟轨道广泛采用钢筋混凝土轨枕。钢筋混凝土轨枕优点：纵横向阻力大，能提供足够的稳定性；混凝土轨枕材源较多；不受气候、腐朽、虫蛀及火灾的影响；坚固耐用，使用寿命长；可提高无缝线路的横向稳定性和轨道强度。缺点：重量大，弹性较差，同样荷载下，轨枕受到的力比较大，冲击作用比较大。各国大都采用预应力混凝土轨枕，随着行车速度提高，采用的混凝土轨枕的型式、尺寸、重量和配筋数量都增加。日本和德国多采用整体式的混凝土轨枕。道床作用：支承轨枕，把从轨枕上传来的压力均匀地传给路基；固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向和横向移动；减缓和吸收轮轨间的振动和噪声。特点：坚硬、稳定、有弹性，便于维修，并利于排水。所用材料：碎石、卵石等，此外有混凝土整体道床。高速铁路线路的道床应有足够的厚度。道岔作用：使机车车辆从一股道转入另一股道。特点：具有足够的强度和稳定性，保证列车运行的平稳安全及旅客乘坐的舒适；具有足够的坚固耐久性，保证道岔制造和使用的通用性和经济性。道岔分类：仍以单开道岔为主，按高速通过道岔的股道方向还可分为直向高速道岔和大号码高速道岔。直向高速道岔（直向高速行车）：秦沈客专采用了过岔速度80km/h的18号道岔。大号码高速道岔（直向和侧向都允许高速度通过）：应用于新建高速客车专线、区间单渡线和高速联络线上。我国正在研制42号、62号道岔。普速道岔高速道岔尖轨较短尖轨较长单组转辙器多组转辙器允许通过速度较小允许通过速度较大道岔对比普速道岔和高速道岔道岔高速道岔的平面结构特征1、转辙器部分2、辙叉部分3、转换设备4、无缝道岔5、轨下基础6、导曲线平面特征道岔高速道岔的平面结构特征

1、转辙器部分高速道岔通弄错采用与区间线路钢轨材质及断面相同的类型。尖轨的平面形式只采用曲线型尖轨。尖轨尖端——藏尖式结构，使尖端最薄弱部分受到基本轨的保护尖轨跟端——弹性可弯式结构，构造简单、坚固可靠，稳定性好、使用方便。道岔高速道岔的平面结构特征

2、辙叉部分高速道岔的辙叉，按其下面形式分为直线型和曲线型。多数国家采用直线型辙叉。辙叉按结构形式分为固定式辙叉和可动心轨辙叉。可动心轨式辙叉在日、德、法、英等国铁路上大力发展。我国提速道岔也采用可动心轨式辙叉。道岔高速道岔的平面结构特征

3、转换设备转换设备可以保证列车按规定的方向安全运行。必须按照给定的方向将密贴的尖轨和基本轨紧密牢靠地津贴在一起。要求斥离的尖轨与基本轨有足够的距离。高速道岔采用外锁闭装置来改善转辙机械工作条件，确保安全。道岔高速道岔的平面结构特征

4、无缝道岔把道岔内所有的接头都焊接或胶接，并将道岔两端与无缝线路焊接形成无缝道岔。优点：简化道岔结构，提高平顺性，延长各部件寿命，减少养护维修。是跨区间无缝线路的关键技术之一。道岔高速道岔的平面结构特征

5、轨下基础碎石道床—整体混凝土岔枕基础的道岔弹性主要来自于道砟，岔枕的振动要传给道床——保持道床的良好状态，注意维修。整体道床基础目前应用较多的是新型无砟轨道基础，具有明显的少维修性。道岔高速道岔的平面结构特征

6、导曲线平面特征导曲线，根据曲率半径变化规律的不同，分为常半径平面（单圆曲线形式）和变半径平面两种形式。我国提速道岔采用单圆曲线形导曲线形式。高速铁路概论高速铁路基础设施概念：是在完善了桥上无缝线路、高强度胶接绝缘接头、无缝道岔等多项技术以后，把闭塞区间的绝缘接头乃至整区间甚至几个区间（包括道岔、桥梁、隧道等）都焊接（或胶接）在一起，取消缓冲区的无缝线路。优势：最大限度减少了铁路轨道钢轨接头，为高速列车提供了安全、平稳的运行条件。.跨区间无缝线路跨区间无缝线路主要优点：1、提高线路的平顺性和整体性。2、减少线路的维修量。3、改善行车质量，提高舒适度。4、改善线路的整体工况条件。鉴于以上优点，我国《铁路主要技术政策》指出：高速铁路应优先发展跨区间的超长无缝线路。跨区间无缝线路关键技术：1、钢轨胶接绝缘接头2、道岔无缝化3、桥上无缝线路技术高速铁路概论高速铁路基础设施概念：是在完善了桥上无缝线路、高强度胶接绝缘接头、无缝道岔等多项技术以后，把闭塞区间的绝缘接头乃至整区间甚至几个区间（包括道岔、桥梁、隧道等）都焊接（或胶接）在一起，取消缓冲区的无缝线路。优势：最大限度减少了铁路轨道钢轨接