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中图分类号：C913.32文献标识码：A 文章编号：
京津城际轨道交通工程是我国第一条设计时速达350公里的高标准客运专线，该项目是我国客运专线的示范工程，也是奥运会的配套服务工程之一。线路起于北京南站止于天津站，全长116.55公里，全线桥涵共31座，占线路全长的86.1%。针对京津城际桥梁比例大、工期紧张的特点，该工程采用了博格板式无砟轨道新方案，既桥上连续底座板式技术方案。
设计理念
博格板式轨道利用纵连实现轨道的连续性和整体性。应用于京津城际铁路上的桥上新方案借助滑动层削弱梁轨相互作用，在纵向上将梁的变形与轨道的变形分开；利用底座板的纵连降低梁端转角对轨道结构的不利影响；采用精密机加工轨道板的方式确保扣件的安装与线路的适应能力。
常规无砟轨道桥上既有方案采用分块式铺设，底座板分段，梁缝处底座板和轨道板均断开，轨道结构与桥梁共同承载纵向力，作用在轨顶面上的牵引力和制动力通过轨道扣件直接传入轨道结构和桥梁，相反的，因為桥梁伸缩或变形而产生的纵向力通过轨道扣件对钢轨直接产生应力，还将存在轨道板种类繁多、施工复杂、养护维修工作量增多等缺点。而博格板式无砟轨道新方案主要结构特点是：轨道板和底座板均纵向连续铺设，贯通全桥，跨越梁缝； 采用和路基上一样的轨道板和扣件；底座板和桥梁间设置滑动层，大大降低桥梁伸缩对上部结构的附加力；墩台固定支座处底座板和桥梁设置固定联结机构，将轨道板的纵向力传至桥墩上；在桥台两端设置摩擦板，以消除底座板内多余的纵向力；底座板两端设置端刺，抵抗摩擦板未消除完的多余纵向力。
存在的问题
1、轨道板预设裂缝容易发生积水现象
图1轨道板预裂缝
轨道板在纵向分布有 9 个预裂缝,深度为40mm, 目的是阻止非控制性的裂缝的生成，开裂时可按此预先设定的裂缝开裂。但裂缝完全暴露在空气中， 并有一定的深度，很容易存积雨水和垃圾等，当此处发生开裂后，积水很容易就渗透到板内，进而腐蚀钢筋，并对轨道电路产生影响，现场的施工过程中曾发现好多裂缝里两端部分堆积了杂物，更影响了排水，此处应定期清除裂缝中的垃圾和杂物，保证排水的通畅。
2、轨道板开裂现象
图2 轨道板预裂缝处的裂纹
博格轨道板是允许开裂的，但在施工过程中，发现某些刚施工完成不久的轨道板已经有了比较明显的裂纹，肉眼就看的清楚，裂纹产生的原因不是很清楚。理论上，若桥上轨道板或座板发生开裂，伸缩刚度降低，可以大幅降低自身及端刺的纵向力，但从轨道结构的耐久性考虑，应将开裂控制在合理的范围以内。德国的混凝土规范DIN1045将裂缝开裂值限制在0.5mm以内，其无砟轨道设计中也采用了这一数值，而我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中对结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值的规定为：环境类别为一时，最大裂缝宽度为0.3mm；环境类别为二或三时，最大裂缝宽度为0.2mm。但此规定只是针对普通钢筋混凝土结构构件，这个限值是否适合于无砟轨道这种工作环境多变（高温、低温，化学腐蚀，车辆动载、受水的影响很大）、长期受到交变荷载作用的混凝土结构，还值得商榷。
3、相邻轨道板接缝处容易开裂
图3 相邻轨道板接缝部位
轨道板在其端侧布置有6根螺纹钢筋，通过张拉扣件纵向将轨道板相互连接，并将接缝用混凝土灌注，此处形成混凝土的二次浇注带，运营过程中，新老混凝土的接触面处将极易出现裂纹，影响结构的整体强度和耐久性。
4、路基段轨道横向稳定性问题
桥梁上通过设置侧向挡块把来自轨道的横向力传递到桥梁上。侧向档块的连接钢筋穿过后钻的孔埋入桥梁。所以，在侧向档块上铺装桥梁，不会受到连接钢筋的影响。侧向档块和轨道板以及底座板通过橡胶支座进行连接。而路基上是不设置这种侧向挡块的，仅靠轨道板的纵连是否能抵抗高速列车的横向力，还需进一步考证，若在路基段也设置一些挡块，可确保轨道横向的稳定性和安全性。
5、轨道板精调装置先进，但精调过程耗时间长
图4 轨道板精调
轨道板粗铺以后，将进行轨道板的精调，轨道板的精调是一道十分精细的工序，精调期间各种设备均不允许在轨道板上通行，由国内自主开发的轨道板快速精调定位系统，保持了博格测量系统原有的功能和特点，且自主开发的软件系统实现了与博格板布板软件和结果分析软件的数据对接，其轨道板定位精度达到0.2mm，该系统的改进型实现了在WINDOWNS系统下的操作界面中文化，精调完成后的板甚至连施工人员都不能随意踩踏。轨道板的精调将耗用大量的时间，是博格板式轨道铺装过程中最耗时的工序之一。
由于博格板式轨道在结构组成上与日本板式轨道类似，博格板式轨道精调装置十分先进，能很好的保证无砟轨道的铺设精度，建议稍加改造，用于日本板式轨道的铺装定位。
6、砂浆灌注过程与日本板式轨道灌浆过程不同
图5 轨道板压紧装置和封边混凝土
精调之后，为了灌浆，首先进行轨道板的封边，把轨道板沿长边方向的两侧用混凝土密封，在靠近轨道板的角落附近留有开口，这些开口主要用来检查板底空间是否完全灌满。等砂浆达到抗压强度后，要将封边用的混凝土敲掉。把轨道板沿短边方向的两侧用条形海绵密封，其目的也是为可防止砂浆的外溢。另外为防止灌浆时砂浆上浮将轨道板顶错位，还要用轨道板压紧装置将轨道板压紧。
轨道板留有三个圆形孔，通过其中一个孔灌入沥青水泥砂浆,另外两个孔用来排气。透过沥青水泥砂浆的良好流动性可以确保底座和轨道板之间的空间可以完全填满。砂浆抗压强度达到1MPa以上后，可拆除轨道板压紧装置和调节支架；抗压强度达到3MPa以上后，方可允许在轨道板上行车。
相比之下，日本板式轨道CA砂浆灌注方式可采用设置侧模的直接灌注或者采用砂浆灌注袋法。博格板式轨道砂浆层要起连接轨道板和底座板的作用，因而不适合采用砂浆灌注袋的方式进行灌注，但其灌浆过程仍可选用设置侧模的直接灌注方式。
砂浆灌注时采用混凝土封边，最后还要拆除，将浪费大量的材料，而设置侧模直接灌注时，侧模的安装和拆卸比较烦琐，花费时间较多，还存在灌注时漏浆，排气不完全等难题。
7、施工机具先进、国产化程度高
在博格公司技术转让和技术总负责的框架内，充分利用自有资源，协同国内知名的工程机械制造商、测绘设备制造商以及材料供应商，研制的MEBL系列轮胎式可变跨龙门吊，成功解决了坡道铺板、不同线间距的两线间铺板的难题。开发的CA砂浆移动搅拌车（自适应自平衡CA砂浆移动搅拌车）在保持了博格公司原有搅拌设备特点的同时进行了大量的创新性技术改进。
几点体会与思考
1、博格板式轨道整体性强、可维修性好
德国无砟轨道技术体系以整体性强著称，博格板式轨道继承了这一技术特点，利用轨道板纵连实现轨道的整体性，其砂浆层为半刚性材料，出发点也是为了将轨道板和底座板联结成一整体结构。博格板式轨道整体性强，使其不仅可以铺设在桥梁、隧道等坚实基础上，也可以适应路基铺设要求，德国已在路基上铺设并运营。同时博格板式轨道借鉴了日本板式轨道制作和施工的特点，相对于雷达型等无砟轨道来说，现场施工速度快，可维修性好。
博格板式轨道较好的将整体性和可维修性统一在了一起，实质上是吸收了德国雷达型轨道和日本板式轨道各自的优点而发展起来的一种轨道型式。
2、精密机加工承轨面可以确保线路的高平顺性，但轨道板的生产成本很高
图6 数控机床打磨承轨面
高速铁路的目标是高速度、高安全性和高舒适性，因而要求轨道结构具有高平顺性。为实现高速铁路要求的轨面平顺度，博格板式轨道采用数控机床对轨道板承轨台进行精密加工。先把轨道板制成毛坯件，在承轨面上留有一定的余量，然后根据预定铺设的地点，如直线段、曲线段或超高顺坡段，通过机床打磨对承轨面进行精加工，可很好的适应线路情况。精密机加工承轨面的方式大大增加了轨道板生产成本，一块板的生产成本为1.21万元，一台数控打磨机的造价为1000万元以上。高成本的轨道板制造加工技术将是博格板式轨道广泛推广应用的一大问题，如何在保证精度要求的前提下降低轨道板的生产成本，应该作为国内无砟轨道消化吸收再创新的一项内容。
3、博格桥上新方案设计理念先进，对大跨桥上铺设无砟轨道具有积极的借鉴和指导意义
钢轨伸缩调节器的使用一直是困扰桥上无缝线路设计的难题，这主要是由于我国钢轨伸缩调节器技术水平不高，是线路中的薄弱环节所致。博格桥上新方案借助滑动层削弱梁轨相互作用，在纵向上将梁的变形与轨道的变形分开，在大跨桥上可取消钢轨伸缩调节器的布置。
由中铁二院设计的遂渝无砟轨道综合实验段纵连板结构借鉴了日本板式轨道的结构和博格板式轨道的纵连技术。并在新北碚嘉陵江大桥桥上铺设了此种纵连板式无砟轨道结构，为我国在大跨度桥上铺设无砟轨道提供了经验。
4、对新型材料的依赖性使得博格板式轨道耐久性具有一定的风险性
图7 滑动层
博格板式轨道桥上新方案应用了大量的新型材料，除了CA砂浆以外，还有滑动层和梁端硬泡沫塑料板等。滑动层和梁端硬泡沫塑料板，尤其是滑动层，其耐久性的好坏直接影响博格桥上新方案的成败。作为一种合成材料，滑动层等存在着老化、化学腐蚀等诸多隐患。
滑动层对桥上博格板式轨道新方案起着非常重要的作用，但在运营过程中，其摩擦系数会发生变化，有可能发生滑动层失效的情况，而且滑动层一旦失效，将无法修复，因此设计阶段就应考虑到滑动层失效的情况，有关滑动层长期荷载作用下的耐久性及相关性能等，应该通过合理的模拟实验加以检测和验证。
5、博格板式轨道地区适应性问题
中国的区域纬度分布要广于德国，极限温差可能达100度，还有世界上最大的深厚黄土层等，博格板式轨道能否广泛適应于中国的所有地区，可能还需要更多的研究和实践。
京津城际轨道交通工程是我国第一条设计时速达350公里的高标准客运专线，该项目是我国客运专线的示范工程，也是奥运会的配套服务工程之一。线路起于北京南站止于天津站，全长116.55公里，全线桥涵共31座，占线路全长的86.1%。针对京津城际桥梁比例大、工期紧张的特点，该工程采用了博格板式无砟轨道新方案，既桥上连续底座板式技术方案。
设计理念
博格板式轨道利用纵连实现轨道的连续性和整体性。应用于京津城际铁路上的桥上新方案借助滑动层削弱梁轨相互作用，在纵向上将梁的变形与轨道的变形分开；利用底座板的纵连降低梁端转角对轨道结构的不利影响；采用精密机加工轨道板的方式确保扣件的安装与线路的适应能力。
常规无砟轨道桥上既有方案采用分块式铺设，底座板分段，梁缝处底座板和轨道板均断开，轨道结构与桥梁共同承载纵向力，作用在轨顶面上的牵引力和制动力通过轨道扣件直接传入轨道结构和桥梁，相反的，因為桥梁伸缩或变形而产生的纵向力通过轨道扣件对钢轨直接产生应力，还将存在轨道板种类繁多、施工复杂、养护维修工作量增多等缺点。而博格板式无砟轨道新方案主要结构特点是：轨道板和底座板均纵向连续铺设，贯通全桥，跨越梁缝； 采用和路基上一样的轨道板和扣件；底座板和桥梁间设置滑动层，大大降低桥梁伸缩对上部结构的附加力；墩台固定支座处底座板和桥梁设置固定联结机构，将轨道板的纵向力传至桥墩上；在桥台两端设置摩擦板，以消除底座板内多余的纵向力；底座板两端设置端刺，抵抗摩擦板未消除完的多余纵向力。
存在的问题
1、轨道板预设裂缝容易发生积水现象
图1轨道板预裂缝
轨道板在纵向分布有 9 个预裂缝,深度为40mm, 目的是阻止非控制性的裂缝的生成，开裂时可按此预先设定的裂缝开裂。但裂缝完全暴露在空气中， 并有一定的深度，很容易存积雨水和垃圾等，当此处发生开裂后，积水很容易就渗透到板内，进而腐蚀钢筋，并对轨道电路产生影响，现场的施工过程中曾发现好多裂缝里两端部分堆积了杂物，更影响了排水，此处应定期清除裂缝中的垃圾和杂物，保证排水的通畅。
2、轨道板开裂现象
图2 轨道板预裂缝处的裂纹
博格轨道板是允许开裂的，但在施工过程中，发现某些刚施工完成不久的轨道板已经有了比较明显的裂纹，肉眼就看的清楚，裂纹产生的原因不是很清楚。理论上，若桥上轨道板或座板发生开裂，伸缩刚度降低，可以大幅降低自身及端刺的纵向力，但从轨道结构的耐久性考虑，应将开裂控制在合理的范围以内。德国的混凝土规范DIN1045将裂缝开裂值限制在0.5mm以内，其无砟轨道设计中也采用了这一数值，而我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中对结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值的规定为：环境类别为一时，最大裂缝宽度为0.3mm；环境类别为二或三时，最大裂缝宽度为0.2mm。但此规定只是针对普通钢筋混凝土结构构件，这个限值是否适合于无砟轨道这种工作环境多变（高温、低温，化学腐蚀，车辆动载、受水的影响很大）、长期受到交变荷载作用的混凝土结构，还值得商榷。
3、相邻轨道板接缝处容易开裂
图3 相邻轨道板接缝部位
轨道板在其端侧布置有6根螺纹钢筋，通过张拉扣件纵向将轨道板相互连接，并将接缝用混凝土灌注，此处形成混凝土的二次浇注带，运营过程中，新老混凝土的接触面处将极易出现裂纹，影响结构的整体强度和耐久性。
4、路基段轨道横向稳定性问题
桥梁上通过设置侧向挡块把来自轨道的横向力传递到桥梁上。侧向档块的连接钢筋穿过后钻的孔埋入桥梁。所以，在侧向档块上铺装桥梁，不会受到连接钢筋的影响。侧向档块和轨道板以及底座板通过橡胶支座进行连接。而路基上是不设置这种侧向挡块的，仅靠轨道板的纵连是否能抵抗高速列车的横向力，还需进一步考证，若在路基段也设置一些挡块，可确保轨道横向的稳定性和安全性。
5、轨道板精调装置先进，但精调过程耗时间长
图4 轨道板精调
轨道板粗铺以后，将进行轨道板的精调，轨道板的精调是一道十分精细的工序，精调期间各种设备均不允许在轨道板上通行，由国内自主开发的轨道板快速精调定位系统，保持了博格测量系统原有的功能和特点，且自主开发的软件系统实现了与博格板布板软件和结果分析软件的数据对接，其轨道板定位精度达到0.2mm，该系统的改进型实现了在WINDOWNS系统下的操作界面中文化，精调完成后的板甚至连施工人员都不能随意踩踏。轨道板的精调将耗用大量的时间，是博格板式轨道铺装过程中最耗时的工序之一。
由于博格板式轨道在结构组成上与日本板式轨道类似，博格板式轨道精调装置十分先进，能很好的保证无砟轨道的铺设精度，建议稍加改造，用于日本板式轨道的铺装定位。
6、砂浆灌注过程与日本板式轨道灌浆过程不同
图5 轨道板压紧装置和封边混凝土
精调之后，为了灌浆，首先进行轨道板的封边，把轨道板沿长边方向的两侧用混凝土密封，在靠近轨道板的角落附近留有开口，这些开口主要用来检查板底空间是否完全灌满。等砂浆达到抗压强度后，要将封边用的混凝土敲掉。把轨道板沿短边方向的两侧用条形海绵密封，其目的也是为可防止砂浆的外溢。另外为防止灌浆时砂浆上浮将轨道板顶错位，还要用轨道板压紧装置将轨道板压紧。
轨道板留有三个圆形孔，通过其中一个孔灌入沥青水泥砂浆,另外两个孔用来排气。透过沥青水泥砂浆的良好流动性可以确保底座和轨道板之间的空间可以完全填满。砂浆抗压强度达到1MPa以上后，可拆除轨道板压紧装置和调节支架；抗压强度达到3MPa以上后，方可允许在轨道板上行车。
相比之下，日本板式轨道CA砂浆灌注方式可采用设置侧模的直接灌注或者采用砂浆灌注袋法。博格板式轨道砂浆层要起连接轨道板和底座板的作用，因而不适合采用砂浆灌注袋的方式进行灌注，但其灌浆过程仍可选用设置侧模的直接灌注方式。
砂浆灌注时采用混凝土封边，最后还要拆除，将浪费大量的材料，而设置侧模直接灌注时，侧模的安装和拆卸比较烦琐，花费时间较多，还存在灌注时漏浆，排气不完全等难题。
7、施工机具先进、国产化程度高
在博格公司技术转让和技术总负责的框架内，充分利用自有资源，协同国内知名的工程机械制造商、测绘设备制造商以及材料供应商，研制的MEBL系列轮胎式可变跨龙门吊，成功解决了坡道铺板、不同线间距的两线间铺板的难题。开发的CA砂浆移动搅拌车（自适应自平衡CA砂浆移动搅拌车）在保持了博格公司原有搅拌设备特点的同时进行了大量的创新性技术改进。
几点体会与思考
1、博格板式轨道整体性强、可维修性好
德国无砟轨道技术体系以整体性强著称，博格板式轨道继承了这一技术特点，利用轨道板纵连实现轨道的整体性，其砂浆层为半刚性材料，出发点也是为了将轨道板和底座板联结成一整体结构。博格板式轨道整体性强，使其不仅可以铺设在桥梁、隧道等坚实基础上，也可以适应路基铺设要求，德国已在路基上铺设并运营。同时博格板式轨道借鉴了日本板式轨道制作和施工的特点，相对于雷达型等无砟轨道来说，现场施工速度快，可维修性好。
博格板式轨道较好的将整体性和可维修性统一在了一起，实质上是吸收了德国雷达型轨道和日本板式轨道各自的优点而发展起来的一种轨道型式。
2、精密机加工承轨面可以确保线路的高平顺性，但轨道板的生产成本很高
图6 数控机床打磨承轨面
高速铁路的目标是高速度、高安全性和高舒适性，因而要求轨道结构具有高平顺性。为实现高速铁路要求的轨面平顺度，博格板式轨道采用数控机床对轨道板承轨台进行精密加工。先把轨道板制成毛坯件，在承轨面上留有一定的余量，然后根据预定铺设的地点，如直线段、曲线段或超高顺坡段，通过机床打磨对承轨面进行精加工，可很好的适应线路情况。精密机加工承轨面的方式大大增加了轨道板生产成本，一块板的生产成本为1.21万元，一台数控打磨机的造价为1000万元以上。高成本的轨道板制造加工技术将是博格板式轨道广泛推广应用的一大问题，如何在保证精度要求的前提下降低轨道板的生产成本，应该作为国内无砟轨道消化吸收再创新的一项内容。
3、博格桥上新方案设计理念先进，对大跨桥上铺设无砟轨道具有积极的借鉴和指导意义
钢轨伸缩调节器的使用一直是困扰桥上无缝线路设计的难题，这主要是由于我国钢轨伸缩调节器技术水平不高，是线路中的薄弱环节所致。博格桥上新方案借助滑动层削弱梁轨相互作用，在纵向上将梁的变形与轨道的变形分开，在大跨桥上可取消钢轨伸缩调节器的布置。
由中铁二院设计的遂渝无砟轨道综合实验段纵连板结构借鉴了日本板式轨道的结构和博格板式轨道的纵连技术。并在新北碚嘉陵江大桥桥上铺设了此种纵连板式无砟轨道结构，为我国在大跨度桥上铺设无砟轨道提供了经验。
4、对新型材料的依赖性使得博格板式轨道耐久性具有一定的风险性
图7 滑动层
博格板式轨道桥上新方案应用了大量的新型材料，除了CA砂浆以外，还有滑动层和梁端硬泡沫塑料板等。滑动层和梁端硬泡沫塑料板，尤其是滑动层，其耐久性的好坏直接影响博格桥上新方案的成败。作为一种合成材料，滑动层等存在着老化、化学腐蚀等诸多隐患。
滑动层对桥上博格板式轨道新方案起着非常重要的作用，但在运营过程中，其摩擦系数会发生变化，有可能发生滑动层失效的情况，而且滑动层一旦失效，将无法修复，因此设计阶段就应考虑到滑动层失效的情况，有关滑动层长期荷载作用下的耐久性及相关性能等，应该通过合理的模拟实验加以检测和验证。
5、博格板式轨道地区适应性问题
中国的区域纬度分布要广于德国，极限温差可能达100度，还有世界上最大的深厚黄土层等，博格板式轨道能否广泛適应于中国的所有地区，可能还需要更多的研究和实践。