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名师大咖面对面,有问有大收获多。1.2轨道结构类型
1.2.1有碴轨道和无碴轨道的应用范围
高速铁路轨道结构主要类型有有碴轨道和无碴轨道。有碴轨道是铁路的传统结构。它具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。但随着行车速度的提高,其缺点也逐渐显现。首先,由于有碴轨道不均匀下沉产生的120Hz以下频率范围的激振严重,轨道破损和变形加剧,从而使维修工作量显著增加,维修周期明显缩短。根据德国高速铁路的资料,当行车速度为250~300km/h时,其线路维修费用约为行车速度为160 ~200 km/h时的2倍;速度为250~300km/h时,通过总重达3亿吨后道碴就需全部更换,而在160~200km/h时,通过总重则可达10亿吨。日本对高速铁路桥上的有碴轨道与无碴轨道维修费用进行的统计分析表明,有碴轨道的线路维修费用比无碴轨道高111%,也就是说有碴轨道的维修费用相当于无碴轨道的2倍多。基于这一情况,许多专家认为,从经济角度和维修管理角度看,高速铁路应采用无碴轨道。特别是在桥隧结构上,由于无碴轨道减少了二期恒载和建筑高度,采用无碴轨道更为有利。
除此以外,无碴轨道还具有使用寿命长、线路状况良好、不易胀轨跑道、高速行车时不会有石碴飞溅等优点,因此无碴轨道在国外高速铁路上获得了越来越广泛的应用,其铺设范围己从桥梁、隧道发展到上质路基和道岔区,无破轨道结构在高速铁路上的大量铺设已成为发展趋势。
1.2.2世界上一些国家铺设有碴轨道和无碴轨道的概况
日本除在1964年开通的东海道新干线未采用无碴轨道外,其后修建的高速铁路采用无碴轨道的比例逐年增加:1972年开通的山阳(大阪一冈山)新干线占了4.9%;1975年开通的山阳(大阪-福冈)新干线占68.6%;1991年开通的东北(东京-盛冈)新干线占82%;1990年开通的上越(大宫一新混)新干线占90%;1997年开通的北陆(高崎一长野)新干线占87.5%。德国认为,当运营速度超过300km/h时,有碴轨道会出现道碴粉化现象,需要经常维修,由于维修成本增加,其最终成本要比无碴轨道高。德国在20世纪70年代修建的高速铁路,无碴轨道不足30%;而1998年开通的柏林-汉诺威高速铁路,无碴轨道比例
达到80%以上。