铁路工程毕业论文

1、目 录第1章 绪论11.1 高速铁路发展概况11.1.1 世界高速铁路发展的三次浪潮11.1.2 国内高速铁路发展概况31.2 高速铁路轨道结构特点31.3 课题研究的必要性和主要研究内容51.3.1 必要性51.3.2 主要研究内容5第2章 铁路工务养护维修体制现状62.1 法、日、德高速铁路养护维修体制62.1.1 法国62.1.2 日本62.1.3 德国72.2 我国高速铁路养护维修体制及问题72.2.1 缺乏较精确的检测方法72.2.2 缺陷的判断不科学82.2.3 作业方法落后82.3 国内外线路养护维修差异性分析82.3.1 高速铁路线路养护维修核心内容82.3.2 线路的检测8第

2、3章 无砟轨道的结构及其特点103.1 无砟轨道结构103.1.1 长枕埋入式103.1.2 板式103.1.3 弹性支承块式113.1.4 CRTS型板式113.1.5 CRTS型双块式133.2 无砟轨道的结构特点143.2.1 CRTS型板式结构特点143.2.2 CRTS型双块式结构特点14第4章 无砟轨道的病害及养护与维修164.1 无砟轨道养护维修的相关标准164.1.1 无砟轨道养护维修的相关规范164.1.2 无砟轨道主要技术标准164.2 无砟轨道的病害及检测设备204.2.1 病害(缺陷)机理分析204.2.2 检测设备214.3 无砟轨道结构检查224.3.1 静态检查2

3、24.3.2 动态检査234.3.3 无砟轨道质量评定244.4 无砟轨道养护与维修内容264.4.1 无砟轨道日常养护264.4.2 无砟轨道设备维修内容274.4.3 无砟轨道养护维修作业评估274.5 无砟轨道的养护与维修方法284.5.1 无砟轨道部件整修284.5.2 无砟轨道整正作业284.6 无砟轨道维修的几点思考29第5章 CRTS型轨道板裂缝初探305.1 CRTSII型板裂缝成因分析305.1.1 混凝土裂缝的影响305.1.2 混凝土裂缝形成原因305.1.3 混凝土开裂机理315.1.4 轨道板裂缝的特征325.1.5 轨道板裂缝的出现部位335.1.6 轨道板裂缝成因

4、分析335.2 CRTSII型板裂缝预防措施及修补方法375.2.1 裂缝控制标准375.2.2 裂缝的预防措施405.2.3 裂缝的修补方法43第6章 结束语456.1 结论456.2 建议456.3 展望46参考文献48致谢49附录50石家庄铁道大学四方学院毕业论文第1章 绪论1.1 高速铁路发展概况根据UIC（国际铁路联盟）定义，高速铁路是指通过原有线路直线化、轨距标准化，使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。高速铁路除了列车营运速度达到一定标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升，广义的高速铁路还包含使用磁悬浮技术

5、的高速轨道运输系统。与其他运输方式相比，高速铁路具有输送能力大、速度快、安全性好、正点率高、舒适方便、能源消耗低、环境影响轻、经济效益好等特点，比较优势明显。从各地运行状况看，高速铁路以客运为主，仅有少数线路开展货运业务。1.1.1 世界高速铁路发展的三次浪潮第一次发展浪潮：1964年1990年。世界上第一条真正意义上的高速铁路是日本东海道新干线，该线路从东京起始，途经名古屋、京都等地终至（新）大阪，全长515.4km，运营速度高达210km/h。1964年10月新干线的正式通车，标志着世界高速铁路新纪元的到来。东海道新干线在技术、商业、财政以及社会效益上都获得了极大的成功，高速铁路建设成就极

6、其显著。由于运行效益好，日本于1972年又修建了山阳、东北和上越新干线。日本新干线的成功，给欧洲国家以巨大冲击，各国纷纷修建高速铁路。法国高铁（TGV）于1981年在巴黎与里昂之间开通，如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路网络，法国（TGV）东南线也在运营10年的期限里完全收回了投资。此后，德国开发了高铁系统，意大利修建了罗马至佛罗伦萨线。除北美外，世界上经济和技术最发达的日本、法国、意大利和德国共同推动了高速铁路的第一次建设高潮。第二次发展浪潮：1990年至90年代中期。这一时期高速铁路表现出新的特征：一是已建成高速铁路的国家进入高速铁路网规划建设阶段。这一时期，日、法、德

7、等国对高速铁路网进行了全面规划。日本于1971年通过了新干线建设法，并对全国的高速铁路网做出了规划，日本高速铁路网的建设开始向全国普及发展。法国于1992年公布全国高速铁路网的规划，计划20年内新建高速铁路总里程4700km。德国于1991年4月批准了联邦铁路公司改建、新建铁路计划，包括13个项目，其中新建高速铁路4项。意大利政府于1986年批准了交通运输发展规划纲要，修建横连东西、纵贯南北、长达1230km的“T”形高速铁路网。二是跨越国境的高速铁路建设成为趋势。英吉利海峡隧道于1994年把法国与英国连接在一起，开创了第一条高速铁路国际联结线。从巴黎开出的“欧洲之星”于1997年将法国、比利

8、时、荷兰和德国连接在一起。欧洲国家大规模修建本国或跨国界高速铁路，逐步形成了欧洲高速铁路网络。这次高速铁路的建设高潮，不仅仅是铁路提高内部企业效益的需要，更多的是国家能源、环境、交通政策的需要。欧洲议会于1991年批准了建设泛欧高速铁路网规划，规划中提出的在各国边境地区实施15个关键项目将有助于各个国家独立高速线之间的联网。三是高速铁路技术创新实现新突破。高速铁路建设在日本等国所取得的成就影响了很多国家，促进了各国对高速铁路的关注和研究。1991年，瑞典开通了X2000摆式列车。1992年，西班牙引进法、德两国的技术建成了471km的马德里至塞维利亚高速铁路。为赶超日本，法国和德国先后着手进行

9、过高速铁路试验。1981年法国TGV最高试验速度达到380km/h，1988年西德ICE达406.9km/h，1990年法国的TGV又创造了515.3km/h的世界纪录，目前高速轮轨铁路的速度纪录保持者是法国的TGVV50(2007年4月3日，574.8km/h)。欧洲国家高速铁路技术的进展反过来又“刺激”了日本，使之加强了技术研究和新型车辆的开发，山阳新干线和东海道新干线的运行速度分别提高到现在的275km/h和300km/h。第三次发展浪潮：从20世纪90年代中期至今。1998年10月在德国柏林召开的第三次世界高速铁路大会，将当前高速铁路的发展定为世界高速铁路发展的第三次高潮。参与第三次高

10、速铁路建设的各个国家与前两次高速铁路建设不同，其特征主要表现为：一是多数国家在高速铁路新线建设初期制定了修建高速铁路的全国规划；二是虽然建设高速铁路所需资金较大，但从社会效益、节约能源、治理环境污染等诸多方面分析，修建高速铁路对整个社会具有较好的效益，成为各国政府的共识；三是高速铁路促进地区之间的交往和平衡发展，欧洲国家已经将建设高速铁路列为一项政治任务，各国呼吁在建设中携手打破边界的束缚；四是高速铁路从国家公益投资转向多种融资方式筹集建设资金，建设高速铁路出现了多种形式融资的局面；五是高速铁路的技术创新正在向相关领域辐射和发展。这次高潮波及到亚洲、北美、澳洲以及整个欧洲，形成了交通领域中铁路

11、的一场复兴运动。自1992年以来，俄罗斯、韩国、我国台湾省、澳大利亚、英国、荷兰等国家和地区先后开始了高速铁路新线的建设。据不完全统计，为了配合欧洲高速铁路网的建设，东部和中部欧洲的捷克、匈牙利、波兰、奥地利、希腊以及罗马尼亚等国家正对干线铁路进行改造，全面提速。亚洲（韩国和中国）、北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚）也都掀起了建设高速铁路的新热潮。1.1.2 国内高速铁路发展概况我国中东部地区人口密度大、城市布局集中、运载压力大，适合高速铁路规划建设营运。“九五”时期，针对铁路客运速度慢、运输能力严重不足等突出问题，我国先后进行了三次大提速。在此基础上，以高速铁路建设列入铁道部“十五”期间铁路提

12、速规划（2001-2005）为标志，我国高速铁路建设进入加速期。规划提出：初步建成以北京、上海、广州为中心，连接全国主要城市的铁路快速客运网，客运专线旅客列车最高时速达到200公里及以上，实现高速铁路、部分繁忙干线客货分线。根据中国中长期铁路网规划方案，到2020年，我国铁路运营里程将达到12万公里以上。其中，新建高速铁路将达到1.6万公里以上，连接所有省会城市和50万人口以上城市，覆盖全国90%以上人口。“十五”以来，我国铁路充分利用“后发优势”，高速铁路迅猛发展。以国际铁路联盟规定的商业（平均）运营时速（全程运行距离/全程运行时间）超过200km/h的标准作为高速铁路的定义。目前高铁经营状

13、况良好，市场需求旺盛。全国铁路每天开行高速列车数百列，平均上座率高于普快、快速和特快等，其中包括秦沈客运专线（200km/h）、京津城际铁路（230km/h）、甬台温客运专线（220km/h）、温福客运专线（210km/h）、武广客运专线（350km/h）。2009年12月9日，武广高速铁路成功试运行，从广州南站发车至武汉站用时不到3小时。其间，国产CRH3“和谐号”动车组跑出394.2km/h时速，创造两车重联情况下的世界高速铁路最高运营速度。2009年12月26日，武广高速铁路正式开通运营，标志着我国高速铁路设计、建设和运营技术不仅领先世界，而且进一步完善成熟。总体上说，我国铁路已经掌握高

14、速铁路线型精测精调、客站功能完善、路基沉降控制、长大梁制运架、大跨高桥长隧、无砟有砟轨道等设计与施工成套关键技术，实现了具有世界先进水平的客运动车组的国产化，形成了具有世界先进水平的中国高速铁路技术标准体系和成套工程技术。1.2 高速铁路轨道结构特点高速铁路具有行车速度快、密度大的运输特点，快速、舒适、安全是高速铁路的主要特点，这就要求作为基础的轨道结构必须具有高平顺性、高稳定性的结构特点。高平顺性是乘坐舒适性的保证，其核心在于持久保持轨道结构的良好几何状态；高稳定性是少维修的基础，是轨道在高速运营条件下保持高平顺性的能力。目前，高速铁路轨道结构主要有两种类型：有砟轨道和无砟轨道。从实际运营经

15、验来看，两种轨道均可运行300km/h以上的高速列车。有砟轨道作为传统的轨道结构型式，在国内外高速铁路建设中得到广泛应用，如法国高速铁路和日本的山阳新干线均全部或部分采用有砟轨道，列车运行速度达到300km/h以上。有砟轨道在高速列车荷载的反复作用下，残余变形积累很快，且沿线路方向的变形积累和轨道刚度分布不均匀，从而造成轨道不平顺，影响列车运行的舒适性和安全性，同时显著增加轨道的养护维修工作量，增加铁路的运营投入。有砟轨道的维修工作量主要是由轨道下沉引起的，而轨道下沉的发生则主要与道砟有关。道砟层是由散体的道砟颗粒组成，在列车的动力荷载作用下，道砟容易流动，造成轨面下沉、扭曲变形，破坏轨道的几

16、何形位；道砟颗粒容易挤压破碎、磨损，加上雨水的作用，容易造成路基的翻浆冒泥和道床板结，丧失弹性，造成更大的动力荷载，反过来又加速轨道的劣化。为保证行车的安全性和舒适性，需要定期对道砟进行捣固和恢复，这在工务维修工作中占有很大一部分。随着列车速度和轴重的不断提高，道砟的流动和磨损将更加严重，加上高速行车严格的不平顺标准，需要经常进行维修，这是与高速铁路速度快、密度大的运输特点不相适应的。针对有砟轨道所暴露出的问题，国内外铁路对有砟轨道进行了很多改进，包括增大轨枕支承面积，采用重型轨枕、宽轨枕、框架型轨枕、纵向轨枕等新型结构，增大扣件弹性，枕底或砟下增设弹性层等措施，但仍不能从根本上解决问题。目前

17、有砟轨道在高速铁路上的应用还受到以下几方面因素的制约，如轨道临界速度的提高、桥上道砟的液化、高速行车时的道砟飞溅、特级道砟资源的缺乏等。为了提高轨道在高速运行条件下的稳定性和平顺性，减少轨道维修量，世界各国的高速铁路都尽量采用无砟轨道。无砟轨道是以整体性较好的沥青或混凝土承载层代替散体的道砟，从根本上消除了产生轨道下沉变形的道砟层，轨道变形小且变形积累缓慢，有利于高速行车，可极大地减少养护维修工作量、降低作业强度和改善作业条件。同有砟轨道相比，无砟轨道具有一系列的优点，如断面尺寸小、混凝土或沥青承载层的荷载分散作用大、基底应力均匀、使用寿命长；通过在枕底设置刚度可控的弹性层或采用高弹性扣件，改

18、善了原道砟层在运营过程中刚度随时间增大的问题，线路刚度可以得到较好控制；轨道横向阻力大，可使用涡流制动以及未来采用摆式列车实现提速等优点。但是，造价高、振动噪声大、一旦损坏整治困难是无砟轨道的主要缺点。德国、日本等国家的高速线路以修建少维修的无砟轨道为主。日本新建铁路的无砟轨道已超过新建全线的90%，德国新建高速铁路上无砟轨道长度占线路总长的80%以上，法国地中海线也已开始试铺无砟轨道。国外分析认为，在新线建设中采用无砟轨道，可使线路设计的总建筑高度和总宽度有所减小，利于选线，并减小桥梁二期恒载和隧道开挖断面。无砟轨道的日常养护维修工作量仅为有砟轨道的10%左右，从寿命周期成本来看，无砟轨道具

19、有一定经济上的优势。我国铁路网具有路网的统一性、运输的高密度性、天窗的短时性以及优质道砟缺乏等特点，因此客运专线宜采用无砟轨道，这不仅是养护维修的需求，也是运营的需要。但在地质灾害和地质活动活跃断裂带地段以及其它不宜铺设无砟轨道地段，宜采用有砟轨道结构。1.3 课题研究的必要性和主要研究内容1.3.1 必要性进入20世纪90年代，随着我国路网干线的全面提速，适用于高速铁路的无砟轨道投入使用工务部门工作量加大，管理难度增大，无砟轨道的养护维修已成为运输生产组织、行车安全中的关键问题。高速铁路无砟轨道是铁路的基础设施，直接影响到铁路运输的安全与效率。无砟轨道的维修投入在铁路运营成本中占有很大的比例

20、，要使维修工作更为科学合理，就必须依靠先进的科学技术。优良的无砟轨道养护维修可以对各种工务设备的性能状态进行快速准确的判断；可对设备状态是否影响行车安全，及轨道维护时间进行科学的预测和计划；可对养护维修资源进行最优化配置，使无砟轨道合理地做到“不过修”、“不欠修”，从而降低铁路运营的成本，对保障铁路运输安全、提高运输经济效益具有重要作用。1.3.2 主要研究内容高速铁路是国家现代化的重要标志，是一个具有时代性和国际性的概念。高速铁路车速高，传统有砟轨道结构由于碎石道床在列车荷载长期高速冲击作用下，易发生变形甚至出现道砟的磨损和粉化，使轨道结构的稳定性和平顺性相对较差，因而无砟道结构形式在我国高

21、速铁路中被大量采用。无砟轨道结构因其具有轨道整体性强，平顺性好，横向、纵向稳定性好，结构高度低，几何状态持久，以及低维修量，社会经济效益显著等优点，在国内越来越受到重视。目前我国尚无大范围的高速铁路无砟道维修与养护的实践经验，为了实现高速铁路无砟轨道“少维修”的愿望而言，应对无砟道采取怎样的养护和维修，是本文主要的研究内容。第2章 铁路工务养护维修体制现状2.1 法、日、德高速铁路养护维修体制2.1.1 法国法国现有高速铁路网线路全长1500km，351个高速车组的列车运行平均速度为220km/h，轨道结构采用60kgUIC重型轨。其高速铁路养护维修体制分工务段、工区和班组3个层次及维修基地。

22、以法国北方高速线(巴黎里尔加莱)为例，双正线养护长度约308km，全线设置2个工务段，5个工区和10个班组。每个工务段管辖线路约154km，平均每个工区管辖线路77km，平均每个班组管辖线路38.5km。全线共156人，平均约0.25人单线公里。全线共有维修基地7个，平均约50km一个。法国铁路将轨道、车辆及其相互作用与轨道维修作为一个系统来考虑。轨道状态通过步行和驾驶室目视检查，用MOZAN轨检车动态检查线路几何状态，检查结果作为制定短期和中期维修作业计划的依据。每天早晨在旅客列车开始运行前，第一列先运行试验车，速度为120km/h，其目的是检查线路是否在夜间遭到破坏。在对高速铁路定期检查中

23、，有以下2种方式（1）静态检查方式：对运营线路每10km：为一段，每段1人，每10个星期徒步检查1次；接触网等固定每5周检查1次；维修中心负责人每10周检查线路1次；（2）动态检查方式：每年3次用轨检车以170km/h的速度对线路几何尺寸进行全面检查。2.1.2 日本日本的线路维修养护全面贯彻预防性修理的指导思想，设定预防性维修极限值，在该阶段内实施修理，对特殊情况进行事后修理。新干线由日本客运公司进行管理，公司设立线路检查中心，采用综合试验车来检查线路的状态。检查结果直接输入综合数字通信网（ISDN），以及时指导有关部门实施维修。东海道新干线早期养护维修体制是，全线设东京、静冈、名古屋、大阪

24、4个工务处，工务处下设24个工务分处，共计11个工务分处和7个机械化轨道维修分处，最基层的是平均约10km设1个轨检工班和轨道工班，机械化轨道维修分处内各设1个维修基地。运营3年后成立新干线铁道本部，线路养护维修体制为本部设施部管辖，设施部下设10个保线所，每个保线所管辖4060km，每所定员100人，平均每50km设一个维修基地。保线所只负责轨道检查、监督，确保养护维修作业的进度和质量，统计上报日常养护作业情况，养护维修作业则外包给维修公司下属的维修基地承担。2.1.3 德国德国联邦铁路营业里程41300km，线路总延长80000多公里，线路的养护维修同样由工务段进行管理和负责小修，线路修理

25、和日常保养全由路外私人承包商承接。沿线除工务段、工区外也设维修基地。全国共有50家大型养路机械线路维修、保养公司，共拥有大型道岔捣固机50台，大型配砟整形车、大型动力稳定车、铺砟夯实排污车，大修列车、道岔运输车、道岔更换车等，轨道检测采用高性能轨检车，钢轨探伤车、巡道摄像记录车。轨检、探伤每年2次，巡道摄像每季度1次，取消巡道工。德国铁路大修周期25年，每年换轨、清筛3000km，路基不良地段起道捣固2年1遍。4人操作的道岔更换机3小时可完成全长55m、总重65t的整组道岔的更换作业。德国对高速铁路线路的日常检查以轨检车为主，只是需要对道岔和轨检车的检查结果做复核的地段进行人工检查。同时采用先

26、进的轨道维修管理技术，根据轨道实际状态制定维修计划，进行日常保养、预防性计划维修和紧急补修。德国铁路在一般线路上大型机械作业实行夜间长时间封锁施工，在特别繁忙的干线上一次封锁时间较短，但采用每夜封锁34次的方法，为充分发挥大型养路机械作业效率提供条件。由于客货共线运行，为使维修工作尽可能减少线路封闭时间，在区间正线平均每519km设有渡线。在夜间尽管有货车运行，可封闭一线进行维修作业，而另一线可反向运行通过货车。由此，天窗时间可为夜间3：306：00，仅2.5h。在此时间内只有少量货车通过。2.2 我国高速铁路养护维修体制及问题我国铁路线路养护维修主要是贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的维

27、修原则，按照设备技术状态的各种变化不同程度地进行相应的维修工作。线路检测以人工每月检查为主，轨道检查车主要负责线路的动态检查。铁路线路的养护维修按周期有计划地进行，分为综合维修、经常保养和临时维修。2.2.1 缺乏较精确的检测方法一是传统的检测方法注重轨道的静态几何状态，基本以现场人工检查为主，对轨检车、车载添乘仪检测以峰值管理为目标，局限性较大，缺乏整体评价；二是人工检查效率低。对于客运专线而言，所有作业项目必须在“点内”进行，如果仅依靠现场人工检查，受天窗作业时间限制，必然效率很低，甚至无法完成检测计划；三是传统人工检测仅能检查线路局部超限情况，而对线路的绝对位置和线型不能检测，同时受外部

28、环境影响较大，相对误差大，检测精度不能以保证。2.2.2 缺陷的判断不科学一方面，轨检车或车载添乘仪的信息不全，基本为峰值超限管理，且影响因素较多；另一方面，对于这些信息的判断主要依赖于工区工班长等现场复查人的业务水平和自身经验。由于客运专线对轨道高平顺度、高舒适度的要求，长波不平顺显得更为重要；而对长波不平顺的判定需要系统的综合分析，仅凭个人经验和感性认识已经远远不能满足要求。2.2.3 作业方法落后养路工区传统的作业方式是工长（或带班人）带领作业人员到病害地点，先采用道尺、弦线或目测进行现场复核，再确定具体病害内容和程度，制定整修方案，最后进行作业。这种作业方式和手段效率较低、作业标准不高

29、，根本无法满足无砟轨道高精度、高标准的要求。2.3 国内外线路养护维修差异性分析2.3.1 高速铁路线路养护维修核心内容高速铁路线路养护维修的主要特点是按设备的状态进行必要的适度维修，即“状态修”。线路“状态修”是以线路设备运用状态为基础，通过监测手段来掌握线路设备的工作状态，对照状态标准分析确定线路设备是否处于正常状态，在线路设备状态临近失效控制线但尚未出现故障时，进行适当和必要的维修，做到既不失修也不过剩修，避免养护维修中的盲目性，使设备始终处于可靠受控状态。2.3.2 线路的检测线路的检测是获得线路设备技术状态信息、掌握线路设备变化规律、编制维修作业计划和分析设备病害的主要依据。近年来，

30、随着计算机和检测技术的发展，轨道检查车为线路的“状态修”提供了技术支持，其动态检测资料为线路的养护维修提供了科学的依据。目前，轨道检查车广泛应用于日本、法国、德国等国家高速铁路线路的检测，线路的检查以综合轨检车为主，以营业列车和人工巡道为辅。检测的结果则是通过专用的网络传输到有关部门，并建立相应的管理系统来处理检测的数据，指导线路的维修工作。我国的线路检测依然是以人工每月检查为主。轨检车、车载添乘仪所测得的线路质量信息要经过工区检查、车间汇总、报段整理后才能用于指导养护维修，时效性低、误差多，不能满足设备综合分析的需要。因此如何做到线路状态信息检测工作的定性监测与定量检测相结合，加快信息传递是

31、我国客运专线线路检测应该重点考虑的问题。随着计算机的应用和普及，利用计算机技术对线路状态进行实时监控已成为现实，地理信息系统就是一个有效的工具。用地理信息系统将轨检车和车载添乘仪自动生成的设备数据与线路平面图连接，做到实时监控线路状态。深入分析每次检测数据，同时将生成的数据与历史数据进行对比，找出重点病害对象。建立综合信息传输网，注意信息质量和信息的共享，以便有关部门及时制定检修对策。用轨检车检查线路，用管理信息系统管理线路设备数据，指导养护维修工作是发展趋势。标准的界定是线路检测的关键。在标准的制订上各国都有自己的特点，如德国坚持大修施工的“复旧思想”；法国将轨道的质量状态分为四级（目标值、

32、警告值、干预值和限速值），用于指导线路的养护维修；日本针对具体设备给出具体的标准。我国和日本的做法大致相似。随着客运专线的发展，我国对线路养护维修标准的要求也越来越高，因此要在吸取国外经验的基础上，结合我国的特点，使线路的养护维修做到灵活和统一。第3章 无砟轨道的结构及其特点3.1 无砟轨道结构目前国际上比较常见的无砟轨道有日本板式无砟轨道、德国雷达2000型无砟轨道、旭普林型无砟轨道、博格板式无砟轨道。按照以往的说法，国内高速铁路常用的有板式轨道、长枕埋入式轨道、弹性支撑块式轨道；按照现在的说法，我国高速铁路无砟轨道结构总体上分为两大类，即预制板式无砟轨道和现浇混凝土式无砟轨道，其中预制板式

33、无砟轨道分为CRTS、CRTS、CRTS型和道岔区板式四种；现浇混凝土式无砟轨道分为CRTS、CRTS型双块式和道岔区轨枕埋入式三种。3.1.1 长枕埋入式长枕埋入式无砟轨道由预应力混凝土轨枕、混凝土轨道板和混凝土底座组成。其结构内没有易受环境或温度影响的橡胶、乳化沥青等材料，结构整体性和耐用性较好，如图3-1所示。梁体混凝土底座隔离层（或橡胶层）图3-1 桥上长枕埋入式无砟轨道结构（单位：mm）3.1.2 板式板式无砟轨道由预制的轨道板、CA砂浆填充层、混凝土底座和轨道板之间的凸形挡台组成。其轨道结构高度低、自重轻，可减小桥梁的二期恒载，如图3-2所示。图3-2 桥上板式无砟轨道结构（单位：

34、mm）3.1.3 弹性支承块式弹性支承块式无砟轨道由弹性支承块（混凝土支承块、块下弹性垫层和橡胶靴套）、混凝土轨道板、混凝土底座等组成，如图3-3所示。弹性支承块的现场混凝土施工量大，进度较慢，故一般将其限制在隧道内使用。图3-3 弹性支撑块式无砟轨道结构（单位：mm）3.1.4 CRTS型板式预制CRTS型轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现场摊铺的混凝土支撑层（路基、隧道）或现场浇筑的钢筋混凝土底座（桥梁）上，并适应ZPW-2000轨道电路的无砟轨道结构形式。路基及隧道地段CRTS型板式无砟轨道结构由钢轨、弹性不分开式扣件、轨道板、水泥沥青砂浆调整层、支撑层等部分组成。桥梁地段CRTS型

35、板式无砟轨道结构由钢轨、弹性不分开式扣件、轨道板、水泥沥青砂浆充填层、底座板、滑动层、高强度挤塑板、侧向挡块及弹性限位板等部分组成。台后路基设置锚固结构（包括摩擦板、土工布、端刺）及过渡板如图3-4所示。图3-4 CRTS型无砟轨道结构(1)轨道板混凝土轨道板为有挡肩预应力混凝土板，标准长度为6450mm，承轨台间距为650mm。板间采用张拉锁件张拉连接，混凝土封填。(2)充填层采用高弹模水泥乳化沥青砂浆，设计厚度30mm，弹性模量700010000MPa。(3)支撑层路基、隧道地段采用连续的混凝土支撑层结构，宽度各为2950mm、3250mm，厚度为300mm。桥上采用连续的混凝土底座，宽度

36、为2950mm，直线地段厚度根据设计确定。(4)滑动层滑动层为桥上CRTS型板式无砟轨道系统的组成部分，由土工膜、土工布、胶黏剂组成，为“两布一膜”结构，即两层土工布夹一层土工膜，其中下层土工布通过胶黏剂粘在梁面防水层或梁面上。隔离桥梁与轨道间的相互作用，减小桥梁伸缩引起的钢轨和板内纵向附加力，可实现大跨连续梁上取消小阻力扣件和伸缩调节器。土工膜采用高密度聚乙烯薄膜，宽度为2.95m，厚度为1mm；土工布采用聚丙烯针刺非织造土工布，宽度为2.95m，下层厚度为3.03.5mm，上层厚度为1.82.2mm；粘胶剂为单组分或双组分聚氨酯胶。(5)高强度挤塑板材质为挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，宽度为2.

37、95m，长度为1.45m，厚度为50mm，布置在梁端。采用粘结剂固定在梁面加高平台的凹槽内，可减小梁端转角对无砟轨道结构的影响，保证轨道结构的安全。(6)侧向挡块及限位板扣压式侧向挡板长度一般为800mm，顶面宽度为590mm，底面宽度为400mm，直线地段高度为459mm。限位板设置在侧向在侧向挡块及底座板的接触面上。限位板结构自接触面起分别为2mm不锈钢+11mm橡胶板+5mm不锈钢板，不锈钢板硫化于橡胶板表面。限位板长度650mm，宽度100mm。3.1.5 CRTS型双块式CRTS型双块式无砟轨道是将预制双块式轨枕组装成轨排，以机械振动方式将轨排压入混凝土中，能适应ZPW-2000轨道

38、电路，如图3-5所示。路基地段轨道结构由钢轨、弹性扣件、双块式钢轨、道床板、支撑层等部分组成，道床板为纵向连续的钢筋混凝土结构。桥梁地段轨道结构由钢轨、弹性扣件、双块式轨枕、道床板、隔离层、底座（或钢筋混凝土保护层）、凹槽（或凸台）周围弹性垫层等部分组成。道床板及底座沿线路纵向分块。道床板宽度范围的底座或保护层顶面应铺设隔离层。隧道地段轨道结构由钢轨、弹性扣件、双块式轨枕、道床板等部分组成，道床板为纵向连续的钢筋混凝土结构。图3-5 双块式无砟轨道结构3.2 无砟轨道的结构特点因上文对部分无砟轨道结构已有较详细介绍，故在此以CRTS型板式和CRTS型双块式为例，进一步作出阐述。3.2.1 CR

39、TS型板式结构特点(1)采用数控磨床对轨道板承轨槽按设计要求进行精密加工，轨道板在线路上的位置具有唯一性。(2)轨道板间进行纵向连接，可抑制由于温度等因素引起的板端变形。(3)桥梁地段底座板为跨过梁缝的连续结构，底座板与桥面通过“两布一膜”滑动层的设置保持可滑动状态，在每孔梁的固定支座上方，通过在梁体预设锚固销和齿槽与梁体连接。(4)通过水泥沥青砂浆调整层可弥补部分施工误差累积。(5)梁缝处约3.1m范围的梁面铺设50mm厚硬泡沫塑料板，用于缓冲梁端变形对轨道结构的影响。(6)在梁端地段采用侧向挡块实现轨道结构稳定性，防止在温度荷载、列车荷载等因素作用下的屈曲失稳。(7)桥台后路基上设置摩擦板

40、和端刺，抵抗桥梁地段轨道结构传递过来的轴向温度力。3.2.2 CRTS型双块式结构特点(1)路基地段及隧道地段道床板及支撑层均连续铺设，结构整体性强，稳定性好。(2)桥梁地段道床板与混凝土底座均分段设置，两者之间通过铺设隔离层减弱相互作用，并通过凹槽（或凸台）进行限位。(3)道床板混凝土及支撑层材料均在现场浇筑，工艺相对简单，施工速度较慢。(4)预制双块式轨枕体积小，便于制造、运输。(5)道床板为连续浇筑混凝土结构，受温度、混凝土收缩等因素的影响，裂缝难以控制，施工质量容易受环境影响。第4章 无砟轨道的病害及养护与维修4.1 无砟轨道养护维修的相关标准4.1.1 无砟轨道养护维修的相关规范随着

41、我国高速铁路的投入运营，铁道部运输局和各铁路局相继颁布了系列相关工务维修规范，主要的规范及管理办法如下：铁路客运专线技术管理办法(试行)(铁科技(2009116号，2009年9月)高速铁路无砟轨道养护维修管理办法(铁运(2010)，2010年7月)高速铁路工务管理指导意见(铁运(2010164号，2010年)工务用车跨局运行管理办法(1994，北京)高速铁路线路动静态检查管理办法精测网维护及使用管理办法(铁科技2008) 26号)高速铁路无砟轨道沉降观测管理办法(铁运(2009) 76号)高速铁路大型养路机械作业管理办法(铁运(2010) 24号)上海铁路局沪杭高铁无碎轨道线路维修管理办法(暂

42、行)(上海路局工线函2010) 284号，2010年9月)4.1.2 无砟轨道主要技术标准CRTS型板式无砟轨道结构由钢轨、弹性分开式扣件、轨道板、水泥乳化沥青砂衆充填层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等部分组成，组成结构如图4-1所示。图4-1 CRTS型板式无砟轨道结构无砟道床技术标准水泥乳化沥青砂装充填层厚度为50mm，不应小于40mm。减振型板式乳化浙青砂装厚度为40mm，不应小于35mm。水泥沥青砂装应灌注饱满，与轨道板底部密贴，轨道板边角悬空深度应小于30mm。凸形挡台分为圆形和半圆形，半径为260mm，其周围填充树脂厚度为40mm，不应小于30mm。预应力混凝土轨道板不允许

43、开裂。普通混凝土框架板及底座混凝土裂缝限值不得大于0.2mm。路基和險道地段混凝土底座间伸缩缝宽度为20mm，状态应良好。表4-1 钢轨轻伤和重伤标准伤损项目伤损程度备注轻伤重伤钢轨头部磨耗磨耗量超过表4-2所列限度之一者磨耗量超过表4-3所列限度之一者轨顶面擦伤或剥离掉块长度15mm5mm且深度大于0.35mm长度超过25mm且深度大于0.5mm波浪型磨耗0<谷深<0.2mm谷深0.2mm1m波长范围内焊接接头低塌0.2mm<低塌<0.4mm低塌>0.4mm1m波长范围内钢轨表面裂纹-包括轨头下颚水平裂纹（透锈）、轨腰水平裂纹、轨头纵向裂纹、轨底裂纹不含轮轨接触

44、疲劳引起轨顶表面或近表面的鱼鳞裂纹超探缺陷焊接及材质缺陷低于焊接或材质判废标准达到焊接或材质判废标准母材材质缺陷、焊接缺陷内部裂纹-横向、纵向、斜向及其他裂纹和内部裂纹造成的踏面凹陷(隐伤)钢轨锈蚀经除锈后，轨底厚度不足10mm或轨腰厚度不足14mm经除锈后，轨底厚度不足8mm或轨腰厚度不足12mm钢轨技术标准正线应采用符合时速300350km/h标准的60kg/m、100m定尺钢轨。钢轨的伤损主要有不平顺、变形、轨头磨耗、擦伤、剥离裂纹及掉块、锈蚀、表面裂纹、内部裂纹、核伤以及焊接接头伤损等。钢轨伤损按程度分为轻伤、重伤和折断三类。钢轨轻伤和重伤标准见表4-1、表4-2。表4-2 钢轨头部磨

45、耗伤损标准钢轨名称轻伤标准（mm）重伤标准（mm）总磨耗垂直磨耗侧面磨耗垂直磨耗侧面磨耗区间轨98101012道岔导轨98101012基本轨、翼轨768810尖轨、心轨、叉跟尖轨64678注：对于区间轨、导轨、翼轨及尖轨、心轨、叉跟尖轨全断面区段，垂直磨耗在钢轨顶面宽1/3处(距标准工作边)测量；对于尖轨、心轨、叉跟尖轨机加工区段，垂直磨耗自轨头最高点测量。侧面磨耗在钢轨踏面(按标准断面)下16mm处测量。根据钢轨的轻伤和重伤标准判定其质量，及时进行钢轨病害的整治。病害的整治限度按照表4-3执行。表4-3钢轨病害整治限度钢轨病害限度测量方法钢轨肥边>0.8mm直尺、深度尺测量轨顶面擦伤或

46、剥离掉块长度15mm25mm，且深度0.35mm硬弯>0.2mm1m钢轨母材轨顶面低塌或接头马鞍形磨耗>0.2mm直尺测量矢度波浪型磨耗谷深>0.2mm表面局部细微疲劳裂纹（鱼鳞纹）肉眼可见目视尖轨扭弯、硬弯、尖轨磨耗、心轨磨耗造成光带异常并影响行车稳定性时降低值偏差超过1mm，水平、垂向加速度三级超限轨检车、动检车道岔技术标准道岔各部尺寸符合设计图相关要求。导曲线支距按道盆设计图设置，在导曲轨与基本轨工作边之间测量。道岔各部位间隙偏差超过表4-4所列限值时应及时处理。表4-4 道岔各部位间隙的容许偏差值编号检测点容许误差及要求1密贴段尖轨尖端与基本轨轨头的间隙0.5mm2密

47、贴段尖轨轨头与基本轨轨头的间隙1mm3尖轨轨腰与基本轨顶铁的间隙1mm4尖轨轨底与滑床台板的间隙1mm，不得连续出现5密贴段心轨尖端与翼轨轨头的间隙0.5mm6密贴段心轨轨头与翼轨轨头的间隙1mm7心轨轨腰与翼轨顶铁的间隙1mm8心轨轨底与滑床台板的间隙1mm，不得连续出现9叉跟尖轨轨头与心轨的间隙1.5mm10尖轨非工作边与基本轨工作边的最小距离65mm11咽喉宽±2mm12护轨轮缘槽宽±2mm13查照间隔1391扣件技术标准高速铁路无砟轨道主要釆用四种扣件：WJ-7型、WJ-8型、300-1型和SFC型扣件。本文仅选取WJ-7型扣件说明其技术标准。WJ-7型扣件由T型螺

48、栓、螺母、平垫圈、弹条、绝缘块、铁垫板、轨下垫板、绝缘缓冲垫板、重型弹黃垫圈、平垫块、锚固螺栓和预埋套管等组成，为满足高低调整需要，还包括轨下调高垫板(或充填式垫板)、铁垫板下调高垫板。WJ-7型扣件主要技术要求：应对T型螺栓进行定期涂油，防止螺栓锈烛，油脂性能应符合相关规定。预埋套管中应保证有一定的防护油脂，油脂性能应符合相关规定。安装铁垫板时，轨底坡方向朝向轨道内侧。弹条安装标准：以弹条中部前端下颚与绝缘块接触为准，两者间隙不得大于0.5mm。参考扭矩：W1型弹条约为120Nm；X2型弹条约为80Nm。弹条养护标准：弹条中部前端下颚与绝缘块表面接触，间隙不得大于1mm。W1型弹条的安装扭矩

49、为100140Nm，X2型弹条的安装扭矩为7090Nm。锚固螺栓拧紧扭矩为300350Nm。钢轨与绝缘块和铁垫板挡肩间缝隙之和不得大于1mm。钢轨左右位置调整量：±5mm。钢轨高低位置调整量：-4/+26mm。4.2 无砟轨道的病害及检测设备4.2.1 病害(缺陷)机理分析目前国内高速铁路采用的无砟轨道主要有两种，即板式无砟轨道与双块式无砟轨道。关于两种无砟轨道的主要结构特征，上文已有阐述，此处不再详述。图4-2给出的是路基段双块式无砟轨道结构病害分布示意图。图4-2 路基段双块式无砟轨道病害分布示意图4-2中a，b，c，d4个虚圈圈定的是无砟轨道常见病害发育部位，详细病害总结见表4

50、-5。由于各种原因，道床板(轨道板)、混凝土支承层(底座)及基床表层(级配碎石层)各层间可能存在空隙、与表层裂缝贯穿的空隙、混凝土层内不密实、支承层破裂等主要病害(缺陷)问题。施工过程中，铺筑上层混凝土结构时未能对下层混凝土表面进行充分凿毛、浮渣去除或粉尘清除、上下层混凝土施工间隔较长(尤其相隔冬夏)、混凝土欠或过捣固等问题，使得混凝土层问在列车高速荷载冲击振动下发育产生病害。设计过程中，配筋粗细、间距、混凝土强度等原因促使产生的裂纹、裂缝等，由于技术因素可能发育成为上下贯穿裂缝并进一步引发层间病害。根据现场调查、探测，对高速铁路无砟轨道中的主要病害类型及其原因进行了初步总结，见表4-5。对于

51、病害发生的部位、类型及原因的充分了解，有助于了解问题的实质并据此做针对性检测。表4-5 高速铁路无砟轨道中的主要病害类型及其原因病害部位病害类型可能原因发展结果道床板表面裂缝设计配筋与施工质量等上下贯穿裂缝道床板内部不密实、空隙、空洞施工捣固不均等承载力过低、道床板破裂钢筋异常配筋大小不一或错位道床板承载力不均、破损道床板与支撑层间空隙、脱空凿毛、去渣、干缩，道床板裂缝等承载力过低、道床板破裂、支撑层破裂抗剪销钉缺失未做抗剪销钉道床板挠曲变形、层间空隙、道床板破裂支撑层表层空隙、起伏找平或道床板下部破坏摩擦引发道床板、支撑层整体破损、破裂支撑层内部空隙、不密实、破裂捣固不均，异物掺杂等支撑层破

52、损、破裂级配碎石下沉地基下沉等道床整体下沉、破损等双块轨枕周边空隙、裂缝捣固不均、干缩等道床板裂缝等4.2.2 检测设备传统的轨道检测一般分为静态检测与动态监测两个部分，而两个部分一般分开进行监测，而对于高速铁路的轨道检测，需要综合考虑列车在运行过程中的总体情况，应而提“综合检测”。与有砟轨道相比，虽然无砟轨道变形量少，结构强度高，线路的调整作业范围小，效率低，但无砟轨道的检测仍应包括静态检测和动态监测两个部分，并根据高速铁路的特点，应加强无砟轨道的动态监测，配置高效、高速、综合性强的检测车组，并配备专业检测车辆，与此同时还应提高静态检测设备的水平，将静态检测设备配备到基层。（1）综合检测车

53、综合检测车综合了各专业检测车辆的优点，使得数据可以共享，并可进行综合分析，成为分析和监测设备技术状态的主要依据。建议在满足轨道、通信信号各专业、接触网通用检测周期的基础上开行综合检测车。（2）振动检测因为无砟轨道板和桥面板采用刚性连接，在列车高速下运行，列车的蛇形运动会对轨道和桥梁造成不可忽视的振动问题，且在无砟轨道沿线，桥梁数量较多，因而有必要在列车上安装振动检测仪，用于检测列车的竖向震动和横向震动。（3）钢轨探伤车探伤检测应在维修天窗时间内进行。由于无砟轨道必须加强检测以防断轨现象的发生，因而钢轨探伤检测周期应比有砟轨道短，目前国内一般每月一次。4.3 无砟轨道结构检查高速铁路无砟轨道检查

54、应坚持动态检查为主，动、静态检查相结合，结构检查与轨道几何尺寸检查并重的原则。轨道静态及动态检查的项目为轨距、水平、高低、轨向、车体垂向加速度和车体横向加速度等。4.3.1 静态检查静态检查内容无砟轨道静态检查应采用绝对测量系统(精测网)和相对测量系统(轨道几何状态测量仪和其他辅助检测设备)相结合的方法。线路车间负责对管辖线路的无砟道床和轨道几何尺寸进行周期性检查，并做好检查记录工作。线路静态检查内容如下：无砟道床各部位的裂缝等级、伤损情况。每半月工电联合对道岔工电结合部结构全面巡查一遍，并同步进行本专业的重点检查。每月对道岔的结构和轨道几何尺寸全面检查一遍。每季对线路轨道结构全面检查一遍。轨

55、道几何尺寸的检查，正线应根据动态检测结果进行静态复核检查，站线每季度检查一遍，并做好记录。每年3、9月份对无缝线路钢轨位移观测一遍，连续梁始终端等特殊轨下结构的区段每月观测一遍。表4-6 轨道静态几何尺寸容许偏差管理值项目作业验收计划维修临时补修限速200km/h轨距（mm）+1，-1+4，-2+5，-3+6，-4高低（mm）2478轨向（mm）2356水平（mm）2467扭曲（mm/6.35m）2456注：高低、轨向偏差为10m及以下弦测量的最大矢度值。静态几何尺寸容许偏差管理无砟轨道静态几何尺寸容许偏差管理值见表4-6。4.3.2 动态检査无砟轨道动态检查应采用检查车(综合检测列车、轨道检查车)、检查仪(车载式和便携式线路检查仪)等检测设备进行周期性检查，掌握线路局部不平顺(峰值管理)和线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质量。工务段应对检查车的检测结果进行分析，以指导无砟道床及扣件的维修。检查仪和添乘