第一节 高速铁路有砟轨道结构
一、钢轨
高速铁路钢轨材质及强度等级的选用应同步考虑道岔用钢轨问题。目前我国200km/h以上高速客运铁路选用U71MnG钢轨，200～250km/h兼顾货运铁路选用U75VG钢轨。R≤2800m曲线铁路，包括动车组运行入库和出库正线、联络线等均选用相应的热处理钢轨，即铺设U71MnG钢轨的线路，选用U71Mn或U75V热处理钢轨；铺设U75VG钢轨的线路，选用U75V热处理钢轨。
我国高速铁路道岔钢轨材质选用情况为：300～350km/h的高速铁路道岔选用强度等级为880MPa的U71MnG热轧钢轨或U71MnC在线热处理钢轨；200～250km/h兼顾货运的高速铁路道岔，选用U75VG在线热处理钢轨，包括60kg/m、60D40等断面的钢轨，在线热处理钢轨轨面硬度大于340HB，硬化层深度大于30mm。
伸缩调节器用钢轨，选用与区间钢轨同材质的热轧钢轨或在线热处理钢轨，厂制胶接绝缘接头钢轨优先选用U75V热处理钢轨。
根据我国高速铁路发展需要，目前采用100m定尺长的60kg/m无螺栓孔新钢轨，并规定了与百米定尺长度配套的三种规格的短尺轨长度，分别为95m、96m和99m。
我国高速铁路无缝线路由百米定尺钢轨焊接而成，钢轨焊接包括基地焊接和现场焊接两部分。基地焊接是在百米钢轨焊接基地采用固定式闪光焊接方法，将百米定尺钢轨焊接成500m的焊接长钢轨。现场焊接分单元焊接和锁定焊接两个阶段：采用移动式闪光焊接方法，在线路上将500m焊接长钢轨焊接成1500～2000m的单元轨节，称为单元焊接；单元轨节之间的焊接称为锁定焊接。道岔区钢轨采用铝热焊方法现场焊接。
二、轨枕
我国有砟高速铁路目前主要采用的是2.6m长Ⅲ型无挡肩预应力混凝土轨枕和Ⅲ型有挡肩预应力混凝土轨枕，每公里铺设1667根，轨枕中心间距600mm。Ⅲ型枕设计参数见表1-1-1。混凝土枕的主要优点是：纵横向阻力大，能提供足够的稳定性，可以满足高速铁路的要求；轨枕承载能力可以根据不同的高速运行条件进行设计，使之满足长期使用的耐久性要求，寿命长和维修工作量小等。
表1-1-1 Ⅲ型轨枕主要设计参数
三、道床
碎石道床是有砟轨道的突出特点。散粒体道床不仅要承受轨枕传递的各种力的作用，保持轨道结构的稳定性，而且要便于进行养护。对高速铁路而言，散粒体道床的这些作用显得尤为重要。根据我国高速铁路道床技术要求，我国高速铁路有砟道床尺寸应满足以下技术条件：
（1）路基地段道床断面（图1-1-1），道床顶面宽度3600mm，道床厚350mm，道床边坡1∶1.75，道床顶面与Ⅲ型枕枕中部顶面平齐，岔枕、桥枕地段低于承轨面40mm，砟肩堆高150mm。双线道床顶面宽度应分别按单线设计。石质路堑地段采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。
图1-1-1 单线路堤标准横断面示意图（单位：m）
（2）混凝土桥上道床标准应与路基地段相同，采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。砟肩至挡砟墙之间以道砟填平。
（3）隧道内道床标准与路基地段相同，应采用弹性轨枕或铺设砟下弹性垫层。砟肩至边墙（或高侧水沟）之间以道砟填平。
四、扣件
我国目前高速铁路有砟轨道使用的是Ⅳ型扣件、Ⅴ型扣件、FC型扣件和弹条Ⅱ型分开式扣件；其中Ⅳ型扣件、Ⅴ型扣件和FC型扣件在线路上使用，弹条Ⅱ型分开式扣件在道岔上使用。
1.弹条Ⅳ型扣件结构特征
弹条Ⅳ型扣件为无螺栓扣件（图1-1-2），属轨枕不带混凝土挡肩的不分开式有砟轨道用扣件，其主要结构特征如下：
（1）在制作混凝土轨枕时预先埋设预埋铁座，弹条通过插入预埋铁座扣压钢轨，无需螺栓紧固。
图1-1-2 弹条Ⅳ型扣件
（2）预埋铁座挡肩与钢轨间设置绝缘轨距块用以调整轨距并起绝缘作用，通过更换不同号码的绝缘轨距块可实现钢轨左右位置调整。
（3）钢轨与混凝土轨枕承轨面间设橡胶垫板起绝缘缓冲和减振作用。
（4）扣件系统与预应力混凝土无挡肩轨枕配套使用。弹条Ⅳ型扣件结构可以安装在原Ⅲb型预应力混凝土枕上。
（5）本扣件不能进行钢轨高低调整。
2.弹条Ⅴ型扣件结构特征
弹条Ⅴ型扣件为有螺栓扣件（图1-1-3），属轨枕带混凝土挡肩的不分开式有砟轨道用扣件，其主要结构特征如下：
（1）采用螺旋道钉与套管配合紧固弹条，提高了扣件系统的绝缘性能。
图1-1-3 弹条Ⅴ型扣件
（2）可安装多种弹条，既可安装大扣压力弹条也可安装小扣压力弹条。配合不同摩擦系数的轨下垫板（橡胶垫板或复合垫板），满足不同线路阻力的需求。
（3）利用工程塑料制造的轨距挡板调整轨距并起绝缘作用，减少扣件部件数量，避免调整轨距时影响螺旋道钉的受力状态。
（4）通过在轨下垫板与混凝土轨枕承轨面间垫入调高垫板实现钢轨高低调整。
3.弹条FC型扣件结构特征
弹条FC型扣件为无螺栓扣件（图1-1-4），属轨枕不带混凝土挡肩的不分开式有砟轨道用扣件，其主要结构特征如下：
（1）扣件系统为无挡肩无螺栓扣件，零部件少，结构紧凑，保持轨距能力强。
图1-1-4 弹条FC型扣件
（2）在制作轨枕时预先埋设底座，弹条通过插入预埋底座扣压钢轨。
（3）预埋底座与钢轨间设有绝缘轨距块，通过更换绝缘轨距块实现钢轨左右位置的调整。
（4）本扣件不能进行钢轨高低的调整。
思考题
1.我国高速铁路轨道系统具有哪些主要技术特点？
2.我国高速铁路轨道有哪几种短尺钢轨？
3.我国有砟高速铁路使用的Ⅲ型轨枕有哪几种？长度是多少？每公里铺设多少根？
4.有砟轨道正线单线道床顶面宽度、道床厚度、道床边坡分别是多少？
5.我国目前高速铁路有砟轨道使用的扣件有哪几种？