[科普中国]-轨道长度

轨道作为铁路线路的重要组成部分，是一个整体性的工程结构，它由钢轨、轨枕、联结零件、道床，防爬设备和道岔等主要部件组成。轨道长度一般有两种解释：轨道长度是指复线轨道、服务线、站场线和其他铁轨长度的总和；轨道长度是指单个轨道的长度，如焊接钢轨每根长不少于200米,实际应用的一般为800～1000米或更长一些。

简介轨道长度是指单个轨道长度的长度，在我国，钢轨标准长度为 12.5m 和 25m 两种，钢轨是铺设轨道用的轧制钢条，用碳素钢制成，横断面呈工字形。也叫铁轨。轨道长度与很多因素有关，如轨道的类型，焊接的无缝轨道至少是200m，还有温度，材料等因素。

轨道交通线路长度的影响因素从世界范围内来看，国外城市市区轨道交通的平均长度都不长例如巴黎为13.3km ，圣彼得堡为 24.7 km ，莫斯科为 23.7 km ，东京为19.2km ，慕尼黑为14.2km ， 维也纳为11.0 km ， 法兰克福8.0 km。近年来随着中国各大城市规模的拓展，城市轨道交通的规划建设中出现了一些长度超过50km甚至100 km的超长线路。城市轨道交通线路规划方案的构成元素主要包括：线路走向、车站布局以及场站附属设施、轨道轨距和道床选型、列车编组与行车组织、运营设备及通信、控制、供电方式和规格、照明、通风方式和设备等。从规划问题的思考逻辑上讲，主要包含对3个方面的考察：从城市规划发展和远景城市发展状态研究到设计年限客流预测分析，到轨道交通线路走向和经由方案的功能适用性研究层面；从设施设备选型到造价分析、收益分析，到经济效果评价和投融资策略的经济合理性研究层面；从地质勘察到施工方法统筹，到埋置深度和限界设计的工程可行性研究层面。各部分之间没有明显的阶段性，往往随着研究的深入互为依据，相互穿插，相辅相成。轨道交通线路的最优长度对应于其净效益最大的情形。但通常测算轨道交通线路的绝对净效益较为困难，轨道交通线路的乘客出行时间价值节约较难确定。通常轨道交通的直接竞争对象是常规公交， 若轨道交通不能满足乘客节约出行时间的要求， 其乘客往往会转而乘坐常规公交，因此，可以用城市轨道交通乘客相对常规公交的出行时间价值节约替代测算轨道交通线路的绝对乘客出行时间价值节约1。

双块式无砟轨道道床板长度的确定路基段单元双块式无砟轨道结构自下而上依次为路基表层级配碎石、支承层、道床板、扣件和钢轨。支承层采用C15混凝土，宽3.40 m，厚0.30 m，纵向连续铺设。道床板采用C40 混凝土，宽2.80 m，厚 0.26 m， 纵向采用单元式，单元长度在4 ～20 m之间。道床板伸缩缝宽度 20 mm；在道床板伸缩缝下切割支承层假缝，切割深度为支承层厚度的 1/3；扣件采用 WJ- 8B 型扣件，间距为0.65 m；钢轨采用60 kg/m级钢轨。建立有限元力学模型， 道床板、支承层及下部路基均采用三维实体单元模拟，扣件假定为点支承弹簧2。

双块式无砟轨道具有工艺简单、施工速度快、经济效益好等优点，已在国内外众多铁路干线上应用。该单元结构已在现场无砟轨道试验段铺设，现场观测效果良好。在轨道结构竖向、 横向尺寸不变的情况下，道床板纵向单元长度的选取对结构应力、应变水平、(纵、横向)限位能力、建设成本、施工效率等均有较大影响。由于温度荷载的作用，伸缩缝下支承层承受较大的拉、压应力，且该处假缝的设置削弱了支承层的受力面积，所以在较大的温度荷载作用下，支承层出现贯通裂纹缝，也呈现为单元形式。由于道床板直接浇注在上表面拉毛的支承层上，道床板与支承层层间的粘结强度大于支承层与下部级配碎石层间的粘结强度，故在温度力循环作用下，滑动层在支承层与级配碎石层间，道床板与支承层形成单元结合板， 共同承受外部荷载的作用。在温度力作用下，单元板越短，内部应力越低，板端位移量越小。在温度梯度、列车荷载、纵、横向荷载作用下，不同长度单元板的应力、应变响应基本一致。在相同条件下，单元板越长，板中裂缝宽度越大，满足裂缝宽度限值的配筋率越大，轨道工程建设成本越高。从限制裂缝宽度、降低工程建设成本的角度，建议取单元双块式无砟轨道板的长度小于8.0 m。单元双块式无砟轨道道床板长度的确定对轨道结构性能、建设成本和施工便利等影响较大，应在保证结构性能满足要求的前提下，尽量降低工程造价，并充分考虑现场施工的便利性。

轨道类型无缝线路

又称焊接长钢轨线路，是一种把普通钢轨焊接起来不留轨缝的线路,焊接钢轨每根长不少于200米,实际应用的一般为800～1000米或更长一些。长轨是在规定温度范围内铺设并固定在轨枕上的。长轨端部有轨缝，而中间部分不能随温度升降而伸缩。因此，钢轨中段夏季将产生很大的温度压力，冬天将产生很大的温度拉力。钢轨内的最大压力和拉力可根据钢轨铺设地的年最高气温和最低气温计算，钢轨所受最大压力应不致于造成轨道臌曲，所受最大拉力应不致于造成钢轨断裂。

过山车轨道

无缝线路大量减少了钢轨接头，减少了车轮通过接头时对钢轨的冲击，有利于节约线路维修费用，延长钢轨使用寿命，减弱机车车辆噪声等,因此,发展较快。在20世纪30年代，德国和美国铁路开始进行小量试铺无缝线路，到1981年止，全世界已铺设无缝线路约30万公里，其中中国铺设约8000公里。

宽轨枕线路

又称轨枕板线路。是用预应力混凝土轨枕板，密排铺设在经过压实的道床上，板缝间用沥青或其他材料填封所修筑的线路。预应力混凝土轨枕板宽55厘米，比普通预应力混凝土轨枕底宽宽两倍，其长度和厚度同普通预应力混凝土轨枕相同（见彩图）。因此，宽轨枕和道床间的接触面积比普通轨枕和道床间接触面积增大一倍，从而减少了对道床的压力。

宽轨枕线路适用于繁忙干线，也可铺设在维修困难的隧道和站场内，不论石质或土质路基均可铺设，但在具有翻浆冒泥病害的路基上铺设必须先将路基病害经过整治。宽轨枕线路的主要优点有：①轨道下沉量小。震动加速度比混凝土轨枕线路小，铺设后下沉速度逐渐减慢和停止。所以线路维修工作量大大降低，约为普通混凝土轨枕线路的三分之一。②轨道易保持整洁。脏污不易侵入道床，延长了线路大修中修周期。③线路平顺、稳定，有利于高速运行及铺设无缝线路。其缺点是造价较高，在繁忙干线上换铺也较困难。

整体道床线路

用混凝土（一般配有钢筋）直接灌注在稳定坚实路基上，不使用普通轨枕及碎石道床的新型线路。这种线路外观整洁，适用于运量大、维修困难的地段，特别适用于隧道、地下铁道、港口码头及石质路基上铺用。但它的修建投资大，如因施工草率或基底不稳，混凝土层断裂，整治困难。中国在隧道内铺设的整体道床线路总长300多公里。

板式轨道

一种新型无碴轨道，是用钢筋混凝土大板，并在大板下先用乳化沥青水泥砂浆作为调整层（也可加铺一层高分子弹性材料作垫层）构成的轨道。这种轨道适用于石质路基或无碴桥面上。铺在土质路基上则须另设压实的沥青混凝土承重层。这种轨道整体性好，线路稳定，维修工作量小，但成本高，施工期长。日本铁路在新干线上已推广使用。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学