高速铁路轨道结构解析
高速铁路概论课件-第五讲-无砟轨道结构
板式：
京津城际、武广客专、京沪等
铁道概论
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铁路限界
1、概念 为保证行车安全，凡接近线路的各种建筑物及设备，必须与线路保持一定的距离。 对在线路上运行的机车车辆的横断面尺寸，也应有一定的规定。 2、种类 （1）机车车辆限界：规定机车车辆的高度、宽度； （2）建筑限界：对建筑物（含技术设备）作出规定； （3）超限货物最大装载限界：把超限货物的长、高、宽限定在一定范围内。
2、工务养护任务
主要任务
①预防设备发生不正常的永久变形以及各种病害，延缓设备各 部件的老化，防止不正常磨损，延长使用寿命； ②消除超限的永久变形和各种病害，使设备经常保持良好状态； ③对线路和建筑物进行局部的或全部的周期性修理加固或更新， 并根据运输发展或其他客观上需要进行改建和改造。
3、工务养护作业特点
2、无砟轨道结构
(1)CRTSⅠ型板式无砟轨道结构 定义：预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现浇 的，具有凸形挡台的钢筋混凝土底座上，并适应zpw-2000轨 道电路的单元轨道板无砟轨道结构型式。 特点：单元板，板与板之间不纵连，不设横向挡块。引进 日本无砟轨道技术。
2、无砟轨道结构
CRTSⅠ型板式无砟轨道结构
3、无砟轨道应用
轨道结构类型 CRTSⅠ型板式 CRTSⅡ型板式 CRTSⅠ型双块式 CRTSⅡ型双块式 岔区无砟轨道
应用线路
遂渝试验段、石太、广州新客站、广深港、广株、沪宁城际等
京津城际、京沪、京石、石武、津秦、沪杭、合蚌等
武广客专，合武、温福、福厦、襄渝、太中银等线路的长大隧道内
郑西客专
轨枕埋入式：京津城际、武广客专、郑西客专等
凝土底座等。 • 施工方法：自上至下施工，道岔和岔枕现场组装、精调完成后，进行
浅述高速铁路有砟轨道结构
蚀 、低 渗 水 是碎 石 道 砟 划 分 等 级和 质 量 保 证 的 主 要技 术 参 数 。 其道 砟 粒 径 、 形状 、级 配 、清 洁 度等 是 构成 道 床 功 能 的主 要指 标 。道 砟 棱 角分 明、 表 面粗 糙 的 道床 具有 较 高 强度 和 稳定 性 。 高速铁 路道床 失效 的主要 原因， 是源 于轮轨 振动所致 的道 砟磨损粉 化， 而 由荷 载 压力 所致 的破碎 相对 处 于次 要地位 。提 高道 砟抗 磨耗 、抗冲 击指 标， 减少 道 砟 中的小 粒成 分， 有利 于延缓 道 砟粉末 聚 积， 可延 长道床 使用 寿 命。 法 国是 以有 砟轨 道为代 表 的高速 铁路 国家 ， 其早 期建 造的 东南线 、大西 洋线 道砟粉 化严 重， 使轨 道几何 尺寸难 于保 持， 维修 周期 缩短 、维修 费用 大大 增加 。结 果使用 不到 １ 年不得 不全 面大修 ， Ｏ 更换道 砟 。 为此 ， 法铁对 道砟 的粒 径级配 颗粒 形状指 标 、 硬度系数 标准进 行 了重新研 究， 拟订 了新 的规定 ， 比如： 针对 道砟 的洛杉 矶磨耗 率 、 度系数 标准 （Ｈ ，Ｔ Ｖ 东南线 原规 定为洛杉 机 硬 Ｃ） Ｇ 磨耗率 ≤ ２％ ｃ ０ 和 Ｈ≥ １，Ｇ ７ ＴＶ北方线 把其 提高到 洛杉机 磨耗 率≤ １％ ｃ ７ 和 Ｈ≥ ２， ０新建 的地 中海线 再提 高到洛 杉机磨 耗率 ≤ １％ ｃ ≥ ２ 。 此之外 ， 减 ６和 Ｈ １ 除 为 缓道砟 的粉化 ， 在桥 梁上还 要铺 设砟下 胶垫 。下表 为 Ｅ １ ５ Ｎ ３０欧洲标 准 、级 配 等级。 ４高速铁 路 有砟轨 道 其它部 件 ４ ｆ钢轨 根据轨 道强度 计算 原理， 当轨 道其 它条件相 同时， 钢轨 的下沉 量及轨底 的 弯 曲应 力 同钢 轨 断面对 水 平轴 的惯性 矩成 反 比 因此 ， 高速铁 路要铺 设较 重 型钢 轨， 同时， 轨 的材质 要具有 足够 的强韧性， 钢 高速铁路 的钢轨还 要求较小 的 残 余应 力。我 国高速 铁路 采用 ６ ｋ／ ０ｇ ｍ钢轨 ， 国 ＴＶ高 速铁路 采用 的 Ｕ Ｃ ０ 法 Ｇ Ｉ ６
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。
高速铁路钢轨的工程结构与可靠性评估
高速铁路钢轨的工程结构与可靠性评估在现代化交通工具中，高速铁路无疑是一种高效、快速、安全的交通方式。
而铁路的核心组成部分之一就是钢轨，它直接承载着列车的重量，并提供了必要的导向性和稳定性。
因此，高速铁路钢轨的工程结构和可靠性评估变得至关重要。
一、高速铁路钢轨工程结构分析高速铁路钢轨的工程结构主要由两个主要部分组成：上部结构和下部结构。
上部结构包括钢轨、钢筋混凝土轨枕、固定装置以及其他附属设施，而下部结构则包括路基、桥梁、隧道等。
1. 钢轨钢轨是高速铁路中最重要的组成部分之一。
它由钢轨头、钢轨身和钢轨底三个部分组成。
钢轨头承载列车的重量，提供导向支持，钢轨身连接在一起以稳定轨道线路，而钢轨底则与轨枕相连接，提供承载力和支撑力。
2. 轨枕轨枕位于钢轨与路基之间，起到承载和保持钢轨位置的作用。
常见的轨枕材料有混凝土、木材和塑料等。
混凝土轨枕是目前使用最广泛的一种，其强度高、耐久性好，且易于养护。
3. 固定装置固定装置用于将钢轨固定在轨枕上，以保持钢轨的稳定性和位置。
常见的固定装置有钉子、螺栓和夹子等。
固定装置的选择和设计需要考虑到钢轨的轨向稳定性和抗震性能。
4. 其他附属设施高速铁路钢轨的工程结构还包括一些其他附属设施，如过渡段、过渡轨、交叉渡线等。
这些设施的设计和布置要考虑列车的平稳运行、线路的通行能力和安全性。
二、高速铁路钢轨的可靠性评估高速铁路钢轨的可靠性评估是为了确保其在使用过程中的安全可靠性和寿命。
评估的内容主要包括静载试验、动载试验和疲劳试验三个方面。
1. 静载试验静载试验是通过施加静态均布荷载来评估钢轨的强度和变形性能。
试验过程中，需要对钢轨产生的变形、应力和应变进行检测和分析。
通过比较试验结果与设计标准，可以评估钢轨的质量和可靠性。
2. 动载试验动载试验是通过模拟列车运行过程中的动态荷载来评估钢轨的振动和动态响应特性。
试验过程中，需要监测钢轨的应力、变形和振动情况，并比较与设计要求的符合程度。
高速铁路轨道结构理论研究进展
高速铁路轨道结构理论研究进展摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进铁路建设项目的增多。
在高速铁路蓬勃发展的环境下，如何科学高效地维护我国规模庞大的运营线路，实现高速铁路在全生命周期内的稳定、安全运营，是目前我国高速铁路面临的一个至关重要且亟待解决的问题，而探明高速铁路轨道结构在长期运营过程中动态性能演变及服役安全控制机制则是解决这一问题的关键。
安全是铁路运输永恒的主题，更是高速铁路的核心要求。
本文就高速铁路轨道结构理论展开探讨。
关键词：高速铁路；无砟轨道；道岔；无缝线路引言近年来，随着高铁的快速发展，投入运营的高铁线路越来越多，由于200～250km/h的高铁线路多以有砟轨道为主，因此重视研究、探索解决有砟轨道病害特别是长波不平顺病害在维护中存在的运用管理薄弱、作业精度不高、生产组织不合理、作业质量跟踪监控不严等问题，对于提高有砟轨道养修管理水平，确保高铁设备运营安全，具有重要意义。
1高速铁路轨道结构研究现状分析自1964年世界首条高速铁路在日本东海道新干线开通以来，高速铁路技术已历经了五十多年的发展，但其运营安全问题仍未得到全面彻底的解决，危及高速列车运行安全的故障和事故在德国、韩国、日本等地仍时有发生。
出现此类问题的原因，除了对车辆结构关键工程材料失效机理、高速列车脱轨机制等问题认识不足之外，未系统研究作为固定设备之一的高速铁路轨道结构服役性能的时空演变机制，未深入了解高速铁路轨道结构初始损伤演变、动态性能劣化、特殊条件下状态突变对行车安全的影响，以及对高速铁路运营安全保障和长效服役能力关键支撑理论的研究和认识不足，也是极其重要原因。
国内外相关研究成果表明，在动荷载和环境因素耦合循环作用下，高速铁路轨道结构在长期服役过程中，其各项构成材料(如水泥乳化沥青砂浆、混凝土等)的微观结构会发生变化，从而导致关键部件出现伤损甚至失效(如轨道板裂纹、水泥乳化沥青砂浆劣化、扣件折断、钢轨波磨等)，而轨道结构与关键部件材料初始损伤的动态演化，轨道结构与关键部件的持续劣化以及特殊条件下结构局部状态的瞬时突变等，势必会引起轨道服役状态与结构动态性能的持续劣化，导致轨道结构与高速车辆系统不匹配，从而加剧高速铁路线路服役状态的恶化，耐久性和经济性的明显降低，同时影响行车品质，甚至留下安全隐患，危及高速列车运行安全。
高速铁路有砟、无砟轨道结构及精调
第二章高速铁路有砟、无砟轨道结构及精调第一节概述无砟轨道是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构形式。
由于无碴轨道具有轨道平顺性高、刚度均匀性好、轨道几何形位能持久保持、维修工作量显著减少等特点，在各国铁路得到了迅速发展。
特别是高速铁路，一些国家已把无碴轨道作为轨道的主要结构形式进行全面推广，并取得了显著的经济效益和社会效益。
以下是无砟轨道的主要优势和缺点。
一、无砟轨道的优势主要有：1、轨道结构稳定、质量均衡、变形量小，利于高速行车；2、变形积累慢，养护维修工作量小；3、使用寿命长—设计使用寿命60年；二、无砟轨道的缺点主要有：1、轨道造价高：有砟180万/km，双块式350万，１型板式450万，2 型板式500万。
2、对基础要求高因而显著提高修建成本：有砟轨道可允许15cm工后沉降，无砟轨道允许3cm，由此引起的以桥代路及路基加固投资巨大。
3、振动噪声大：减振降噪型无砟轨道目前尚不成功，减振无砟轨道选型存在较大困难。
4、一旦损坏整治困难：尤其是连续式无砟轨道。
第二节无砟轨道结构一、国外铁路无碴轨道结构型式国外铁路无碴轨道的发展，数量上经历了由少到多、技术上经历了由浅到深、品种上经历了由单一到多样、铺设范围上经历了由桥梁、隧道到路基、道岔的过程。
无碴轨道已成为高速铁路的发展趋势。
1．日本日本是发展无碴轨道最早的国家之一。
早在20世纪60年代中期，日本就开始了无碴轨道的研究与试验并逐步推广应用，无碴轨道比例愈来愈大，成为高速铁路轨道结构的主要形式。
据统计，日本高速铁路无碴轨道比例，在20世纪70年代达到60%以上，而90 年代则达到80%以上。
日本从20世纪60年代中期开始进行板式无碴轨道的研究到目前大规模的推广应用，走过了近40年的历程。
对于最初提出的轨道结构方案，铁道综合技术研究所相继进行了设计、部件试验、实尺模型试验、设计修改、在营业线上试铺等工作。
从津田沼、日野土木试验所内的实尺模型试验到既有线、新干线的桥梁、隧道和路基上的各种形式无碴轨道结构的试铺，总共建立了20多处近30km的试验段，开展了大量的室内、营业线上动力测试和长期观测的试验研究工作，并在试验结果的基础上，不断的改进、完善结构设计参数和技术条件，最终将普通A 型（图4-3）、框架形（图4-4）等板式轨道结构作为标准定型，在山阳、东北、上越、北陆和九州新干线的桥梁、隧道和路基上大量使用。
高速铁路轨道结构
弹条Ⅲ型为无挡肩扣件，适合于重大运量、 高密度的运输条件，它具有扣压力大，弹 性好等优点，特别是取消了混凝土挡肩， 消除了轨底在横向力作用下发生横位移的 可能性。
弹条Ⅰ型
弹条Ⅱ型
弹条Ⅲ型
钢轨扣件性能特点
抗断优——全钢冷压国标连接扣件结构先进，全钢板冷压成 型，强度及韧性超过国家标准及国际标准，彻底消除了铸 铁老扣件因扣件断裂导致脚手架坍塌的事故隐患。
快速轻便——结构优化扣件轻便、漂亮、舒适，装卸速度增 快，劳动强度降低。
国外无砟轨道扣件
日本 直结4K型扣件 直结8K型扣件 德国 Vossloh300 Krupp ECF Pandrol Fastclip
Vossloh300
Pandrol Fastclip
我国自主研发的高速铁路扣件类型
道岔：机车车辆从一条线路转向另一条线路的 轨道连接设备。
（二）钢轨品种和性能 我国高速铁路相关标准规定，200km/h及以上高速客运专线铁路
应选用U71MnG钢轨，200~250km/h高速客货混运铁路应选用U75VG 钢轨。其中U代表钢轨；75代表化学成分中碳平均含量为0.75%；V代 表钒元素；Mn代表锰元素；G代表高速铁路（2011年前为K，代表客 运专线）。U71MnG和U75VG钢轨的化学成分及力学性能分别见表3-1 和表3-2所示。
扣件的分类
木枕扣件 木枕轨道上用于联结钢轨和木枕的联结零件. 混凝土枕扣件 混凝土枕轨道上用于联结钢轨和混凝土轨枕的
联结零件。
扣板式扣件是由扣板、螺纹道钉、弹簧垫圈 、铁座及缓冲垫板组成，螺纹道钉用硫磺 水泥砂浆锚固在混凝土轨枕承轨台的预留 孔中，然后利用螺栓将扣板扣紧。
高速列车轨道结构动力学分析
高速列车轨道结构动力学分析近年来，高速列车已成为人们出行首选的交通工具之一，不仅能够极大地提高出行效率，还能够节约出行成本。
高速列车经常以极高的速度在铁路上行驶，因此它的轨道结构十分重要。
轨道的稳定性和安全性是影响高速列车出行的关键因素之一。
本文将探讨高速列车轨道结构的动力学分析。
1. 轨道结构简介高速列车轨道结构主要包括轨道、桥梁和隧道等构筑物。
轨道包括轨道道床和轨枕，轨道道床是轨道的基础，必须保证其坚实平稳。
轨道道床下方有排水层和土工材料层保证轨道的排水和增强稳定性。
轨枕是轨道道床上的支撑部分，轨枕必须保证其足够强度和耐用性，能够承受列车通过时的压力。
桥梁和隧道是高速列车行驶过程中比较重要的部分，其必须保证其结构强度和抗风压能力，以确保高速列车安全运行。
2. 动力学分析高速列车的高速行驶对轨道结构的动力学负荷呈现出特殊的要求。
为了能够确保高速列车的平稳行驶，必须对轨道结构进行动力学分析。
动力学分析可以通过对轨道结构施加负荷，以获取轨道及其支撑结构的响应。
轨道结构的动力学分析可以分为两个方面：一是考虑列车的运动状态，二是考虑轨道结构自身的响应。
（1）考虑列车的运动状态考虑列车的运动状态，可以通过列车的动力学模型进行描述。
列车的动力学模型包括列车质量、牵引力、空气阻力等因素。
在动力学分析中，可以采用MATLAB/SIMULINK等软件对列车的动力学模型进行建模。
通过动力学模型可以得到列车的空气阻力、惯性力、弯曲力、剪切力等作用于轨道上的力。
然后根据这些作用力，对轨道结构进行动力学分析。
分析的过程主要是利用有限元方法和计算力学方法，求解轨道结构的响应。
（2）考虑轨道结构自身的响应由于高速列车的运动状态是随着时间不断变化的，因此轨道结构必须能够在不同的时间段内承受不同的力，以确保高速列车安全运行。
轨道结构自身的响应包括轨道的挠曲、平移和转动等，并且受到轨枕、断面等因素的影响。
在动力学分析中，常采用有限元方法将轨道结构建模。
高速铁路轨道知识介绍
一般数百万吨通过总重可以完成密实阶段。 在新建高速铁路一次铺成无缝线路时，要采用道砟分层铺设、分层 捣固、动力稳定的作业方式，一次稳定下沉总量8-10mm，相当于10万 吨的运量。 后期下沉阶段是道床的正常工作阶段，下沉量和运量有直接关系。
1.3 无砟轨道结构
双 块 式 无 砟 轨 道 (路基地段)
1.3 无砟轨道结构
双 块 式 无 砟 轨 道 (桥梁地段)
1.3 无砟轨道结构
长 枕 埋 入 式
道岔区无砟轨道
1.3 无砟轨道结构
道岔区无砟轨道 (板式)
1.3 无砟轨道结构
→创新纵连板式
1.3 无砟轨道结构
创新板式无砟轨道
(桥梁地段)
7）铁垫板通过锚固螺栓与预埋于混凝土枕或轨道板中的绝缘套管配合紧固。 预埋套管上设有螺旋筋定位孔，便于螺旋筋准确定位。混凝土枕或轨道板 中的预埋套管中心对称布置，便于混凝土枕或轨道板的布筋设计。
8）调整轨向和轨距时无需任何备件，通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现， 为连续无级调整，可精确设置轨向和轨距且作业简单方便。
8
恶劣环境条件 扣件系统经EN 13146-6所述300 h盐雾试验之后，用手工拆卸
影响
工具能顺利拆卸。
9
钢轨左右位置 单股钢轨左右位置调整量：－8～＋8 mm；
调整量
轨距调整量：－16～＋16 mm，调整级别1mm。
10
钢轨高低位置 调整量
钢轨高低位置调整量： －4～＋26 mm。
SKL15型弹条：扣压力9 kN，弹程15 mm； 11 扣压力及弹程 SKL15B型弹条：扣压力6 kN。
高速铁路轨道结构
图5 路基地段双块式无砟轨道
图5 路基地段双块式无砟轨道
2．CRTSⅠ型板式无砟轨道 CRTSⅠ型板式无砟轨道分为CRTSⅠ型大板式板式轨道和CRTSⅠ型 框架板式无砟轨道，其结构组成主要包括钢轨、扣件、轨道板、 水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）、底座板、凸型挡台等。
图6 路基地段CRTSⅠ型板式பைடு நூலகம்砟轨道
图7 路基地段CRTSⅠ型板式无砟轨道结构组成图
3．CRTSⅡ型板式无砟轨道 图8 路基地段CRTSⅡ型板式无砟轨道
图9 路基地段CRTSⅡ型板式无砟轨道结构组成
4．CRTSⅢ型板式无砟轨道 图10 盘营客专路基地段CRTSⅢ型板式轨道
图11 成灌铁路路基地段CRTSⅢ型板式无砟轨道
高速铁路轨道结构
2013 年 5 月
一．有砟轨道
当速度超过250km/h时： 1．道砟粉化加剧 2．道砟飞溅 3．道床稳定性降低，轨道几何型位保持困难。
图2 有砟轨道翻浆冒泥
图3 法国高速铁路有砟轨道道床
二．无砟轨道 1．CRTSⅠ型双块式无砟轨道 CRTSⅠ型双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板、 底座/支承层等组成。
桥梁地段底座伸缩缝
桥梁地段底座伸缩缝侧边 桥梁地段线间防水层与底
座间纵向缝 隧道地段底座伸缩缝
隧道地段底座伸缩缝侧边
尺寸 60mm（深）×（宽）×底
座宽度（长） 40mm（深）×（宽）×底
座厚度（长） 60mm（深）×（宽）×
（长）
60mm（深）×（宽）
60mm（深）×（宽）×底 座宽度（长）
40mm（深）×（宽）×底 座厚度（长）
9.10634 0.7581
4
城市轨道交通运营管理《高速铁路轨道结构类型》
高速铁路轨道结构类型
1、有砟轨道
•是传统的轨道结构。
•结构形式简单。
造价低，线路的弹性和减振性能较好，建设周期短，轨道超高和几何形位调整简单，噪声较小。
•缺点是轨道的横向抗力较小，桥上道床稳定性差，道床在长期的荷载作用下，易产生不均匀下沉，轨道结构破损加剧，破坏线路几何行为，使维修工作量加大，行车时空气动力作用会使道砟飞散。
1、有砟轨道
•高速铁路有砟轨道对钢轨、混凝土轨枕、扣件、道砟的材质和道床断面尺寸等要求更为严格。
•采用高强度钢轨；
•夯实道砟，必要时再设路基抗冻保护层；
•采用双块式混凝土轨枕，增加横向受力点，并提高轨枕铺设密度；
采用性能更好的弹性扣件。
2、无砟轨道
•是用耐久性好、塑性变形小的材料代替道砟材料的新型轨道结构。
•取消了碎石道砟道床，轨道保持几何状态的能力提高，轨道稳定性相应增强，维修工作减少。
•目前高速铁路轨道结构的主要开展方向。
3、优缺点比拟。
高速铁路轨道结构PPT培训课件
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安全可靠
确保轨道结构在各种工况下的 安全性和稳定性，满足高速列
车运行的要求。
经济合理
在满足安全性和稳定性的前提 下，合理选用材料和结构形式 ，降低工程成本。
耐久适用
保证轨道结构的耐久性和适用 性，满足高速列车长期、高强 度运行的要求。
环保节能
采用环保、节能的设计理念和 技术措施，降低对环境的影响
。
轨道结构设计的方法与流程
未来高速铁路轨道结构的展望
绿色环保
未来高速铁路轨道结构将更加注 重环保和可持续发展，采用环保 材料和节能技术，降低对环境的
影响。
智能化管理
通过智能化管理和监测技术，实 现对高速铁路轨道结构的全面掌
控，提高运营效率和安全性。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外 先进技术和管理经验，推动高速
铁路轨道结构的创新和发展。
02
轨道结构的组成与材料
轨道结构的组成
01
02
03
04
钢轨
承受列车载荷，提供列车运行 的轨道线。
轨枕
固定钢轨，分散列车的载荷， 提供弹性支撑。
道床
提供轨道的稳定性，防止轨道 变形。
扣件
固定轨枕和钢轨，传递载荷。
轨道结构的材料
钢材
用于制造钢轨和扣件，要求具有 高强度和耐磨性。
混凝土
用于制造轨枕和道床，要求具有 高抗压强度和耐久性。
国内外高速铁路轨道结构现状
国内现状
我国高速铁路轨道结构主要采用有砟和无砟轨道两种形式。有砟轨道多采用 CRTSⅠ型双块式和CRTSⅡ型双块式；无砟轨道则以CRTSⅠ型板式和CRTSⅡ 型板式为主。
国外现状
日本新干线、法国TGV和德国ICE等高速铁路系统都采用了无砟轨道结构。无砟 轨道具有高平顺性、高稳定性和少维修的优点，是当前国内外高速铁路的主要 发展方向。
高速铁路轨道结构_OK
+1.0 -0.5
腰高
+1.0 -0.5
腰高
± 0.6
± 1.0
+0.75 -0.5 凹陷≤0.
3 ± 1.2
± 0.6
± 1.0 ± 0.75 -0.5 凹陷≤0.3
± 1.2
± 0.5 +1.0 -2.0
凸出≤0.5 头≤0.5 底≤1.0
± 0.5 ± 1.0 -2.0
凸出≤0.5 头0.5 底1.0
0.60～0.80 0.62～0.80 0.60～0.82
0.10～0.50 0.15～0.58 0.13～0.60
0.80～1.3 0
0.70～1.2 0
1. 钢轨尺寸允许偏差及平直度要求
2. 钢轨的化学成份
3. 钢轨的力学性能
4. 钢轨重量和断面
5. 钢轨焊接接头平、直度
(二) 混凝土轨枕
(三) 扣件
1. 国外高速铁路扣件型式及其主要参数
1
2. 京沪高速铁路扣件的基本设计参数
3. 我国铁路既有弹性扣件的基本性能
(四) 道床
1. 国外主要高速铁路的道床结构
13.5～ 13.7
13.5～ 13.7
12.0～ 13.0
11.0 0
有碴
有碴
无碴 Rhcdz型 Zü bü n型等
有碴
UIC60
2.6m混凝土枕1667根/km
碎石面碴层30cm 底碴(路基保护层15～30cm)
ω弹条扣件扣压力11kN 6mm厚橡胶垫，
静刚度70～80kN/mm
可动心轨道岔
UCI 60 2.6 m 混凝 土枕 面碴 35c m
890
17
16
浅述新型高速铁路无砟轨道道床结构
浅述新型高速铁路无砟轨道道床结构一、新型双块式轨枕道床结构的简明概要高速铁路双块式轨枕道床是从德国雷达系统开发出来的，双块式轨枕可适用于各种不同的无砟轨道形式，可以根据轨道安装及运行时所受的承载力和应力而优化设计。
经过承载力和应力的分析结果，道床板的设计可以把配筋更改，根据钢筋在道床中的作用和承受承载力以及应力的要求，研究后可去掉道床内的纵向钢筋，此项无纵向钢筋双块式无砟道床的设计研究将是无砟轨道结构的一次重大变更。
中国高铁乃至于世界高速铁路的发展中，无砟轨道的应用也反生了巨大的变化，并且样式复杂多样，况且目前世界高铁还处于发展初中期，发展空间巨大。
为此提出继续优化无砟轨道的结构，为后续无砟轨道的广泛应用垫定基础。
二、国内外同类技术研究的发展现状（一）国内外技术现状、专利等知识产权情况分析，目前国外对于此项技术的发展正处于研究试用阶段；国内对于此项技术正处于可行性研究阶段，无专利和知识产权。
80年代初曾试铺过沥青整体道床，由沥青混凝土铺装层与宽轨枕组成的整体道床，以及由沥青灌注的固化道床等，但未正式推广。
进入90年代以来，开始针对高速铁路无砟轨道技术进行试验研究。
为适应我国发展高速铁路的需求，初步提出了几种高速铁路无砟轨道结构型式，虽然我国在高速铁路的建设中和建成的总里程长度上都处于世界领先水平，但是无砟轨道的的研制工作又进入了一个新阶段。
（二）国内外技术发展趋势，无砟轨道结构的出现，解决了有砟轨道存在的稳定性差、维修工作量大的问题，为高速度、高密度的铁路运输提供了有利的条件。
经过40多年的国内外铁路发展和100多种结构形式的试验，最后遴选出30多种轨道类型进行现场试铺，形成了适合不同运输条件下的无砟轨道体系，为无砟轨道的发展垫定了坚实的基础，但是我们必须看到，无砟轨道的还应用存在局限性和缺陷性，在国内外许多铁路上还处于试验阶段，在高速铁路大面积的推广也只有30年时间，无砟轨道结构的发展，还存在很大的空间和优化提高。
高速列车轨道结构设计与优化
高速列车轨道结构设计与优化随着科技的不断进步和社会的不断发展，高速列车的速度也越来越快，对于高速列车轨道结构的设计和优化显得尤为重要。
本文将就此话题展开探讨。
高速列车需要跑在高速铁路上，因此轨道结构的设计和优化首先需要考虑车辆的速度和载荷，以及地形地貌的情况。
具体来讲，可以从以下几个方面进行分析。
一、轨道截面结构设计在高速列车轨道结构设计中，轨道截面结构是至关重要的，主要包括轨枕、轨床、轨体等。
一方面，这些结构需要满足铁路下行列车的承载能力要求，另一方面，还需要考虑高速列车的速度和振动问题。
因此，在轨道截面结构设计中，需要采用高质量的材料和先进的生产技术，以确保铁路的安全性、稳定性和舒适性。
二、整体布置设计从整体布置设计的角度来看，高速列车的轨道结构需要根据地貌、地形等情况进行优化。
在地形比较平坦的区域，可以采用较长的直线段和大半径弧线；而在山区等地方，采用多处隧道、桥梁等结构，以保证高速列车的安全性和舒适性。
同时，在设计过程中需要考虑到通行能力和安全保障的平衡，保证能够紧密适配交通和社会的实际需求。
三、轨道联络设计轨道的联络性能是影响高速列车安全性和舒适性的重要因素之一。
在设计轨道联络时，需要综合考虑地面荷载、车辆荷载和道岔曲线的互相配合性。
通过采用不同类型的轨道材料和不同的联络方式，可以有效地减少轨道接头的损伤，并提高铁路运行的可靠性和安全性。
四、信号、通信系统设计高速列车运营需要详细的信号、通信系统进行保障。
在高速列车轨道结构设计中，需要合理安排信号线路，以确保高速列车在任何天气和环境下都能够及时准确地接收和发送信号。
此外，还需要拥有完备的通信系统，以保证在紧急情况下能够及时传递信息，提高高速列车运营的安全性。
总结高速列车轨道结构的设计和优化需要同样地考虑到运行效率与安全性的平衡，要采用高质量的材料和先进生产技术，以保证铁路的安全性、稳定性和舒适性；整体布置设计需要结合地貌、地形等地方的情况进行优化，经过科学、合理的设计调整，尽可能减少因环境产生的影响；轨道联络的设计需要考虑到地面荷载、车荷荷载和道岔曲线的互相配合，以减少轨道接头的损伤；信号、通信系统的设计则需要保证在紧急情况下能够及时传递信息，提高高速列车运营的安全性。
高速铁路路基结构
高速铁路路基结构
高速铁路路基结构
高速铁路路基一般由基床表层、基床底层、路堤和地基等部分组成。
其中，基床表层是轨道的直接基础，是基床的重要组成部分，受到列车动荷载的剧烈作用，对轨道的平顺性和稳定性影响很大，通常称为承载层和持力层，是高速铁路路基结构中最为重要的部分之一。
基床表层除了为轨道提供坚实、稳定的基础，还必须具有以下特点：
（1）较大的强度，以抵御外力作用，避免破坏。
（2）足够的刚度，以抵抗变形。
（3）较好的稳定性，以免基床的表层刚度与强度在外界不利因素的作用下发生改变。
（4）为路基提供保护，具有良好的扩散应力的能力。
不良基床表层产生的轨道变形是好的基床表层的数倍，而且差距会随着行车速度的提高而增大。
因此，为了给高速铁路提供较大的路基刚度和强度，需对基床表层进行特别的加强。
无砟轨道正线曲线地段的路基面不应加宽，如果轨道结构和接触网支柱等设施的设置有特殊要求，则应根据具体情况进行分析和确定；有砟轨道正线曲线地段的路基面应在曲线外侧按规定加宽，曲线加宽值应在缓和曲线内渐变。
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图7 路基地段CRTSⅠ型板式无砟轨道结构组成图
3．CRTSⅡ型板式无砟轨道 图8 路基地段CRTSⅡ型板式无砟轨道
图9 路基地段CRTSⅡ型板式无砟轨道结构组成
4．CRTSⅢ型板式无砟轨道 图10 盘营客专路基地段CRTSⅢ型板式轨道
图11 成灌铁路路基地段CRTSⅢ型板式无砟轨道
5．道岔区轨枕埋入式无砟轨道 图12 路基地段道岔区轨枕埋入式无砟轨道
图13 路基地段道岔区轨枕埋入式无砟轨道结构组成
6．道岔区板式无砟轨道 图14 路基地段板式无砟轨道结构组成
1．嵌缝材料的位置及作用 图15 路基地段嵌缝材料位置图
图16 路基地段无砟轨道典型横断面结构设计图
2．嵌缝材料失效的危害 图17 底座板下压注高分子材料
路基 桥梁 隧道
有机硅 0.882 1.081 0.090
聚氨酯 2.362 2.494 0.232
、嵌缝材料尺寸 1）当嵌缝材料采用有机硅时，伸缩缝处有机硅嵌缝材料尺寸如下：
表2 有机硅嵌缝材料尺寸
基础类型 路基
桥梁 隧道
位置
路基地段底座伸缩缝
路基地段底座伸缩缝侧边 路基地段线间混凝土横向伸缩假
缝 路基地段线间及线路外侧混凝土
与底座间纵向缝 桥梁地段底座伸缩缝
桥梁地段底座伸缩缝侧边 桥梁地段线间防水层与底座间纵
向缝 隧道地段底座伸缩缝
隧道地段底座伸缩缝侧边
尺寸
（深）×（宽）×底座宽度（ 长）
（深）×（宽）×底座厚度（ 长）
（深）×（宽）×（长）
（深）×（宽）
（深）×（宽）×底座宽度（ 长）
60mm（深）×（宽）
60mm（深）×（宽）×底 座宽度（长）
（深）×（宽）×底座厚 度（长）
3、材料造价
有机硅 聚氨酯
项目
单线公里量（m3） 有机硅单价（万元）
路基
底座板之间和底座 版两侧及线间
线外（路基）
桥梁
0.882
0.16
1.081
7.02万/吨
隧道 0.09
造价（万元）
7.429968
1.34784
桥梁地段底座伸缩缝
桥梁地段底座伸缩缝侧边 桥梁地段线间防水层与底
座间纵向缝 隧道地段底座伸缩缝
隧道地段底座伸缩缝侧边
尺寸 60mm（深）×（宽）×底
座宽度（长） 40mm（深）×（宽）×底
座厚度（长） 60mm（深）×（宽）×
（长）
60mm（深）×（宽）
60mm（深）×（宽）×底 座宽度（长）
40mm（深）×（宽）×底 座厚度（长）
9.10634 0.7581
4
6
单线公里量（m3） 聚氨酯单价（万元）
造价（万元）
2.362 9.2118
0.48 3万/吨 1.872
2.494 0.232 9.7266 0.9048
谢谢大家
高速铁路轨道结构
2013 年 5 月
一．有砟轨道
当速度超过250km/h时： 1．道砟粉化加剧 2．道砟飞溅 3．道床稳定性降低，轨道几何型位保持困难。
图2 有砟轨道翻浆冒泥
图3 法国高速铁路有砟轨道道床
二．无砟轨道 1．CRTSⅠ型双块式无砟轨道 CRTSⅠ型双块式无砟轨道由钢轨、扣件、双块式轨枕、道床板、 底座/支承层等组成。
图4 路桥过渡段双块式无砟轨道
图5 路基地段双块式无砟轨道
图5 路基地段双块式无砟轨道
2．CRTSⅠ型板式无砟轨道 CRTSⅠ型板式无砟轨道分为CRTSⅠ型大板式板式轨道和CRTSⅠ型 框架板式无砟轨道，其结构组成主要包括钢轨、扣件、轨道板、 水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）、底座板、凸型挡台等。
（深）×（宽）×底座厚度（ 长）
（深）×（宽）
（深）×（宽）×底座宽度（ 长）
（深）×（宽）×底座厚度（ 长）
（2）当嵌缝材料采用聚氨酯，伸缩缝处聚氨酯嵌缝材料尺寸如下表 表3 聚氨酯嵌缝材料尺寸
基础类型 路基
桥梁 隧道
位置
路基地段底座伸缩缝
路基地段底座伸缩缝侧边 路基地段线间混凝土横向
伸缩假缝 路基地段线间及线路外侧 混凝土与底座间纵向缝
3．嵌缝材料的演变 （1）遇水膨胀橡胶条
图18 路基地段遇水膨胀橡胶条
图19 路基地段遇水膨胀橡胶条
图20 路基地段遇水板式无砟轨道嵌缝材料失效
4．二种嵌缝材料的比较 有机硅和聚氨酯 1、嵌缝材料每公里用量
表1 嵌缝材料每公里用量（单位：m3）