高速铁路无砟轨道设计理论及施工与维护技术
高速铁路无砟轨道的维修与养护
高速铁路无砟轨道的维修与养护发布时间：2023-02-20T07:08:11.971Z 来源：《新型城镇化》2022年24期作者：王斌[导读] 现如今国家社会经济高速发展，人们的出行方式也越来越丰富多彩。
身份证号：6403811989022XXXX 摘要：现如今国家社会经济高速发展，人们的出行方式也越来越丰富多彩。
从非机动车到机动车，再从火车到现如今的高铁出行，这都充分体现了我国科技的高速发展。
我国的高铁速度飞快、技术领先，在世界上算得上是名列前茅的，但是照目前的发展状况来看，却还是存在一定的问题，比如高铁轨道的维护就是一个难题，我国大多数高速铁路的轨道采用无砟轨道，后期的维修与养护困难，我国在这一方面尚处在不断探索阶段，因此本文主要从高速铁路无砟轨道的特点出发进行分析和研究，深入探讨轨道的维修与养护技术。
关键词：高速铁路；无砟轨道；维修；养护引言从19世纪60年代开始，无砟轨道结构在世界各地得到发展并被广泛应用。
经过40多年的发展，无砟轨道经历数量上由少到多，技术上由浅到深、类型上由单一到多种、铺设范围上由个别地段到全线铺设的发展历程。
目前高速铁路比较发达的国家大都采用无砟轨道作为主要轨道的结构形式，具有代表性的有德国的Rheda、Zublin、Bogl，日本的板式轨道，中国的CRTS（Chinarailwaytracksystem）I、II型板式轨道、Ⅲ型轨道及CRTSI、II型双块式轨道等。
此外，在意大利、法国、奥地利、荷兰、瑞士等国均根据自己国家的铁路特点选择无砟轨道型式，在铁路上有不同程度的应用。
1无砟轨道的结构及特点1.1线路平顺性高有砟轨道采用均一性较差的天然道砟材料，在列车荷载作用下其道床肩宽、砟肩堆高、道床边坡、轨枕间距及轨枕在道床中的支撑状态相对易于变化，并导致轨道几何形变。
无砟轨道的下部结构均为现场工业化浇筑或厂预制件，可以保证其性能有较好的均一性，从而提高轨道的平顺性。
《高速铁路无砟轨道》课件
稳定性高
无砟轨道结构整体性强 ，稳定性高，能够保证 列车运行的安全性和平
稳性。
维护成本低
无砟轨道的扣件系统和 轨道板设计使得维护工 作量减少，降低了运营
成本。
使用寿命长
无砟轨道的设计寿命通 常在60年以上，能够满 足高速铁路长期运营的
需求。
环境友好
无砟轨道避免了有砟轨 道道砟飞溅对环境的影 响，减少了对周边环境
施工过程中的关键技术
基础工程
混凝土浇筑
无砟轨道的基础工程是关键，包括路 基、桥墩、隧道等部分的施工，需要 严格控制施工质量，确保轨道平顺。
无砟轨道的混凝土浇筑是关键环节， 需要掌握混凝土的配合比、浇筑方法 和养护技术，确保混凝土的强度和耐 久性。
轨道板预制与铺设
无砟轨道的轨道板需要提前预制，并 在施工现场进行铺设，需要掌握轨道 板的尺寸、精度和铺设技术，确保轨 道板的稳定性和平顺性。
国际合作
各国将进一步加强合作，共同推进 无砟轨道技术的发展和应用。
05 高速铁路无砟轨道的挑战 与解决方案
技术挑战及解决方案
技术挑战
无砟轨道对施工精度要求极高，需要 高精度的测量和定位技术。
解决方案
采用先进的施工设备和技术，如高精 度测量仪器、自动化施工机械等，提 高施工精度和效率。
技术挑战
无砟轨道对材料性能要求高，需要高 强度、耐久性好的材料。
采用先进的检测技术和智能化维护系统， 实现定期检测和维护，提高轨道的使用寿 命和安全性。
环境挑战及解决方案
环境挑战
无砟轨道建设可能对生态环境造成一定 影响。
环境挑战
无砟轨道在运营过程中可能会产生噪 音和振动等环境问题。
解决方案
在规划阶段进行环境影响评估，尽可 能减少对生态环境的破坏；同时，加 强生态修复和环境保护工作。
高速铁路无砟轨道的维修与养护
高速铁路无砟轨道的维修与养护摘要：当前，我国部分地区城市交通出现较大压力，高速公路、航空、高铁等出行方式在一定程度上缓解了部分交通压力，其中，高铁在我国发展相对较快，也出现了一些问题，由于高速列车对碎石道床长期冲击，导致有砟轨道稳定性与平顺性发生改变。
所以，为了避免这种问题的发生，高速铁路逐步采用无砟轨道。
无砟轨道具有较好的美观性、稳定性、整体性与平顺性，并且具有后期养护维修工作量小、使用寿命长等优点。
但我国目前对无砟轨道的维修经验不足，需要在应用中总结经验，充分发挥无砟轨道的作用。
关键词：高速铁路；无砟轨道；维修养护在列车荷载反复作用下，有砟轨道残余变形累积较快，影响行车舒适性，增大养护维修工作量。
为了提高轨道在列车高速运行条件下的稳定性和平顺性，将散体道砟式的轨下基础改为混凝土类整体道床轨下基础，由此发展成无砟轨道结构形式。
目前，无砟轨道已成为我国高速铁路的主要轨道结构类型。
随着高速铁路无砟轨道线路运营里程的增多，如何对其进行科学的养护维修管理成为亟待解决的问题，备受国内外相关学者的关注。
1无砟轨道养护维修特点无砟轨道采用混凝土或沥青混合料等材料取代传统散粒道砟道床，其养护维修也出现了新的特点：（1）由“道砟+扣件”共同提供的轨道弹性基本上改为仅由扣件提供，无砟轨道对扣件的弹性精度要求也随之更高。
（2）无砟轨道几何形位由“道砟+扣件”调整变为主要通过扣件调整，扣件调整量的有限性决定了运营阶段通过养护维修作业对线路状态的调整量也非常有限。
当几何状态的修正量超过扣件可调整量时，为恢复线路质量状态进行的养护维修作业难度和养修成本大大增加。
（3）由于无砟道床的整体性，其可维修性较差，出现伤损后的维修难度大。
2无砟轨道的养护维修存在的问题现场工作的方式形式比较单一，效率不高，作业的质量也不高；检查工期的作用没有被充分发挥，分析数据的能力还有些欠缺；另一方面，养护维修无砟轨道的专业性人才较少，即使有维修养护的专业型人才，他们对于无砟轨道的理解和见识也是远远不够的。
探讨高速铁路无碴轨道的维修与养护
靴 防水效果也差 ， 所 以限制了其使用范 围， 通常在 隧道 内运 用。 因为套靴与轨枕块相互 分离 ，所 以对列车高速行使 时的稳定性
个 主要运行参数 的实时显示 。便 于操作人员监视判断离心机 的
运行状态 。
高施工效率 。
混凝土道床板中 ， 或者是在混凝土道床板 中插入轨枕 ， 让混凝土
道床板 与轨 枕形成 为完 整的无 碴轨道 结构形 式 ，比如 Ｚ ｕ ｂ ｌ ｉ ｎ 型、 Ｒ ｈ ｅ ｄ ａ型等 。 其中Ｒ ｈ ｅ ｄ ａ 型无碴轨道 内未设 置原结构 中的槽 形板 ， 最大限度减少现场灌筑混 凝土 的新 、 旧界面 ， 从而实现施 工质量 的提升。
二、 检 测 设 备
以往轨道检测 主要 由静态检测 和动 态检测两部分构成 ， 并 且检测时是相互独立 的。 对高速铁路轨道检测而言 ， 要对列车运
行总体情况加以考虑 ， 综合进行检测。这与有碴轨道不 同， 虽 然 无碴轨道变形量少 ， 强度较 高 ， 线路 调整作业范 围较小 ， 频率 不
等优点 ， 因而受到了人们 的广泛关注。 现 阶段我 国对高速铁路无
影 响很 大 。
３ ． 板式无碴轨道 通过在混凝土底 座上直接放置预先制造好 的轨道板 ，并将
混凝土 、 沥青材料填充在底座与轨道板之 间， 以此对轨道板作 出 调整 ， 让铺设精度更高 。因为无碴轨道在工厂 内预制 ， 所 以施工 十分简单 ，有着极高的效率 。然而 由于轨道板 比轨枕 的长度更 长， 在 钢轨伸缩调节器 区、 道岔 区、 曲线组合使用过程 中， 必须开
展特殊的设计 ， 这样无疑增加了施 工难度 。 ４ ． 轨枕埋 入式无碴轨道
高速铁路无砟轨道施工技术难点分析及问题处理
高速铁路无砟轨道施工技术难点分析及问题处理本文通过分析高速铁路无砟轨道施工技术的难点，以及无砟轨道施工过程中的一些常见问题及处理方法，对高速铁路无砟轨道施工关键技术及控制提出了一些建议。
为我国高速铁路无砟轨道施工技术快速发展提供借鉴。
标签：高速铁路;无砟轨道;施工技术;问题处理一、高速铁路无砟轨道施工技术的难点与普通铁路有砟轨道相比，高速铁路无砟轨道系统的施工工艺更为复杂，技术含量更高，其难点主要体现在以下几个方面：（1）无砟轨道基础地基沉降变形规律难以控制。
无砟轨道整体形态是通过扣件系统进行维持，因此，必须采取技术经济合理的处理措施保证轨道地基的稳定性。
（2）精密测量技术。
传统的测量技术已经无法满足高速铁路无砟轨道系统的施工建设需求，需要采用高精度的现代工程测量方法来保证无砟轨道线路平顺性。
（3）轨道平顺度控制。
高速铁路与普通铁路的最显著区别是需要一次性建成可靠、稳固的轨道基础工程和高平顺性的轨道结构。
轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。
道岔区无砟轨道施工应严格按相关规程进行，在保证无砟轨道的道岔间无缝的同时还要注意与不同区间、不同标段间无缝线路施工相互协调。
二、高速铁路CRTSⅡ型无砟轨道施工常见问题及处理方法（一）梁面处理梁面打磨及修补主要以梁端1.45m范围为重点进行修补。
1、常见遇到的问题梁端1.45m范围平整度要求2mm/1m，纵向长度保证1.45m，误差允许±5mm，但大多数1.45m范围平整度及长度不满足要求，必须处理。
且相邻梁端1.45m范围高差超过要求。
梁端1.45m范围与3.1m加高平台及剪力齿槽边高差为50mm，基本不满足要求。
2、处理方法梁端1.45m范围处理以打磨为主，如果相邻梁端1.45m范围高差大于1cm，则对较高一端采用风镐向下凿2cm，再采用修补砂浆修补找平，并保证与相邻梁端高差小于1cm。
若一端已凿到钢筋仍不能满足高差要求，则将另一端1.45m范围凿毛后用修补砂浆修补至高差满足要求。
《高速铁路无砟轨道》PPT课件
二 无砟轨道的定义、构造及分类
CRTSⅠ型双块式无碴轨道：将预制的双块式轨枕组 装成轨排，以现场浇注混凝土方式将轨枕浇入均匀 连续的钢筋混凝土道床内，并适应ZPW－2000 轨 道电路的无碴轨道构造型式。
四 无砟轨道的施工
1.桥 梁 上 (带 防 水 层 )
2.桥 梁 上 (无 防 水 层 )
制作防水层
两布一膜，硬泡沫板
钢筋混凝土承载层 (底 座 混 凝 土 )施 工
两布一膜，硬泡沫板
钢筋混凝土承载层 (底 座 混 凝 土 ) 施工
CRTSⅡ
型 板 式 轨 道 铺 设 流 程 图
轨道设标网 (GVP点 布 设 ) 轨道基础网 (GRP点 布 设 )
一 高速铁路轨道技术综述
高速铁路轨道构造和普通铁路轨道构造一样, 由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔等局部组 成。这些力学性质绝然不同的材料承受来自 列车车轮的作用力,它们的工作是严密相关 的。任何一个轨道零部件的性能、强度和构 造的变化都会影响所有其他零部件的工作条 件,并对列车运行质量产生直接的影响,因此 轨道构造是一个系统,要用系统论的观点和 方法进展研究。
一 高速铁路轨பைடு நூலகம்技术综述
高速铁路轨道构造主要类型：有砟轨道和无砟 轨道。
砟〔zhǎ〕：岩石、煤等的碎片。在铁路上指作 路基用的小块石头。传统的铁路轨道通常由两 条平行的钢轨组成,钢轨固定放在枕木上,之下 为小碎石铺成的路砟。路砟和枕木均起加大受 力面、分散火车压力、帮助铁轨承重的作用, 防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里。此外, 路砟小碎石还有几个作用：减少噪音、吸热、 减震、增加透水性等。这就是有砟轨道。
高速铁路的养护维修—无砟轨道板病害防治
二、CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工
2. 绑扎上层钢筋 (1) 道床为双层配筋结构。上层纵向钢筋搁在双块枕的轨枕桁架钢筋上。
二、CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工
(2) 绑扎上层纵向、横向钢筋。对纵向钢筋与横向钢筋及轨枕桁架钢筋交叉处采用小型绝 缘卡进行绝缘绑扎。
二、CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工
3. 支立模板
砂浆调整层设计厚度为 30mm。
底座宽度为 2950mm，直线地段平均厚度为 200mm，曲线地段根据超高设计情况计算确定， 最大厚度约 500mm，最小厚度约 180mm。全 桥纵向连续铺设。
四、隧道内 CRTSⅡ型板式无砟轨道
4
四、隧道内 CRTSⅡ型板式无砟轨道
（一）结构组成
钢轨
混凝 土支 承层
立模时，利用模板上的调高螺杆调节高程（参照电缆槽上的道床高程放样粗调）。要求 纵向模板接缝严密。
线路内侧模板固定形式
线路外侧模板固定形式
门吊轨道在电缆槽顶面
门吊轨道在电缆槽下面
二、CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工
与基底接触面在模板的线型、高程调整到位后加以密封，防止漏浆烂根。
砂浆填缝防止烂根
二、CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工
3
三、桥梁上 CRTSⅡ型板式无砟轨道
（一）结构组成
主要由钢轨、配套扣件、预制轨道板、砂浆调整层、连续底座板、滑动层、侧向 挡块等部分组成，每孔梁固定支座上方设置剪力齿槽，梁缝处设置硬泡沫塑料板， 台后路基上设置摩擦板、端刺及过渡板等部分组成。
图3.1 直线桥梁地段Ⅱ型板式无砟轨道设计横断面细部图
CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构 CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工
一、CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构
铁路工程中的轨道设计与维护
铁路工程中的轨道设计与维护在铁路交通中，轨道是最重要的基础设施之一。
良好的轨道设计和科学的维护对确保列车运行的安全和顺畅至关重要。
本文将探讨铁路工程中的轨道设计与维护的重要性以及相关内容。
一、轨道设计1. 概述轨道设计是铁路工程中的核心环节之一，它直接影响到列车运行的速度、平稳度、稳定性以及乘客乘车体验。
良好的轨道设计能够减少噪音和振动，提高列车的安全性和舒适性。
2. 设计要素轨道设计要考虑多个要素，包括曲线半径、轨道高低程度、轨距、轨道材质等。
曲线半径要适中，以保证列车在转弯处的平稳过渡；轨道高低程度要平缓，以便列车的通过；轨距要符合标准，以确保列车行驶的安全性；轨道材质要经过科学选择，以延长使用寿命。
3. 技术要求轨道设计的技术要求包括轨道轮廓的绘制、轨道线路的规划和标高的确定等。
绘制轨道轮廓时需要准确测量地形和地貌，确保轨道与地面的贴合度；轨道线路的规划要充分考虑客流量、车次密度和场站布置等因素；标高的确定要严格按照设计要求，避免高低不平影响列车的正常行驶。
二、轨道维护1. 概述轨道维护是铁路运营中的重要环节，它保证了轨道的安全和稳定。
经常性的维护工作可以减少轨道的磨损和变形，延长轨道使用寿命，提高运行效率。
2. 维护内容轨道维护内容主要包括道砟补充、轨道检测、砟石清扫、轨道修复、轨道加固等。
道砟补充是为了保持轨道的稳定，防止轨道松动；轨道检测是为了发现轨道的异常情况，及时采取措施进行修复；砟石清扫可以清除积水和杂物，保持轨道的干净和畅通；轨道修复主要是对磨损和损坏的轨道进行修复和更换；轨道加固是为了增强轨道的承载能力，确保列车的安全行驶。
3. 维护周期轨道维护的周期通常由铁路运营规模、列车运行情况和当地气候等因素决定。
通常情况下，轨道维护需要定期进行，以保证轨道的安全和可靠。
三、技术进展与挑战1. 技术进展随着科技的不断发展，铁路工程中的轨道设计与维护也在不断改进和创新。
现代化的轨道设计可以利用计算机模拟和仿真技术，提高设计的准确性和效率；轨道维护中的机械化设备和无人化作业越来越多，提高了维护的效率和质量。
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2020/10/26 第3部分 施工技术 第15页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（7）脱模站 用钢模吊具将养护通道出口处的钢模单独吊起并移至翻转 脱模机上。 脱模机的提升-翻转机构将钢模夹住、升起并将之翻转180 度之后，进行气动式脱模。
喷涂脱模剂 钢模清理
第10页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（3）桁架钢筋加工工艺
成品盘条 气动式盘形放线
压辊矫直 旋转矫直 自动存储缓冲器 终端矫直 链式压形
成品完成 自动码放 快速拉出 液压切断
桁架数控步进 自动气动焊接
定位
输入料槽
2020/10/26 第3部分 施工技术 第11页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
3. 施工技术
3.施工技术
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
➢3.1双块式无砟轨道 ➢3.2CRTSⅡ型板式轨道
2020/10/26 第3部分 施工技术 第4页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
CRTSI型双块式无砟道床施工方法有机组法、排架法 、轨排框架法。
2020/10/26 第3部分 施工技术 第17页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（7）脱模站 脱模装置包括4个带提升气缸的支撑架，2组座式承载支架 ，并装有传感器，支撑架由坚硬的橡胶套附裹进行保护。
2020/10/26 第3部分 施工技术 第18页/共138页
2020/10/26 第3部分 施工技术 第7页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（1）双块式轨枕预制厂 生产区 成品库：地面采用混凝土硬化地面或条形基础。利用龙门 吊或叉车码垛存放，采用龙门吊码垛最高12层，叉车码垛 最高8层，每层均为5根。库内应设置有轨枕预检台位和轨 枕装车区。
2020/10/26 第3部分 施工技术 第6页/共138页
1.概述
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（1）双块式轨枕预制厂 生产区 双块式轨枕生产线：机组流水法，配备有钢模型、模型输 送辊道、混凝土灌注设备、振动台、养护通道、钢模运输 车、翻模机、轨枕传送辊道、模型清理间、扣件安装台位 、链式传送机等。钢模型采用4×1联短模型式，养护通道 应具备有自动控温系统来控制养护温度。
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（4）混凝土布料车 控制面板采用带保护罩式控制钮，可手动操作或自动控制 布料动作，独立控制螺旋给料器，并带有紧急制动闸。
2020/10/26 第3部分 施工技术 第13页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
2020/10/26 第3部分 施工技术 第16页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（7）脱模站
往返式脱模机用运输小车自动地将轨枕运输至收尾工作区 并放置在链式传送机之上，进行扣件的预安装工作。 脱模机的提升-翻转机构将钢模升起并翻转回原始状态并放 置在脱模机的承台上，运输小车返回并将钢模升起，运回 环形生产线的钢模装配区。
CRTSI型双块式轨枕主要有WG-Ⅰ、SK-1、SK-2型， 分别配置Vossloh 300-1U、WJ-7A、WJ-8A型扣件
2020/10/26 第3部分 施工技术 第5页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（1）双块式轨枕预制厂 材料区 钢材存放区、水泥存放区、砂石存放区、配件库等 生产区 钢筋加工生产线：自动流水线加工，钢筋桁架、箍筋、螺 旋筋、定距夹子等。配备有冷轧带肋钢筋生产线设备、钢 筋桁架生产线设备、数控弯箍机等。
（5）混凝土振动台 由气动升降辊道和振动台组成。气动升降辊道采用气囊升 降；振动台采用8个振动电机（带减振板）
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3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（6）钢模吊具 长度约2850mm，宽度约1000mm，总高度约750mm，载重 能力30kN
《轨道交通养护维修》师资培训班
高速铁路无砟轨道 设计理论及施工与维护技术
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
授课主要内容
111
概述
12
设计理论
13
施工技术
14
运营维护技术
15
结束语
2020/10/26 第3部分 施工技术 第2页/共138页
《高速铁路无砟轨道设计理论及施工与维护技术》
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（4）混凝土布料车 由车身、布料机和控制台三部分组成。车身部分为板式主 梁设计，包括4个车轮，其中两个为驱动轮，走行速度0～ 0.4m/s。采用频率逆变器进行给料驱动，易清洗。
2020/10/26 第3部分 施工技术 第12页/共138页
2020/10/26 第3部分 施工技术 第8页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
（1）双块式轨枕预制厂 辅助生产区 包括维修间、混凝土搅拌站、试验室、配件库、锅炉房、 配电间等。 办公生活区
2020/10/26 第3部分 施工技术 第9页/共138页
3.施工技术
3.1双块式无砟轨道
︻ 轨 道 交师 通资 养培 护训 维班 修 ︼
Hale Waihona Puke （2）双块式轨枕生产工艺钢筋桁架加工
安装配件 钢筋桁架入模
安装配件
混凝土制备 试件制作 试件养护
试件强度 ≥45MPa
试件 R28≥60MPa
砼灌注、振动 清渣、清边
养护 脱模 产品检测 安装扣件 堆码 成品存储发运
2020/10/26 第3部分 施工技术