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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