高速铁路轨道结构：有砟轨道和无砟轨道

轨道是铁路运输的重要技术设备，它支承和引导列车车轮，直接承受竖向、横向和纵向力的作用。轨道结构应该保证机车车辆在规定的最大载重和最高速度下运行时，具有足够的强度、稳定性和合理的修理周期。与其他工程结构物不同，轨道具有荷载的随机性和重复性、结构的组合性和散体性（有砟轨道）、修理工作的经常性和周期性等特点。

高速铁路轨道结构主要类型包括有砟轨道和无砟轨道。全世界有100多万km的普通铁路轨道结构采用有砟轨道，我国既有干线铁路几乎都是有砟轨道，最高运行速度达到250km/h以上。过去许多国家的高速轨道结构采用有砟轨道，但我国高速轨道结构形式主要为无砟轨道，如京津、武广、郑西、沪杭、京沪、哈大高速线等。

有砟轨道是铁路的传统结构，由钢轨、扣件、钢筋混凝土轨枕、道床、路基等部件组成，如图1-3所示。它具有弹性好、吸收能量性能好、价格低廉、更换与维修方便、减振降噪特性好等优点。

图1-3 有砟轨道结构

我国典型的无砟轨道结构如图1-4所示，主要由钢轨、扣件系统、轨道板、CA砂浆层和路基等组成。它具有使用寿命长、线路状况良好、不易胀轨跑道、稳定性好、刚度均匀、耐久性强、维修工作量低、高速行车时不会有石砟飞溅等优点。

图1-4 典型无砟轨道结构

按轨道结构具体功能，不管是有砟轨道还是无砟轨道，其结构部件可笼统归为以下三个主要部分。

（1）钢轨 钢轨是轨道结构的主要部件之一。钢轨支承并引导机车车辆的车轮，直接承受来自车轮和其他方面的力并传递给轨枕，同时为车轮的滚动提供阻力最小的表面。对高速铁路而言，钢轨要提供的轮轨踏面平顺性和钢轨内侧工作边平顺性比普通铁路高得多，以保证列车高速运行的平顺性，线路下部基础、轨道上部结构以及各轨道部件都要为钢轨的正常工作提供良好条件。而钢轨本身，其内在质量、材质性能、断面公差、平直程度等都是十分重要的特性。钢轨在技术上要能保证足够的强度、韧性、耐磨性、稳定性和平顺性，在经济上要能保证合理的大修周期，减少养护维修工作量。(www.xing528.com)

（2）扣件 扣件是连接钢轨和轨枕使之形成轨排的部件，在保证轨道稳定性、可靠性方面起着重要作用。高速铁路列车运行速度高、行车密度大，对轨道平顺性有极高的要求，因此对钢轨扣件有比一般线路更高的技术要求：

①保持轨距能力强。

②足够的防爬阻力。

③良好的减振性能。

④零部件精度高，可靠性好。

⑤结构简单，养护维修工作量小。

⑥绝缘性能好。

（3）轨下基础 混凝土轨枕、扣件和道床构成了有砟轨道的轨下基础，而整体道床则是无砟轨道的轨下基础。轨下基础是轨道结构的重要组成部分。它承受来自钢轨的各种作用力，并弹性地将作用力传布于道床，同时有效地保持轨道的轨距、方向和位置。国外高速铁路的有砟轨道正线全部采用混凝土轨枕，无砟轨道则全部是混凝土结构。我国既有铁路干线绝大部分铺设混凝土轨枕，在高速铁路、客运专线和既有主要干线则要求全部采用混凝土轨下基础。混凝土轨下基础的主要优点包括：纵、横向阻力大，提供足够的稳定性，可以满足高速铁路的要求；轨下基础承载能力可以根据不同的高速运行条件进行设计，使之满足长期使用的耐久性要求；由于高速运行的平顺性、舒适性要求，高速铁路和客运专线必然铺设无缝线路，理论计算和经验表明混凝土轨枕（无砟轨道）及其钢轨扣件的性能完全能够满足无缝线路的需要；寿命长和维修工作量小等。