無砟軌道的案例
無砟軌道、有砟軌道都OUT了？中國高鐵推出七彩道床！
中國高鐵之所以快速平穩，一個重要的原因是我國無砟軌道鋪設技術世界領先。超級建筑以前給大家介紹過，無砟軌道就是指采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎取代散粒碎石道床的軌道結構。無砟軌道是當今世界先進的軌道技術，避免了飛濺道砟，平順性好，穩定性好，使用壽命長，耐久性好，維修工作少，列車運行時速可達350千米以上。
但無砟軌道也有缺點，剛性太大，韌性不足，一旦地質發生沉降或者位移，后期維修的時間成本比較大，并不適用于像斷裂層這樣的特殊地段。
12月10日，濟青高鐵聚氨酯固化道床段時速350公里速度級實車試驗順利實施，最高試驗速度達到385公里/小時，取得重大成功。這項技術克服了傳統有砟軌道的許多不足，甚至十分接近無砟軌道的性能。本次試驗結果表明，安全性指標滿足標準要求，舒適性指標等級達到優良，車內噪聲及車外輻射噪聲指標均低于無砟軌道地段。
大家可以看到上面的照片，彩色的道床看起來很奇特。
聚氨酯固化道床是有砟軌道和無砟軌道之外的第三種軌道結構型式，既具有有砟軌道高彈性和可維護性好的優點，又具有無砟軌道整體性及穩定性好、維修工作量少的特點。
上面照片從外觀上看起來非常像是有砟軌道，其實這是聚氨酯固化道床，一種有別于有砟軌道和無砟軌道的新的、第三種、具有創新意義、具有廣泛的應用前景的新型軌道結構。
那么，聚氨酯固化道床怎樣建設呢？超級建筑給大家介紹下專用的設備和工藝。請看下面的超級機械。
上方列車就是聚氨酯固化道床施工設備，白色的儲料罐中裝載的是聚氨酯液體。接下來就是用這種設備把聚氨酯材料噴注到有砟軌道上，通過聚氨酯發泡黏連使碎石路基能夠固化成一個整體，在保證了原來有砟軌道彈性的的基礎上提高路基的剛性。
▲聚氨酯固化道床施工設備，正在向無砟軌道上噴涂聚氨酯。設備采用自動澆筑系統，基本是自動化的，只需要幾名工人監控調整。
展開 基于BIM的黃黃高鐵無砟軌道智能建造創新應用
圖1 雙塊式無砟軌道結構示意圖
重難點分析
在滿足列車運行時速350km條件下，黃黃高鐵無砟軌道建造主要面臨以下技術難題：
(1)專業間協同設計難度大。軌道工程跨越路基、橋梁、隧道，線站路橋隧等各專業信息在設計、施工過程中頻繁變化，傳統設計模式不能實現軌道設計的動態更新，精準計算軌道段落布置和對應鋪設坐標耗費的時間、人力巨大，難以滿足各專業高效協同。
(2)大跨度橋梁無砟軌道線型控制難度大。巴河特大橋為黃黃高鐵重點控制工程，主橋為200m矮塔斜拉橋，受橋梁徐變、溫度變形、橋上荷載、風速等多種因素影響，導致無砟軌道線型難以控制。
(3)隧道變形縫處軌道施工動態化管控難度大。隧道變形縫位置存在施工與設計不一致的情況，雙塊式無砟軌道跨越變形縫布置會產生反射裂紋等問題，傳統的藍圖施工模式，軌道鋪設數據無法根據現場實際自動更新，各階段、各單位之間的溝通、信息交流、追蹤比較困難，無法實現軌道施工過程的動態化管控。
展開 Abaqus中建立高速列車-無砟軌道-橋梁模型(車-軌-橋模型)及后處理
圖中為高速列車-無砟軌道-組合梁橋(單向行駛及兩車交會)及高速列車-無砟軌道-箱梁橋(京滬高鐵)的有限元模型以及后處理云圖，列車模型建模視頻已錄制，內容十分詳細，適合研究車-軌-橋耦合系統有限元模型的同學學習使用，有興趣可以私聊，詳情見私信，價格可談！
ABAQUS無砟軌道建模及振動分析的教學視頻？
ABAQUS無砟軌道建模及振動分析的教學視頻？
為什么普通鐵路鐵軌上都會鋪石子而高鐵鐵軌不用？
普通鐵路采用的是有砟軌道，而沒有“碎石子”（鐵路上稱為“道砟”）的高鐵采用的是無砟軌道。
道砟的作用
承受枕木、鋼軌和列車的重量，將重量分散到路基上，以避免路基損壞。
傳統有砟軌道的優點、缺點
優點
鋪設簡便、透水性好。
缺點
（1）需要經常維護（這里的“經常”是相對于無砟軌道而言）。換道砟和清篩等等是工務維護的重要工作之一。列車經過時會帶來震動，長期的震動會使路基上的泥土摻入道砟當中。不好理解的話，下完雨找塊泥地，用腳快速地踩兩分鐘，看是不是有水溢上來。摻入道砟的泥土會削弱路基的強度，導致軌面沉降、不平。因此，干線鐵路上，每年都需要進行清篩或換道砟、搗固作業。
（2）平順度和道砟飛濺問題。道砟再平整，也不可能達到混凝土整體道床的水平。并且，由于枕木不是剛性地固定在道床上，列車駛過時，車輪之間的鋼軌會帶動枕木一起向上彎曲，這一彎曲在重載鐵路上肉眼可見。另外列車高速駛過時會出現道砟飛濺的問題。
高速鐵路不（大范圍）使用有砟軌道的原因
就是為了克服傳統有砟軌道的缺點。之所以括號中注明“大范圍”，是因為一些出站后的非高架區段等低速、地面區段，仍有少量采用有砟軌道的。
（1）鐵路維護的時間稱為“開天窗”，普通鐵路可以開在白天，利用運行線的間隙進行，期間一些列車可能限速。
春末夏初，有時候坐火車可以看到路邊的養護人員。車一來，立刻撤下線路；車一過，繼續上。高鐵由于運行線密集，且幾乎全部是客運，調整運行線或限速運行影響很大，并且速度高，傳統作業方式不安全，因此需要易于維護的路基。（有的人可能會問為什么不夜間檢修？夜間施工畢竟不方便，高鐵的夜間檢修主要是信號、車輛、供電什么的，既然現在無砟軌道技術已經可以承受，就別再來給施工添亂了）。
展開 鐵路隧道控制測量14講 之 高程貫通誤差估算及精度設計
一般將洞外、洞內高程控制測量誤差各作為一個獨立誤差因素，也按等影響的原則進行分配，則高程控制測量引起的高程貫通中誤差為：
（式9-3）
二、高程控制網技術設計
長大隧道高程控制測量等級的確定由洞外、洞內高程控制測量及軌道鋪設高程控制測量三個方面因素的影響。
洞外高程控制測量的等級根據洞外定測水準路線長度或設計的主水準路線預計長度R（單位：km）按式9-4計算高差中數的偶然中誤差mΔ外。
（式9-4）
洞內高程控制測量，根據兩相向開挖洞口間的水準路線長度L（單位：km）來進行計算高差中數的偶然中誤差mΔ內，如式9-5。
（式9-5）
例如，某隧道洞外水準測量路線長度為36 km，兩相向開挖洞口間的長度為9 km，按式4-1-4和式4-1-5計算的洞外水準測量精度應不低于mΔ外=3±mm，洞內水準測量精度應不低于mΔ內=5.7±mm。高程控制測量除滿足隧道貫通需要外，還應滿足軌道鋪設精度的要求，如目前長大隧道內一般鋪設無砟軌道，無砟軌道鋪設要求高程控制測量為國家二等水準測量精度，即mΔ=±1mm。所以綜合以上三個方面的影響，以三者精度高的上限為標準進行控制測量，也就是說無砟軌道長大隧道高程控制測量的精度應按不低于二等水準測量進行。
作者：張冠軍
來源：隧道及地下工程大講堂
展開 地鐵礦山法近接對高鐵盾構隧道豎向變形影響研究
盾構隧道、預制仰拱和以鋼軌為代表的無砟軌道，也有類似的形變規律。
楊泗港長江大橋首節鋼梁架設、伊犁河最大橋合龍、南洞庭湖大橋合龍……這些是今天橋梁界的大事
據了解，商合杭鐵路跨淮河特大橋全長約17公里，采用的Ⅲ型板式無砟軌道技術，具有完全自主知識產權，淮河主跨達228米，為目前高速鐵路無砟軌道剛構拱橋跨度世界第一。
由于跨淮河特大橋通車后，列車將以350公里的時速通過淮河，僅需幾秒鐘，因此大橋將承受巨大的沖擊力，這對工程的施工質量提出了極高的要求。其中，連續梁冬季施工是該工程的主要難點之一。工程隊最終采用了鍋爐蒸氣養護的方法，還在掛籃上覆蓋保溫棚。即使室外氣溫零下10攝氏度，梁體溫度也能保持在20攝氏度左右，就像給大橋加了“暖水袋”。
列車脫軌碰撞仿真分析
參考鐵路規范《高速鐵路橋上CRTSⅢ型板式無砟軌道通用參考圖》和《客貨共線鐵路有砟橋面預應力混凝土雙線整孔簡支箱梁通用參考圖》，建立了寬為200mm，總高1000mm的混凝土防護墻。軌頂所在平面距離防護墻底端約630mm，因此防護墻最終高出道砟370mm。混凝土為25mm的實體網格，用*MATL_72R3材料模型模擬，材料參數來自參考文獻[1]。
列車通常在曲線上脫軌，曲線路段的列車脫軌沖角計算如下。
圖1 碰撞沖角
根據上圖推導出曲線路段列車脫軌的沖角大小計算式：
(1)
其中，d為防護墻到軌道中心線的距離2285mm，為鐵路線路平面最小曲線半徑。200km/h運行速度的列車能夠通過的曲線半徑一般為3500m，最小能夠通過的曲線半徑為2800m，取最危險的極限工況曲線半徑2800m，計算得到沖角為2.31°，故設置的碰撞沖角取在2.5°以內。
根據曲線軌道外側超高公式：
(2)
其中h為外軌超高(mm)，v為過曲線時列車在線路上的平均速度(km/h)，R為該線路的曲線半徑(m)，經過計算得到外軌超高h為168mm，超過了《鐵路線路設計規范》中規定的外軌超高不能超過150mm，故在建模中，取外軌超高為150mm。
因此，本文最終設置頭車以200km/h，2.5°沖角的初始狀態，在外軌超高150mm的CRTSⅢ無砟板式軌道（本文用殼單元地板代替）撞向防護墻。列車和軌道接觸類型為自動面面接觸，其中靜摩擦系數為0.3，動摩擦系數為0.05。
展開 鐵路測繪中“三網合一“是哪三網？怎么合？
“三網合一”包括以下幾個方面的內容：
1．勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網坐標高程系統的統一
在新建鐵路的勘測設計、線下施工、軌道施工及運營維護的各階段均采用坐標定位控制，因此必須保證三網的坐標高程系統的統一，才能新建鐵路的勘測設計、線下施工、軌道施工及運營維護工作順利進行。
2．勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網起算基準的統一
新建鐵路勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網平面測量應以基礎平面控制網CPⅠ為平面控制基準，高程測量應以首級高程控制網水準基點為高程控制測量基準。
3．線下工程施工控制網與軌道施工控制網、運營維護控制網的坐標高程系統和起算基準的統一
4．勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網測量精度的協調統一
按照“三網合一”的理念，鐵路的線路平面、高程控測量制網，不僅要滿足線下工程施工控制的需要，還要滿足軌道鋪設以及運營維護的要求。由于不同設計行車速度對軌道平順度要求不同，有砟和無砟軌道鋪設對控制網的精度要求也有所不同，因此，鐵路的線路平面、高程控測量制網的測量精度等級是根據設計行車速度和軌道結構類型進行設計相應設計的。
展開 鐵路道岔降低值應該怎么測？
比如最基本的：測量道岔、輥輪、護軌、鋼軌表面凹坑……
道岔，是一種常見的鐵路配件，是一種使使機車車輛從一股轉道入另一股道的線路連接設備也是軌道的薄弱環節之一，通常在車站、編組站大量鋪設，在鐵路的正常運行中，起著至關重要的作用。
道岔護軌是在道岔岔心得另一側，基本軌的內側增設的特制的平行的鋼軌，其工作原理：通過卡住輪緣內側限制輪對橫向移動（限制在基本軌和護軌的槽內），用來防止車輪掉道。
輥輪，一種滾制螺紋的工具。在滾制螺紋時，可用單輥、雙輥或三輥。
道岔采用輥輪可以較大程度上降低道岔尖軌的扳動力，以保證尖軌的全程密貼；減少道岔的養護維修工作量；大幅度提高道岔轉換系統工、電結合部的安全系數，大大降低道岔故障率；更有效保證列車的安全性保持軌道清潔。
說了這幾種鐵路的基本配置，這不僅是最基本的，也是最重要的，所以對于日常檢測它們的我來說是多么的重要。正所謂“安全第一，預防為主”，構建安全風險控制體系，加強對安全風險的全面分析，科學的制定措施，最終實現消除安全風險的目標。要實現這一目標，對鐵路硬件基本設施的檢測，是首要任務。
2016年10月，嘉峪關的氣溫已至-5℃，已供暖氣，室內25℃，溫度怡人。我作為高鐵基層管理，深夜檢查設備，同事拿著兩個鋼板尺檢查輥輪高度：
輥輪高度在《高速鐵路無砟軌道線路維修規則》第3.6.9條要求輥輪高度1-3mm，精度要求比較高。
發現他手抖，于是我來檢查，感受深刻：
1. 冷，戴手套鋼板尺拿不穩，不帶手套凍手。
2. 即便手不抖，也不一定能拿平。
3. 拿平了因為視線誤差也不一定讀的準。
4. 檢查太慢，1個輥輪檢查大約10-18秒。
考慮是不是方法不對，問了廠家，廠家建議讀側面刻度，我問有磨損怎么辦，最終沒了回復……
總結了下，受工具制約，這個很難測準。
展開 
鐵路線橋隧站各種工程坐標系的建立方法
如按目前規范規定，客運專線無砟軌道每公里的長度投影變形不大于10mm。控制投影變形可以通過選擇不同的投影方式或者合適地選擇投影面和投影帶來實現，目前建立施工坐標系統常用后者，主要有以下三種情況，一般最常用的為第三種。
2.1 通過改變投影面高程從而選擇合適的高程參考面，來抵償分帶投影變形，這種方法稱為抵償投影面的高斯正形投影。這種方法不改變國家統一的高斯投影3°帶的中央子午線，由這種投影方法建立的坐標系稱為抵償高程面的高斯正投影統一3°帶平面直角坐標系，簡稱抵償坐標系。適用于鐵路線路走向基本為南北向，其東西擺動在一定范圍內。
其數學模型為：
式中：Hm為歸化高程
S為歸算邊長
R為地球平均曲率半徑
2.2 通過改變中央子午線，來抵償由高程面的邊長歸算到參考橢球面上的投影變形，這種方法稱為任意帶高斯正形投影，建立的坐標系稱為任意中央子午線的高斯正投影平面直角坐標系，簡稱任意中央子午線坐標系。也適用于鐵路線路走向基本為南北向，其東西擺動在一定范圍內。
其數學模型為：
式中：Ym為歸算邊兩端點橫坐標平均值（也即距中央子午線的距離)
2.3 通過既改變Hm（選擇高程參考面），又改變Ym（移動中央子午線），來共同抵償兩項歸算改正變形，這種方法稱為具有高程抵償面的任意帶高斯正形投影，建立的坐標系稱為具有高程抵償面的任意帶高斯正投影平面直角坐標系，簡稱抵償任意帶坐標系。適用于鐵路線路走向基本為東西向，它既經過坐標帶的中央，又穿越坐標帶的邊緣。或雖然基本南北走向，但東西擺動超過一定的范圍的情況。
3 橋梁、隧道控制測量中坐標系
為保證鐵路長大橋梁、隧道工程的施工精度及貫通誤差，一般采取實地聯測、獨立控制方式建立施工控制網，與線路控制坐標系統不相一致。
展開 高鐵為什么長這樣？力學，力學，還是力學！
一般而言，在短隧道內，微氣壓波與列車進入隧道速度的3次方成正比；在長大隧道內，無砟軌道結構的微氣壓波比有砟軌道結構的微氣壓波要大。為了解決微氣壓波問題，在車體設計上要減小車體的橫截面積，使得列車橫截面積與隧道橫截面積的比值（阻塞比）減小，并對車頭流線型進行優化設計，調整列車頭部截面變化率，列車頭部的截面呈線性變化，進隧道時形成的壓力梯度較低，可以有效減小微氣壓波。
在空氣中高速前行的列車引起空氣流紊亂，從而產生的氣動噪聲又是一個影響列車乘坐舒適性的氣動問題。
高速列車氣動噪聲能量與列車速度的6-8次方成正比，如果把列車速度從200公里/小時提高到300公里/小時，氣動噪聲將提高約10─14分貝。根據空氣動力學原理，設計人員把流線型車頭設計的尖而長，把車輛斷面積盡量減小，同時讓車體盡量平整光滑不要出現凹凸的部分。為了減小高速列車氣動噪聲，除車體設計上外，還要減小車輛頂部受流系統引起的氣動噪聲，為此設計人員對受電弓及其周邊裝置進行優化設計。安裝受電弓導流罩、開發低噪聲受電弓、采用低噪聲絕緣子等來減少車頂受流系統的氣動噪聲。
我國高速列車自主研發的里程碑——CRH380A
CRH380A是我國高速動車組自主研發的標志性里程碑，CRH380A是在CRH2的基礎上完全由我國自主設計而來的第二代高速動車組列車，最高運行速度為380公里/小時，持續運營速度為350公里/小時。
第一次看到CRH380A，撲入我們眼簾的就是它們那嶄新的貌似火箭的頭型。為了讓列車最高運行速度達到380公里/小時，解決因速度提升帶來的安全性、舒適性以及節能環保性等帶來的影響，如何通過合理的頭型設計，減小列車運行阻力、抑制運行噪聲、減小列車高速交會時的氣動壓力波幅值、保證司機視角、兼顧中國文化因素等等，都是令設計者們煞費苦心的事情。
展開 淺談鐵路設計速度和旅行速度
對于250km/h高速鐵路，鐵路設計規范規定最小曲線半徑一般為4000m，無砟軌道困難地段為2800m。例如西成高鐵，部分區段小半徑曲線導致限速，其中綿陽至羅江區間因避讓不利因素，部分路段存在800m小半徑的曲線而限速120km/h。
雖然旅行速度總是低于設計速度，但是對于家鄉在達州的唐女士來說，她未來返鄉時間（1.8小時）仍然將比現狀（最快車2.9小時）節約1.1小時。鐵路設計也在盡一切可能致力于提高鐵路的旅行速度，例如開行直達列車、采用更高性能的動車組、優化運行圖鋪畫減少停站時間等，為廣大旅客減少在途時間，發揮鐵路對社會的最大效用。
(文章來源：鐵道知識局 部分內容來源：中鐵二院規劃院)
展開 城市軌道交通地下線振動噪聲整治技術研究與應用
[8] 佘才高，曲村，鄭軍，等．城市軌道交通軌道振動噪聲成因及整治措施研究[J]．現代交通技術，2021，18(5):83-88．
[9] 孫大新，李現博，劉鐵旭．減振墊浮置道床加嵌套式減振扣件的組合減振應用研究[J]．城市軌道交通研究，2021，24(6):224-227．
[10] 佘才高，張伯林，劉鐵旭，等．南京地鐵1號線珠江路站振動及二次結構噪聲整治研究[J]．都市快軌交通，2021，34(4):113-118．
[11] 馬曉華，曲村，鄭瑞武．車輛段上蓋開發軌道振動噪聲控制技術研究[J]．現代交通技術，2021，18(2):83-88．
[12] 徐鳳生．輪軌摩擦管理技術及其應用研究[J]．武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2017，39(5):643-648．
[13] 孫曉靜，張厚貴，劉維寧，等．調頻式鋼軌阻尼器對剪切型減振器軌道動力特性的影響[J]．振動與沖擊，2016，35(14):209-214．
[14] 曲村，高亮，辛濤，等．高速列車振動荷載作用下電纜隧道結構動力響應分析[J]．振動與沖擊，2011，30(3):264-268．
[15] 高亮，楊文茂，曲村，等．高鐵長大橋梁CRTSⅠ型板式無砟軌道無縫線路的動力學特性[J]．北京交通大學學報，2013，37(1):73-79．
來源：城市軌道交通綠色與安全建造技術國家工程研究中心
展開 