提要:结合国外高速铁路无碴轨道的发展与应用情况,提出并设计了3种结构型式无碴轨道:长枕埋入式、弹性支承块式与板式轨道,并对室内铺设的实尺模型进行静栽、疲劳及落轴试验,综合评估其整体性能,为今后高速铁路无碴轨道的选用提供技术依据。
关键词:高速铁路无碴轨道轨道试验性能试验与传统的有碴轨道相比,无碴轨道具有维修工作量少、轨道稳定性与耐久性好、平顺性高的突出优点,因此世界上许多国家在无碴轨道领域开展了长期系统的研究工作,一些国家已把无碴轨道作为高速铁路的主要结构型式而全面推广应用,并取得了显著的社会效益和经济效益。近年来随着我国铁路运输向提速、高速方向发展,对线路质量提出了更高的要求,借鉴国外高速铁路无碴轨道成熟的技术与研究发展模式(“结构型式的提出与设计一室内实尺模型试验_+现场试验段的运营考验一全区间推广应用”),结合我国既有的技术基础,研究适合我国高速铁路的无碴轨道结构,不仅可以少走弯路,而且对提高我国高速铁路无碴轨道的科研、设计、施工等各项技术水平具有极大的推动作用。
1 国外无碴轨道概况
从60年代开始,高速铁路无碴轨道结构在日本德国、英国、意大利等国家得到了广泛应用,以下概要介绍目前国外铁路应用较成熟的几种无碴轨道结构型式。
(1)日本板式轨道。日本铁路由于其独特的地理条件以及劳动力短缺等原因,极力发展板式轨道,从60年代在山阳新干线试铺的8 km板式轨道算起,到1997年完工的北陆新干线155 km板式轨道,累计铺设长度已超过2 400 km。日本铁路在板式轨道研究发展过程中,通过室内模型试验与现场试验段的运营考验,积累了丰富的研究与实践经验。开发出适用于隧道和高架桥上的A型轨道板、框架式轨道板,适用于土质路基上的RA型轨道板,以及防振型轨道板等;配合使用的CA砂浆有适用于温暖、寒冷、海岸线、修补等各种不同的配方,从而构成了不同使用范围的板式轨道系列。
(2)德国Rheda型无碴轨道。德国高速铁路对无碴轨道的研究与应用主要针对隧道和路基。1959—1988年的试验阶段,试铺了各类无碴轨道试验段36处,累计长度达21.3 km,到1989年基本定型 并开始成段铺设,截止到1997年,共铺设无碴轨道达190km,其结构型式以Rheda型为主,在此基础上,通过在道床板与底座问增设减振层,实现在特殊地段的减振要求。
(3)弹性支承块式无碴轨道。弹性支承块式无碴轨道由于其特有的减振、降噪、减磨等优越性能而被世界上许多国家所采用,如瑞士、丹麦、英国等。设计时速200 km/h的英吉利海底隧道通过多种无碴轨道结构比选,采用了该种结构型式.并于1993年6月开通运营 美国成立的So eville国际集团公司还对该轨道系统提供成套技木咨询服务,其技术已相当成熟。我国的18 km长秦岭隧道,也采用了这种结构型式。
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