宁波2号线一期工程初步设计-轨道说明.doc

1. 设计依据及设计范围1.1 工程概况宁波市轨道交通2号线是城市西南东北方向的基本骨干线，规划线路起自鄞州区古林，止于北仑，规划线路长度约50km。工程分为两期实施。 2号线一期工程起点站为机场站，终点站为东外环路站，线路全长28.35km，共设22座车站，平均站间距1.331km。一期工程机场站至孔浦站采用地下线，孔浦站后设置过渡段，过渡段后线路沿现状环城北路、宁镇公路采用高架线敷设方式。一期工程地下线21.604km，高架线6.392km，过渡段0.354km；地下车站18座，高架车站4座；设黄隘车辆段1座和东外环停车场1座；设主变电所2座（分别位于丽园南路站和双桥站附近）；设控制中心1处（与1号线合建、共享）；与轨道交通网络中1、3、4、5、6号线衔接换乘。车辆采用b型车(鼓形车)，列车编组初、近期为4辆，远期为6辆编组。1.2 设计依据1. 宁波市轨道交通2号线一期工程设计209标设计合同2. 宁波市轨道交通2号线一期工程设计209标招投标文件3. 宁波市轨道交通2号线一期工程设计209标中标通知书4. 宁波市轨道交通2号线一期工程总体设计(2009年9月)5. 宁波市轨道交通2号线一期工程总体设计评估会专家组评审意见6. 宁波市轨道交通2号线一期工程环境影响报告书及国家环保总局的批复7. 宁波市轨道交通2号线一期工程初步设计技术要求8. 宁波市轨道交通2号线一期工程初步设计文件编制统一规定9. 执行与参考的主要设计规范地铁设计规范（gb50157-2003）城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）城市轨道交通技术规范（gb50490-2009）城市区域环境振动标准（gb10070-88）城市区域环境噪声标准（gb3096-93）地下铁道电动车组司机室、客室噪声限值(gb14892-2006)铁路轨道设计规范（tb10082-2005）铁路线路设计规范（gb50090-2006）铁路车站及枢纽设计规范（gb50091-2006）地铁杂散电流腐蚀防护技术规程（cjj-49-92）无缝线路铺设及养护维修方法（tb2098-2007）混凝土结构设计规范（gb50010-2002）10. 国家以及浙江省、宁波市其它相关规范、规程1.3 设计范围宁波市轨道交通2号线一期工程轨道工程初步设计范围为全线正线及辅助线轨道工程，以及黄隘车辆段、东外环停车场车场线及其出入段（场）线轨道工程。一期工程轨道工程分为正线、辅助线、出入线及车场线。含联络线轨道工程。正线及辅助线设计起点里程：ck0+000，设计终点里程：ck28+350.000。线路全长28.35km。包括与1号线联络线轨道工程。黄隘车辆段出入段线轨道设计起讫里程范围为c1k0+000c1k1+090,东外环停车场设计起讫里程范围为c2k0+000c2k0+540.719。车场线轨道设计范围为黄隘车辆段、东外环停车场范围内全部轨道工程。1.4 总体设计评审意见及执行情况1. 本线采用正线60kg/m、车场50kg/m的u75v钢轨，铺设无缝线路是适宜的。轨道建筑结构标准，符合地铁设计规范规定。执行情况：执行。其中车场线50kg/m钢轨采用u71mn钢轨。2. 圆形隧道内，轨道中心结构高度740mm是设计高度，计算高度是按圆形结构建筑限界（r2600mm）而定，合理可行。但钢弹簧浮置板轨道高度740mm，计算高度是按结构内径底板（r2750mm）而定，实际轨道中心结构高度为890mm，突破建筑限界，具有一定风险，不尽合理。上述两个高度标准，都采用740mm表达不妥。在调坡设计时，应予注意实际设计高度。执行情况：轨道结构高度统一以轨面和建筑限界为基准确定。本次设计钢弹簧浮置板采用740mm的轨道高度值(指轨顶面中心至r=2600mm建筑限界最低点高度，而轨顶到隧道内壁最低点为890mm) ，利用150mm的施工误差及调线调坡空间，适用于采用钢弹簧浮置板的绝大部分地段，局部的少部分地段可根据情况，采用调整线路纵坡或调整钢弹簧隔振器位置等办法处理。上海已建有约30km圆形隧道浮置板均采用735mm运营后情况良好。下阶段在调线调坡设计时注意实际高度。3. 逃生通道：在轨道中心应明确为逃生、救援通道，必须注意处理好轨道中心的任何障碍物。执行情况：执行。4. 减振措施：根据环评报告和沿线调查，确定减振地段正线单线长度为24.15km，占正线长度41。专家组认为，减振地段过长。建议对减振分级，应结合各类减振设备性能合理分级，并结合沿线实际情况，合理调整。执行情况：减振地段长度主要根据环评要求、沿线开发、换乘、旁通道、大型管线及其它相关要求而定，本工程因考虑上述因素及车站减振要求等情况进行设计。减振分级考虑了各类减振设备的减振能力和环评要求。2. 主要设计原则与技术标准2.1 主要设计原则1. 轨道工程应满足宁波市轨道交通2号线近远期的运营和管理要求，同时应为本线与其它线接入等预留条件；2. 轨道结构的选型应符合宁波地区地质条件和本工程特点，尽量采用先进、成熟、合理的技术，满足功能要求，提高轨道性价比，并尽量与1号线轨道结构通用和配套，以利养护维修和管理；3. 轨道结构应具有足够的强度和稳定性、耐久性、绝缘性及适量的弹性，符合质量均衡、弹性连续、结构等强、合理匹配的原则，以确保列车运行平稳、安全和乘客舒适，并尽量减少养修工作量；4. 轨道结构应具有良好的耐久性，尽可能减少养护维修工作量、延长使用寿命和线路的大中修周期；5. 轨道结构设计应在技术安全、可靠的基础上，尽力做到经济合理，结构简单，并具有通用性和互换性，方便施工、利于养护维修和运营管理；6. 轨道结构应具有良好的电气绝缘性，满足轨道信号传输及防杂散电流要求；7. 轨道设计应根据环评及其它相关的减振减噪要求，采取分级减振降噪措施，以经济合理地减少列车运营对沿线环境的干扰，使振动和噪声符合国家环保的要求；8. 高架桥上需合理选取梁轨相互作用力，适应高架桥上轨道的特点，减少养护维修工作量，确保运营安全和舒适。2.2 主要技术标准1.轨距：1435mm；2.荷载：列车轴重14t；3.车辆：b2型车，转向架中心距12.6m，固定轴距2.22.3m；4.列车：6节编组；5.运行速度：设计最高运行速度为80km/h；6.线路平面最小曲线半径正 线：一般地段300m，困难地段250m；辅助线：一般地段200m，困难地段150m；车 站：一般情况为直线，困难地段800m；车场线：最小150m，困难情况110m。7.线路最大坡度：正线最大坡度为30，出入线最大坡度35。8.曲线加宽值曲线地段轨距加宽值见表2.2.1：曲线地段轨距加宽值表2.2.1曲线半径（m）加宽值（mm）轨距（mm）200100101445轨距加宽值应在缓和曲线范围内递减；无缓和曲线时，在直线地段递减。递减率不宜大于2，困难地段不应大于3。9.曲线地段超高设置线路曲线超高应按下列公式计算：h=11.8vc2/r式中：h超高值(mm)；vc列车通过速度(km/h)；r曲线半径(m)。曲线超高最大值为120mm。当设置的超高值不足时，允许有61mm的欠超高。曲线超高值在缓和曲线内递减顺接，无缓和曲线时，应在直线段递减顺接。超高顺坡率不宜大于2，困难地段不应大于3。隧道内及u形结构整体道床，采用外轨抬高超高值一半，内轨降低超高值一半的办法设置；高架线采用外轨抬高超高值的办法设置。曲线车站站台范围内设置的超高不得大于15mm。10.轨底坡设置正线、辅助线及车场线均设1：40轨底坡。在道岔和道岔间不足50m地段不设轨底坡。11.轨道结构高度按不同的铺设地段，轨道结构高度见表2.2.2。轨道结构高度表2.2.2序 号地 段轨道结构高度（mm）1地下线矩形隧道长轨枕埋入式整体道床5602圆形隧道长轨枕埋入式整体道床7403矩形隧道轨道减振器扣件短轨枕式整体道床5604矩形隧道钢弹簧浮置板整体道床7505圆形隧道钢弹簧浮置板整体道床7406高架线短枕承轨台式整体道床5207车场线出入线、试车线地面线部分混凝土枕碎石道床8408库外线混凝土枕碎石道床6209库内、外线短枕式整体道床54010车场线平过道式整体道床6003. 钢 轨钢轨是轨道结构最重要的部件，其主要功能是直接承受来自列车的动荷载，并传之于道床，同时引导列车安全运行。3.1 钢轨型号选择城市轨道交通钢轨的型号选择除考虑列车运行速度及年通过总重外，还应根据技术、经济综合效益来选择。60kg/m钢轨与50kg/m钢轨比较，主要有以下优点：(1) 使用寿命长根据铁路多年运营实践证明，60kg/m钢轨和50kg/m钢轨的使用周期分别为通过总重700mt和450mt，60kg/m钢轨的使用寿命是50kg/m钢轨的1.5倍以上。(2) 稳定性好60kg/m钢轨较50kg/m钢轨强度高，线路稳定，安全储备大，使用60kg/m钢轨将提高线路运营的安全可靠性。(3) 可减小列车的冲击振动60kg/m钢轨的质量较50kg/m钢轨大17.7%，竖向刚度大57.9%，可减小列车冲击振动10。(4) 电阻值小60kg/m钢轨电阻值比50kg/m钢轨小22%，可降低供电能耗；60kg/m钢轨较50kg/m钢轨约减少杂散电流20%，杂散电流的减少，也有利于防止混凝土结构的电化腐蚀。工程造价上来看，目前50kg/m钢轨使用量少，价格已接近60kg/m钢轨。但60kg/m钢轨使用寿命长，伤损率低，现场的养护维修工作量也较少，初步测算维修费用可节省34%，由此可见60kg/m钢轨综合指标要比50kg/m钢轨高。根据国内地铁的使用实践，证明采用60kg/m钢轨也具有较大的优越性。目前各国地铁都有选用重型钢轨的趋势，今后60kg/m钢轨作为我国主线产品的供货较为便利，使用60kg/m钢轨具有显著的技术、经济效益。 综上所述，推荐本工程正线及辅助线采用60kg/m钢轨。3.2 钢轨材质选择目前我国城市轨道交通大量使用的钢轨，从材质上分主要有u71mn低合金钢轨和u75v高碳微钒热轧钢轨。其它钢轨，如u74，由于强度较低，已逐渐淘汰；稀土轨尚未推广使用；而有些新型钢轨尚处于试验阶段（如wd1）。根据43kg/m75kg/m热轧钢轨订货技术条件（tb/t2344-2003），u75v和u71mn两种钢轨的化学成分和机械性能见表3.2.1、表3.2.2：化 学 成 份表3.2.1轨 型csimnpsvu71mn0.650.770.150.351.101.500.040.04/u75v 0.700.780.500.700.751.050.040.040.040.08机 械 性 能表3.2.2轨 型生产方法b (mpa)0.2(mpa)5(%)hbu71mn热 轧8834558260300热处理117778410300380u75v热 轧9806098300离线热处理127588010330在线热处理117578510341380两种材质的钢轨相比，u75v钢轨具有以下优点：(1) u75v钢轨由于硅含量较高，且加入了微量的钒，其硬度、耐磨性更优。铁路运营实践表明，u75v钢轨比u71mn钢轨在小半径曲线上的耐磨性能提高60%以上，使用寿命是u71mn钢轨的1.52倍。u71mn是一种中锰低合金钢轨，在小半径曲线上的耐磨性能优于u74轨，但在使用中仍发生大量早期磨耗到限和剥离损伤。(2) u75v的抗拉强度、屈服强度和拉伸性能均高于u71mn钢轨。(3) 含钒微合金钢轨u75v的耐磨性较好。据调查上海市轨道交通一号线最初采用中锰钢轨u71mn，经6个月临时运营后，小半径地段钢轨侧磨已接近到限，更换为含钒微合金钢轨u75v之后，已经运营近5年左右，至今钢轨侧磨处于正常。广州地铁一号线小半径曲线地段实测磨耗情况见表3.2.3，其磨耗小于国内其它同等运营条件、但采用其它类型钢轨的城市地铁。广州地铁一号线正线钢轨磨耗值表3.2.3曲线半径（m）上股钢轨（mm）下股钢轨（mm）垂磨侧磨总磨耗垂磨侧磨总磨耗4003.141.543.912.6202.624002.433.644.252.9302.93注：表列数据为一号线正式运营5年半后实测值。(4) 由于u75v钢轨硬度高，不易磨耗，旅客列车在时速200km/h以下，钢轨平顺性要优于u71mn钢轨，有利于轨道减振降噪。(5) u75v钢轨还具有良好的可焊性，有利于无缝线路的铺设。此外目前国内已有多家钢铁厂生产u75v钢轨，u75v轨的价格有所下降。因此，虽然u75v钢轨较u71mn钢轨价格高约6%10%，但使用寿命长，耐磨性好，可以减少现场的养护维修工作量，降低运营成本，延长维修周期。综上所述，推荐本工程正线及辅助线采用60kg/mu75v普通热轧钢轨。4. 扣 件 4.1 扣件设计原则扣件是联结钢轨与轨枕或其他轨下基础的重要部件，作用是保持钢轨在轨下基础上的正确位置及钢轨与轨枕的可靠联结，阻止钢轨的纵横向移动，并为轨道结构提供一定的弹性。扣件设计的主要原则如下：(1) 扣件应具备足够的强度、扣压力和使用寿命，并有适量的轨距、水平及高度调整量，满足轨道调整的需要；(2) 扣件应具有良好的弹性、绝缘性能以满足减振、降噪和减少杂散电流的要求。同时应尽量标准化、结构简单、易于铺设和养护维修；(3) 扣件的选型应结合工程所在地区和本工程沿线工程地质情况选择，满足调高调距等功能要求，并尽量留有余地，为运营期间养护维修提供良好的条件；(4) 扣件的类型应根据城市轨道交通的特点和不同的轨道类型来选择，以充分发挥扣件的性能；(5) 扣件应具有良好的绝缘性能，以减少杂散电流，其绝缘部件的工作电阻应大于108。(6) 扣件零部件材质选择应采用使用寿命长、减振降噪效果较好的产品，以减少养护维修工作量，并达到一定的减振效果；(7) 扣件金属件应采取适当的防锈防腐措施，以提高扣件部件使用寿命。4.2 扣件选型1.地下线扣件(1)dt2型扣件该扣件为弹性分开式扣件，无挡肩，有螺栓弹条，二阶减振，扣压件采用国铁b型弹条，插入铁垫板式t型螺栓及m22防松螺母，用于轨枕埋入式整体道床，轨下与铁垫板下可同时设调高垫板，加大了水平调整量，并设轨距垫可调整轨距并起绝缘作用。可调整弹条的扣压力，更换弹条方便；轨下与铁垫板下可同时设高弹性垫板，具有较好的减振降噪效果。该扣件在北京、上海、深圳、天津等多线使用，效果良好。特别适合于地质条件差、工后沉降较大的地区。该扣件主要技术性能如下：初始扣压力： 单个弹条扣压力8kn防爬阻力： 11 kn/组节点垂向静刚度： 2040 kn/mm工作电阻： 108轨距调整量： +8mm、-12 mm高低调整量：+40 mm抗横向水平力： 40 kn(2)gb型扣件该扣件为弹性分开式扣件，无挡肩，有螺栓弹条，二阶减振，扣压件采用国铁b型弹条，嵌入铁座式t型螺栓m24及防松螺母，轨下橡胶垫板（或高弹垫板）和铁垫板下橡胶垫板（或高弹垫板）等。该扣件用于轨枕埋入式整体道床，轨下与铁垫板下可同时设调高垫板，加大了水平调整量，并设轨距垫可调整轨距并起绝缘作用。可调整弹条的扣压力，更换弹条方便，具有较好的减振降噪效果。gb扣件铁垫板结构简洁，整体性、防水、防锈蚀性能良好，轨距块级差仅为1mm，调整轨距具有方便、灵活、适应性强等优点。该扣件与推荐道岔中的扣件属于同类型扣件。该扣件目前已在上海10号线等工程中应用并已通车试运营。该扣件主要技术性能如下：初始扣压力：单个弹条扣压力8kn防爬阻力： 11 kn/组节点垂向静刚度： 3040 kn/mm工作电阻： 108轨距调整量： +8mm、-14mm高低调整量： +40 mm抗横向水平力：40 kn(3)dz-3型扣件该扣件为弹性分开式扣件，扣压件采用e或pr型弹条。该扣件为无螺栓扣件。目前在广州、成都等城市地铁中使用。初始扣压力： 6.57.5kn/组防爬阻力： 8kn/组；5.8kn/组（采用小阻力垫板）节点垂向静刚度：2040kn/mm工作电阻： 108轨距调整量： +14mm、-18mm高低调整量： +30mm抗横向水平力： 35 kn(4)方案比选根据上述扣件方案比选，本工程的扣件选型，可从以下几方面考虑：扣件性价比dt2型扣件和型扣件均为地铁工程成熟的扣件，并且在国内都有了广泛的应用市场。三种扣件均能满足本工程的使用要求，dt2型扣件减振效果较好，扣压力容易保持，便于调高。而且由于上海地区地质较软，结构易发生不均匀沉降，dt2型扣件能较好的适应该种状况。dt2型扣件、gb扣件相较于dz-3型扣件而言，其特点主要表现在：a.调高量：dt2型扣件调高量不小于40mm，其中轨下10mm，板下30mm。dz-3型扣件铁垫板下调高量30mm，轨下不能调高。调高量对轨道的平顺性影响较大，特别是短波不平顺的养护维修，以及桥梁挠度引起的不平顺等。b.扣压力：扣压力相近，dt2型扣件可通过调整t型螺栓扭矩调整扣压力，dz-3型扣件在使用期限内扣压力衰减后不能调整其扣压力，也无法检查。扣压力衰减到一定程度易导致钢轨爬行或在冬季低温断轨时断缝过大危及行车安全。工程地质条件：宁波市轨道交通2号线一期工程经由区域属滨海冲积湖平原软土地基，工程地质条件较差，工后差异沉降较大，季节温差及昼夜温差均较大，由此引起的轨道不平顺要求具有较大调高量的扣件，同时轨下具有调高功能的扣件可方便养护维修。 根据近期从上海、广州等运营、设计管理等部门调研情况，软土地区轨道交通运营期间线路差异沉降较大，对扣件调高量的要求较高。综上所述，从工程地质条件和扣件性能、性价比等方面考虑，推荐本工程正线及辅助线地下线一般地段采用dt2型扣件。gb型扣件作为主要备选扣件。2.高架线扣件在高架桥铺设无缝线路时，为了减少温度变化或桥梁承受列车荷载产生挠曲，梁面引起桥梁结构与焊接长钢轨的相互作用力，因此要求扣件阻力应控制在一定范围内。在高架桥整体道床上的扣件需要较大的调高量，以适应预应力梁的徐变和桥梁墩台的不均匀沉降。目前，国内适用于高架线路的扣件主要有以下三种：(1)wj-2型扣件该扣件为无挡肩弹性分开式扣件，扣压件为13mm弹簧钢。适用于高架无缝线路，为小阻力扣件。扣件轨下和铁垫板下均可调高。已运营的上海、武汉、天津、深圳等采用了该型扣件，使用情况良好。该扣件的主要技术性能如下：初始扣压力：单个弹条扣压力4kn节点垂向静刚度： 4060 kn/mm工作电阻： 108轨距调整量： +10 mm、-10 mm高低调整量：+40 mm抗横向水平力： 40 kn(2)dt2型扣件该扣件为无挡肩弹性分开式扣件，扣压件为13mm弹簧钢，单个弹条初始扣压力4kn，弹程11mm，为高架无缝线路小阻力扣件。钢轨接头和非接头部位采用同一种弹条，减少了弹条类型。设轨下橡胶垫板和板下橡胶垫板，双重绝缘。轨距调整量+8mm、-16mm，调高量40mm。在上海地铁2号线东延伸段、天津地铁1号线、北京地铁十三号线、八通线使用。(3)dt2-1型扣件该扣件是在dt2型扣件基础上进行优化和完善的扣件，适用于高架桥。扣件型式与dt2型扣件基本相同，钢轨扣压件仍为18的di弹条，由于在铁垫板上进行了特殊设计，单个弹条扣压力降为5.3kn。轨下垫板采用复合垫板以减小扣件阻力。用螺旋道钉将铁垫板与轨枕（预埋尼龙套管）联结，d弹条直接穿入铁垫板的铁座内，安装方便。除铁垫板和轨下橡胶垫板外，dt2-1型扣件所有零部件均可与dt2型扣件通用互换。dt2-1型扣件的主要技术性能如下：初始扣压力：单个弹条扣压力5.3 kn节点垂向静刚度： 3040 kn/mm工作电阻： 108轨距调整量： +8 mm、-16 mm高低调整量：+30 mm抗横向水平力： 40 kn该扣件目前已完成试验，拟在重庆1号线、杭州1号线使用，国内目前尚未有运营通车的实践。上述三种扣件均符合高架桥上小阻力、大调高量的要求。其中wj-2型扣件通过移动带长圆孔的铁垫板来调整轨距，是一种无级调整方式，轨道平顺度较dt2型扣件采用的有级调整方式更容易保证，该扣件自上海3号线开始应用，现已在上海及其它城市高架线上普遍应用。dt2-1型扣件调高量较低，且尚未有运营通车的实践检验。dt2-1型扣件其采用的弹条为特殊设计的弹条，与本工程地下线dt2型扣件采用的弹条通用性差，本次不做推荐。此外，根据本工程地质特点，线路沿线位于滨海冲湖积平原，地质状况较差、高架桥工后沉降较大的特点，需要采取技术成熟、调高量更大的高架线扣件。综上所述，推荐本工程高架线路一般地段采用wj-2型扣件。4.3正线及辅助线弹性垫板设计优化dt2型、wj-2型扣件都属于弹性分开式扣件，轨下及铁垫板下各设一层弹性垫板。目前国内传统扣件的弹性垫板均采用橡胶材料，如丁苯橡胶或氯丁橡胶等种类。考虑使用寿命、养护维修、减振性能较高等方面因素，本工程推荐采用新型高弹性垫板。高弹性垫板为聚酯类材料，采用高弹性热塑性弹性体，具有高韧性和高回弹性、耐蠕变性、抗疲劳性、耐磨及耐老化性、超长的使用寿命以及优良的减振降噪效果。减振能力为25db。在使用寿命方面优势更明显，可达20年以上，是一般橡胶垫板的23倍。高弹性垫板造价便宜，效果较好，使用寿命长，可节省养护维修工程量。目前在国内城市轨道交通和国铁中应用非常广泛。按常规设计的较高减振地段，约有30%50%可优化采用该减振措施，可节约较多工程投资。目前北京、深圳、杭州、西安、苏州等新建地铁线路均已采用了该措施。4.4扣件防锈防腐处理措施宁波气候潮湿多雨，隧道内也潮湿，存在少量有害气体，轨道金属构件均出现不同程度的锈蚀、腐烂甚至发生扣件锚固螺栓锈蚀折断的情况。轨道交通当前的防锈措施主要为涂油，效率低、成本高，污染环境。因此，根据城市轨道交通运营实践和养护维修经验，对轨道结构金属件进行防锈处理是非常有必要的。目前国内已把防锈处理列为轨道设计常规内容之一。扣件金属表面防锈处理技术主要有达克罗涂层技术、渗锌、多元共渗技术以及多功能防腐复合技术等。研究表明高架线主要是酸性腐蚀，隧道内主要为o3、粉尘、nox、co等非盐雾成分，多元共渗技术造价约2.8万元/km，在满足功能的条件下更经济，而且无有害物质析出，安全环保，国内目前多采用此类技术。因此，推荐采用多元共渗防锈技术。本工程所采用的扣件组件如t型螺栓、螺母、平垫圈、锚固螺栓等均采用多元共渗防锈防腐技术。弹条及铁垫板采用软涂料（superchem）防腐技术。5. 轨枕与道床5.1 轨枕及其铺设标准轨枕是直接承受不稳定重复荷载的轨下基础，它不单纯承受压力，而是三向受力，所以必须具有足够的抗弯、抗剪能力，才能达到坚固、耐久的要求。城市轨道交通采用的轨枕，按照其长度的不同可分为长轨枕和短轨枕，按材质分可分为钢筋混凝土轨枕、合成轨枕、木枕等。根据线路敷设方式、基底结构型式条件、扣件型式、限界、车辆的受电方式等因素进行设计。(1) 预应力钢筋混凝土长轨枕长轨枕采用预应力钢筋混凝土结构，在工厂预制，其混凝土强度等级为c50，横断面为梯形，承轨面设置1：40的轨底坡。轨枕立面预留横向孔，以便道床纵向钢筋穿过，加强轨枕与道床的联结。(2) 钢筋混凝土短轨枕短轨枕采用钢筋混凝土结构，在工厂预制，其混凝土强度等级为c50，横断面为等截面梯形。轨枕底部伸出钢筋钩，加强轨枕与道床的联结。短轨枕设计灵活，能很好的适应扣件型式尺寸和钉孔距的变化，在道岔和部分特殊地段推荐采用钢筋混凝土短轨枕。(3) 复合轨枕复合轨枕具有强度高、使用方便、寿命长的特点，但造价较高，主要用于道岔等薄弱环节。国内已有批量生产，可适当降低造价。根据广州地铁4、5号线道岔铺设经验，在同等条件下采用复合长轨枕较短轨枕每组道岔施工可节省约2天时间。复合轨枕能较好地保持道岔的几何形位，很少出现尖轨不密贴和空吊板的情况，有利于保证道岔施工质量，便于养护维修，并减少养护维修工作量。根据宁波地区工程地质状况，考虑宁波地区软土地质的特点以及轨道结构的整体性和一致性，推荐本工程正线和辅助线地下线采用预应力钢筋混凝土长轨枕，高架线采用短轨枕。在部分辅助线道岔区可采用复合轨枕。(4) 轨枕铺设标准正线及辅助线轨枕铺设标准为1600根(对)/km。5.2 道床选型方案目前，城市轨道交通道床型式主要有整体道床和碎石道床两大类。碎石道床具有弹性好、施工简单、减振降噪效果好、工期短、造价低等优点。缺点是稳定性差，线路易变形，易粉化，易板结，需要经常清筛、换碴、补碴等养护维修作业。因其轨道结构高度较高，占用地下隧道空间较大，排水设施复杂，地下线养护维修工作量大，且养护维修不方便。整体道床具有整体性好、轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、绝缘性好等特点，与碎石道床相比，维修工作量可减少约50%70%。坚固、稳定、耐用、清洁美观，养护维修工作量小。其轨道结构高度小，减少占用隧道的空间，降低高架线轨道自重荷载，节省投资；适应地铁运营时间长、维修时间短的特点。缺点是刚度大、弹性较差、工期长、造价高、振动和噪声大等。城市轨道交通对行车安全和自动化程度要求高，行车密度大，不允许利用列车运行间隔进行维修作业，夜间的维修时间也有限，各国轨道交通的地下线几乎全部采用无碴轨道。我国北京、上海、广州等城市轨道交通的地下线路和高架线路均采用无碴轨道。综上所述，推荐本工程正线及辅助线线路采用整体道床。本工程正线及辅助线整体道床主要包括地下线、高架线、u型结构地段等三种类型。1.地下线整体道床(1)地下线道床国内城市轨道交通地下线整体道床有采用预应力混凝土长轨枕埋入式、混凝土短枕埋入式整体道床和双块式结构整体道床等几种型式。长轨枕埋入式整体道床长轨枕埋入式整体道床是将长轨枕埋在整体道床内，纵向钢筋贯穿长枕，形成一整体。其结构合理，坚固稳定，美观整洁；轨枕在工厂预制，用轨排法施工，进度快，精度易保证，轨枕混凝土强度等级为c50，轨枕内有预留孔，以备道床的纵向钢筋穿过，这不仅可加强与道床的联结，还可以起到排除杂散电流的作用。道床的混凝土强度等级为c30，在道床内布设钢筋，并结合排流筋综合布置。长枕式整体道床设置两侧排水沟。长轨枕采用预应力钢筋混凝土制造，强度高，重量大，稳定性好。对道床的整体性和加强浅埋隧道抗浮可起到一定作用。而且钢轨中间的道床平顺，便于灾害情况下的旅客疏散。上海地铁采用长轨枕式整体道床(两侧水沟)，运营状况良好。短轨枕埋入式整体道床短枕式整体道床由短轨枕、c30混凝土道床及水沟组成。其中短轨枕在厂内预制，底部露出钢筋钩，与道床混凝土，构成一整体道床结构。短轨枕顶面高出道床顶面约30mm40mm，道床表面设3%的横向坡度，以利排水。道床可设双侧排水沟，也可在道床中间设中心排水沟。短枕式整体道床目前在我国城市轨道交通应用较多，其设计、施工技术成熟，结构简单，造价较低，现场施工作业灵活。缺点是施工精度难以保证，施工轨排稳定性及施工速度均较长枕和双块式轨枕差。 双块式轨枕整体道床该道床是由c50混凝土双块式轨枕、c30混凝土道床及水沟组成。该结构是以德国的rheda 2000型为代表的一种无碴轨道，在国铁客运专线中，通过技术引进及再创新，已经开发出了国铁crst-型无碴轨道双块结构道床。该结构采用专门设计的钢桁架，连接两短枕，与现浇混凝土道床之间有效结合，使新、老混凝土界面达到最少，因此其结构整体性较好。双块式结构整体道床可采用轨排法施工，轨排较轻，施工更快捷，精度也较高，而且道床混凝土捣固作业方便，质量易于保证。其缺点是造价较高，养护维修较为困难。与其配套的轨道交通扣件无定型产品，需专门为地铁开发，设计费用比较高，且这种结构型式主要用于高速客专铁路，对于低速地铁，性价比较差。该道床在国铁武广线等线曾应用，但在国内城市轨道交通领域尚无应用实例。上述三种整体道床的综合技术经济比较如表5.2.1：长枕埋入式、双块式轨枕、短枕埋入式整体道床技术经济比较表5.2.1项 目长轨枕埋入式短轨枕埋入式双块式轨枕轨枕高度150180mm170180mm100120mm轨道结构高度560mm560mm520mm技术安全性安全、成熟安全、成熟安全施工性轨排法施工，进度快，有钢筋穿孔灌浆工序轨底坡和轨距精度靠吊轨架保证，施工要求较高轨排法施工，进度快，减少混凝土结合面，整体性更强轨枕经济性230元/根160元/对310元/根应用情况上海北京、广州、南京、哈尔滨杭州地铁已设计，尚未施工综合评价好一般较好综上所述，长枕式整体道床具有结构整体性好、造价适中、适用于地质条件不良地区的特点。无挡肩长轨枕埋入式整体道床可在轨排基地先组装成轨排，然后利用龙门吊轨排施工，施工进度较快，但需要轨排组装基地。而短轨枕式整体道床也可在现场组装或轨排基地组装，但施工难度稍大。双块式结构整体道床性价比较差，轨道交通领域尚无铺设应用实例。因此，根据本工程沿线位于滨海冲湖积平原，地质状况较差、隧道工后沉降较大的特点，地下线推荐采用长轨枕埋入式整体道床。采用轨道减振器扣件地段，因其铁垫板较宽，采用短枕式整体道床。浮置板两端过渡地段需采用中心水沟过渡，也采用短轨枕式整体道床。2.高架线道床(1)高架线道床选型整体道床整体性强，稳定性好，养护维修量小。轨道结构高度小，轨道结构自重轻，克服了碎石道床的缺点。但整体道床对梁的徐变上拱和墩台下沉要求很严，目前国内开通的几条轨道交通高架线中，桥梁的设计和施工对此已有成功的处理技术，取得了较为成熟的经验。高架线碎石道床的优点是弹性好，减振降噪效果好，施工进度快，桥梁变形引起的轨道变化易调整。但其稳定性差，养护维修量大，不美观，轨道高度高，自重大，桥面宽，维修捣固噪音和扬尘较严重，影响环境。本工程高架桥上推荐采用整体道床。目前国内高架桥上整体道床主要有下列两种类型：短枕承轨台式整体道床道床型式与隧道内短枕式整体道床基本相同，纵向做成两带状的整体道床。短轨枕横断面为梯形，侧面留沟，底部伸出钢筋钩，加强与道床混凝土的联结。利用道床两带状承轨台整体道床，外侧自然形成三条纵向沟槽，在梁端部将雨废水排入设在梁端两侧的预埋落水管，引入市政排水系统。自上海3号线采用该道床形式后，目前国内大多数城市的高架轨道交通均采用这种道床结构。该道床短轨枕设置在承轨台上，每块承轨台长约2.5m。道床混凝土强度等级为c40，道床内布置上下两层钢筋，其纵向钢筋兼作排迷流钢筋。为加强道床与梁面联接，需在梁上部埋设垂向钢筋钩。板式轨道板式轨道整体道床主要由预制道床板、调整层及底座等组成。目前比较常用的主要有两种，一种直线电机运载系统板式轨道结构，另一种日本板式无碴轨道结构，即国铁crts-无碴轨道板式结构。广州4号线在国内首次采用板式轨道结构，也是国内首次采用直线电机运载系统。该板式结构主要由预制道床板、ca砂浆调整层、抗剪销组成。秦沈线狗河桥在国内首次采用日本的这种板式无碴轨道结构，经过多年的自主创新，形成了国铁的crts-无碴轨道板式结构。该板式结构主要由预制道床板、ca砂浆调整层、凸形挡台、基础底座组成。板式轨道的优点是整体性好，结构轻盈美观，养护维修比其它无碴轨道结构方便，并且施工速度最快，而且省去大面积的预埋联接钢筋及混凝土支承块的制造和运输，弹性较好，施工简便。缺点是重量较大，工程造价较支承块式承轨台整体道床高，初期建设投资也较高。方案比选板式轨道是一种少维修轨道，其自重较轻，轨道结构高度较低，整体性能较好，在国外广泛应用，我国目前应用较少，仅国铁客专和广州地铁使用过。轨道板作为小型预应力混凝土结构，我国目前在短模后张法生产工艺方面还不成熟，故轨道板的制作须进一步研究。此外，板式轨道的施工工艺要求机械化程度高，专用性强，目前国内尚无此类配套设备，特别是ca砂浆的配料及灌注设备，需引进，初期投资大。故本次设计不推荐。短轨枕承轨台式整体道床自重轻、制作及施工操作简单方便，且工程造价较低，在上海轨道交通3号线率先使用后，国内目前高架线大都采用此种道床，具备一整套设计、施工技术研究成果和实铺经验。综上所述，推荐本工程高架线轨下基础采用短枕承轨台式整体道床。3.u型结构敞开段道床地下线与高架线过渡段，国内一般采用整体道床。但上海等地因敞开段运营一段时间后，差异沉降很大，因此在部分新线设计中采用了碎石道床。两种道床方案如下：(1)整体道床该方案要求u型结构基础采用桩基基础加固，需严格控制结构的工后沉降量。要求过渡段结构与隧道结构和高架桥结构刚度基本一致，轨道结构采用整体道床。这样有利于保证轨道结构的安全性和稳定性，同时便于轨道结构的铺设和运营后的维修。(2)碎石道床u型结构采用碎石道床的优点是地基工后沉降量较大时可采用抬道的方式调整，缺点是增加了养护维修工作量，给维修管理、机具配备都带来不便。而且如果u型结构段坡度较大时，轨道结构在防爬方面也难以保证，对周围环境也造成一定的粉尘污染和噪音影响。本工程u型结构过渡段最大坡度为28，基底结构由结构专业采用桩基进行了加固处理，后期工后沉降可以控制在一定范围，从轨道结构的安全线、稳定性、防爬及养护维修等方面考虑，推荐本工程u型结构采用整体道床。5.3 道床排水设计由于隧道建成后，破坏了原结构物的地下水流规律，隧道成了地下水新的汇集通道，而道床又处于隧道建筑的最下方，产生的静水压力较大，再加上列车动荷载作用下产生的动水压力，促使地下水夹带泥沙、碎石等物从边墙缝、水沟与道床连接缝，冲破道床的薄弱环节，涌上道床表面，造成道床病害，影响轨道结构的性能。排水主要是排除结构渗漏水、消防废水和道床冲洗水等。采用双侧排水沟时，将水沟设于道床外侧，不削弱道床断面，有利于保持整体道床的整体性，避免边墙渗漏水在整体道床内漫流，并可迅速排走边墙渗漏水，保持道床干燥。同时利于消防疏散。道床排水应遵循“防、截、排、堵”相结合的设计原则，达到经济合理。其主要设计原则如下：(1) 隧道内的车站、区间和道岔区均采用道床两侧水沟排水，局部困难地段可考虑中心排水沟设计。(2) 排水沟断面为矩形或半圆形，水沟断面尺寸应以消防废水、道床冲洗水和结构渗漏水流量计算确定。(3) 道床排水沟的纵向坡度原则上应与线路坡度一致，且不应小于2。(4)车站与区间应分段设置排水沟，在各段的实际最低处设置废水泵站，结构渗漏水、轨道冲洗水和消防废水就近排入废水泵站，再用自动潜水泵就近泵入地铁的排水系统。本工程地下线一般地段采用两侧排水沟，水沟宽200mm，水沟沟底至轨顶面高差为400mm。纵向坡度与线路纵坡一致，排水沟型式尺寸按消防用水量设计，道床表面设3%的横向排水坡。为防止废水向道床与结构底板结合处渗漏，排水侧沟及道床与隧道边墙结合处应涂刷防水涂料。废水泵站附近设置轨道汇水坑，坑宽为400mm，坑底标高低于侧沟底60mm。钢弹簧浮置板道床地段在道床底层的基础层设中心排水沟，中心水沟坡度同线路坡度，浮置板下游端利用排水沟纵坡逐渐减小中心水沟深，在适当位置设过轨槽将废水引入道床两侧排水沟，最后将废水导入区间旁通道废水泵站。浮置板道床顶面与隧道壁间的密封条兼做排水沟，在浮置板终点处与普通道床两侧排水沟顺接连通。5.4 道床过渡段及伸缩缝设计不同轨道结构刚度的连接采用过渡段，用以解决因道床刚度突变对轨道强度和旅客乘车舒适度的影响。地下线整体道床，需结合隧道结构缝，每隔12.5m、隧道进出口30m范围内及u型结构地段每隔6m左右设置伸缩缝一处，隧道结构沉降缝处亦应设置道床伸缩缝。伸缩缝应避开轨枕位置，伸缩缝可用20mm厚沥青木板。6. 道 岔道岔是轨道交通的重要设备，直接影响列车的运行安全和运行速度，同时也是线路的薄弱环节，道岔的选型直接影响线路或车站的投资，同时在工务养护维修的工作中，道岔的养护维修也占了较大的工作量，因此对道岔的选型应予以充分的重视，尤其应根据地铁的使用条件与特点，对道岔的结构进行认真的研究，否则将会给道岔的铺设施工及运营后的养护维修造成不便。6.1 道岔选型1.道岔结构型式根据本线运营条件，正线及辅助线道岔均采用60kg/m钢轨9号单开道岔。道岔结构形式的选型重点主要是道岔尖轨形式。国内地铁道岔主要有直线尖轨和曲线尖轨道岔。从运营角度来看，二者均可满足运营要求，两种线形的尖轨道岔均满足大多数城市轨道交通的运营要求，在城市轨道交通中都得到了广泛运用。二者比较如表6.1.1所示。9号道岔直线尖轨和曲线尖轨比较表表6.1.1项目9号曲线尖轨道岔9号直线尖轨道岔优点1. 逆向进岔时较平顺，尖轨尖端轨距加宽量小，直股行车条件好，侧向过岔速度35km/h；2. 尖轨跟端采用弹性可弯结构，结构稳定；3. 道岔长度略短，可节省土建投资；4. 可适用于跨区间无缝线路。1. 左右开道岔尖轨可通用互换，不需分别备料；2. 与国铁道床钢轨件相同，便于养护维修；单点牵引，可节省电务投资。缺点1. 左右开道岔尖轨不通用，需分别备料；2. 尖轨较长，需两点牵引，增加电务投资。1. 逆向进岔走行侧股时冲击角大，辙跟活接头养护维修量较大；2. 侧向过岔速度低：30km/h。3. 尖轨跟端的活接头结构无法冻结，难以用于跨区间无缝线路。从上表比较可以看出，曲线尖轨道床可提供更好的行车条件，且侧向过岔速度较高，列车通过能力更好，更能适应地铁运营发展的要求。目前道岔的技术发展趋势是采用弹性可弯曲线尖轨，并适用于跨区间无缝线路。宁波1号线也采用了曲线尖轨道岔。综上所述，推荐本工程正线及辅助线9号道岔采用曲线尖轨道岔。2.道岔选型国内使用的曲线尖轨60kg/m钢轨9号道岔早期主要有地岔211型、专线9950型，后经改进设计，形成城轨229型、stb-gj-030501型等新型道岔。其中地岔211型目前已为其改进型城轨229型所替代。stb系列新型道岔为综合了前述道岔优缺点的新型道岔，其特点是：(1) 尖轨采用相离型的曲线尖轨，有效延长曲线尖轨使用寿命；(2) 直向通过速度为100km/h，侧向通过速度为35km/h；(3) 道岔长度较短，利于降低道岔和土建工程投资；(4) 高锰钢整铸辙叉与国铁和城市轨道交通已有的9号道岔辙叉相同，可降低制造成本，又便于互换使用。该系列单开道岔（标准图号stb-gj-030501）主要技术标准为：道岔全长28.300m，其中a=12.57m，b=15.73m；导曲线半径r=200m；采用相离型曲线尖轨、弹条型扣件；护轨为分开式，采用50kg/m钢轨制造；道岔不设置轨底坡。本工程配线交叉渡线采用9号道岔4.6m间距交叉渡线（图号stb-gj-030506），在单开道岔标准图的基础上设计，其转辙器部分基本与单开道岔相同；菱形部分采用高锰钢整铸辙叉；电务转换部分与单开道岔相同；轨下基础也采用短枕式整体道床。综上所述，考虑为保持本工程的技术先进、结构合理性，及道岔选型的便利性，降低工程投资，便于施工和养护维修等，同时考虑宁波1号线的道岔选型，本次设计推荐本工程采用stb系列新型道岔。6.2 道岔扣件及道床设计道岔区采用弹条型扣件。国内城市轨道交通道岔轨下基础多采用混凝土短轨枕式整体道床，广州地铁和上海地铁部分线路采用了复合轨枕。短轨枕式整体道床是目前城市轨道交通道岔传统的轨下基础结构形式。短枕内预埋套管，用螺栓将垫板与短枕连接，短轨枕混凝土强度等级为c50，底部伸出钢筋与整体道床连接，整体道床混凝土强度等级c30。其结构简单、造价低，国内有丰富的使用经验，技术较成熟。缺点是道岔组装不太方便，施工速度较慢。道床两侧设排水沟，并与区间水沟顺接。复合轨枕具有强度高、使用方便、寿命长的特点，但造价高，国内已有批量生产，可适当降低造价。根据广州地铁4、5号线道岔铺设经验，在同等条件下采用复合长轨枕较混凝土短轨枕每组道岔施工可节省约2天时间。复合轨枕能较好地保持道岔的几何形位，很少出现尖轨不密贴和空吊板的情况，有利于保证道岔施工质量，便于养护维修，并减少养护维修工作量。考虑本工程的实际情况，推荐正线、辅助线道岔区采用混凝土短岔枕整体道床。若工期和投资允许时，可考虑采用复合长岔枕方案。地下线隧道结构的沉降缝应尽量避开道岔区整体道床范围内。如果确实困难，也严禁落在道岔转辙器部分及辙叉部分。高架线桥梁结构应尽量将道岔区布置于一片梁上，距离道岔区最近的桥梁支座宜设置为固定支座。困难情况下，也严禁将梁缝设置于道岔转辙器部分及辙叉部分。6.3 道岔的电务转换设备道岔设备定货与轨道安装施工等必须与电务转换和锁闭设备相互配套，以保证道岔的正常转换，道岔的转换和锁闭方案由信号专业设计，应充分作好与信号专业的接口工作，根据不同道岔的使用要