淺談客運專線CRTS I型雙塊式無砟軌道設計

蔣生珍

摘要：首先總結了國內外客運專線無砟軌道的發展狀況，然后根據中國中鐵二院就客運專線鐵路CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道展開的培訓講座，介紹客運專線鐵路CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道的結構設計，最后通過對比分析我國已建客運專線無砟軌道，提出建議和體會，供今后討論和參考。

關鍵詞：客運專線；無砟軌道；設計；體會

0.引言

無砟軌道在國外高速鐵路已經得到廣泛應用，并已在許多方面顯示出明顯的優越性，取得了良好的技術和經濟效益[1]。從20世紀60年代開始，世界各國相繼展開了各種類型無砟軌道結構的研究。比如日本的無砟軌道，德國的Rheda、Bogl、Zublin等無砟軌道，英國的PACT型無砟軌道，瑞士、丹麥、葡萄牙、法國、比利時、美國等國家的鐵路和地鐵中有應用彈性支撐塊式無砟軌道等等。國外的無砟軌道技術總的趨向于成熟，各具特點并形成了自己的規模，而且各個國家仍在積極研究和實踐。

我國鐵路建設正處于高速發展的階段，現在已建成或在建的遂渝無砟段、京津城際、武廣客專、鄭西客專、哈大客專、京滬高速鐵路都大規模地鋪設了無砟軌道結構[2]。根據我國《中長期鐵路網規劃》，到2020年我國鐵路將建成"四縱四橫"快速客運通道及3個區域城際快速客運系統。

客運專線多以無砟軌道結構為主，雙塊式無砟軌道結構是無砟軌道結構的主要形式之一。其中，CRTS I型雙塊式無砟軌道是將預制的雙塊式軌枕組成軌排，并將軌枕現場澆注入均勻連續的鋼筋混凝土道床內的無砟軌道結構形式。CRTS I型雙塊式無砟軌道的施工工藝經濟、實用，保證了工程的高標準、高質量要求。目前，CITS I型雙塊式無砟軌道已在我國武廣等多條客運專線上成功應用。

1.無砟軌道的結構設計

無砟軌道是現代化軌道結構的主要發展方向，新建時速250km以上客運專線應在基礎穩定的路基、橋梁及隧道地段推廣采用無砟軌道。通過對無砟軌道技術大量的研究與開發，我國已經掌握了成熟的無砟軌道建設技術[3]。

下面只介紹CRTS I型雙塊式無砟軌道結構設計，以期對在建的客運專線具有一定的指導和參考意義。

1.1級配碎石地段

1）排水設計：直線地段路基無砟軌道軌道床表面向軌道外側設0.7%的排水坡，兩線之間設C25混凝土封面，其上設2%的人字坡，將水排到線路兩側的排水設施內。曲線地段路基無砟軌道因為超高的原因，無法將線間水排到線路兩側，則采用線間集水井方式進行排水。線間兩集水井之間應縱向順坡確保排水順暢而不存在積水現象。需要特別注意的是，集水井并沒有位于邊坡點最低點、直線與曲線地段交接點處、短路基、路橋及路隧過渡段，防水層應進行順坡。

2）超高設計：路基曲線地段超高應設置在基床表層上。

1.2剛性路基地段

剛性路基（機床表層為混凝土）地段CRTS I型雙塊式無砟軌道結構由60kg/m鋼軌、WJ-8B扣件、SK-2型雙塊式軌枕、道床板等組成。

1.3隧道地段

1）結構組成：同剛性路基。道床板除在隧道結構縫處斷開外均采用連續澆筑（新的高鐵規范可以采用分塊）。隧道內道床板的結構配筋分為距洞口200m范圍內和洞內距洞口大于200m范圍內的道床板配筋。200m范圍內的配筋與路基一致，而洞內距洞口大于200m范圍內由于氣候條件較好，其下層縱向鋼筋相比較洞口范圍內的道床板配筋減少30%[4]。

2）排水設計：無砟軌道由軌道中心線向道床兩側排水，并經隧道線間或兩側排水系統流向隧道洞外。

3）超高設計：隧道內曲線超高設置在道床板上，采用外軌抬高方式。

1.4橋梁及樁板路基地段

1）結構組成：除和剛性路基段的結構組成外，還有隔離層、底座及彈性墊層等組成。

2）排水設計：線間排水通過道床板縫接入軌道外側，經橋面兩側泄水孔排出，建議橋面兩側的排水采用三列排水。

3）超高：橋上曲線超高在混凝土底座上實現。

1.5無砟軌道綜合接觸

CRTS I型雙塊式無砟軌道和道岔區無砟軌道道模板內鋼筋進行絕緣處理，并設置接地鋼筋和接地端子。一般情況下，無砟軌道底座鋼筋不進行絕緣處理。

1.6無砟-有砟軌道結構過渡段

正線無砟軌道與有砟軌道結構過渡段應設置輔助軌及配套部件（高鐵規范新增）。有砟過渡段范圍內道砟分三級用道砟膠進行粘貼。第一級完全粘結（枕下、枕間、邊坡）；第二級部分粘結（枕下、邊坡）；第三級部分粘結（枕下）。此外，調整軌枕長度和間距、改變扣件剛度、改變軌道結構類型等處理方法，均能取得較好的效果。總之，處理原則就是總體上使剛度均勻變化[5]。

2.分析

目前我國已建好的武廣客運專線采用的是Rheda2000雙塊式無砟軌道結構形式，鄭西客運專線采用的是Zublin雙塊式無砟軌道結構形式。這兩種無砟軌道都是目前德國技術相對成熟的雙塊式無砟軌道結構形式。但是由于設計理念、建筑材料、計算方法、地質地形條件的不同，引進的技術并不完全適用于我國的客運專線無砟軌道設計，所以研究和開發適應我國國情、路情的雙塊式無砟軌道結構具有重要的意義。遂渝鐵路雙塊式無砟軌道則是結合中國國內前期研究成果、設計及施工技術水平、原材料主要性能指標，使用了CRTS I、Ⅱ型雙塊式軌枕。

到目前為止，我國研究確定了五種類型的無砟軌道結構，分別為CRTSI型雙塊式、CRTSI型板式和 CRTS Ⅱ型雙塊式、CRTS Ⅱ板式及CRTS Ⅲ型板式[6]。由于CRTS I型雙塊式和CRTS Ⅱ型雙塊式無昨軌道結構設計基本相同，CRTS Ⅱ型雙塊式無昨軌道采用機械將雙塊式軌枕強振入道床板施工工藝要求道床板混凝土水灰比較低，導致其道床板裂紋控制困難，在后期建設的客運專線無砟軌道中已經不再采用[7]。

3.結論

（1）CRTS I型雙塊式無砟軌道適用于南方地區，如果在北方使用，容易出現開裂現象。

（2）盡管我國目前已掌握了適合自己國情的比較成熟的方法，但在一些細節改進和突破創新上仍然需要下功夫。

（3）就客運專線而言，滿足"高速"，但舒適性有待提高，這就要求研究人員在無縫設計上攻關。可參考馮紹敏的高速鐵路長大橋梁無砟軌道無縫線路縱向力監測與分析[8]等已有相關研究。

（4）無砟軌道的成功之處，不僅在于解決變形問題，更主要是在于解決強度問題。

（5）無砟軌道的設計關乎很多專業，各個專業之間要加強溝通，有問題及時提出，共同解決。

（6）針對施工和運營中出現的問題，進一步完善和優化雙塊式無砟軌道設計。

（7）不斷學習和吸收國內外客運專線無砟軌道建設的先進理念和經驗。

參考文獻

[1]何華武.無碴軌道技術[M].北京：中國鐵道出版社，2005：27-46.

[2]李佳. 遂渝鐵路無砟軌道路隧過渡段實車測試及路基結構FEM計算[D].西南交通大學，2008

[3]盧茂勝.哈齊客運專線軌道結構類型的選擇分析[J].道鐵工程學報，2009（8）

[4]田春香，熊維.武廣客運專線韶關至花都段無砟軌道系統設計[C]，2009

[5]李學偉.高速鐵路概論[M].北京：中國鐵道出版社，2010

[6]魏亞輝.高速鐵路無砟軌道橋梁梁端變形相關問題研究[D].中國鐵道科學研究院，2012

[7]韋合導.鄭徐鐵路客運專線新型單元板式無砟軌道結構設計研究[D].中南大學，2013

[8]馮紹敏.高速鐵路長大橋梁無砟軌道無縫線路縱向力監測與分析[D].華東交通大學，2012

文章編號： ；收稿日期：2015-11-06；修稿日期：2015-11-x