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轨道型式及设计要点,目录,一、轨道系统组成及型式二、轨道系统结构及特点三、轨道系统设计要点,2,.,一、轨道系统组成及型式,3,.,1、轨道定义轨道是轨道交通的主要设备，除引导列车运行方向外，还直接承受列车的竖向、横向及纵向力，因此轨道结构应具有足够的强度，保证列车快速安全运行。地铁是专运乘客的城市轨道交通，轨道结构要有适量的弹性，使乘客舒适。钢轨是地铁列车牵引用电回流电路，轨道结构应满足绝缘要求，以减少泄漏电流对结构、设备的腐蚀。,（一）轨道系统组成及型式,2、主要轨道设备轨道-路基面以上的线路部分，由钢轨及配件、扣件、轨枕、道岔、伸缩调节器、安全设备、附属设备等组成,（一）轨道系统组成及型式,2.1钢轨及配件：支承、导向并提供牵引力和制动力。目前城市轨道交通中使用的钢轨主要有三种：槽形钢轨：多用于有轨电车的街道轨道，使用后路面与钢轨在同一平面，基本不影响城市其它交通运输。如香港屯门地铁、欧洲有轨电车等中有使用，是一种重新兴起轨道。双头钢轨：19世纪曾经应用过，现已基本淘汰；平底钢轨：现在普遍使用的工字钢轨。我国铁路中钢轨主要有：50、60、75kg/m几种，城市轨道中一般正线尽量采用60轨，可增加轨道稳定性、增加牵引电流回流断面，减少杂散电流。车场线、停车线等可用50或更低的钢轨。,（一）轨道系统组成及型式,2.1钢轨及配件地铁正线一般采用60kg/m轨，车辆段一般采用50kg/m轨钢轨主要有U71Mn、U75V两种材质，强度等级和硬度不同配件主要指接头夹板、接头螺栓50kg/m60kg/m钢轨接头异型轨,（一）轨道系统组成及型式,2.2扣件：保持及调整轨道几何状态、提供弹性及绝缘按扣压件的弹性特征：刚性/弹性扣件按轨枕与钢轨的联结方式：不分开式/分开式扣件按扣件横向受力：轨枕有挡肩/无挡肩扣件按弹性扣压件形式：弹条式/弹片式扣件按弹条紧固方式：有螺栓/无螺栓弹条扣件,（一）轨道系统组成及型式,2.3轨枕：扣件安装的基础；将钢轨作用力传递至道床常用的主要有木枕、混凝土枕两大类木枕通常采取浸油防腐处理，分类(160220mm)、类(145200mm)、木岔枕(160240mm)混凝土枕：普通钢筋混凝土短轨枕、预应力混凝土轨枕其它轨枕：树脂枕、宽枕、双块式轨枕、梯形轨枕、轨道板,（一）轨道系统组成及型式,2.4道岔：两股轨道在平面上的重叠区，一股道向另一股转换主要由转辙器、辙叉及导曲线部位三部分组成尖轨类型有直线型、曲线型；辙叉有固定型、可动心轨型地铁常用的有60kg/m钢轨9号单开道岔及交叉渡线，50kg/m钢轨7号单开道岔及交叉渡线,（一）轨道系统组成及型式,2.5伸缩调节器：以变形释放温度力的设备一般用在无缝线路高架桥道岔两端及大跨梁上分单向及双向两种，双向即两组单向的组合,（一）轨道系统组成及型式,2.6轨道安全设备(车挡、防脱轨设备)车挡按缓冲能力分为固定式、缓冲式缓冲式分为滑动缓冲式、液压缓冲式车挡按撞击部位分车钩撞击式、车轮阻挡式,（一）轨道系统组成及型式,2.6轨道安全设备(车挡、防脱轨设备)防脱轨、防掉道二大类,（一）轨道系统组成及型式,2.7附属设备(线路标志、道口板),线路标志：公里标、百米标、坡度标、曲线要素标、道岔编号标等(与工务有关的)信号标志：限速标、停车标、终点停车标、警冲标,（一）轨道系统组成及型式,2.7附属设备(线路标志、道口板),平交道口：预制道口板、现浇整体道口、沥青混凝土道口、橡胶道口板,（一）轨道系统组成及型式,3、轨道几何尺寸及参数,（一）轨道系统组成及型式,轨距及加宽轨底坡曲线超高轨枕布置间距轨道结构高度轨道不平顺,3.1轨距及加宽：标准轨距1435mm，小半径曲线根据转向架通过需要考虑加宽,（一）轨道系统组成及型式,3.2轨底坡：需考虑轮轨动态匹配；国内一般采用1/40、国外用得较多的是1/20；一般可通过轮轨磨耗“光带”判断其合理性,（一）轨道系统组成及型式,3.3曲线超高：用于平衡离心力；国内传统地铁最大超高120mm、欠超高61mm；国铁最大超高150mm，欠超高75mm,（一）轨道系统组成及型式,3.4轨枕布置间距：即扣件间距，关系到轨道系统的强度、变形、平顺性、扣件及轨枕数量等，正线一般采用600、625mm,（一）轨道系统组成及型式,3.5轨道结构高度碎石道床：176(钢轨)+12(弹性垫板)+200(轨枕)+250(面碴)+200(底碴)=838mm(左右股钢轨处较小值),（一）轨道系统组成及型式,3.5轨道结构高度矩形隧道：176(钢轨)+42(扣件)+170(轨枕)+172(混凝土道床)=560mm,（一）轨道系统组成及型式,3.5轨道结构高度马蹄形隧道：一般650mm（轨面至隧道建筑限界最低点的高差）,（一）轨道系统组成及型式,3.5轨道结构高度圆形隧道：最低740mm，或800mm（轨面至隧道建筑限界最低点的高差）,（一）轨道系统组成及型式,3.5轨道结构高度高架桥：最小一般取500mm：176(钢轨)+42(扣件)+170(轨枕)+112(混凝土道床)，或520mm,（一）轨道系统组成及型式,3.6轨道不平顺：由轨道变形即轨道几何状态变化产生,（一）轨道系统组成及型式,水平不平顺,高低不平顺,轨向不平顺,3.6轨道不平顺：产生的原因：轨道施工、列车荷载作用下轨道结构残余变形、磨耗、维修、下部土建基础变形等速度越高，要求越严格,（一）轨道系统组成及型式,3.6轨道不平顺：分类：正线、其它线、整体道床、碎石道床、道岔区、曲线(正矢)北京地铁轨道维修“整体道床轨道静态几何尺寸容许偏差管理值”：,（一）轨道系统组成及型式,3.6轨道不平顺：静态采用专用量具测量动态采用轨检车检查,（一）轨道系统组成及型式,二、轨道系统结构及特点,30,.,1道床结构：轨枕的基础，将荷载均匀分散至下部结构碎石道床：道砟分层及各层的厚度、道砟边坡坡度、砟肩宽、砟肩堆高,（二）轨道系统结构及特点,1道床结构：轨枕的基础，将荷载均匀分散至下部结构整体道床：一般采用现浇钢筋混凝土结构,高架线,地下线,地下线,（二）轨道系统结构及特点,2无缝线路：将25m标准轨接头焊接，消除轨缝分固定区、伸缩区、缓冲区根据低温时的钢轨强度及断轨宽度、高温时胀轨失稳的计算来确定锁定轨温无缝线路维修作业有严格规定，如：直线及R2000m曲线在实际锁定轨温10范围内操作基本无限制高于实际锁定轨温20以上禁止任何作业低于实际锁定轨温20以上禁止更换钢轨或接头螺栓,（二）轨道系统结构及特点,3减振轨道设备及结构按减振环节及减振效果划分：钢轨减振(阻尼钢轨类/减振接头夹板)轨下减振(减振扣件类)枕下减振(弹性轨枕类)道床下减振(浮置板类),（二）轨道系统结构及特点,3减振轨道设备及结构设备类：钢轨阻尼、减振接头夹板、剪切型/压缩型减振扣件、先锋扣件、钢弹簧隔振器等结构类：弹性轨枕、梯形轨枕、浮置板道床等,（二）轨道系统结构及特点,4轨道系统的特点基础性、标志性系统：轨道是列车安全平稳运行的基础；没有轨道就不成其为“轨道交通”，“轨通”是建设里程碑无备份系统：每条线均没有备用轨道系统，系统安全通过冗余储备及严格的养护维修来保障兼具设备与土建双重特性：钢轨、扣件、道岔、轨枕、减振部件等为厂制产品，具有全线性、重复性、可维修更换等设备系统特征；混凝土道床等轨下基础类似土建结构，不可更换振动噪声控制的关键系统：轮轨振动与噪声是轨道交通系统最大的振动噪声源，也是采取振动噪声控制措施的最有效部位，轨道减振是轨道系统的重点、难点,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：线路、限界、轨旁、车辆、行车、隧道、路基、桥梁、建筑、通信、信号、给排水、杂散电流、供电、接触轨/网、车辆段站场、工艺、人防、屏蔽门、环保、概算等,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,5涉及的专业：,（二）轨道系统结构及特点,三、轨道系统设计要点,48,.,1主要设计内容：研究工程特点及设计重点、制定设计原则、确定几何参数、设备选型、结构设计、减振方案设计、工程量统计、接口协调、施工配合、其它工作2设计阶段：可研、总体设计(方案设计)、初步设计、设备招标设计、施工招标设计、施工图设计、施工配合、运营配合3规范体系：设计、产品测试及检验、施工及验收、养护维修4分支领域：轮轨关系、扣件、轨枕、道岔、无缝线路、轨道结构、振动与噪声、定额与造价、施工、养护维修5专业设计特点：四易四难,（三）轨道系统设计要点,1.1工程特点及设计重点：工程条件及用户需求的差异化第1条线追求低风险、快速建成，不追求创新延伸线或后继线追求一致性或创新性低成本高标准独特的制式或设计标准、设计规范独特的投融资模式(BOT/PPP)及建设模式(设计施工总包)独特的敷设方式、线路条件、沿线条件、工期条件等特殊的地质条件如地裂缝、断裂带、岩石层、软弱层等特殊的要求如高平顺性、免维修、混行、绿化、零轨缝、不采用套靴减振等特殊节点如分叉、远期改线、下穿、限界不足、异常敏感点等,（三）轨道系统设计要点,1.2设计原则：普遍原则+特殊原则普遍原则：(基本要求)强度、稳定性、耐久性、适量弹性；列车安全、平稳、快速运行和乘坐舒适(外部)与线网及其它系统的和谐及匹配(内部)质量均衡、弹性连续、结构等强、合理匹配(系统)少维修、标准化、系列化(单独强调)与环境的协调特殊原则：与工程特点及用户需求相关,（三）轨道系统设计要点,1.3几何参数：轨距及加宽、轨底坡、曲线超高、轨枕布置间距、轨道结构高度等A、B型车按设计规范，其余车型根据车辆供应商特殊要求及最大轴重、最高设计速度等研究确定关键点在于轮轨关系的动态匹配,（三）轨道系统设计要点,1.4设备选型：厂制设备(产品)钢轨及连接件、扣件、轨枕、道岔、钢轨伸缩调节器、车挡、道口、护轨等已定型设备需考虑工程适用性新研制设备需经过论证、研究、试制、试组装、试验、试铺、鉴定、正式铺设的程序,（三）轨道系统设计要点,1.5结构设计：现场施工安装的分项工程各类道床结构设计、无缝线路设计等应满足强度、变形、可靠性、耐久性、接口等要求1.6减振方案设计：减振轨道设备选型及结构设计1.7工程量统计：初设与定额的一致性；施设与施工的一致性1.8接口协调：不漏项、不重复；各阶段动态跟踪1.9：施工配合：确保实现设计意图、意外情况处理1.10：其它工作：调研、专题、科研、谈判、评审等,（三）轨道系统设计要点,2不同设计阶段的重点：可研：侧重于工程的技术及经济可行性；主要根据工程特点研究确定轨道系统技术原则与标准，提出可行的主要技术方案构想总体设计(方案设计)：根据可研的原则和标准，提出初设的提纲和框架，侧重于总体方案及接口关系的确定初步设计：在总体设计的基础上，确定轨道系统主要方案，与相关专业的接口应在初步设计方案中落实，工程特殊点及难点在方案中有充分论述和体现设备招标设计：侧重于设备采购的详细类型、规格、数量、供货技术条件,（三）轨道系统设计要点,2不同设计阶段的重点：施工招标设计：侧重于设备安装的详细清单及技术要求、不同的轨道结构及其施工及验收技术要求、工程量(深细度视情况而定)等施工图设计：设备安装图及技术要求、轨道结构施工详图、铺轨综合图、工程数量详细清单施工配合：施工技术交底、新技术、关键节点和难点的首次检查及动态跟踪、施工误差及事故处理、设计变更、验收运营配合：建设期间遗留问题及运营初期出现问题的配合解决、养护维修技术标准的配合制定,（三）轨道系统设计要点,3.1设计规范体系：,（三）轨道系统设计要点,3.1设计规范体系：,（三）轨道系统设计要点,3.2产品测试及检验规范体系：,（三）轨道系统设计要点,3.3施工及验收规范体系：,（三）轨道系统设计要点,3.4养护维修规范体系：,（三）轨道系统设计要点,3.5其它：地铁设计规范正在修编轻轨设计规范有轨电车设计规范市域快速轨道交通设计规范直线电机轨道交通设计规范跨坐式单轨交通设计规范北京地铁设计标准正在编制地下铁道工程施工及验收规范需修编,（三）轨道系统设计要点,4分支领域：轮轨关系：即轮轨匹配；安全可靠性、平顺性、磨耗、经济性、与其它系统及分支领域的关联性等扣件：弹条、铁垫板、弹性垫板；力与变形、材料与工艺；可靠性、经济性轨枕：钢筋混凝土、预应力混凝土；力与变形道岔：复杂的几何关系；材料与工艺；经验积累无缝线路：高架桥无缝线路及无缝道岔；力与变形轨道结构：无砟轨道结构、新型轨道结构振动与噪声：基本理论与知识定额与造价：性能成本施工：基本的方法、标准、成本养护维修：基本的标准、设备、方式、方法、成本,（三）轨道系