城軌交通軌道主要技術(shù)

1、城軌交通軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范GB50157-2003學(xué)習(xí)與實(shí)踐）二零一零年軌道系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目 錄1.一般設(shè)計(jì)原則2.鋼軌及軌道幾何行位3.扣件、軌枕及道床4.道岔及道床5.減振軌道結(jié)構(gòu)6.軌道附屬設(shè)備及安全設(shè)備7.線路標(biāo)志及有關(guān)信號(hào)標(biāo)志我國(guó)第一部地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范GB5015792于1992年發(fā)布，1993年實(shí)施。它基于可靠的技術(shù)依據(jù)和成熟的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，它總結(jié)了我國(guó)二十余年來(lái)地下鐵道工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，以及歷年來(lái)的科研成果，同時(shí)，借鑒了國(guó)外地下鐵道有關(guān)的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，在城市軌道交通工程建設(shè)初期起著指導(dǎo)作用。隨著我國(guó)地鐵建設(shè)的迅猛發(fā)展，在工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管

2、理方面又引入了諸多國(guó)內(nèi)外新技術(shù)，積累了各種新經(jīng)驗(yàn)，為了適應(yīng)發(fā)展的需要對(duì)92年版進(jìn)行了全面修訂，并將規(guī)范名稱簡(jiǎn)化為地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范GB501572003于2003年（以下簡(jiǎn)稱地規(guī)03年版）發(fā)布，2003年實(shí)施。修訂后的規(guī)范除對(duì)原文進(jìn)行擴(kuò)充與深化，又新增加了運(yùn)營(yíng)組織、高架結(jié)構(gòu)、環(huán)境與監(jiān)控、環(huán)境保護(hù)、自動(dòng)售檢票等內(nèi)容，成為一部地鐵建設(shè)的跨專業(yè)、綜合性規(guī)范。地規(guī)03年版實(shí)施以來(lái)，筆者在學(xué)習(xí)過(guò)程中，結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)其中部分條文（線路、軌道等）進(jìn)行探討，供研究設(shè)計(jì)人員參考，起到拋磚引玉之作用。1.一般設(shè)計(jì)原則軌2.鋼軌及軌道幾何形位量25-50Mt的線路，采用質(zhì)量大于50Mt的線路（參考：軌道論文集p245）異

3、型鋼軌異型接頭普通接頭絕緣接頭2.5鋼軌軌底坡的設(shè)置圖1 輪緣踏面示意圖鋼軌軌底坡的設(shè)置，它是輪軌關(guān)系中軌道受力計(jì)算和軌道部件設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要參數(shù)，因此地規(guī)條規(guī)定“正線、輔助線和車場(chǎng)線上的鋼軌，應(yīng)設(shè)置1:40或1:30的軌底坡”。世界各國(guó)鐵路軌道鋼軌軌底坡的設(shè)置，大致分為兩種情況，其一是1:40，如我國(guó)、日本；其二是1:20，如法國(guó)、德國(guó)等歐美國(guó)家。軌底坡與輪緣踏面坡度相匹配，才能使輪軌受力趨于合理，同時(shí)對(duì)減少鋼軌的磨耗也有利。我國(guó)車輛輪緣踏面為1:20和1:10，如圖1，軌底坡自1965年鐵道部規(guī)定為1:40，一直沿用至今。2005年4月25日發(fā)布實(shí)施的鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范TB10082-2005

4、第條仍規(guī)定“鋼軌的軌底坡應(yīng)采用1:40”。我國(guó)城軌交通車輛走行部分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及鋪設(shè)的鋼軌與我國(guó)國(guó)鐵相同，因此，軌底坡設(shè)置為1:40是合理的。如采用1:30筆者認(rèn)為應(yīng)在小范圍內(nèi)鋪設(shè)，取得經(jīng)驗(yàn)再進(jìn)行推廣，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)慎重考慮。2.6未平衡離心加速度及曲線超高未平衡離心加速度地規(guī)03年版第條規(guī)定曲線地段“當(dāng)設(shè)置的超高值不足時(shí)，一般可允許有不大于61mm的欠超高”，其未平衡離心加速度值=0.4ms2，道岔導(dǎo)曲線未做規(guī)定。城軌交通車輛行駛在曲線或道岔導(dǎo)曲線上時(shí)，未被平衡的離心加速度值的確定，應(yīng)在運(yùn)營(yíng)安全、旅客舒適度的前提下，還需考慮（結(jié)合）軌道結(jié)構(gòu)、車輛性能、運(yùn)行特點(diǎn)等因素，未被平衡的離心加速度值選擇太小，

5、則影響通過(guò)速度。合理選用未被平衡的離心加速度值，在保證旅客舒適度的前提下，適當(dāng)提高行車速度具有一定經(jīng)濟(jì)意義。因此，筆者建議：應(yīng)適當(dāng)提高未被平衡的離心加速度標(biāo)準(zhǔn)值，并增設(shè)一定數(shù)值的過(guò)超高，最大欠超高61mm、最大過(guò)超高30mm。（參考：軌道論文集p86）曲線超高直線地段兩股鋼軌頂面水平，曲線地段外軌應(yīng)設(shè)置超高，用以抵消列車行駛在曲線上時(shí)產(chǎn)生的離心力，提高旅客的乘坐舒適度，同時(shí)保證行車的穩(wěn)定性。外軌超高值根據(jù)曲線半徑、行車速度等因素確定。外軌超高設(shè)置方法：1、隧道內(nèi)及隧道口外U型結(jié)構(gòu)的整體道床地段曲線超高，采用外軌抬高超高值一半，內(nèi)軌降低超高值一半的辦法設(shè)置；高架線路、地面線路的軌道曲線超高，采用

6、外軌抬高超高值的辦法設(shè)置。2、同一曲線通過(guò)速度不同時(shí)，應(yīng)按低速設(shè)置超高。3、曲線較長(zhǎng)、列車通過(guò)各部分速度相差懸殊，按低速設(shè)置超高，高速時(shí)欠超高超過(guò)61mm時(shí)，可適當(dāng)提高超高值。使高速通過(guò)時(shí)欠超高不大于61mm，低速通過(guò)時(shí)可設(shè)一定的過(guò)超高，過(guò)超高值地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范未作規(guī)定，可暫按不大于30mm考慮。4、復(fù)曲線應(yīng)設(shè)同一超高。5、曲線超高值應(yīng)在緩和曲線遞減，無(wú)緩和曲線時(shí)，應(yīng)在直線段遞減，超高順坡率不大于2，困難地段不大于3。6、整體道床超高的設(shè)置應(yīng)以2mm取整。碎石道床應(yīng)以5mm取整。7、車站設(shè)置曲線超高值不應(yīng)大于15mm。考慮最大欠超高61mm、最大過(guò)超高30mm時(shí)當(dāng)曲線較長(zhǎng)時(shí)，列車通過(guò)各部分速度相差

7、懸殊，超高的設(shè)置：以曲線半徑450m為例：不考慮過(guò)超高時(shí)通過(guò)速度為80 km/h。設(shè)置超高120mm，該曲線最高限制速度83km/h、最低通過(guò)速度59km/h。該曲線容許通過(guò)速度59-83km/h。以曲線半徑800m為例：不考慮過(guò)超高時(shí)通過(guò)速度為100 km/h。設(shè)置超高120mm，該曲線最高限制速度111km/h、低通過(guò)速度78km/h。該曲線容許通過(guò)速度78-111km/h。2.7軌道幾何行位檢查三角坑（也可稱為扭曲）：在直線地段兩股鋼軌的前后應(yīng)在同一水平面，其偏差不應(yīng)超過(guò)容許偏差管理值，三角坑偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量。三角坑：檢查三角坑偏差時(shí)基長(zhǎng)為6.253.扣件、軌枕及道床3.

8、1軌道結(jié)構(gòu)高度地規(guī)03年版第條中5：軌道結(jié)構(gòu)高度“地面線碎石道床為8201000mm”，如按表碎石道床厚度計(jì)算時(shí)，則有的情況不在8201000mm范圍內(nèi)。地規(guī)03年版第條中3：整體道床“軌下部位混凝土厚度，直線地段不宜小于130mm；曲線地段不宜小于110mm”。與第條中1軌道結(jié)構(gòu)高度“矩形隧道內(nèi)混凝土整體道床為560 mm”不相匹配。（參考：軌道論文集p239）3.2軌枕的配置地規(guī)03年版表軌枕鋪設(shè)數(shù)量“木枕碎石道床”一項(xiàng)，無(wú)縫線路與普通線路標(biāo)準(zhǔn)是否一致不明確；有的地鐵設(shè)計(jì)文件將軌枕鋪設(shè)數(shù)量減少，造成了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，應(yīng)設(shè)專題加以探討。地規(guī)03年版表，“直線及R400m或坡度i20”其中“或

9、”應(yīng)為“并且”比較確切。因?yàn)閮蓚€(gè)條件必須同時(shí)滿足，才能采用此標(biāo)準(zhǔn)。3.3整體道床整體道床厚度天津地鐵既有線（新華路-西站）整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度（50kg/m鋼軌）500mm,不設(shè)鋼筋。以后設(shè)計(jì)的整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度（60kg/m鋼軌）540mm-560mm，并增設(shè)鋼筋。鋼筋由單層增加為雙層，鋼筋斷面總面積由1600mm增至3000mm。經(jīng)過(guò)測(cè)試，軌枕下混凝土厚度為195mm時(shí)，道床底部受力很小，國(guó)外地鐵軌枕下混凝土厚度一般為160mm-200mm。整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度（60kg/m鋼軌）540mm時(shí)，枕下混凝土厚度為150mm-170mm；整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度（60kg/m鋼軌）560mm時(shí)，

10、枕下混凝土厚度為170mm-190mm（扣件高度按220mm、軌枕高度按170mm計(jì)）。因此，整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度采用560mm比較合理（上海地鐵一般采用540mm）。高架橋上整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度為500mm-520mm。為了給調(diào)線調(diào)坡留有余地，高架橋上整體道床軌道結(jié)構(gòu)高度應(yīng)該盡量采用520mm。3.3.2立柱式檢查坑規(guī)范說(shuō)明：“庫(kù)內(nèi)立柱式檢查坑軌道結(jié)構(gòu)，根據(jù)計(jì)算，扣件的間距不宜大于1100mm”根據(jù)以往設(shè)計(jì)該數(shù)值均采用1400mm，實(shí)踐證明安全可靠。鐵三院線站處有關(guān)人員曾經(jīng)過(guò)計(jì)算，該數(shù)值為1700mm。因此，扣件的間距不宜大于1100mm值得商榷。道床伸縮縫地規(guī)03年版第6.3.5條中4：“

11、整體道床應(yīng)設(shè)置伸縮縫，隧道內(nèi)宜每隔12.5m、U型結(jié)構(gòu)地段和高架橋上每隔6m設(shè)置一個(gè)。在結(jié)構(gòu)沉降縫和高架橋梁縫處，應(yīng)設(shè)置伸縮縫。”3.4碎石道床碎石道床厚度：直線時(shí)，為鋼軌中心處軌枕底面至路基面的距離；曲線時(shí)，以曲線內(nèi)股鋼軌為準(zhǔn)。碎石道床軌道結(jié)構(gòu)高度：直線時(shí)，自鋼軌頂面至鋼軌中心處路基面的距離（不含路拱部分）；曲線時(shí)，以曲線內(nèi)股鋼軌為準(zhǔn)。碎石道床軌道結(jié)構(gòu)高度包括：鋼軌中心處軌下墊板厚度、軌枕厚度、碎石道床厚度以及鋼軌高度的和。4.道岔及道床4.1道岔類型機(jī)車車輛由一條線路進(jìn)入或穿越另一條線路均依靠道岔來(lái)實(shí)現(xiàn)，道岔的性能直接影響鐵路運(yùn)輸能力及旅客列車在該路段的行車速度及旅客舒適度。城軌交通運(yùn)營(yíng)線

12、路在正線及輔助線、試車線、車輛出入段、出入檢修庫(kù)等，均需設(shè)置道岔。道岔的分類城軌交通常用的有單開(kāi)道岔、復(fù)式交分、菱形交叉、單渡線、交叉渡線等，目前對(duì)稱道岔、三開(kāi)道岔已開(kāi)始研制鋪設(shè)。另外還有高架橋上鋪設(shè)的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，從結(jié)構(gòu)上也隸屬于道岔范疇。.城軌交通采用的道岔號(hào)數(shù)正線及輔助線上采用的道岔不得小于9號(hào)，車場(chǎng)線采用的道岔不得大于7號(hào)。設(shè)置交叉渡線兩平行線的線間距按下列規(guī)定辦理：12號(hào)道岔采用5.0m；9號(hào)道岔采用4.6m或5.0m（因4.6m線間距給制造維修帶來(lái)困難，應(yīng)優(yōu)先選用5.0m線間距）；4.2道岔道床4.2.1道岔道床地面線、車場(chǎng)線的道岔區(qū)宜采用混凝土軌枕（或木枕）碎石道床。隧道內(nèi)的道

13、岔區(qū)宜采用短軌枕（或長(zhǎng)軌枕）式整體道床；高架橋上的道岔區(qū)宜采用承軌臺(tái)短軌枕式整體道床。4.2.2道岔區(qū)道床伸縮縫道岔道床范圍內(nèi)盡量避開(kāi)隧道結(jié)構(gòu)沉降縫、盡量避開(kāi)高架橋梁縫。道岔范圍包括：道岔全長(zhǎng)以及道岔前端基本軌軌縫以外第三根軌枕、道岔轍叉后端通長(zhǎng)鐵墊板以外第一根軌枕。交叉渡線較長(zhǎng)，如滿足上述要求困難時(shí)，必須避開(kāi)轉(zhuǎn)轍器及轍叉部分或者相關(guān)專業(yè)協(xié)商解決。道床伸縮縫設(shè)于轉(zhuǎn)轍器以及轍叉部分以外，同時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)短枕。伸縮縫可采用20mm厚的浸瀝青木板填充。4.2.3道岔區(qū)道床其他要求道岔道床根據(jù)信號(hào)專業(yè)要求，預(yù)留轉(zhuǎn)轍機(jī)位置、電務(wù)角鋼、電務(wù)拉桿溝槽，以便安裝轉(zhuǎn)轍設(shè)備。道岔區(qū)設(shè)兩側(cè)縱向排水溝，標(biāo)準(zhǔn)與區(qū)間一致。

14、水溝需橫向穿越道床時(shí)，設(shè)橫向矩形排水溝，溝寬200mm，溝深與側(cè)溝相同，橫向排水溝位置設(shè)在兩短枕之間，排水溝溝底應(yīng)做好順坡。排水溝流向暢通，不得中途阻斷。縱向排水溝距線路中心距離應(yīng)與區(qū)間一致，如不一致應(yīng)與區(qū)間水溝圓順相接，道床表面應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置13%的橫向排水坡。4.3兩道岔之間插入短鋼軌兩相鄰單開(kāi)道岔間插入短鋼軌最小長(zhǎng)度兩個(gè)相鄰單開(kāi)道岔間插入短鋼軌，使得兩相鄰單開(kāi)道岔間軌距變化平緩，可以減少列車對(duì)道岔的沖擊，使列車運(yùn)行平穩(wěn)。根據(jù)地鐵特點(diǎn)及運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，相鄰兩單開(kāi)道岔間插入短鋼軌的最小長(zhǎng)度按下表規(guī)定：道岔間插入短鋼軌最小長(zhǎng)度道岔位置級(jí)別插入短鋼軌長(zhǎng)度L一般地段（m）困難地段（m）對(duì)向單開(kāi)道岔正

15、線及輔助線12.56.25車場(chǎng)線4.5（6.25）0（4.5）順向單開(kāi)道岔正線及輔助線6.254.5車場(chǎng)線4.53.0反向單開(kāi)道岔正線6.254.5輔助線6.250（4.5）車場(chǎng)線4.50（4.5）注：表中（）數(shù)據(jù)，為規(guī)范修改后數(shù)據(jù)圖中單渡線（兩平行線中反向單開(kāi)道岔）設(shè)置絕接頭，兩側(cè)短鋼軌長(zhǎng)度應(yīng)同時(shí)滿足L，圖中表達(dá)我覺(jué)得有誤。或者改為膠接絕緣接頭，可視為一根短鋼軌，否則應(yīng)視為兩根短鋼軌。4.4單渡線最小線間距的確定，（參考：軌道論文集p249）5.減振軌道結(jié)構(gòu)減振等級(jí)可根據(jù)積極推廣新技術(shù)、新工藝、，提高減振降噪的效果，使列車運(yùn)行狀態(tài)更平穩(wěn)。乘坐更舒適、性價(jià)比合理，滿足環(huán)保要求。1.減振等級(jí)的劃

16、分應(yīng)適當(dāng)留有余量，設(shè)防值比超標(biāo)值宜高出3dB；2.減振地段設(shè)置最小長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)為150m；3.軌道減振設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：一般減振：不超標(biāo)地段，不特別設(shè)防；較高減振：中等減振，超標(biāo)13dB，設(shè)防46dB、高等減振，超標(biāo)412dB，設(shè)防715dB；特等減振：超標(biāo)13dB以上，設(shè)防16dB以上。6.軌道附屬設(shè)備及安全設(shè)備6.1軌道附屬設(shè)備整體道床地段可不設(shè)加強(qiáng)設(shè)備，碎石道床地段地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157-2003）規(guī)定“車場(chǎng)線半徑小于200m的曲線木枕碎石道床配用普通鐵墊板及普通道釘墊板，應(yīng)設(shè)置絕緣軌距拉桿，每25m鋼軌設(shè)610根?！保渌醋饕?guī)定，均可不設(shè)。如有特殊要求需加強(qiáng)地段，可參考鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范（G

17、B50090-99），作如下補(bǔ)充。軌距桿或軌撐的設(shè)置1.木枕碎石道床曲線半徑小于等于800m地段，采用普通鐵墊板及普通道釘時(shí)，應(yīng)設(shè)置絕緣軌距桿，每25m鋼軌設(shè)610根（或軌撐610對(duì)）；采用分開(kāi)式扣件時(shí)，在曲線半徑600m地段，按上述規(guī)定設(shè)絕緣軌距桿。2.混凝土枕碎石道床，曲線半徑小于等于600m地段應(yīng)設(shè)絕緣軌距桿，每25m鋼軌設(shè)610根。防爬設(shè)備的設(shè)置木枕碎石道床采用普通鐵墊板及普通道釘時(shí)，每25m鋼軌設(shè)防爬器6/2對(duì)，表示：重車方向/輕車方向，防爬支撐6個(gè)（車場(chǎng)線可不設(shè)），采用分開(kāi)式扣件時(shí)可不設(shè)防爬設(shè)備?；炷琳硭槭来玻捎脧椥钥奂刹辉O(shè)防爬設(shè)備。鋪設(shè)混凝土岔枕的道岔，木岔枕彈性分開(kāi)式扣

18、件的道岔，可不設(shè)防爬設(shè)備， 6.2軌道安全設(shè)備為了確保鐵路列車車輪運(yùn)行方向、減少鋼軌軌頭的側(cè)面磨耗與接觸疲勞損傷，降低養(yǎng)護(hù)維修工作量，防止列車車輪脫軌事故發(fā)生，需要在軌道關(guān)鍵部位設(shè)置護(hù)軌。另外，還有根據(jù)其他需要設(shè)置的護(hù)軌。護(hù)軌裝置有著不同的功能，有以下類型：道岔護(hù)軌、橋上護(hù)軌、平交道護(hù)軌、庫(kù)內(nèi)線、車輛限界檢查區(qū)段線路護(hù)軌等等。下面只介紹橋上護(hù)軌。2.高架線路護(hù)軌高架線路護(hù)軌功能及類型當(dāng)列車行駛在橋頭、橋上或者路基擋土墻等處，有脫軌的可能，一旦脫軌損失巨大修復(fù)困難，因此需要設(shè)置護(hù)軌。護(hù)軌可將列車車輪引導(dǎo)、限制于護(hù)軌與基本軌之間，另一側(cè)的車輪保持在橋枕端部、或者在橋梁護(hù)木內(nèi)側(cè)，不至發(fā)生傾覆事故。護(hù)

19、軌一般可鋪設(shè)重量級(jí)小于基本軌的舊軌，但不應(yīng)小于38kg/m，確保護(hù)軌與橋枕的牢固連接。橋梁兩端護(hù)軌應(yīng)設(shè)置彎折段，彎折段末端用鑄造梭頭連接。根據(jù)鐵路列車運(yùn)行在小半徑曲線時(shí)，車輪與軌道鋼軌之間的動(dòng)態(tài)幾何內(nèi)接關(guān)系，輪軌之間的相互作用原理，研制的新型護(hù)軌已在小半徑曲線使用了十年。新型護(hù)軌改進(jìn)了小半徑曲線軌道框架結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化了小半徑曲線軌道的橫向承載力、改善了輪軌之間的相互作用力。新型護(hù)軌以在城軌交通工程高架橋上廣泛使用。新型護(hù)軌類型及結(jié)構(gòu)防脫新型護(hù)軌：能可靠預(yù)防列車車輪爬上或者跳上基本軌，防止脫線事故發(fā)生，型號(hào)為DP-60型防脫護(hù)軌。減磨、防脫新型護(hù)軌：即能防止列車脫線事故，又能顯著減少小半徑曲線外側(cè)鋼

20、軌側(cè)面磨耗及接觸疲勞損傷。減磨、防脫新型護(hù)軌采用15kg/m輕型鋼軌制造，利用支架、扣件等與基本軌牢固連接，型號(hào)為DP-60型減磨、防脫護(hù)軌。新型護(hù)軌已在國(guó)有鐵路、廠礦企業(yè)專用鐵路、城市軌道交通廣泛使用，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益。車擋為了運(yùn)營(yíng)安全城軌交通各種線路的終端必須設(shè)置止擋設(shè)備-車擋。1.正線、輔助線車擋正線、輔助線和試車線的末端一般采用：（1）緩沖滑動(dòng)式車擋（2）緩沖液壓式車擋（3）液壓緩沖滑動(dòng)式車擋2.車場(chǎng)線車擋（1）車場(chǎng)線庫(kù)外線路固定式車擋（2）車場(chǎng)線庫(kù)內(nèi)線路小型液壓固定式車擋7.線路標(biāo)志及有關(guān)信號(hào)標(biāo)志7.1標(biāo)志的設(shè)置標(biāo)志數(shù)量計(jì)算表 序號(hào)標(biāo)志名稱計(jì)算方法備注1百米標(biāo)每百米設(shè)置1個(gè)2坡度標(biāo)每個(gè)變坡點(diǎn)設(shè)置1個(gè)3曲線要素標(biāo)每個(gè)曲線