陳海龍

（沈陽高鐵維修段，遼寧 沈陽 110000）

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(xiàng)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(shí)，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 高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)等級分析

鋼軌直接承受由機(jī)車車輛傳來的巨大動(dòng)力，并傳向軌枕；軌枕承受鋼軌傳來的豎向垂直力、橫向和縱向水平力后再將其分布于道床，并保持鋼軌正常的幾何位置；輪軌間的各種作用力通過軌枕和扣件的隔振、減振和衰減后傳遞給道床，使道碴重新排列，并將作用力擴(kuò)散傳遞給路基。由于列車速度的提高給軌道結(jié)構(gòu)的作用力與速度的n次方成正比，因此高速鐵路的軌道必然要比普通線路具有更高的安全性、可靠性和平順性。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

2.1 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(shí)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(shí)刻破壞著軌道的平順性，威脅著客車的安全。尋求這樣一個(gè)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。

2.2 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(dòng)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(shí)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(dòng)態(tài)不平順是指在列車運(yùn)行中產(chǎn)生的不平順。

3 優(yōu)化軌道建設(shè)技術(shù)

3.1 鋼軌設(shè)計(jì)技術(shù)要求

鋼軌是軌道的主體構(gòu)成部分，其具有的抗磨損性能以及強(qiáng)度必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，施工期間還需對軌道進(jìn)行保護(hù)，避免其出現(xiàn)軌頭內(nèi)側(cè)產(chǎn)生剝離的情況，鋼軌的硬度應(yīng)當(dāng)均勻，道岔質(zhì)量也需滿足相應(yīng)的要求，提升鋼軌具有的強(qiáng)韌性時(shí)，可采用熱處理技術(shù)手段，給鋼軌使用的材料必須具有較高的純凈度，主要是為了保證鋼軌結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力，延長高鐵鋼軌的實(shí)際使用壽命，在展開鋼軌施工活動(dòng)時(shí)，需運(yùn)用優(yōu)良的焊接技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)無縫焊接，控制鋼軌接頭的數(shù)量，進(jìn)而幫助縮減接頭區(qū)域的列車受到的振動(dòng)與沖擊影響，同時(shí)鋼軌維修工作也將被簡化，牽引阻力也因此而降低，行車平穩(wěn)度也隨之提升，鋼軌的焊接性能決定無縫線路的合理性，鋼軌除了必須具有可焊性之外，還需在焊接處理工作結(jié)束后保持優(yōu)質(zhì)的機(jī)械性能，我國的鋼軌施工技藝還需被繼續(xù)提升。

3.2 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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)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(dòng)控制技術(shù)結(jié)合使用，通過自動(dòng)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(shí)，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。

3.3 使用高質(zhì)量的扣件

軌道中使用的扣件主要被應(yīng)用到連接軌枕與鋼軌的活動(dòng)中，借此來使軌道保持穩(wěn)定。軌下基礎(chǔ)建設(shè)技術(shù)帶動(dòng)了扣件應(yīng)用技術(shù)的改良工作，扣件的制作材料被改變，由原來的木制材料逐漸演變?yōu)榛炷敛牧?。高鐵系統(tǒng)具有行車密度大、行車速度快的特點(diǎn)，因此軌道必須長期保持良好的平順性，軌道內(nèi)部使用的扣件需滿足以下性能要求，首先其軌距能力需達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，扣件除了需要具備足夠的減振性能，同時(shí)還必須具有充足的防爬能力，組成扣件的零部件需具有良好的可靠性與精度。

從扣件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，可將扣件劃分成有無擋肩2種?？筛鶕?jù)軌下基礎(chǔ)的情況來選用扣件，有擋肩式的軌下基礎(chǔ)系統(tǒng)中的擋肩構(gòu)件必須要承擔(dān)極大的橫向力，混凝土材質(zhì)的擋肩比較容易受損，無螺栓式的扣件因構(gòu)成的零部件相對比較少，因此裝卸工作也更加方便，還可幫助節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，有檔肩型的扣件內(nèi)部比較容易滲入臟物與水，在使用這種扣件時(shí)，還需展開防銹蝕工作。

3.4 道床設(shè)計(jì)技術(shù)分析

道床是當(dāng)前高鐵軌道的重要構(gòu)成部分，考慮到其對于軌道的支撐作用，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證其抗剪能力、剛度與強(qiáng)度，良好的道床可以使軌道系統(tǒng)保持完整性，道床可以擴(kuò)散軌枕施加的荷載，基床處的容許應(yīng)力也不會(huì)超出限定范圍。設(shè)計(jì)道床時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意使其保持彈性，使行車活動(dòng)可以更加平順，道床必須具有良好的排水功能，變形情況需要保持在限定范圍之內(nèi)。建設(shè)道床時(shí)，需選擇性能達(dá)到應(yīng)用要求的施工材料。材料可以在承受重復(fù)性沖擊的條件下不出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問題，能夠有效抗壓碎、抗磨耗與抗沖擊。同時(shí)還需抵抗風(fēng)化與大氣腐蝕，即使在酸雨、鹽堿以及干濕等各種惡劣的條件下也不會(huì)輕易產(chǎn)生崩解以及龜裂的情況。道床的電阻值也必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，否則軌道電路無法正常啟用。

4 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(jì)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(jì)與建設(shè)高鐵軌道時(shí)，設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)經(jīng)驗(yàn)，還需取得更多技術(shù)層面的進(jìn)步。