名词解释
无砟：简单来讲，就是铁路轨道上没有铺石子的意思。
先张：是在浇筑混凝土之前就对轨道板中的预应力钢筋进行张拉，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度，再释放预应力钢筋事先所施加的力，使钢筋和混凝土能更紧密地结合，形成坚不可摧的整体。
大多数人对铁路轨道的印象可能还停留在最开始——两条不知有多长的平行钢轨一直延伸到远方。钢轨之间，数不清的枕木横向连接，枕木周边间挤放着许多碎石。列车开过，铁路轨道像调整构成了一个“震动”模式，轰轰的声音也震耳欲聋。殊不知，悄然之间，这样传统的轨道正在逐渐发生着“进化”，变得更坚固、更结实，能为高速运行的列车提供更平稳的运行环境。
在2015年度成都市科学技术进步奖一等奖获奖项目中，先张法无砟轨道就是这样一种“进化”后的轨道。这个具有我国完全自主知识产权的项目，由中铁二十三局集团有限公司、西南交通大学、中铁二院工程集团有限公司等单位在成都共同完成设计与制造，填补了我国无砟轨道建设的空白，是全国首创项目。近日，本报记者专访了该项目的创始人、原中铁二十三局副局长、西南交通大学兼职教授钱振地，深入了解先张法无砟轨道板设计与制造技术的诞生和成长。
平稳
误差不超过1毫米
高速铁路运行更安全
“传统的轨道虽然铺设简便、综合造价低廉，但容易下陷，震动较大，维修频繁、费用较高，列车速度也受到限制。能不能用其他材料来代替枕木和石渣，让传统轨道形成一个更加稳定的整体，从而提高轨道的坚固性和稳定性，让列车高速运行更加安全呢？”钱振地产生了这样的想法。他告诉记者，过去早期在无砟轨道方面，德国、日本等国均掌控了相关设计、制造和施工专利，当时在这方面我国还处于一片空白。于是，他与他的科研团队开始了对这个想法的“孵化”。
“砟，就是碎石、石渣。‘有砟、无砟’，简单来讲，就是铁路轨道上有没有铺石子的意思。‘有砟轨道’，是石子和枕木共同组成道床，来承接、分散来自钢轨上火车压力、帮助铁轨承担及分解外力的作用，防止铁轨因压强太大而下陷到泥土里。但石子间是有缝隙的，在火车冲击下，这种碎石道床会不断地变形，这就影响了轨道铺设的精度，如果列车高速运行在有砟轨道上，会产生较大的起伏和震动，其稳定性和安全性就不能保障。”钱振地介绍，而无砟轨道用混凝土代替了碎石，轨道板由预应力混凝土浇筑而成，铁轨、扣件、轨道板与砼基础形成一个稳定的整体，由此，通过高标准高质量施工，轨道铺设的精度正负误差确保不会超过1毫米，就能使轨道更加平顺，确保高速列车在轨道上的安全运行。
“目前，地铁轨道的铺设精度误差在正负2毫米或3毫米间，若要满足时速在300公里以上的高速、超高速运行，轨道铺设就必须保证高精度，才能更安全。”钱振地说。想象一下，飞驰的高铁上，倒上满满一杯水，高铁时速迅速攀升，每小时300公里、每小时400公里甚至更高，但杯子里的水并不会洒出一滴。这个“奇迹”一样的事实，在先张法无砟轨道下就能实现，这样的技术已经能够达到创造“奇迹”的技术要求。记者了解到，在该轨道上试验运行的高铁已经达到目前国内高铁的最高运行试验速度，即每小时486千米。
坚实
四面施加预应力压实轨道板
轨道板寿命有望达百年
选择了混凝土浇筑轨道板后，下个问题便是如何提高它的耐久性。在自然状态下，一般的东西都会因为热胀冷缩效应和外界因素而产生裂缝，耐久性就会大打折扣，一系列后期的维护和修复工作也随之产生。要如何克服这个问题，让轨道的“寿命”变得更长呢？钱振地和他的团队选择给它施加一个外力，用外加的力让混凝土结构更紧、更密。
“这个力就是预应力。顾名思义，就是在这个混凝土正式‘上岗’、承受负荷之前，运用双向预应力钢筋预先给它施加压力，使它在外力‘约束’下，内部结构可以变得更加紧密和结实，不产生裂缝或者裂得比较晚。”钱振地向记者介绍。而在加力的方法上，钱振地和他的团队运用了“双向先张法”。“‘双向’，就是不放过任何方位，四面都给它加上力；‘先张’，则是在浇筑混凝土之前就对轨道板中的预应力钢筋进行张拉，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度，再释放预应力钢筋事先所施加的力，使钢筋和混凝土能更紧密地结合，形成坚不可摧的整体。”钱振地进一步举例解释说：“类似橡皮筋的原理，我们把预应力钢筋拉直，它是不是会绷得更紧？绷紧之后，与混凝土的接触面积就会更大，二者的贴合度、紧密度也就提高了。”
据了解，该预应力钢筋是均匀布局，混凝土受预应力比较均匀，轨道板整体受力性能好，抗裂度也随之提高。而变得刚强后的轨道板，其寿命有望达百年。
在不断改进“进化”过程中，双向先张法无砟轨道于2008年成为成灌线的“主角”。从成都“出发”后，它又出现在哈大齐线、郑徐线、京沈线、济青线等多条高铁线路“脚下”。不仅如此，这种正式名称为“ＧＲＴＳⅢ型先张法预应力混凝土轨道板”已走出国门，目前，俄罗斯、马来西亚等国家也用到了“成都造”轨道。“轨道交通是成都未来发展的重要出路。现在，我们正在拥有一流的学校，一流的院所，一流的企业。成都一定会在轨道交通发展上面，担当大任。”钱振地说。本报记者 缪梦羽
图片由中铁二十三局蔡崇金提供
原标题：全国首创先张法无砟轨道 从成都铺向世界
