張代軍

摘要：本文闡述了無碴軌道的概念，介紹客運(yùn)專線無碴軌道工程的特點(diǎn)，并對(duì)其施工技術(shù)和下部基礎(chǔ)進(jìn)行分析，指出無碴軌道的優(yōu)缺點(diǎn)，旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供有價(jià)值的建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線無碴軌道下部基礎(chǔ)

1引言

隨后，美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家也相繼啟用無碴軌道技術(shù)。無碴軌道從概念上講，就是無碴道床構(gòu)成的軌道，它相較有碴軌道在軌道建設(shè)初期費(fèi)用較高，但其具有穩(wěn)定性好、平順度高、結(jié)構(gòu)高度低、維修量低等優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出良好的綜合性能。近幾年來，隨著高速鐵路建設(shè)的迅猛發(fā)展，無碴軌道得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

2客運(yùn)專線鐵路無碴軌道工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）無碴軌道在實(shí)際運(yùn)用過程中具有較高的可維修性和雙層彈性。其主要?dú)w功于混凝土底座和軌道板之間無需填充任何材料，這在很大程度上提升了無碴軌道的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)大大加強(qiáng)了其彈性和可撓性。在軌道遇到強(qiáng)烈震動(dòng)沖擊時(shí)，能夠有效緩解外界施加的壓力，從而保障了無碴軌道運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。

（2）無碴軌道通常會(huì)設(shè)置一個(gè)凸形的擋臺(tái)，這樣可保障高速列車在遇到較強(qiáng)的荷載作用時(shí)，其軌道表面橫向和縱向的荷載力能夠通過凸形擋臺(tái)來傳遞，從而保證軌道的穩(wěn)定性。另外，CA砂漿和軌道底部大部分的摩擦力也是通過凸形擋臺(tái)來傳遞的，這能夠有效分散CA砂漿的受力情況，從而提高無碴軌道的整體性能。

（3）無碴軌道的使用壽命在其技術(shù)特點(diǎn)研究中是一個(gè)不能忽視的關(guān)鍵性問題。無碴軌道不可避免地會(huì)受到各種外界環(huán)境和外力的影響，因此，其使用年限很難達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)方案所設(shè)定的年限。目前，在國(guó)際高速鐵路工程建設(shè)中，無碴軌道的使用年限一般設(shè)定在60年左右。

3客運(yùn)專線鐵路無碴軌道工程技術(shù)分析

3.1預(yù)制混凝土板式

預(yù)制混凝土板式技術(shù)具有現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工量較少，軌道結(jié)構(gòu)高度低，自重較輕，軌道的工程速度快等優(yōu)點(diǎn)。板式無碴軌道的板材一般由專業(yè)工廠定制，并且在施工過程中能基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，能夠有效減少人為操作失誤，從而能較容易地控制施工質(zhì)量。但也基于這個(gè)原因，在施工過程中需要有高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和專業(yè)的制造技術(shù)。在處理軌道的道床外表時(shí)，需遵守“由下至上”的施工流程，盡量避免使用工具軌。在軌道施工過程中，需要特別注意一些特殊的過渡區(qū)域和減振區(qū)域，一般可以在預(yù)制的軌道板底部粘貼彈性橡膠層來滿足無碴軌道的減振需求。在施工結(jié)束之后，一般承載面的高度與水平線的誤差會(huì)相對(duì)較小，能夠直接對(duì)跨區(qū)線路做無縫鋪設(shè)，保障工作面的平整性。預(yù)制混凝土板式技術(shù)對(duì)CA砂漿的調(diào)配要求很高，CA砂漿的厚度不能過厚或是不足，必須控制在一定范圍內(nèi)。同時(shí)，其工藝比較復(fù)雜，對(duì)施工精度要求十分苛刻，在實(shí)際施工過程中較難準(zhǔn)確把控這個(gè)精度，但如果達(dá)不到設(shè)計(jì)方案的要求，將會(huì)對(duì)后續(xù)道床功能的正常使用造成隱患，影響無碴軌道的整體性能，特別是其安全性和耐久性，導(dǎo)致加大后續(xù)的維修成本。

3.2現(xiàn)澆混凝土埋入式

目前，我國(guó)的現(xiàn)澆混凝土埋入式無碴軌道主要采用技術(shù)比較成熟的“鋼軌支撐架法”。該結(jié)構(gòu)下的橫向穿孔枕、混凝土支撐塊等工程一般事先由專業(yè)工廠定制，而大部分混泥土工程需要在現(xiàn)場(chǎng)完成。因此，在整個(gè)項(xiàng)目施工過程中，應(yīng)注重混凝土施工過程，避免發(fā)生混凝土出現(xiàn)裂縫、滲水等情況?，F(xiàn)澆混凝土埋入式無碴軌道的穩(wěn)定性和耐久性較高，它不需要在隧道和路基地段設(shè)置混泥土底座，施工流程相對(duì)簡(jiǎn)單。但是，混凝土澆筑過程的質(zhì)量容易受諸多不確定因素的影響，例如有無專業(yè)的設(shè)備、施工環(huán)境的好壞、混凝土的攪拌質(zhì)量、人工作業(yè)的規(guī)范程度以及后期的養(yǎng)護(hù)等等。因此，相對(duì)板式結(jié)構(gòu)無碴軌道來說，該結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量更加難以掌控。另一方面，現(xiàn)澆混凝土埋入式受凝土齡期的影響比較大，如若控制不好，會(huì)拖慢整個(gè)工程的進(jìn)度。該結(jié)構(gòu)的二期恒載數(shù)值相對(duì)比較大，整體運(yùn)行維度可修復(fù)性不高，而且施工過程要求嚴(yán)格，需要施工人員配套有特殊的設(shè)備。

3.3無碴軌道技術(shù)綜合分析

首先，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面進(jìn)行分析。在整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)上，對(duì)客運(yùn)專線鐵路無碴軌道最大的要求是安全性和耐用性，這就需要其具備安全儲(chǔ)備空間，從而能夠滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。其次，從橫向穩(wěn)定性方面進(jìn)行分析。曲線區(qū)段是客運(yùn)專線鐵路無碴軌道的一個(gè)重要參數(shù)，在設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要分析輪軌橫向作用的荷載問題，同時(shí)還要對(duì)限制部位的控制進(jìn)行分析，從而提高無碴軌道的橫向穩(wěn)定性。最后，從減振性質(zhì)進(jìn)行分析?？瓦\(yùn)專線鐵路無碴軌道最明顯的一個(gè)特征是沒有道碴層，能夠減少設(shè)備剛度小帶來的問題。

4客運(yùn)專線鐵路無喳軌道技術(shù)的下部基礎(chǔ)

4.1橋梁

客運(yùn)專線鐵路無碴軌道技術(shù)對(duì)軌道的平順度有著較高的標(biāo)準(zhǔn)，這給鋪設(shè)路段的橋梁帶來了新的挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中存在多個(gè)影響軌道平順度的因素：荷載作用下梁端轉(zhuǎn)角、梁體上下不均勻溫差、墩臺(tái)基礎(chǔ)的不均勻沉降、預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的徐變上拱等，這都需要技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況，以“設(shè)計(jì)為主、設(shè)計(jì)與實(shí)施相結(jié)合”的原則，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。目前，常用的措施是對(duì)倒碴層和扣件進(jìn)行調(diào)整。需要特別注意的是，當(dāng)橋梁變形超出扣件的調(diào)整值時(shí)，軌道平順度很難滿足客運(yùn)專線無碴軌道的要求。此時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員需對(duì)其進(jìn)行整體性的改良，有針對(duì)性的增加橋梁的梁高或增強(qiáng)橋梁的剛度，保障梁體下翼結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力在合理范圍，從而降低截面的預(yù)壓力值和減少徐變上拱。

4.2隧道

隧道的質(zhì)量對(duì)客運(yùn)專線鐵路無碴軌道的正常運(yùn)行起著一個(gè)關(guān)鍵的作用。高質(zhì)量的隧道要求技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況建立完善的管控措施和處理機(jī)制。隧道水害如果處理不當(dāng)會(huì)造成隧道基底裂縫的出現(xiàn)。在實(shí)際過程中，需根據(jù)隧道地下水情況、隧道圍巖級(jí)別來選擇合適的隧道襯砌結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)整體式的襯砌結(jié)構(gòu)，從而提高隧道的承載力。在構(gòu)建整體式的襯砌結(jié)構(gòu)時(shí)，可采用仰拱曲墻結(jié)構(gòu)，優(yōu)化控制基底承載力等措施，同時(shí)還需綜合考慮相關(guān)因素，根據(jù)隧道的實(shí)際地質(zhì)水文情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而保證客運(yùn)專線鐵路無碴軌道的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3過渡段

在客運(yùn)專線鐵路無碴軌道應(yīng)用過程中，為了保證列車運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)度以及乘客的舒適度，需要對(duì)橋臺(tái)、路基銜接、隧道基礎(chǔ)等相關(guān)元件進(jìn)行過渡段處理。過渡主要是指剛性到塑性的一個(gè)漸變。過渡段發(fā)生病害主要與地基自身的條件、路基和橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的差異、路基選用的填料以及傳統(tǒng)的隧道結(jié)構(gòu)等有直接關(guān)系。目前，我國(guó)對(duì)渡段的處理尚未找到完美的解決辦法，只是在傳統(tǒng)的處理方法上加以改良。在實(shí)際處理過程中，通過減少過渡段銜接端的軌面彎折度以及降低施工后的沉降系數(shù)來保障列車的平穩(wěn)運(yùn)行。在設(shè)計(jì)客運(yùn)專線鐵路無碴軌道方案時(shí)，技術(shù)人員需綜合考慮項(xiàng)目因素的完整度，結(jié)合實(shí)際情況，最大程度保持整體技術(shù)架構(gòu)的有效性，并針對(duì)過渡段的特殊性研究出適用的無碴軌道床結(jié)構(gòu)。

5結(jié)語

目前，客運(yùn)專線鐵路無碴軌道的優(yōu)缺點(diǎn)已逐漸分明，針對(duì)其在施工和使用過程中存在的問題以及日后的發(fā)展方向，我們還需不斷的進(jìn)行總結(jié)和研究，解決目前存在的問題，提高無碴軌道技術(shù)，進(jìn)一步完善客運(yùn)專線鐵路無碴軌道建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中鐵北京工程局集團(tuán)有限公司）