2023年一级建造师铁路工程知识点.docx

一级建造师《铁路工程》知识点2

高速铁路轨道技术综述

高速铁路轨道结构和普通铁路轨道结构一样，由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等部分组成。这些力学性质绝然不一样材料承受来自车轮作用力，它们工作是紧密相关。任何一个轨道零部件性能、强度和结构改变都会影响全部其余零部件工作条件，并对列车运行质量产生直接影响，所以轨道结构是一个系统，要用系统论观点和方法进行研究。钢轨直接承受由机车车辆传来巨大动力，并传向轨枕;轨枕承受钢轨传来竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床，并保持钢轨正常几何位置;轮轨间各种作用力经过轨枕和扣件隔振、减振和衰减后传递给道床，使道碴重新排列，并将作用力扩散传递于路基。由于列车速度提升给轨道结构作用力与速度n次方成正比，所以高速铁路轨道必定要比普通线路具备更高安全性、可靠性和平顺性，而轨道各部件力学性能、使用性能和组成为结构卜性能都比普通轨道部件高得多。

1高速铁路轨道结构等级

1.1结构等级

铁路轨道结构等级与运输条件亲密相关。在铁路运输发展早期，速度、轴重、密度都处于较低水平，对轨道结构要求以可靠性为主，等级划分则以年经过总质量为主，兼顾列车速度要求。近年来发展客运专线和重载铁路，对轨道结构提出了不一样侧重要求。客运专线以旅客运输为主，除要求极高安全性和可靠性以外，对旅客舒适度提出了很高要求。在轨道结构方面，则除了传统轨道不允许存在长波不平顺以外，还对短波不平顺作出了严格限制。为了达成这些要求，欧洲AGC计划明确要求线桥设备采取统一标准。这些标准包含：

(l)采取60kg/m钢轨、长度2.6m轨枕、弹性扣件、硬质道碴轨道结构;

(2)利用标准列车计算桥梁荷载;

(3)要求统一列车速度和轴重;

(4)全部采取立体交叉;

(5)采取大号码道岔，直向过岔速度与区间正线一致，侧向过岔速度与连接联络线一致。

1.2轨道结构类型

1.2.1有碴轨道和无碴轨道应用范围

高速铁路轨道结构主要类型有有碴轨道和无碴轨道。有碴轨道是铁路传统结构。它具备弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特征好等优点。但伴随行车速度提升，其缺点也逐步显现。首先，因为有碴轨道不均匀下沉产生120Hz以下频率范围激振严重，轨道破损和变形加剧，从而使维修工作量显著增加，维修周期显著缩短。依照德国高速铁路资料，当行车速度为250～300km/h时，其线路维修费用约为行车速度为160～200km/h时2倍;速度为250～300km/h时，经过总重达3亿吨后道碴就需全部更换，而在160～200km/h时，经过总重则可达10亿吨。日本对高速铁路桥上有碴轨道与无碴轨道维修费用进行统计分析表明，有碴轨道线路维修费用比无碴轨道高111%，也就是说有碴轨道维修费用相当于无碴轨道2倍多。基于这一情况，许多教授认为，从经济角度和维修管理角度看，高速铁路应采取无碴轨道。尤其是在桥隧结构上，因为无碴轨道降低了二期恒载和建筑高度，采取无碴轨道更为有利。

除此以外，无碴轨道还具备使用寿命长、线路情况良好、不易胀轨跑道、高速行车时不会有石碴飞溅等优点，所以无碴轨道在国外高速铁路上取得了越来越广泛应用，其铺设范围己从桥梁、隧道发展到上质路基和道岔区，无破轨道结构在高速铁路上大量铺设已成为发展趋势。

1.2.2世界上一些国家铺设有碴轨道和无碴轨道概况

日本除在1964年开通东海道新干线未采取无碴轨道外，其后修建高速铁路采取无碴轨道百分比逐年增加：1972年开通山阳(大阪一冈山)新干线占了4.9%;1975年开通山阳(大阪-福冈)新干线占68.6%;1991年开通东北(东京-盛冈)新干线占82%;1990年开通上越(大宫一新混)新干线占90%;1997年开通北陆(高崎一长野)新干线占87.5%。德国认为，当运行速度超出300km/h时，有碴轨道会出现道碴粉化现象，需要经常维修，因为维修成本增加，其最终成本要比无碴轨道高。德国在20世纪70年代修建高速铁路，无碴轨道不足30%;而1998年开通柏林-汉诺威高速铁路，无碴轨道百分比

达成80%以上。

中国台湾高速铁路无碴轨道155km，占正线长度45%。

荷兰高速铁路土质条件不好，软土较多，但也主动采取无碴轨道。

法国是以有碴轨道为主国家，现在也在铺设无碴轨道。在京沪高速铁路进行设计咨询时，法国咨询教授也提议京沪高速铁路采取无碴轨道。法国高速铁路延用了传统有碴轨道结构，采取双块式混凝土轨枕和拉布拉弹片式扣件。在1983年开通388km长、速度270km/h巴黎-里昂TGV东南客运专线上，尽管轴重较小，为160～170kN，不过平均经过总重4000万吨(约每2年)就要进行一次线路修理，另外还需对钢轨定时打磨，以消