第四节　轨道

在轨道工程技术领域中，影响轨道平顺性和稳定性的因素较多，主要有轨道结构类型选择、轨道结构变形控制、轨道结构制造和施工控制、轨道结构与站后和下部基础接口以及轨道精调等。京沪高速铁路在轨道工程中，对区间无砟轨道结构设计、无砟轨道绝缘技术、桥上岔区纵连板式无砟轨道设计、轨道板制造和铺设成套技术以及轨道测量精调等关键技术进行系统研究，解决了轨道结构设计、施工中的关键技术问题，保证了轨道结构的高平顺性和高稳定性。

一、CRTSⅡ型板式无砟轨道板制造技术

轨道板预制、铺设技术是保证轨道结构高平顺性和高稳定性的关键技术之一。京沪高速铁路为提高轨道板制造、铺设精度，提高生产效率，自主研发了轨道板打磨、设计和施工布板软件，在全线推广应用，并通过打磨软件和轨道板精调软件的接口，完成轨道板打磨制造和施工现场的精调作业。通过对轨道板制造工装及生产工艺等方面的试验与研究，包括3×27块、3×25块、4×24块、2×42块等多种形式生产线的优化试验研究，解决了张拉台座受力、预应力钢筋张拉时模板位移、切割钢筋时回弹等问题以及预应力和摩阻力损失测定、张拉梁中间挠度及控制、设备配置方案、生产组织等关键技术，实现了最长120m长线台座生产线，提高了轨道板的生产效率，轨道板生产创下日产122块的纪录，日均打磨量达到82块；通过系统的理论研究、室内外试验验证以及工程实践检验，京沪高速铁路形成以普通硅酸盐水泥、普通掺合料和非缓凝型减水剂为原材料的轨道板材料体系，并完成相关技术标准的编制，满足了结构要求，方便了现场施工，降低了工程造价。

通过大量的试验研究及测试工作，通过收缩软管和塑料夹满足了绝缘要求，成功解决了与谐振式轨道电路的适应性、综合接地及轨旁设备安装等接口技术。

二、CRTSⅡ型板式无砟轨道结构设计优化技术

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道通过设置“两布一膜”滑动层、梁端剪力齿槽和高强度挤塑板等部件实现底座板和轨道板跨梁缝连续铺设，轨道板间通过6根精轧螺纹钢筋纵向连接，较好地解决了板端变形问题，轨道结构整体性较好。跨梁缝连续铺设的底座板是桥上轨道结构的主要承重构件，其主要功能是承受荷载，包括列车活载、温度荷载（含整体温度变化和竖向温差）、混凝土收缩徐变等效荷载、牵引或制动荷载等。

为保证轨道结构稳定性，桥上轨道结构在底座板两侧设置侧向挡块，约束轨道结构的横向位移，保证轨道结构在温度荷载作用下的纵向屈曲稳定性。在其他客运专线工程实践基础上，将侧向挡块类型统一为扣压型，并在既有方形侧向挡块基础上，优化设计了圆弧形侧向挡块。侧向挡块沿线路纵向间距主要通过无砟轨道稳定性分析确定，桥上无砟轨道结构可以视为一个纵向拉压杆件，当温度升高时，轨道结构内部产生压应力，压应力过高将有失稳危险。为安全考虑，将无砟轨道结构视为两端铰支的细长压杆来计算其稳定性，优化了侧向挡块的间距，减少了侧向挡块设置数量。同时，为保证路基地段轨道结构稳定性，实现桥梁和路基地段轨道结构的平顺过渡，京沪高速铁路在桥梁两端采用台后锚固结构，其主要功能是承受温度荷载、制动荷载和混凝土收缩等效荷载作用下桥上轨道结构传递的纵向力，控制最不利荷载组合作用下的水平位移。

根据前期无砟轨道工程实践和无砟轨道底座板绝缘试验，优化了轨道板内的绝缘处理方式，取消了底座板内的钢筋绝缘处理，简化了施工工艺，降低了成本，有效提高了桥上底座板的耐久性。

在桥梁与轨道结构设计中，梁面上底座板范围内设置65mm加高平台，梁端设置高强度挤塑板安装凹槽，底座板等厚通长铺设，纵向刚度更加均匀，减少了底座板的薄弱环节，提高了轨道结构的安全性和耐久性，避免滑动层被雨水浸泡的可能，按平坡设计的加高平台顶面平整度控制难度降低，减少了打磨工作量。

三、桥上岔区纵连板式无缝道岔技术

在桥上铺设无砟轨道无缝道岔涉及道岔结构、无砟轨道结构选型、桥梁结构形式、无砟轨道与桥梁相互作用机理等问题，既要考虑道岔中复杂的几何关系和受力特点，又要考虑桥梁在温度、制动等荷载作用下对无砟轨道受力的影响。

通过对高速铁路桥上岔区纵连板式无砟轨道的系统理论研究，建立了“岔—板—板—梁—墩”一体化计算模型，编制了桥上纵连底座岔区无砟轨道计算软件，将道岔、道岔板、底座板、梁体和墩台视为一个系统，考虑了扣件纵向阻力、道岔板和底座板间纵向阻力、底座板与桥梁间滑动层摩擦阻力、底座板的混凝土刚度折减、桥梁墩台顶纵向水平刚度等参数的影响，对无缝道岔、无砟轨道和桥梁的强度、刚度及稳定性等进行检算，形成了系统的桥上岔区纵连板式无砟轨道设计方法，解决了桥上纵连板式无砟轨道无缝道岔设计中的多项技术难题。

通过系统研究设计计算和精细施工，京沪高速铁路采用的岔区纵连板式无砟轨道技术满足CN18号道岔和CN42号道岔的列车直向350km/h、侧向80km/h和160km/h的设计速度要求。

四、长钢轨铺设、焊接技术

长钢轨铺设、焊接技术是保证线路平顺性的关键。京沪高速铁路采用500m长钢轨焊接，通过对接头相错量控制技术、钢轨断面垂直度控制技术、焊接接头探伤技术以及焊后热处理技术的综合运用，防止砂轮在钢轨上跳动、冲击钢轨母材，避免钢轨接头打磨出现灼伤和表面“发蓝”；采用仿形打磨机对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行精整，保证了轨头轮廓形状，避免钢轨产生机械损伤或热损伤，保证了钢轨焊接接头质量。

京沪高速铁路成功研发了长钢轨铺设成套技术。拼装式运输车将长钢轨自存轨场运至铺设现场，WZ500-TY型无砟轨道长钢轨铺设机组将钢轨拖放就位，长钢轨拖拉到位后去滚筒、钢轨落槽、初锁线路。为保证京沪高速铁路线路应力放散均匀，减少锁定轨温误差，在单元轨节之间，采用“连入法”进行放散锁定，在一个单元轨节内，当轨温在设计锁定轨温范围内时采用“滚筒法”放散锁定，轨温在锁定轨温范围以外时，采用“拉伸器滚筒法”放散锁定，应力放散时，每隔100～150m设一位移观测桩，观测放散时钢轨的位移量。通过长钢轨无缝线路锁定技术，保证钢轨在等效设计锁定轨温范围内锁定，且相邻单元轨节间的锁定轨温差不大于5℃，同一单元轨节左右股钢轨的锁定轨温差不大于3℃，同一区间内单元轨节的最高与最低锁定轨温差不大于10℃。

五、无砟轨道测量精调技术

轨道板测量精调技术是保证轨道结构高平顺性和高稳定性的关键技术之一，且与后期养护维修密切相关，是轨道板施工中最重要的一环。京沪高速铁路为提高精调效率和质量，采用相对+绝对测量技术，利用高速铁路精调仪，根据轨道基准网自动测量出轨道板水平与高度位置的数据，建立空间曲线向线路波形转换模型，确定空间曲线与线路逐枕对应的数据转换计算方法，直接将相对测量数据用于轨道板精调，显著提高精调效率。

在轨道完成第一遍调整后，动态检测结果表明，已经消灭了Ⅲ级及以上超限，TQI低于3.0mm，各项动力学指标均满足要求。联调联试完成后，消灭了Ⅱ级及以上超限，TQI达到2.5mm，各项动力学指标达到优良，从而确保了轨道的高平顺性。