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文档简介

《有轨电车轨道设计要求》

(征求意见稿)编制说明

1任务来源、协作单位

1.1任务来源

根据中国城市轨道交通协会发布的《关于下达中国城市轨道交通协会2017年第二

批第二次团体标准制修订计划的通知》(中城轨〔2017〕020号)制定,由中国城市轨

道交通协会低运能系统分会(原现代有轨电车分会)提出,中铁第四勘察设计院集团

有限公司牵头组织有关单位编写《现代有轨电车轨道设计规范》,由中国城市轨道交通

协会标准化技术委员会归口。项目编号:201707-T-023,计划完成时间一年半。

1.2协作单位

本标准由中铁第四勘察设计院集团有限公司主编,苏州高新有轨电车有限公司、

中铁四院集团新型轨道交通设计研究有限公司、上海市城市建设设计研究总院(集团)

有限公司、中国铁道科学研究院参编。

2编制工作组简况

2.1编制工作组及其成员情况

编制组构成如下:

序号单位性质

1中铁第四勘察设计院集团有限公司设计单位

2苏州高新有轨电车有限公司业主单位

3中铁四院集团新型轨道交通设计研究有限公司设计单位

4上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司设计单位

5中国铁道科学研究院科研院所

2.2标准主要起草人及其所做的工作

标准主要起草人及其所做工作如下:

序号单位内容人员职务/职称分工

规范编制策划、

统稿审查、编制

李秋义副总工/正高

前言和第1、3、4

中铁第四勘察设计院组织规范编制、

1负责规范文稿的编制

集团有限公司肖治群高工编制第5、6、7

张世杰正高编制第11章

朱彬正高编制第12章

叶松正高编制第2章

1

唐长根高工编制第8章

郭积程高工编制第9章

张驰易高工编制第10章

耿传飞工程师参编第5章

韦合导高工参编第6章

杨健工程师参编第7章

张政高工编制第13章

审查和校核第1、

中铁四院集团新型轨杨晓宇总工/正高

参与规范文稿的审查和2章

2道交通设计研究有限

校核审查和校核第3、

公司张嘉峻副总工/高工

4章

审查和校核第5、

上海市城市建设设计徐正良总工/正高

参与规范文稿的审查和6章

3研究总院集团有限公

校核审查和校核第7

司苗彩霞高工

审查和校核第8、

王梦研究员

参与规范文稿的审查和9章

4中国铁道科学研究院

校核审查和校核第13

赵勇副研究员

审查和校核第

韩建良副总经理/正高

苏州高新有轨电车有参与规范文稿的审查和10、11章

5

限公司校核审查和校核第12

李京增高工

3起草阶段的主要工作内容

3.1立项阶段

2017年7月,由中铁第四勘察设计院集团有限公司、苏州高新有轨电车有限公司

等13家单位共同向中国城市轨道协会提交《现代有轨电车轨道设计规范》团体标准项

目申报书。

2017年9月至11月中国城市轨交通协会标准化技术委员会组织对包括《现代有

轨电车轨道设计规范》等37项团体标准提案的函审审查。根据函审专家意见,《现代

有轨电车轨道设计规范》通过立项审查。

3.2起草阶段

2018年1月,召开标准编制组工作启动会及第一次工作会议。会议确定了《现代

有轨电车轨道设计规范》编制计划和工作方案,成立标准编制工作组,确定标准编制

分工,讨论初稿目录、章节、内容等。

2018年2月至2018年6月,起草单位编制工作大纲,并经过讨论和内部审查形

成了正式的编制大纲。

2018年7月至2020年6月,主编单位编制完成了团标草稿,并完成内部审查。

2020年7月,主编单位工作组将草稿并发给各参编单位,按照编制工作大纲中明

2

确的编制任务分工函审,主编单位根据反馈的意见进行了修改和完善后形成了征求意

见稿初稿。

2020年8月,标准编制工作组对征求意见稿初稿进行了起草组内意见征集。

2020年9月至2020年11月,主编单位组织各参编单位召开标准编制第二次工作

会议,根据初稿征集的意见和评审意见形成征求意见第一稿。

2020年12月,编制组组织行业内专家对征求意见第一稿进行了审核,并根据审

核意见进行了修改,形成了本文件的征求意见第二稿,并提交中国城市轨道交通协会

标准化技术委员会。

2021年1月~6月,编制组按照协会标委会的要求对草案稿进一步修改完善形成

征求意见稿;8月,协会标准部形式审查意见提出,鉴于“有轨电车”该用语为《城

市轨道交通工程基本术语标准》(GB/T50833—2012)国家标准中规定的一般术语,建

议将本标准名称修改为《有轨电车轨道设计规范》,编制组一致同意根据标准部意见将

本标准的名称由《现代有轨电车轨道设计规范》变更为《有轨电车轨道设计规范》。2021

年12月再次提交协会标委会准备进行征求意见。

2022年1月~2024年3月,编制组根据协会标委会和低运能系统分会的形式审查

意见持续完善标准草案稿,于3月下旬形成正式征求意见材料并报低运能系统分会。

4标准编制原则及与国家法律法规和强制性标准及有关标准的关系

4.1标准编制原则

a)遵守国家有关法律、法规;

b)符合国家强制性标准的要求;

c)与现行国家标准、行业标准相协调;

d)编制格式统一、规范,符合GB/T1.1—2020要求;

e)符合《中国城市轨道交通协会团体标准管理办法》(修订)要求;

f)充分借鉴国内外有轨电车轨道设计、施工、运营方面的实践经验,吸纳有轨电

车科技进步和发展成果。

4.2与国家法律法规和强制性标准及有关标准的关系

本标准主要规定了有轨电车轨道设计的总则、术语、基本规定、钢轨及配件、正

线有砟轨道、正线无砟轨道、车辆段轨道、道岔、钢轨绝缘包裹系统、无缝线路、有

缝线路和轨道附属设施及常备材料等内容,属于专业规范,不涉及国家法律法规和制

性标准。

4.3与上位标准或其他相关标准相比较,主要技术指标的不同点

相关领域目前暂无相应标准,属于首次编制,因此也不会与其他标准产生冲突。

本标准与既有的《城市有轨电车工程设计标准》(CJJ/T295-2019)和《铁路轨道

设计规范》(TB10082)的差异性主要体现在以下方面:

(1)标准范围不同

《城市有轨电车工程设计标准》的范围为有轨电车工程各专业的系统性技术标准,

3

规范并不专门针对轨道系统制定。《铁路轨道设计规范》适用于标准轨距高速铁路、城际

铁路、客货共线Ⅰ级和Ⅱ级铁路、重载铁路的轨道设计,而本标准的范围限定在最高运行

速度不大于70km/h、标准轨距钢轮钢轨系统的有轨电车轨道系统范围内,规范的所有内容

都是针对该制式下的有轨电车轨道系统设计的相关技术标准,是现代有轨电车规范体系下

的专项规范体系。

(2)结构体系不同

《城市有轨电车工程设计标准》关于轨道系统的相关技术标准相对简略。而本标准

的框架体系则全部围绕轨道系统的一般性规定、轨道部件、各类型轨道结构和无缝线路设

计等内容具体展开,内容的专业性和针对性更强。

(3)内容的系统性和完备性差异

《城市有轨电车工程设计标准》虽然是针对有轨电车设计的技术标准,但是对于轨

道系统的技术要求并不全面,且对运营经验吸收在时间上存在一定滞后性。而本标准力求

尽量吸收已投入运营有轨电车轨道系统的实践经验,深入分析各城市有轨电车轨道设计标

准制定的原则,以求设计标准更加客观,在轨道系统的设计标准方面更具有全面性和代表

性。

(4)本标准在编制过程中参考了以下标准:

GB/T50833城市轨道交通工程基本术语标准

GB50490—2009城市轨道交通技术规范

GB50010混凝土结构设计规范

TB10015铁路无缝线路设计规范

TB10082铁路轨道设计规范

TG/GW102普速铁路线路修理规则

TB10005—2010铁路混凝土结构耐久性设计规范

JT/T1091—2016有轨电车试运营基本条件

建标104—2008城市轨道交通工程项目建设标准

CJJ/T295-2019城市有轨电车工程设计标准

5标准主要技术内容的论据或依据;修订标准时,应增加新、旧标准水平的对比情况

5.1标准主要技术内容的论据或依据

(1)钢轨选型要求的确定

钢轨选型应充分考虑现代有轨电车系统的特点,满足轮轨匹配关系,并兼顾其生

产、制造、运营及与道路硬化、景观绿化的协调,同时保证轨道具有良好的动力响应

特性和稳定性,在长期运营中保持良好的平顺性,减少养护维修工作量并延长使用寿

命。目前可供选择的钢轨类型主要有CHN系列工字型钢轨和槽型轨。

槽型轨由于自带轮缘槽结构,可最大限度的实现表面绿化,取得良好景观效果;

用于混行道时,轨道与公路路面容易衔接,改善了机动车的行车条件,与城市交通具

有更好的兼容性。

4

根据调研,目前国内大连有轨电车、北京西郊线采用60R1槽型轨,沈阳浑南、南

京河西、成都新津有轨电车采用59R2槽型轨,苏州、珠海、广州、武汉等城市均采用

了60R2槽型轨。59R2、60R2与59R1、60R1槽型轨断面的主要区别是轨头轮缘接触圆

弧半径由10mm改为13mm、轨顶圆弧半径由225mm改为300mm,并设置了1:40轨

顶坡,该踏面能与车轮踏面曲线较好的吻合,有利于改善轮轨接触关系、减缓轮轨磨

耗,因此,欧洲新建有轨电车主要采用59R2、60R2槽型轨。城市区域线路对景观要求

高,需与城市交通兼容,因此,城市区域线路正线及配线宜采用25m定尺长60R2或

59R2槽型轨,郊区线路经过比选可采用工字钢轨以节约工程投资。

车场线运行空载列车,速度又低,采用50kg/m钢轨。试车线同正线标准一致。

对于钢轨材质选择,U75V钢轨虽比U71Mn钢轨价格高,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,正线及配线宜采用

U75V热轧钢轨。小半径曲线地段及纵坡较大地段钢轨的磨耗是影响钢轨使用寿命的主

要因素,经采取在线热处理措施可以延长钢轨使用寿命。车场线运行空载列车,速度

又低,采用U71Mn钢轨。

(2)有砟轨道轨枕配置要求的确定

有砟轨道轨枕配置标准需与运营条件相适应,并与轨道各部件合理匹配,以求在

最经济的条件下保证轨道具有足够的强度和稳定性。

我国混凝土枕可分为Ⅰ型、Ⅱ(新Ⅱ)型、Ⅲ型枕。不同类型的混凝土枕,其设

计使用条件各不相同,承载能力也不同。新Ⅱ型枕与Ⅰ型枕相比,其轨下断面承载能

力提高了13%,枕中断面负弯矩承载能力提高了40%;Ⅲ型枕与新Ⅱ型枕相比,其轨下

断面承载能力提高了43%,枕中断面负弯矩承载能力提高了65%。随着我国客货运量及

行车速度的提高,Ⅰ、Ⅱ型枕不能满足运营需求,目前已不再使用,新Ⅱ型和Ⅲ型枕

成为目前我国主型轨枕。因此本规范根据有轨电车运营条件规定正线有砟轨道轨枕宜

采用新Ⅱ型钢筋混凝土轨枕,小半径或大坡道地段可采用强度较高、重量较大、纵横

向阻力较大的Ⅲ型钢筋混凝土轨枕。

轨道在曲线、大坡道地段的工作条件比平直线地段差,承受的外力也比较复杂,

故轨道在曲线、大坡道地段均应加强。Ⅲ型混凝土枕由于强度较高,重量较大,纵、

横向阻力较大,根据实际使用经验,不需增加铺设根数亦能满足曲线、陡坡地段的使

用要求。但新Ⅱ型混凝土枕重量轻,道床纵、横向阻力较小,在曲线、陡坡地段需要

通过增加轨枕的铺设根数,来增大轨道的纵、横向阻力,减少钢轨和道床应力,保持

轨道的稳定和提高轨道强度。

曲线地段轨枕配置数量,列车通过曲线时,由于钢轨受垂直力和水平力的偏心作

用,将增大钢轨的应力,其增大值与曲线半径的大小成反比。因此对各类轨道曲线加

强的临界半径作了统一规定,根据横向水平力与曲线半径的关系,从600m半径开始

加强是合适的。

大坡道地段轨枕配置数量,在坡度大于20‰的坡道上,上坡时需加大列车牵引力,

5

下坡时需经常制动,这些均将增加作用在钢轨上的纵向力,引起轨道的爬行,坡度越

大,轨道爬行越严重。故要求在坡度大于20‰的坡道上增加轨枕铺设数量,增强轨道

的抗爬能力。

轨枕加强标准的确定,轨枕加强地段每千米所增加的轨枕根数一般根据轨枕及扣

件抵抗纵、横变形能力及防止钢轨爬行能力综合确定。轨枕外形尺寸及自重不同,在

道床中抵抗纵、横向变形的能力也不同,有关实测资料表明,Ⅲ型混凝土枕每千米的

配置根数比新Ⅱ型混凝土枕少80根,但其道床的纵、横向阻力仍大于新Ⅱ型混凝土枕。

扣件的扣压力越大,轨道的防爬能力越强。由于混凝土枕主要采用弹性扣件,一般每

个弹条的扣压力为8~11kN,其抗爬行能力比较强,实践证明,新Ⅱ型混凝土枕每千

米增加80根是合适的。

轨枕最多铺设根数要考虑轨道加强和养护维修的要求。从加强轨道整体结构方面

考虑,轨枕根数配置多一些有利,但从轨道养护维修的要求以及保持轨道的弹性均匀

方面考虑,轨枕的配置根数不宜过多。设计时要考虑养护维修捣固作业所要求的轨枕

净距,以及道床阻力受道床肩宽、轨枕埋深、密实度、脏污程度等因素影响时变化范

围较大的情况,因此规定新Ⅱ型混凝土轨枕每千米的最多铺设根数为1840根。

(3)道床配置要求的确定

有砟道床小曲线半径地段,列车通过时轮轨横向力增大,影响轨道横向稳定性,

曲线外侧需要增加道床横向宽度。因此,本规范规定无缝线路曲线半径小于800m、

有缝线路曲线半径小于600m的地段,曲线外侧道床顶面宽度应增加0.10m;曲线半

径小于200m的地段,曲线外侧道床顶面宽度可增加0.20m。

道床边坡坡度是指道床两侧坡面与水平面之间的坡度。为了保持道床结构在列车

循环振动下的稳定性,以减少养护维修工作量,道床及堆高道砟需有适当的边坡坡度。

根据我国铁路长期运营经验和目前养护条件,规定道床边坡坡度为1:1.75。

砟肩堆高是提高轨枕横向阻力,提高线路横向稳定性最经济、最有效的手段。根

据砟肩堆高与横向阻力关系的测量结果以及多年的实践经验,砟肩堆高后横向阻力一

般能增加20%左右。根据TB2098《无缝线路铺设及养护维修标准》规定砟肩堆高15cm,

实践表明这一堆高值便于保持及养护维修,故本规范规定无缝线路道床两侧砟肩堆高

15cm。

(4)轨道设计载荷的确定

无砟轨道结构弹性主要来自扣件系统的弹性垫板,有砟轨道弹性除来自扣件系统

外还由碎石道床提供,有砟轨道相对无砟轨道其刚度较小,且列车荷载作用下轨道结

构垂向变形也有一定的差异。为使有砟轨道与无砟轨道间刚度均匀过渡,无砟轨道与

有砟轨道之间应设置轨道结构过渡段。

根据不同荷载图式的理论计算分析结果,无砟轨道结构设计荷载采用集中荷载图

式。考虑到有轨电车无砟轨道主要为钢筋混凝土结构,其结构或部件一旦损坏,修复

相对困难,在确定竖向设计荷载时,采用较大的强度安全储备是必要的,因此,竖向

6

设计荷载中的动载系数取2.0。横向设计荷载根据静轮重及容许的最大脱轨系数0.8

确定。列车疲劳检算荷载供无砟轨道结构设计疲劳检算中的计算使用,通过借鉴国家

铁路无砟轨道的有关设计理论和设计方法及无砟轨道结构轮轨作用力测试数据的数理

统计分析结果,有轨电车无砟轨道竖向疲劳检算荷载取为静轮载的1.5倍,横向疲劳

检算荷载取静轮载的0.4倍。

(5)道岔配置要求的确定

道岔是控制行车速度的关键设备,正线道岔直向允许通过速度不应小于区间设计

速度,侧向允许通过速度应满足列车通过能力和折返能力的需要。道岔侧向允许通过

速度主要受道岔构造因素影响,如尖轨冲角和导曲线半径限速。现代有轨电车工程中,

正线线路平面曲线半径一般不宜小于50m,当道岔导曲线半径R取50m,允许未被平

衡加速度为0.5m/s2,允许侧向通过速度为18km/h。车辆段线路布置时,若场地情

况紧张时,可以选用梯形道岔以节约用地,满足场段布置。

采用埋入式轨道结构的道岔养护维修极其困难,因此应尽可能的降低养护维修的

可能性。整体型转辙器及辙叉采用机加工成型工艺,部件少,精度极高,岔区平顺性

较好,可有效降低岔区的轮轨冲击,同时采用高强度合金钢又提高了转辙器及辙叉的

强度,延长了使用寿命。

菱形交叉最小角度为保证车辆轮对中两轮子不同时处于辙叉有害空间的最小角度,

小于此角度,行车安全无法保证。菱形交叉最大通过速度与车辆轮对参数及线路线形

形成的菱形交叉交角有关。

5.2修订标准时,应增加新、旧标准水平的对比

本标准为首次编制。

6主要试验(验证)的分析、综述报告,技术经济论证,预期的经济效果

6.1主要试验分析

本标准在编制过程中,扣件、轨枕、道岔、道床等轨道结构的各项技术要求得到

了苏州、广州、南海等城市有轨电车建设过程中的各项试验验证。

(1)扣件系统节点静刚度

通过对有轨电车无砟轨道扣件组装进行静刚度测试,验证有轨电车扣件工作性能。

试验测试得到了扣件系统节点疲劳前静动刚度、动静刚度比及疲劳后静刚度变化

率检验结果见下表。

疲劳试验前300万疲劳试验后

静刚度动刚度动静静刚度静刚度

1#扣件

(kN/mm)(kN/mm)刚度比(kN/mm)变化率(%)

38.6249.031.2744.2212.43

扣件静刚度试验报告与本部分标准一致。

(2)轨道对地绝缘电阻测试试验

通过对有轨电车走行轨对地过渡电阻值测试,验证有轨电车轨道系统的绝缘性能。

7

测试得到了走行轨对地过渡电阻值结果。

走行轨对地过渡各区段测试结果

电阻值32.566Ω∙km31.433Ω∙km32.286Ω∙km

轨道对地绝缘电阻试验报告与本部分标准一致。

6.2综述报告

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