淺談高速鐵路軌道技術(shù)

王金玉

摘要：今年來經(jīng)濟(jì)和社會快速發(fā)展，現(xiàn)代交通系統(tǒng)的構(gòu)成日益多樣化，更多類型的交通系統(tǒng)可以為人們提供服務(wù)，人們也可以根據(jù)自身的條件選擇合適的出行方式，隨著交通系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)水平提升，相關(guān)的安全性要求也越來越嚴(yán)格。高速鐵路的軌道具有更突出的使用性能，隨著高鐵在各個區(qū)域被普及，在保證軌道整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的同時，構(gòu)成軌道的部件在力學(xué)方面的性能也被改善，現(xiàn)在探討高鐵軌道建設(shè)中所用的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；軌道技術(shù)

引言

雖然高鐵軌道具有與普通鐵路軌道相似的結(jié)構(gòu)，但是其多項性能均優(yōu)于普通的軌道，尤其是平順性、可靠性以及安全性，在對高鐵軌道進(jìn)行優(yōu)化時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合高鐵列車的主要特點(diǎn)，使用具備更高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，控制列車的運(yùn)行質(zhì)量，通過改良軌道具有的力學(xué)性能來使高鐵保持更加平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。現(xiàn)以高速鐵路為研究對象，分析軌道建設(shè)過程中常用的技術(shù)手段與實(shí)際應(yīng)用情況。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

①保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性鐵路軌道結(jié)構(gòu)是連續(xù)的長大工程結(jié)構(gòu)物，在客、貨混運(yùn)的條件下，既要保證客車較高運(yùn)行速度對軌道高平順性的要求，同時又要滿足貨車較大軸重對軌道重型化的要求，而貨車較大軸重又時刻破壞著軌道的平順性，威脅著客車的安全。尋求這樣一個平衡點(diǎn)，對軌道結(jié)構(gòu)而言，就是結(jié)構(gòu)和部件的強(qiáng)化和優(yōu)化。在高速客運(yùn)專線條件下，軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)備和材質(zhì)都得到加強(qiáng)，軌道各部件的靜力強(qiáng)度已不是對軌道整體結(jié)構(gòu)承載能力起控制作用的因素。②保證平順的運(yùn)行表面為保證高速行車的需要，軌道必須為列車提供平順的運(yùn)行表面。軌道的不平順從結(jié)構(gòu)上大約可以分為3種類型，即結(jié)構(gòu)不平順、附加不平順和動態(tài)不平順；從波長區(qū)分則有長波不平順和短波不平順。結(jié)構(gòu)不平順是指由于軌道結(jié)構(gòu)及部件固有的不平順，如鋼軌表面由于軋制工藝造成的鋼軌垂向彎曲、焊縫凸凹不平、軌道鋪設(shè)和整道時形成的不平順；附加不平順是指在運(yùn)行過程中由于各種原因形成的不平順，如鋼軌表面不均勻磨耗、鋼軌踏面剝離掉塊、有碴軌道因道碴飛濺在軌面輾壓形成的軌面?zhèn)麚p、鋼軌彈性墊層破損等；動態(tài)不平順是指在列車運(yùn)行中產(chǎn)生的不平順。

2高速鐵路軌道技術(shù)

2.1排水強(qiáng)化技術(shù)

線間封閉層排水強(qiáng)化方法主要為增設(shè)排水坡和排水溝。設(shè)置排水坡時，需要將原封閉層混凝土全部清除后再重新澆筑，施工勞動強(qiáng)度大，混凝土拌和、運(yùn)輸量大。運(yùn)營線路為了防止泵送管道觸碰接觸網(wǎng)，常禁止采用混凝土泵送設(shè)備，也增加了規(guī)?；幕炷翝仓y度。排水溝一般設(shè)置在封閉層中間部位，直徑一般小于30cm，混凝土鑿除量和重澆量小，便于設(shè)置。基于此，線間排水強(qiáng)化采用增設(shè)排水溝的方式。當(dāng)路肩封閉層與路基層間脫空嚴(yán)重時，可根據(jù)情況選擇增設(shè)排水坡的方式處理。排水溝包括暗溝和明溝。排水暗溝是在線間封閉層混凝土中部埋設(shè)排水盲管，并設(shè)置排水口，雨水通過排水口和排水盲管流入集水井。排水暗溝的排水口數(shù)量較少，排水能力有限，雨量較大時局部可能存在積水問題。而且，排水盲管在埋設(shè)和長期排水過程中，常會由于施工或臟污雜質(zhì)堆積等原因，導(dǎo)致排水通道阻塞，甚至失去排水功能。同時，排水暗溝不可見，阻塞問題難于及時發(fā)現(xiàn)，日常的養(yǎng)護(hù)維修困難。排水明溝直接暴露在戶外，便于雨水排放，養(yǎng)護(hù)人員可按期、及時對排水通道進(jìn)行清污工作，排水功能的長效性好。基于此，線間封閉層排水強(qiáng)化采用挖設(shè)排水明溝的方式。

2.2高程調(diào)整技術(shù)

高速鐵路軌道高程調(diào)整之前，應(yīng)先用電子道尺檢查軌道關(guān)系并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，確定調(diào)整數(shù)據(jù)后，用來對比調(diào)整的準(zhǔn)確性。高速鐵路軌道高程調(diào)整應(yīng)留一根鋼軌為參照，松開另一條鋼軌扣件進(jìn)行高程調(diào)整，每次松開的扣件數(shù)不能過多，連續(xù)松開的扣件數(shù)不得超過10個，鋼軌調(diào)高的方式主要有2種，分別是軌下調(diào)高墊板和鐵墊板下調(diào)高墊板進(jìn)行鋼軌的高程調(diào)節(jié)。高速軌道高程調(diào)節(jié)范圍為-4～+56mm。用軌下調(diào)高墊板調(diào)整軌道高程時，是在鋼軌下的軌下墊板和鐵墊板間放入所需厚度的軌下調(diào)高墊板，為確保軌道狀態(tài)安全穩(wěn)定，防治墊板在壓力下竄出，調(diào)高墊板數(shù)不得超過2個，調(diào)高墊板總厚度限制在1cm以內(nèi)，且最薄的調(diào)高墊板應(yīng)位于下部。用鐵墊板下調(diào)高墊板下調(diào)整軌道高程時，是在鐵墊板和絕緣緩沖墊板之間墊入需要厚度的調(diào)高墊板，為確保軌道狀態(tài)安全穩(wěn)定，鐵墊板下調(diào)高墊板的數(shù)量不能超過2個，總厚度不能超過1.6cm。

2.3優(yōu)化軌下基礎(chǔ)

軌下基礎(chǔ)在軌道系統(tǒng)中需要對多種作用力進(jìn)行承擔(dān)，同時還可將其傳布給道床，還可幫助有效保持軌道的位置、方向與軌距。建設(shè)軌下基礎(chǔ)時，應(yīng)當(dāng)注重保持該軌道構(gòu)成系統(tǒng)的耐久性，通過應(yīng)用更高質(zhì)量的原材料來保證軌下基礎(chǔ)的品質(zhì)。使用混凝土來構(gòu)建軌下基礎(chǔ)時，必須考慮到養(yǎng)護(hù)與加固工作所消耗的成本，混凝土具有良好的耐久性，因此后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作消耗的資金比較少。建設(shè)者應(yīng)當(dāng)考慮到結(jié)構(gòu)的防凍處理工作，根據(jù)級配要求來配置軌下基礎(chǔ)需要使用的材料，骨料與水泥這2種原材料必須具有充足的活性成分模，同時潔凈程度與細(xì)度模數(shù)也應(yīng)當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合新的軌下基礎(chǔ)施工工藝，技術(shù)人員還需將攪拌工藝技術(shù)與自動控制技術(shù)結(jié)合使用，通過自動記錄系統(tǒng)來優(yōu)化材料參數(shù)控制工作，根據(jù)鋼筋應(yīng)用要求來對鋼筋進(jìn)行張拉處理工作，合理地振搗與灌注混凝土材料，對軌下基礎(chǔ)處使用的混凝土材料進(jìn)行養(yǎng)生時，可將蒸汽養(yǎng)生與自然養(yǎng)生方法結(jié)合使用，根據(jù)工藝技術(shù)要求來完善養(yǎng)生工作，精準(zhǔn)切割鋼筋材料，通過定位技術(shù)來將扣件應(yīng)用到合適的位置。

2.4注漿填充技術(shù)

道床與路基層間離縫和空洞注漿填充方案主要為垂直注漿和側(cè)向注漿。垂直注漿是將灌漿材料從無砟軌道混凝土表面向下垂直或成一定角度灌注至路基基床表面，一般情況下漿液分散面與注漿方向夾角為45-90°；側(cè)向注漿是將灌漿材料從無砟軌道兩側(cè)直接對道床與路基層間離縫和空洞注漿，漿液分散面與注漿方向在同一平面。側(cè)向注漿填充可直觀地根據(jù)道床與路基層間離縫嚴(yán)重程度及分布情況布設(shè)注漿孔，注漿準(zhǔn)確率和效率高。但是，當(dāng)?shù)来才c路基層間離縫寬度較窄時，側(cè)向注漿管內(nèi)漿液的有效灌注面積小，有效注漿壓力和注漿速度低，難于將其灌注飽滿。而且，側(cè)向鉆孔深度較深，混凝土粉末易將窄縫隙阻塞。垂直注漿彌補(bǔ)了側(cè)向注漿的不足，有效注漿面積受離縫寬度影響較小，對道床與路基層間不大于10mm離縫的注漿效果好?；诖耍槍Φ来才c路基層間大于10mm的離縫和空洞，宜采用側(cè)向注漿填充的方式；對道床與路基層間小于等于10mm的離縫，宜采用垂直注漿的方式。將注漿泵連接好后進(jìn)行壓力灌漿，灌漿壓力不大于0.3MPa，保證一次性灌注飽滿。注漿過程中隨時觀察相鄰或?qū)γ娴淖{管有無漿液冒出，如果出現(xiàn)串漿現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿并封閉此注漿管，換孔注漿直至徹底灌注飽滿為止。注漿施工應(yīng)于封鎖點(diǎn)結(jié)束前30min停止施工，保證灌注材料有足夠的固化時間，強(qiáng)度滿足通車需求。注漿時進(jìn)行全過程變形監(jiān)測，注漿完成后進(jìn)行線路變形復(fù)測，確保行車安全。

結(jié)語

該文結(jié)合現(xiàn)代高速鐵路的軌道建設(shè)要求，分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，并選取軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的重點(diǎn)部位進(jìn)行具體地研究。設(shè)計與建設(shè)高鐵軌道時，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)結(jié)合區(qū)域的地勢與地質(zhì)情況，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)來保證軌道設(shè)計工作的規(guī)范化，針對軌道各處常見的缺陷問題，來改善施工工藝，可以嘗試通過大量運(yùn)用混凝土材料來提升軌道的強(qiáng)度水平，我國現(xiàn)有的高鐵軌道建設(shè)技術(shù)仍舊處于發(fā)展階段，結(jié)合國外的先進(jìn)軌道設(shè)計經(jīng)驗，還需取得更多技術(shù)層面的進(jìn)步。

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