铁路客运专线轨道主要技术标准与施工技术Word格式.docx

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试铺的无碴轨道要经过5年的运营考验并经EBA的审定、通过后方可正式使用。

自1959年开始研究、试铺无碴轨道，首先在希尔赛德车站试铺了3种结构，随后又在雷达车站和奥尔德车站试铺了2种结构，1977年又在慕尼黑试验线试铺6种。

1959年～1988年是德国无碴轨道的试铺期，共铺设无碴轨道36处，累计21.6km。

在此期间先后在土质路基、高架桥上及隧道内试铺了各种混凝土道床和沥青混凝土道床的无碴轨道。

经过不断改进、优化和完善，形成了德国铁路的无碴轨道系列、比较成熟的技术规范和管理体系，研制了成套的施工机械设备和工程质量检测设备，为无碴轨道在德铁的推广应用创造了良好的条件

德国高速铁路无碴轨道结构长度与所占比例（KM）

线路

设计速度km/h

运营速度km/h

线路全长（km）

无碴轨道长（km）

开通年限

柏林—汉诺威

280

264

90（34%）

1998

科隆—法兰克福

330

300

177

155（87.6%）

2002

纽伦堡—英戈尔施塔特

89（新线）

75（84.3%）

2006

先期在雷达车站土质路基上铺设的无碴轨道运营已超过30年，到2002年，通过总重达4000亿t，运营速度达230km/h，除了在运营初期出现过4～6mm的均匀沉降和在轨枕周边与素混凝土之间出现过某些无害裂纹之外，轨道结构完好。

运营中仅少数扣件需调整，维修工作量很少。

　到2003年，德国铁路无碴轨道总铺设长度600多延长公里，其主要结构型式有雷达、雷达2000、Zü

blin、Berlin、ATD、Getrac和博格（Bogl）型。

1.2.2日本铁路无碴轨道的研究与发展

a日本模式：

有组织的系统研究、试验、推广

时　　间：

20世纪60年代中期开始

组　　织：

由轨道、土工、桥隧、材料以及化工等专业的研究人员组成的板式轨道研究小组

研究路线：

设计→部件试验→实尺模型加载　

　　　　　试验→设计修改→运营线试验段

　　　　　铺设→认证→制定国家标准→推广

b日本板式轨道的应用是从桥梁和隧道开始的，在既有线和新干线上先后共铺设了20多处近30km的试验段。

在土质路基上应用板式轨道同样经历了30多年的发展历程，开展了大量的室内外试验研究工作。

1968年提出RA型板式轨道，并在铁道技术研究所进行性能试验。

1971年在东海道干线（平琢—大矶区间）100m的营业线上进行初次试铺。

1974年在东海道干线含慧桥站内共铺设14处合计2.3km试验段。

由于一些试铺地段在使用1年后出现路基下沉，轨道板陷入铺装层，故没有在山阳新干线和东北新干线土质路基上铺设无碴轨道。

20世界90年代初，提出用混凝土道床代替沥青混凝土道床的结构方案，并用普通A型轨道板取代RA轨道板，实现板式轨道结构型式的统一。

1991年在北陆新干线（高崎—长野）路堤上铺设了60m的试验段，1993年又在土质路基上铺设了10.8km。

板式轨道研发过程中，曾提出多种结构设计方案，如A型、M型、L型和RA型等，目前定型的板式轨道有普通A型、框架型及在特殊减振区段使用的减振G型等，构成了适用于各种不同使用范围的板式轨道系列。

至今，板式轨道在日本既有线和新干线累计总铺设长度达2700延长公里，在新干线上的铺设情况如表：

日本新干线各种轨道结构延长公里

线名

轨道类型

东海道

（东京—新大阪）

山阳

上越

（大宫—新澙）

东北

（东京—盛冈）

北陆

（高畸—长野）

（新大阪

—冈山）

（冈山—博多）

开通时间

1964

1972

1975

1982

1997

有碴轨道

516

156（95%）

125（31%）

15（5%）

48（10%）

19（12.5%）

板式轨道

8（5%）

273（69%）

243（90%）

411（82%）

105（87.5%）

弹性轨道

12（4%）

42（8%）

1.2.3法国高速铁路上的无碴轨道

法国是以有碴轨道为代表的高速铁路国家，一直以有碴轨道能够以270～300km／h的运营速度而感到骄傲。

但后来发现早期建造的东南线、大西洋线，道碴粉化严重，轨道几何尺寸难于保持，维修周期缩短，维修费用大大增加，甚至影响正常的运营，使用不到10年不得不全面大修，更换道碴。

法国铁路部门对道碴的粒径级配、颗粒形状指标、硬度系数标准进行了重新研究，拟订了新的规定。

比如针对道碴的洛杉矶磨耗率、硬度系数标准（CH），TGV东南线原规定为洛杉矶磨耗率≤20%和CH≥17，TGV北方线把其提高到洛杉矶磨耗率≤17%和CH≥20，新建的地中海线再提高到洛杉矶磨耗率≤16%和CH≥21。

除此之外，为减缓道碴的粉化，在桥梁上还采取了道碴下铺设橡胶垫的方式。

与此同时，法国开始认识到无碴轨道的优越性，开展了无碴轨道的研究与试验。

在新建的地中海线的隧道里铺设了4.8km双块式无碴轨道，进行试验，还准备在东部高速线40～50km的一个区间修建无碴轨道。

1.2.4韩国高速铁路上的无碴轨道

韩国汉城到釜山的高速铁路全长412km，分2期工程建设，一期工程汉城至大邱289.3km，二期工程大邱至釜山南段，全长122.7km。

一期工程在光明车站和章上、花信、黄鹤三个隧道铺设了53.841km无碴轨道，主要采用德国普通雷达型无碴轨道。

二期工程已于2002年6月开工，预计2010年12月竣工，计划全部铺设雷达2000型无碴轨道。

1.3我国无碴轨道的研究与应用

国内对无碴轨道的研究始于20世纪60年代，与国外的研究几乎同时起步。

初期曾试铺过支承块式、短木枕式、整体灌筑式等整体道床以及框架式沥青道床等多种型式。

正式推广应用的仅有支承块式整体道床，在成昆线、京原线、京通线、南疆线等长度超过1km的隧道内铺设，总铺设长度约300km。

20世纪80年代曾试铺过由沥青混凝土铺装层与宽枕组成的沥青混凝土整体道床，全部铺设在大型客站和隧道内，总长约10km。

此外还铺设过由沥青灌注的固化道床，但未正式推广。

在京九线九江长江大桥引桥上还铺设过无碴无枕结构，长度约7km。

1995年开展研究，1996、1997年先后在陇海线白清隧道和安康线大瓢沟隧道铺设试验段。

在秦岭隧道一线、秦岭二线隧道正式推广使用，一、二线合计无碴轨道长度36.8km，并先后于2001年、2003年开通运营。

以后又陆续在宁西线（西安—南京）、兰武复线、宜万线、湘渝线等隧道内及城市轨道中得到广泛应用，已经铺设和正在铺设的这种无碴轨道累计近200km。

在“九五”国家科技攻关专题“高速铁路无碴轨道设计参数的研究”中，提出了适用于高速铁路桥隧结构上的3种无碴轨道型式（长枕埋入式、弹性支承块式、板式）及其设计参数；

在铁道部科技开发计划项目“高速铁路高架桥上无碴轨道关键技术的试验研究”中，完成了以上3种无碴轨道实尺模型的铺设及各项性能指标试验；

初步提出高架桥上无碴轨道的施工方案。

1999年完成“秦沈客运专线桥上无碴轨道设计、施工技术条件”的研究与编制，在秦沈客运专线选定了3座混凝土桥作为无碴轨道的试铺段。

其中沙河特大桥（长692m）试铺长枕埋入式无碴轨道；

狗河特大桥（长741m）直线和双何特大桥（长740m）曲线上试铺板式轨道。

我国台湾省台北—高雄的高速铁路全长345km，其中无碴轨道155km，在123组道岔中有96组采用雷达2000无碴轨道结构。

为适应高速铁路的线路条件，目前已在渝怀线鱼嘴2号隧道、赣龙线枫树排隧道分别铺设了长枕埋入式和板式轨道试验段，隧道长度分别为710m和719m，计划在线路开通后对隧道内的无碴轨道结构进行动力测试与长期观测。

我国无碴轨道结构的应用情况

试铺段

无碴轨道结构型式

铺设长度/m

备注

秦沈线

沙河桥

长枕埋入式

692

直线，24m简支箱梁

狗河桥

板式

741

双何桥

740

曲线，32m简支箱梁

赣龙线

枫树排隧道

719

直线

渝怀线

鱼嘴2号隧道

710

曲线

通过近8年来无碴轨道的理论研究、室内模型试验、桥上和隧道内试验段铺设，我国在高速铁路无碴轨道方面取得了以下主要研究成果：

a无碴轨道的结构设计，包括普通A型板式轨道和

长枕埋入式无碴轨道。

b制订两种无碴轨道部件的设计以及制造与验收技

术条件；

c制订桥上和隧道内无碴轨道工程施工技术细则与

质量检验评定标准；

e小跨度简支箱梁（32m以下）的变形限值以及设计

与施工方面的控制措施；

f与无碴轨道相关的隧道设计技术要求；

g无碴与有碴轨道间过渡段的主要技术要求；

h无碴轨道结构的动力测试与长期观测技术。

我国无碴轨道的前期研究主要针对隧道内及小跨度简支梁上，并均建立了相应的无碴轨道试铺段。

对大跨度的桥梁仍存在一些技术难题。

而对于土质路基上无碴轨道和道岔区无碴轨道的研究，我国处在理论研究与分析试验阶段。

因此，应结合客运专线无碴轨道试验段的建设，针对客运专线不同的地质条件，开展系统性的试验验证，积累设计和施工方面实践经验，推广应用无碴轨道。

1.4无碴轨道技术经济分析

1.4.1无碴轨道技术效益分析包括：

1）能否提供比有碴轨道更平顺、更稳定的走行轨道，

从而取得乘车舒适、行车安全方面的技术效益；

2）维修工作量能否比有碴轨道更少，从而缩短维修“天

窗”时间、延长维修周期、减少维修作业和行车之间的相互干扰，确保在高密度、准点正常行车方面取得经济效益。

1.4.2无碴轨道的经济效益分析：

1）无碴轨道增加的工程投资能否通过其维修费用的减少在合理的周期内偿还，或通过“生命周期成本分析”（LifeCycleCostAnalysis），证明无碴轨道的“生命周期成本”比有碴轨道更低。

2）无碴、有碴轨道几何形态（平顺性、稳定性）保持能力轨道不平顺超限处数从1983年到1990年总的趋势有所减少，但无碴轨道的超限处数明显少于有碴轨道，表明无碴轨道能提供更为平顺、稳定的走行轨道。

3）德国铁路是根据用轨检车测得的轨道几何状态（高低、水平、方向、三角坑）质量Q值来评定轨道几何质量。

一般新线有碴、无碴轨道的Q值均可达到10～20分。

随着线路的运营，轨道几何质量下降，Q值上升，当Q值达到100分时，则需要进行轨道维修作业。

无碴轨道路段一直保持在大体20分的水平，而相邻的有碴轨道路段的Q值少数达到100分以上，即使是中间进行过大修的有碴轨道路线，Q值也在40～60分之间。

5）由于无碴轨道采用整体式轨下基础，对抵御轨道的变形及变形积累有很好的性能，故自高精度铺设完成后，轨道几何状态的变化很小，轨道几何质量Q值就低，轨道的平顺性就好。

1.4.3无碴、有碴轨道经常维修费用（维修工作量）对比分析

1）由于无碴轨道采用整体式轨下基础，对抵御轨道的变形及变形积累有很好的性能，故自高精度铺设完成后，轨道几何状态的变化很小，轨道几何质量Q值就低，轨道的平顺性就好。

2）有碴轨道的维修工作主要用于“综合捣固”、“起道”及与道床作业有关的“其它”作业。

而无碴轨道则完全没有“综合捣固”、“起道”作业，并且“其它”作业量也大大减少，剩下的“扣件”及“填层”作业量相对较少，这是无碴轨道维修作业量显著减少的原因。

1.4.4无碴、有碴轨道经济效益对比分析

日本新干线轨道的经济分析（1990）单位：

千日元/km

项目

有碴轨道①

板式轨道②

②-①

工程费

122200

155000

+32800

年度经费

17687

15298

-2388

其中：

维修费

9622

5068

-4554

成本偿还

3235

4100

+865

利息支出

4830

6130

+1300

不带利息的年度经费

12857

9168

-3689

增加投资的收益率

䦋㌌㏒㧀낈ᖺ琰茞ᓀ㵂Ü

3.69÷

32.8=0.113

增加投资的回收期

1÷

0.113=8.8年

不同轨道结构的工程费和生命周期成本

轨道结构型式

（欧元/m）

生命周期成本

（欧元/m·

年）

无碴轨道

与下部混凝土结构不联结的钢轨埋入式轨道（ERS，NI）

1200

90

经优化的与下部混凝土结构不联结的钢轨埋入式轨道（ERS，NI优）

860

70

与下部混凝土结构联结的钢轨埋入式轨道（ERS，INT）

910

80

雷达型轨道

1270

100

ERS优化型轨道

800

60

高速铁路有碴轨道

1000

110

普通铁路有碴轨道

590

第二部分

国外无碴轨道类型及特点

1无碴轨道类型

2博格板式无碴轨道

3）雷达型无碴轨道

4旭普林型无碴轨道

5日本板式无碴轨道

6其他类型无碴轨道

7国外无碴轨道扣件

8）国外道岔区无碴轨道

9）弹性支承块式无碴轨道

2.2、无碴轨道类型

无碴轨道从诞生、发展，到目前为止，其结构型式种类繁多，技术上也各有特点。

目前国际上并没有对无碴轨道的统一分类法。

（1）按照无碴轨道结构进行分类，可分为整体结构式和直接支承式。

列表统计

整体结构式

直接支承结构

现浇混凝土式

预制板式

轨枕或支承块

雷达（Rheda）

博格板式

ATD

旭普林（Zü

blin）

日本板式

GETRAC

HEITKAMP

BTD

弹性支承块式（LVT）

SATO

PACT

梯子形

WALTER

（2）按照钢轨支承方式还可以分为：

间断支承式和连续支承

a整体结构式是指支承钢轨的混凝土块与混凝土基础浇注或预制成为一体，所以按照建造工艺又可再分为现浇混凝土式和预制板式。

b直接支承结构式是指在基础上直接铺设无碴轨道的一种结构

2.2博格板式无碴轨道

博格板式无碴轨道系统的前身：

1979年铺设在德国卡尔斯费尔德－达豪的一种预制板式无碴轨道。

博格公司为轨道板施工研制生产了成套的设备，使其机械化程度高于一般轨道结构。

博格板式无碴轨道已获得德国联邦铁路管理局颁发的许可证，可用于300km/h的高速铁路，目前正在德国纽伦堡至英格尔施塔特的新建高速线上铺设。

一、特点

1）轨道板在工厂批量生产，进度不受施工现场条件制约。

2）每块板上有10对承轨台，承轨台的精度用机械打磨并由计算机控制。

工地安装时，不需对每个轨道支撑点进行调节，使工地测量工作可大大减少。

铺装效率相对较高。

3）预制轨道板可用汽车在普通施工便道上运输，并通过龙门吊直接在线路上铺设，无须二次搬运。

4）现场的主要工作是沥青水泥砂浆层的灌注，灌浆层在灌注5到6h后即可硬化。

5）具有可修复性，除在每个钢轨支撑点处（轨道扣件）调高余量外，还可调整预制板本身的高程。

6）博格板式轨道的缺点是制造工艺复杂，成本相对较高

二、系统构成

尺寸：

长度6.50m，板厚20cm

路基上博格板式轨道系统构成依次为：

级配碎石构成的防冻层（FSS）、30cm厚的水硬性混凝土支承层（HGT）、3cm厚的沥青水泥砂浆层、20cm厚的轨道板，在轨道板上安装扣件。

博格板式轨道系统轨顶至水硬性混凝土顶面的距离为474mm。

三、适应不同基础设施条件的博格板式无碴轨道

2.3雷达型无碴轨道

雷达型无碴轨道于1972年铺设于德国比勒菲尔德至哈姆的一段线路上，以雷达车站而命名。

从最初的雷达普通型发展到现在的雷达2000型，并且针对路基、桥梁、隧道不同基础进行了部分修改。

雷达型无碴轨道最初为整体轨枕埋入式轨道，到雷达柏林（READ-BERLIN）已经发展为钢筋桁梁支撑的双块埋入式无碴轨道，但承载层仍然是槽形。

发展到雷达2000型时，成为由钢筋桁架连接的双块埋入式轨道，其混凝土承载层改为平板。

一、雷达2000系统构成

基础：

水硬性混凝土支承层，厚度300mm

B355W60M型双块式轨枕按照650mm的间距排列，每组轨枕块下依靠两个钢筋桁架支撑，轨枕块精确定位后浇注混凝土。

轨枕与轨道承载层整体相连，现浇轨道板厚240mm，轨枕上安装IOARV高弹性胶垫，采用Vossloh300型扣件系统。

扣件螺栓锚在双块式轨枕内，使用UIC60钢轨。

混凝土板（B35）为钢筋混凝土结构。

配筋率为0.8%～0.9%，从而将可能出现的裂缝宽度限制在0.5mm范围内，可防止连接钢筋受到腐蚀。

从轨顶到水硬性混凝土支承层上面的高度为473mm

二、雷达2000型无碴轨道特点

1）与雷达普通型轨道相比，混凝土用量大大减少。

2）埋入长枕优化为短枕，后期浇注混凝土与轨枕之间的裂缝减少。

3）对不同情况可以采用统一结构类型，技术要求、标准相对单一，施工质量容易控制，更适应于高速铁路。

4）槽形板的取消，使得轨道混凝土承载层的灌注混凝土的捣固作业质量易于保证。

5）两轨枕块之间用钢筋桁梁连接，轨距保持稳定。

6）表面简洁、平整，美观漂亮。

雷达2000型无碴轨道

（一）路基

对于安装在土质路基上的无碴轨道，根据ZTVT-StB规定，在厚度为30cm的水硬性混凝土支承层上铺设轨道承载层。

该层每隔5m设沟槽，以控制裂缝的形成。

在支承层下应铺设防冻层。

防冻层位于土质路基上，而土质路基的铺设应遵照DS836中的要求。

（二）桥梁、隧道

桥梁上的雷达2000型上部结构与路基上基本相同，主要差别是，由于要保持混凝土承载层与桥面混凝土板的横向稳定，两者纵向之间接触面设计成了凸凹结构。

桥梁上的雷达2000型可以使二期恒载大大降低。

由于雷达2000型的结构高度较低，为减小隧道断面面积提供了有利条件。

2.4旭普林型无碴轨道

旭普林型无碴轨道系统1974年开发，在科隆－法兰克福高速铁路上成功铺设了21km。

旭普林无碴轨道系统与雷达型无碴轨道系统相似，都是在水硬性混凝土承载层上铺设双块埋入式无碴轨道，但采用的施工工艺不同。

其特点是先灌注轨道板混凝土，然后将双块式轨枕安装就位，通过振动法将轨枕嵌入压实的混凝土中，直至到达精确的位置。

一、适用于不同基础设施条件的

旭普林无碴轨道

二、旭普林无碴轨道的附属系统

1、质量—弹簧减振系统

根据现场需要，旭普林公司可以提供数种质量—弹簧系统，例如支承在连续的弹性垫或单个的橡胶支座上的混凝土承载板，在两端与板式轨道基础刚性连接的分开或者连续的混凝土承载板。

2、降躁措施

可在钢轨之间安装吸音预制件。

根据需要还可配上颜色。

3、道岔

旭普林轨道基础可以很方便地与任何标准道岔进行搭配。

道岔与质量—弹簧系统也可以进行组合。

2.5日本板式无碴轨道

日本无碴轨道技术主要以新干线板式轨道结构为代表。

20世纪70年代，板式轨道被作为日本铁路建设的国家标准进行推广。

因此，日本的板式轨道应用非常广泛，至目前为止，其板式轨道累计铺设里程已达到2700多延长公里。

目前常用的有普通A型轨道板、框架型轨道板、用于特殊减振区段上的防振G型轨道板及早期用于路基上的RA型轨道板等。

一、日本板式轨道的形式

表示方法：

XX-XXX（XX）

横杠前为英文字母，表示板式轨道的结构形式，横杠后的阿拉伯数字如果是2位，表示在新干线上使用，3位表示既有线上使用。

十位数表示板的公称长度，个位数为扣件类型，最后一位英文字母表示适用范围，括号内为钢轨类型。

例如：

A-152表示A型轨道板，长5m，在既有线上铺设。

A-155NC表示寒冷地区使用防振板。

日本无碴轨道分类代码

符号

适用地区

M（mild）

温暖地区

C（cold）

寒冷地区

T（tunnel）

隧道区

N（noiseless）

减振降躁区

E（E.J）

伸缩接头区

二、日本板式轨道特点

（一）结构整体性能

板式轨道结构高度低，道床宽度小，重量轻。

框架式板式轨道为非预应力结构，便于制造。

可节省钢筋和混凝土材料，降低桥梁的二期恒载，造价低廉。

在隧道内应用时可减小隧道的开挖断面。

（二）制造和施工

轨道板为工厂预制，质量容易控制，施工进度快；

CA砂浆调整层的施工质量直接影响轨道的耐久性；

板式轨道的制造、运输和施工专业性较强。

（三）线路维修

由于板式轨道CA砂浆调整层的存在，受自然环境因素的影响较大，在结构凸形挡台周围及轨道板底边缘的CA砂浆存在破损现象。

提出灌注袋的形式来减少CA砂浆调整层的环境暴露面，提高耐久性，实现少维修的设计初衷

三、日本板式轨道的应用

种形式的板式轨道在山阳、东北、上越、北陆和九州新干线的桥梁、隧道和部分路基区段上广泛应用。

线路名

线路总长度km

板式轨道长度