高速铁路设备系列介绍之十六——高速铁路轨道结构

高速铁路设备系列介绍之十六——
高速铁路轨道结构：
与普通铁路轨道结构一样，高速铁路轨道结构由钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备、轨撑和道岔等设备组成。

钢轨是轨道结构中细长的部件。

将钢轨牢固地支承和约束是确保安全和提高运输品质的关键问题。

钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大动力，并传向轨枕。

轨枕又称枕木，也是铁路配件的一种。

只不过现在所用材料不仅仅是木材，因此叫轨枕更加科学。

别看轨枕的模样单调划一，貌不惊人，它的作用可不小。

轨枕承受钢轨传来的竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床，并保持钢轨正常的几何位置。

轨枕既要支承钢轨，又要保持钢轨的位置，还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。

它必须具备一定的柔韧性和弹性，硬了不行，软了也不行。

列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状。

联结零件包括接头联结零件和中间联结零件两类。

接头联结零件是用来联结钢轨间的接头的，钢轨接头处必须保持的缝隙叫做轨缝。

中间联结零件（又称扣件）的作用是将钢轨紧扣在轨枕上。

钢筋混泥土轨枕用的扣件有扣板式,拱形弹片式和ω形弹条式三种。

道床是轨道的重要组成部分，是轨道框架的基础。

道床通常指的是轨枕下面，路基面上铺设的石碴（道碴）垫层。

主要作用是支撑轨枕，把轨枕上部的巨大压力均匀地传递给路基面，并固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动，大大减少路基变形的同时还缓和了机车车辆轮对对钢轨的冲击，便于排水。

根据材料不同，有碎石道床、沥青道床和混凝土整体道床。

混凝土整体道床是用浇筑成型的混凝土整体基础作为钢轨的基础，由于取消了道碴层，线路强度高，维修工作量小，我国在隧道内或客运站到发线上已开始铺设。

防爬设备的设置，是因列车运行时常常产生作用在钢轨上的纵向力，使钢轨作纵向移动，有时甚至带动轨枕一起移动。

这种纵向移动，叫做线路爬行。

一般发生在复线铁路的区间正线、单线铁路的重车方向、长大下坡道上和进站时的制动范围内。

安装防爬设备就能够在轨道两边将轨道死死拉住，能够有效防止线路爬行。

如线路爬行往往引起轨缝不匀，轨枕歪斜等现象，对线路的破坏性很大，甚至造成小涨轨跑道，危及行车安全。

因此，必须采取有效措施来防止爬行，通常采用防爬器和防爬撑来防止线路爬行。

轨撑是轨道部件中，为了有效地抗轮轨横向力，在钢轨外侧安装的部件。

一般安装在小半径曲线轨道外股钢轨的外侧，以防止列车通过曲线时，过大的横向力造成轨道横向位移过大，甚至造成钢轨的翻倒。

一般轨撑用于木枕轨道较多。

在大多数道岔尖轨部位，在基本轨外侧也安装轨撑，以提高钢轨的横向刚度，轨撑的形状也较多。

道岔是使列车由一组轨道转到另一组轨道上去的装置。

每一组道岔
由转辙器、岔心、两根护轨和岔枕组成，由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆轮缘依开通方向驶入预定进路。

总之，一方面，虽然组成轨道部件的材料，其力学性质要求差异极大，不同的材料承受来自车轮作用力绝然不同，但是它们通过科学而可靠的方式，把它们组合在一起，其作为一个整体性工程结构铺设在路基之上，是紧密相关的工作，起着列车运行的导向作用，直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。

任何一个轨道零部件的性能、强度和结构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，因此轨道结构是一个系统，要用系统论的观点和方法进行研究。

其总要求应具有足够的强度、稳定性、耐久性和适量弹性，以确保列车安全、平稳、快速运行和乘客舒适，并应采用成熟、先进的技术和施工工艺。

另一方面，轮轨间的各种作用力通过轨枕和扣件的隔振、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。

由于列车速度的提高给轨道结构的作用力与速度的n次方成正比，因此高速铁路的轨道必然要比普通线路具有更高的安全性、可靠性和平顺性，而轨道各部件的力学性能、使用性能和组成为整体结构的各种性能，其要求都比普通铁路轨道高得多。