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普快列车轨道下有碎石,高铁为啥没有?

科普小知识 2022-08-01 12:26:49
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普快列车轨道下有碎石,高铁为啥没有?

如果你想问上图中哪一条是高速铁路,你肯定可以猜出来。是的,那是下面的一个。如果你不关心“新旧”的细节,你知道为什么上面的轨道是普通的快速列车轨道,下面的轨道是高速列车轨道吗?“神秘”是石头!

(一)轨道是否有“道碴”是一个知识

道碴(ZH米)是岩石、煤等的碎片。在铁路上,它指的是用作路基的小石头。一般来说,有石头的是有碴轨道,没有石头的是无碴轨道。

在传统铁路中,两条平行的铁轨通常固定在枕木上,下面铺上小碎石作为道碴。

然后问题又出现了——为什么普通铁路使用有碴轨道,而高速铁路使用无碴轨道?

首先,有碴轨道是弹性结构。轨枕和钢轨通过紧固件连接成轨排,并安装在碎石铺成的道床上。碎石在道床上的摩擦力可以保证轨道的稳定性,也可以帮助钢轨承重,防止钢轨因压力过大而沉入土中。

当然,这些小碎石也可以降低噪音,吸收热量,吸收震动,增加透水性。......

有碴轨道很容易铺设,例如,你经常可以看到这种轨道拍摄的艺术照片~普快列车轨道下有碎石,高铁为啥没有?

总的来说,它成本低,维护方便。

然而,有碴轨道的不足也是显而易见的。

1.频繁维护

在有碴轨道上,列车的动态载荷将导致道碴位移的角磨损,导致轨道表面空间位置的变化,因此需要定期维护。

2、容易凹陷

道碴的磨损会导致道碴床的密实度降低,石粉含量增加(嗯,“灰”大),导致道碴床的结和弹性降低。

3.速度限制

火车的速度也将受到限制。因此,列车提速后,车轮的高速旋转会产生列车风,严重时会卷起碎石,伤及行人,甚至损坏沿线的建筑物和铁路设备。普快列车轨道下有碎石,高铁为啥没有?

(有碴轨道)

从技术上讲,有碴轨道可用于正常速度、重载和高速铁路。然而,在实际运行中,有碴轨道通常用于时速低于250公里的铁路。一旦列车提速,对轨道平顺性的要求将更加严格,而有碴轨道具有很大的灵活性,难以满足这些严格的要求。因此,需要开发更先进和稳定的刚性轨道形式。

(2)无碴轨道——整体混凝土结构是“精髓”

无碴轨道已成为保证铁路高速、稳定、安全运行的理性选择。

无碴轨道是德国、日本等国高速铁路的主要类型。日本新建铁路无砟轨道长度已超过80%,德国新建高速铁路无砟轨道也占铁路总长度的70%以上。因此,当中国新建时速超过300公里的高速铁路客运列车时,基本上采用板式无碴轨道。

无碴轨道说白了就是没有石块。它采用整体混凝土结构,而不是枕木和砾石道床。钢轨直接铺设在钢筋混凝土板上,并通过高强度弹性带扣件与轨道板连接在一起。这样可以减少维修次数,使用寿命可达60年。普快列车轨道下有碎石,高铁为啥没有?

(无碴轨道)

(3)无碴轨道不是“新的”

无碴轨道实际上很早就出现了,早在1840年就在英国的西部大铁路上投入使用。在漫长的历史中,无碴轨道家族先后出现了连续钢筋混凝土轨道、预应力钢筋混凝土轨道、梯形轨道、连续纵向支撑轨道、预埋板式轨道等各种类型。

德国于1959年开始研究无碴轨道。首先,在希尔赛德站测试了三种轨道结构,然后在1977年在慕尼黑测试线测试了六种轨道结构。日本从1968年开始研究开发RA型板式轨道,并大规模推广。英国于1969年开始开发无碴轨道,并于1973年开始推广应用。主要品牌是整体铸造PACT无砟轨道。法国开发的产品主要是弹性支承块式无砟轨道。

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(日本RA钢板轨道)

早在1965年,中国就在长隧道中尝试了大量的混凝土整体道床,主要是支撑块式和短木枕式,在20世纪80年代被有碴轨道所取代。20世纪90年代,针对高速铁路,工程师们提出了板式无砟轨道的结构型式,并进行了试铺试验。

2004年,我国开展了遂渝线无砟轨道分段综合试验,研究解决了不同类型无砟轨道结构、扣件、道岔、施工工艺等关键技术问题。,并取得了可喜的科研成果。从2006年开始,引进了消化、吸收、创新、德国、日本等国外先进的无砟轨道技术。经过十几年的研发,具有自主知识产权的CRTS无砟轨道系列品牌逐渐形成。

(4)“中国品牌”无砟轨道

中国的无碴轨道可以按“地段”来区分。例如,CRTS系列板式无砟轨道在高速铁路干线上使用。道岔区采用岔枕埋入式无砟轨道。一旦进入站线,将出现双块式无砟轨道(国内早期客运专线的主线也采用双块式无砟轨道,如郑客运专线)。普快列车轨道下有碎石,高铁为啥没有?

(高铁道岔区)

根据结构,我国无碴轨道一般可分为纵向连接型和单元式轨道板结构。例如,路基隧道段的CRTSⅱⅱ型板式无砟轨道和双块式无砟轨道均为纵向连接式轨道板结构。然而,CRTSⅰ型和CRTSⅲ型板式无砟轨道和桥梁段的双块式无砟轨道均为整体式轨道板结构。

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(双块式无砟轨道)

单元VS垂直连接

无碴轨道单元结构受温度影响较小。轨道板长度一般为5~ 7米,底座为15 ~20米。轨道结构裂缝控制较好。

至于纵向结构,它受温度影响很大。温度载荷是设计过程中的主要载荷。其结构完整性相对较好。有必要解决单元轨道板之间的连接和连续结构末端的纵向限位等关键设计。然而,在其后期出现“疾病”的可能性相对较高。

CRTSⅰ-结构简单,但不适合“规模经营”

CRTSⅰ型板式无砟轨道是引进的日本板式无砟轨道技术。如下图所示,预制轨道板铺设在钢筋混凝土基础上,中间用水泥沥青砂浆“连接”,然后增加一个凸形挡板防止轨道板“移动”,这样就不需要设置端钉、端梁等限位结构。

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(Track型板式无砟轨道图)

所谓端刺,是指在底板施工过程中,为防止轨道变形,逐渐减小底板温度变形,在桥梁两端路基中埋设倒T形结构的结构。

CRTSⅰ板式无砟轨道结构型式单一,施工简单,施工质量易于控制,轨道板与基础之间处于可分离状态,可修复性强,轨道板稳定性和耐久性好。缺点是成本高,施工工艺要求高,不适合大规模施工,后期维护工作量大。

city型板式无砟轨道已在哈大客运专线、宁安城际客运专线、哈齐客运专线等8个项目中应用。

CRTS II-“精确”和高成本

CRTSⅱ板式无砟轨道是引进德国博格板式无砟轨道技术。与CRTS一号的主要区别在于,其轨道板通过纵向精轧螺纹钢筋连接成纵向连接结构。

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(CRTS二型板式无砟轨道结构图)

CRTSⅱ板式无砟轨道纵向刚度均匀,整体性好,轨道几何定位准确,平稳性好,舒适度高,后期轨道微调工作量最小。缺点是成本高,施工工艺复杂,后期维护工作量增加。

CRTSⅱ板式无砟轨道已在京津城际铁路、京沪高速铁路、沪杭铁路、宁杭铁路、津秦客运专线等9个项目中应用。

CRTSⅲ——中国高铁建设的“大方向”

CRTSⅲ板式无砟轨道是我国自主研发的具有完全知识产权的新型无砟轨道结构,也是未来高速铁路建设的主要无砟轨道结构。其底板在每个轨道板的范围内设有两个限位挡块(凹槽结构)。

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(Track板式无砟轨道)

CRTSⅲ型板式无砟轨道稳定性和耐久性高,建成后维护工作量少。

无砟轨道结构已在潘迎、沈丹、徐征、城关、京沈客运专线等7个项目中推广应用。

最初的标题是“为什么普通高速列车的轨道下有碎石,而不是高速列车?”》