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1　绪论 1

1.1　高速铁路发展趋势 2

1.2　高速铁路对轨道结构的要求 4

1.2.1　高平顺性要求 6

1.2.2　高稳定性要求 8

1.3　有碴轨道结构对高速铁路的适应性 10

1.3.1　高速铁路有碴轨道结构特点 10

1.3.2　轨道临界速度 12

1.3.3　桥上道床的稳定性 14

1.3.4　有碴轨道维修工作量 15

1.3.5　道碴飞散 16

1.3.6　道碴资源 17

1.3.7　高速铁路有碴轨道结构发展方向 19

1.4　无碴轨道结构应用现状 22

1.4.1　国外无碴轨道结构应用状况 22

1.4.2　国内无碴轨道结构研究与工程实践 25

2　无碴轨道结构形式及其特点 29

2.1　无碴轨道结构组成及其分类 30

2.1.1　轨道刚度及轨道几何状态调整 31

2.1.2　轨道纵横向阻力 32

2.1.3　无碴轨道结构分类 33

2.2.1　BTD型无碴轨道 34

2.2.2　ATD型无碴轨道 34

2.2　轨枕支承式无碴轨道 34

2.2.3　GETRAC型无碴轨道 35

2.2.4　其他轨枕支承式无碴轨道 37

2.2.5　轨枕支承式无碴轨道结构特点 39

2.3　轨枕嵌入式无碴轨道 40

2.3.1　Sonneville型无碴轨道 41

2.3.2　Stedef型无碴轨道 41

2.3.3　Sateba S312型无碴轨道 42

2.3.4　Edilon型无碴轨道 43

2.4　轨枕埋入式无碴轨道 44

2.4.1　Rheda型无碴轨道 44

2.4.2　Züblin型无碴轨道 50

2.4.3　Heitkamp型无碴轨道 53

2.4.4　轨枕埋入式无碴轨道结构特点 54

2.5　板式无碴轨道 55

2.5.1　新干线板式无碴轨道 55

2.5.2　B？gl板式无碴轨道 64

2.5.3　其他板式无碴轨道 67

2.5.4　板式无碴轨道结构特点 68

2.6　无轨枕现浇道床板无碴轨道 70

2.6.1　PACT型无碴轨道 71

2.6.2　DFST型无碴轨道 71

2.6.3　Edilon型钢轨埋入式无碴轨道 71

2.6.4　Balfour Beatty型钢轨埋入式无碴轨道 72

2.7.2　无碴轨道结构存在的问题 74

2.7.1　无碴轨道结构优点 74

2.7　无碴轨道结构与有碴轨道结构的比较 74

3　高速铁路无碴轨道结构形式 77

3.1　高速铁路线路平纵断面的特点 78

3.1.1　高速铁路线路平纵断面参数 78

3.1.2　欠超高 79

3.1.3　最大坡度 79

3.2　高速铁路轨道荷载特点 80

3.2.1　轨道垂向荷载 80

3.2.2　轨道横向荷载 83

3.2.3　轨道纵向荷载 84

3.3.2　轨道电路要求 85

3.3.1　轨道结构的设计方法 85

3.3　高速铁路对轨道结构的系统要求 85

3.3.3　电气化要求 88

3.3.4　基础工程要求 90

3.3.5　其他要求 95

3.4　高速铁路无碴轨道结构应用特点 95

3.4.1　无碴轨道结构在高速铁路上的应用 95

3.4.2　日本新干线无碴轨道 96

3.4.3　德国高速铁路无碴轨道 97

3.4.4　其他高速铁路无碴轨道 97

3.5　高速铁路无碴轨道结构形式的选择 98

3.5.1　无碴轨道结构选型原则 98

3.5.2　高速铁路无碴轨道结构形式选择 99

3.5.3　应用既有无碴轨道结构面临的课题 102

4　高速铁路钢轨 105

4.1　高速铁路钢轨主要伤损形式 106

4.1.1　轨头龟裂（head checks） 106

4.1.2　压溃（squats） 106

4.1.3　蜂窝状裂纹（belgrospis） 106

4.1.4　尖啸型波磨（roaring rail corrugations） 106

4.1.5　焊缝伤损 107

4.2　高速铁路对钢轨的要求 107

4.3　钢轨外形及其尺寸 108

4.3.1　钢轨断面 108

4.3.2　定尺长度 110

4.3.4　平直度 111

4.3.3　几何尺寸 111

4.3.5　表面质量 112

4.4　钢种及钢轨内在质量 113

4.4.1　钢种 113

4.4.2　钢质纯净度 117

4.4.3　抗断裂性能 117

4.4.4　轨底残余应力 118

4.5　等效锥度 118

4.5.1　等效锥度概念 119

4.5.2　钢轨与等效锥度 120

4.5.3　影响等效锥度的其它因素 121

4.6.2　高速铁路高纯净度钢轨钢的冶炼 128

4.6.1　高速铁路对钢轨生产的要求 128

4.6　高速铁路钢轨生产 128

4.6.3　高速铁路高精度钢轨的制造 130

5　无碴轨道扣件 131

5.1　扣件类型 132

5.2　无碴轨道对扣件的要求 133

5.2.1　轨道结构对扣件的一般要求 133

5.2.2　无碴轨道对扣件的要求 134

5.3　扣件系统参数计算方法 135

5.3.1　钢轨垂向挠曲 135

5.3.2　钢轨横向移动和转动 139

5.4.1　弹性扣压件 142

5.4　扣件主要部件参数计算方法 142

5.4.2　弹性垫层 144

5.4.3　紧固螺栓 147

5.5　高速铁路无碴轨道扣件类型及特点 150

5.5.1 日本无碴轨道扣件 150

5.5.2　德国无碴轨道扣件 154

5.5.3　Pandrol Fastclip型扣件 157

5.5.4　国内无碴轨道试验段用扣件 159

5.5.5　无碴轨道扣件结构特点 160

5.6　高速铁路无碴轨道扣件形式的选择 162

5.6.1　扣压件形式 162

5.6.2　弹性垫层形式 163

5.6.3　扣压件紧固方式 164

5.7　高速铁路无碴轨道扣件主要技术参数 165

5.7.2　扣件扣压力 166

5.7.1　扣件刚度 166

5.7.3　抗拔力 167

5.7.4　扣件调整能力 167

5.7.5　扣件绝缘电阻 168

5.7.6　扣件主要技术参数小结 169

5.8　扣件组装性能试验方法 169

5.8.1　钢轨纵向阻力 169

5.8.2　冲击荷载衰减 170

5.8.3　疲劳性能 171

5.8.4　扣压力 174

5.8.6　绝缘电阻 176

5.8.5　抗拔力 176

6　无碴轨道上部结构层 179

6.1　基本原则 180

6.2　设计计算模型 180

6.2.1　弹性地基梁模型 180

6.2.2　多重叠合梁模型 184

6.2.3　有限元计算模型 190

6.3　TBS型无碴轨道结构设计方法 191

6.3.1　主要伤损形式 191

6.3.2　结构设计方法 194

6.3.3　设计计算模型的选用 196

6.4.2　Rheda2000结构层参数在国内的适用性 197

6.4.1　Rheda2000上部结构层参数 197

6.4　路基上TBS型无碴轨道结构层参数 197

6.4.3　上部结构层最小宽度 198

6.4.4　轨道结构高度 207

6.5　FBS型无碴轨道结构设计方法 213

6.5.1　主要伤损形式 213

6.5.2　结构设计方法 214

6.5.3　设计计算模型的选用 215

6.6　刚性基础上FBS型无碴轨道结构层参数 216

6.6.1　轨道电路解决方案 216

6.6.2　上部结构层参数 216

6.7.1　基于钢筋S—N曲线的分析方法 220

6.7　无碴轨道结构寿命分析方法 220

6.7.2　PCA厚度设计方法 222

6.8　试验室单元试验 226

6.8.1　一般试验内容 226

6.8.2　典型试验方法 227

6.8.3　试验结果实例 227

6.9　TBS型无碴轨道技术要求 232

6.9.1　轨枕 232

6.9.2　支承层 235

6.10　FBS型无碴轨道技术要求 237

6.10.1　轨道板 237

6.10.2　砂浆调整层 238

6.10.3　凸形挡台 243

7　无碴轨道与谐振式轨道电路 245

7.1 国外高速铁路列车控制系统 246

7.1.1　德国列车控制系统 246

7.1.2　法国列车控制系统 246

7.1.3　日本列车控制系统 247

7.2　解决无碴轨道电路问题的技术途径 247

7.2.1　谐振式轨道电路结构 247

7.2.2　轨道电路传输长度的影响因素 248

7.2.3　延长轨道电路传输长度的技术途径 250

7.3　钢轨与钢筋网之间的合理距离 251

7.3.1　国内单元试验结果 251

7.3.2　韩国单元试验结果 253

7.3.3　赣龙线实测结果 255

7.3.4　TBS型无碴轨道单元试验结果 256

7.3.5　德国理论研究成果 256

7.4　钢筋网回路的解决办法 257

7.4.1　先张轨道板与后张轨道板对比试验 257

7.4.2　采用绝缘套管轨道板的试验结果 257

7.4.3　采用涂层钢筋轨道板的试验结果 259

7.5　减小钢筋电环路表面整体面积 260

7.6　混凝土电阻特性 261

7.6.1　不同环境条件下混凝土的电阻特性 262

7.6.2　混凝土电阻理论 262

7.6.3　提高混凝土电阻特性的措施 263

参考文献 268