4 地铁与轻轨轨道工程

2）桥上无碴轨道结构防止迷流措施 ①采用高绝缘扣件； ②在钢轨和基础之间设置绝缘性能良好的聚合物砂浆层； ③采取排除防迷流措施（基础钢筋焊接形成排迷流网）； ④采用绝缘性能良好的桥梁支座。
3）桥上无碴轨道结构无缝线路 ①温度变化或桥梁随车辆荷载产生挠曲时，桥面与长钢轨 产生相对位移而产生附加力。
⒈扣件设计原则 （1）具有足够的强度、扣压力 和耐久性 （2）在高架桥无砟、无枕的轨 道上，扣件还必须有一定弹性 （3）结构力求简单，尽量标准
化，通用性好，造价低 （4）对于扣件的铁部件应作防 腐处理
⒉扣件的技术性能
（1）调整量 地铁整体道床上的扣件，轨距调整量+8mm、-12mm，高低 调整量+10mm。 轻轨高架线路，轨距调整量适当加大，轨距调整量为 +14mm，-22mm，高低调整量为+30mm。
（1）DTI型扣件 弹性分开式


弹性扣板，六边形轨距块， 调距量+8、-12mm，高低 调整量为-5、+10 。 橡胶垫板，8mm塑料垫板。 预埋玻璃钢套管。 北京地铁二期工程采用。
（2）DTIII 、DTIV 型扣件
均为弹性分开式，结构形式相同。

轨距块调整轨距 橡胶垫板减震绝缘 玻璃钢套管增加螺 旋抗横向力刚度 北京地铁复八线 用DTIV 、上海 地铁一号线用 DTIII 。
①地面线直线段碎石道床顶面宽度为3m，车场线为2.9m, 半径≤400m的曲线地段外侧应加宽0.1m。 无缝线路及安装接触轨（分岔处）一侧应加宽，为增加横 向稳定性，道床肩宽不应小于300mm。 道床边坡均为1:1.75。
②在R<600m（无缝R<800m ）的曲线段，曲线外侧道床肩 部加宽0.1m ③路肩宽一般0.45~0.5m。特殊地段，为减少用地，可选为 0.4m。双线路基为方便排水，路基中部应设置路拱。
扣件的绝缘部件工作电阻应大于108Ω 。 （5）垂向和横向静刚度 横向静刚度应为220~600kN/cm。
根据车辆轴重及减振要求，扣件垂向静刚度为200~290kN/cm，
（6）扣件（疲劳）强度 扣件垂向受力55kN，横向受力40kN状态下，经过200~300 万次疲劳试验，零件无损坏及磨耗。
⒊地铁线路扣件
第二节 钢轨
一、基本性能要求：
足够的强度和韧性 合理的抗弯性能 较高的抗磨抗疲劳
良好的可焊性
光滑平顺的外观
钢轨外形基本一致，断面为工字型（利于抵抗挠曲变形）， 分为轨头、轨腰和轨底。
二、选型
国内钢轨类型主要有75kg/m、60kg/m、50kg/m、 43kg/m和38kg/m五种类型。
长度有12.5m和25m，轨道交通采用25m。随着铁路发 展及钢轨生产技术提高，钢轨定尺不断增加，国内已能够 生产50m、100m钢轨。

（3）DTVI 型扣件 弹性分开式

扣压件为φ18弹簧钢弹 条。轨下和铁垫板下分 设10、16mm圆柱型橡 胶垫板，减震好。

青岛、沈阳和上海地铁
二号线使用。
（4）DTVII 型扣件 弹性分开式 适用于54kg/m钢轨和整体式道床，用于一般减振地段。我 国设计，伊朗德黑兰地铁枕式整体道床用
（5）轨道减震器扣件 弹性分开式 适合于整体道床，较高减振地段（高架段居民区）。
1-T型螺栓； 2-弹系； 3-上垫板； 4-硫化橡胶； 5-轨下衬垫（塑料）； 6-下铁垫板； 7-垫板螺栓； 8-垫板衬垫
④技术指标： a.垂直静刚度8.46kN/m； b.结构设计合理，30kN横压疲 劳荷载，各部件良好； c.减振效果好； d.绝缘性能好，洒水状态电阻 满足要求。
（3）wj-1型扣件
⒋轻轨线路常用扣件 （1）轻轨I型扣件 ①通过B型弹条4和T形螺 栓1等紧固钢轨；
②结构简单、安装方便， 通用性好，造价较低。
1-T型螺栓； 2-螺母； 3-平垫圈； 4-B型弹系； 5-T型螺栓插入座； 6-绝缘轨距块； 7-橡胶垫板； 8-调高垫板
③技术性能如下：
轨顶标高调整量10mm；轨 距调整量：有备件时-8~+4mm， 无备件时-4~0mm。
⒊浮置板式道床 浮置板下面及两侧设有橡胶垫（或钢弹簧），对隧道外 减振、减噪效果明显，但地铁车厢内振动和噪声较大。
钢弹簧
橡胶垫
浮置板式整体道床
浮置板较重，需大型吊装机具。更换底部橡胶垫等构件困 难，造价高。
⒋纵向浮置板式整体道床 由浮置板、橡胶垫、道床承台和联结挡板等组成。
纵向浮置板整体道床
优点： ⑴ 浮置板较轻，制造和铺设较为简便；
⒍弹性过渡道床 整体道床和碎石道床弹性不同，衔接处需设置弹性过渡
道床。
上海道砟厚度变薄、北京地铁梯形短木枕拼装式整体道 床，效果均很好。 ⒎高架桥轨道结构 （1）有砟轨道结构 在混凝土桥梁上铺设道砟轨枕，结构简单，施工方便防 振性能好。但自重大，石子易飞落，维修工作量大，很少用。
（2）无碴整体道床结构 通过扣件把钢轨与混凝土桥面联结起来。一般是在混凝土 梁上二次灌注混凝土纵向承轨台。 国内的高架桥轨道结构，纵向承轨台高150mm分段断开， 以利排水，中间设防脱轨矮墙。
⒉高架线轨枕 （1）宜采用以混凝土道床（承轨台、支撑块整体式道床）或 采用预应力混凝土枕（如J-1型轨枕）。 （2）每公里直线段轨枕配置根数1600根，曲线半径300m以 下地段，每公里增加80根。
J－1型轨枕(尺寸单位：mm)
⒊地面线轨枕
（1）地面线路可用碎石道床，上铺轨枕。
（2）碎石道床铺轨枕数： ①直线段和半径大于等于400m的曲线段，每公里铺设轨 枕1680根； ②半径为400m以下曲线地段和大坡道上，每公里铺设
矮墙
纵向承轨台
轻轨曲线桥双线无碴轨道结构(尺寸单位：mm)
上海明珠轻轨线高架线路采用支撑块承轨台式新型整体 道床结构，如图。 支撑块为钢筋混凝土预制短枕块，强度为C50； 承轨台为现浇钢筋混凝土块体，强度为C40。
支撑块
承轨台
1）桥上无碴轨道减振降噪措施 ①选用刚度较小（弹性较好）的扣件（减震） ② 在承轨台下铺设泡沫橡胶或聚硫和聚氨脂合成衬垫材 料，或者承轨台上设置弹性聚合物砂浆层等措施（降噪）。
钢轨气压焊示意图
铝热焊，是利用铝和氧化铁（含添加剂），在一定温
度下进行氧化还原反应，形成高温液态金属注入特制的铸模 内，将两个被焊钢轨端部熔化实现连接。
焊药
自熔塞
分流塞
钢轨 砂侧模
底模
第三节 扣件
（1）作用 固定钢轨，阻止钢轨位移，防止钢轨倾斜，提供适当弹性， 并将钢轨承受的力传递给轨枕或道床承轨台。 （2）组成： 由钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成
⑵ 高低调整量较大，可达+ 50mm ，–12mm；
⑶ 可以维修，不影响地铁正常运营； ⑷ 减振效果显著，尤其是对低频域振动。
缺点：
较轨枕式道床施工难度大，要求严格控制施工的精度。
⒌弹性整体式道床
（1）整体道床与结构底板间铺设弹性塑料油膏或橡胶沥青 混凝土，减振效果显著，但造价很高。 （2）双块式轨枕支承块支承在泡沫橡胶上，外包橡胶套， 下部填充砂浆。具有很好降低噪声及减振性能，如图。
2.整体式道床 优点： a. 整体性好，坚固稳定、耐久； b. 轨道建筑高度小，少占隧道净空，节省投资； c. 轨道维修量小，适应轨道交通维修时间短的特点。
（1）无枕式整体道床 ①也称为整体灌注式道床，强度等级 C30 ，施工繁锁，进 度慢，承轨台抹面精度不易保证。 ②北京地铁一期工程采用过此形式，香港﹑加拿大等地铁 也有使用。
（2）抗横向力 根据北京地铁资料，曲线半径为200m,车道行车速度为 50km/h，扣件受到最大横向力37kN，所以抗横向力定为 ≥40kN。 （3）扣压力 根据经验，一组扣件扣压力大于12kN就能制止钢轨爬行 （钢轨沿线路纵向的蠕动现象 ）。高架桥无缝线路上，可适 当减少或间隔上紧扣件。
（4）绝缘性能
（6）检查坑扣件 检查坑宽1200mm，要求扣件较短，一般为无挡肩式弹性扣 件。分为I型、II型和III型三种检查坑扣件。 ①I型检查坑扣件：弹性不分开式，零件多，精度差，逐步 被替代。
②II型检查坑扣件：弹性不分开式，如图。北京地铁二期工
程太平湖车辆段和古城车辆段扩建采用此扣件。
③III型检查坑扣件：弹性分开式。上海地铁wenku.baidu.com号线采用此扣件。
于有碴轨道；
（3）减振垫层的静刚度应为13~50KN/mm。
16-B型橡胶垫板(尺寸单位：mm)
12-B型橡胶垫板(尺寸单位：mm)
第四节 轨下基础
⒈地铁轨枕 （ 1 ）地铁正线一般采用短轨枕或无轨枕的整体钢筋混凝土 道床； （ 2 ）车场线采用预应力钢筋混凝土轨枕，在道岔范围内少 数区段采用木枕。
三、损伤分析及材质选择
（1）损伤分析 造成钢轨损坏的主要原因是磨耗和疲劳损伤。 磨耗在直线上主要出现在接头部分的鞍形磨耗，
曲线上：表现为外股钢轨侧面磨耗及内股钢轨的头部压 溃和波形磨耗。
疲劳损伤主要表现为核伤，随着车辆频繁通过，内部的细
小裂纹成核，再向四周发展，最后突然折断引起事故
⒋钢轨铺设
②影响因素：桥跨大小、温度条件、钢轨断面、扣件性能、 车辆荷载、墩台形式等因素有关。
（1）正线地段和半径为250m及以上的曲线地段，应铺设 长轨节，即无缝线路 （2）钢轨焊接方法有三种：接触（闪光）焊87％，气压焊 10％，铝热焊3％
接触焊：钢轨形成对接接头，通电并使其端面逐渐移近， 达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点（产生闪光），使 端面全部熔化，施加顶力完成焊接
气压焊，是利用气体燃烧将钢轨端部加热到熔化状态或塑性 状态，再施加一定压力，完成钢轨焊接。
1-T型螺栓； 2-螺母； 3-平垫圈； 4-B型弹系； 5-T型螺栓插入座； 6-绝缘轨距块； 7-橡胶垫板； 8-调高垫板
（2）轻轨II型扣件 ①上下垫板硫化橡胶联成整 体，弹性好，减震绝缘好。 ②轨下塑料衬垫压缩变形小， 扣压部件不易松驰； ③构造较复杂，造价高，一 般用于环境要求极高的地段；
造价高； 施工技术和方法要求严格； 对扣件和垫层有特殊要求； 要求有坚实、稳定的基础； 出现病害，整治困难。
城市轨道交通对轨道结构的基本要求如下： ①振动、噪声少。结构简单、整体性强，具有坚固、
稳定、耐久和适量弹性等特点，确保行车安全、平稳、舒 适； ②少维修或避免维修。具有足够的强度、刚度；便于 施工，易于管理，可靠性高，清洁养护方便，运营成本低； ③扣件要求强度高、韧性好； ④满足城市景观要求。采用成熟新工艺、新技术、新 材料，满足绝缘、减振降噪和减轻轨道自重需要，符合城 市景观和美观要求。
1760根。
二、道床 ⒈碎石轨枕道床 （1）优点：结构简单，容易施工，减振、减噪性能较好，造 价低；
（2）缺点：排水设施复杂，养护工作频繁，更换轨枕困难。 捣固时，粉尘飞扬；
（3）适用：地面线及车场线道岔。
碎石道床的厚度应符合下表规定。
碎石道床厚度
路基类型 道床厚度(mm) 正线 非渗水土路基 岩石、渗水土路基 双层 道碴250 底碴250 单层道碴300 单层250 车场线
第四章 轨道工程
3.1 3.2 3.3 3.4 概述 钢轨 扣件 轨下基础
第一节 概述
钢轨 扣件
轨枕 轨道组成 道床
道岔 附属设施
有砟轨道 轨道
（按照道床形式）
无砟轨道
有砟轨道：结构简单、 施工方便、成本低、维修方 便
有枕式 无砟轨道 无枕式
一、无砟轨道的基本知识介绍
优点： 结构稳定、连续、平顺； 耐久、整洁美观，寿命长； 维修工作量少。 缺点：
①弹性分开式，w形弹条
固定 ②九江大桥无砟轨枕专用。
使用中存在的一些问题，
如T型螺栓易歪斜、螺母易松 动、抗扭距不稳定、部分弹
条断裂等问题
（4）wj-2型扣件
①wj-1型扣件基础上
改进
②技术指标 钢轨调高40mm，规
矩调整±20mm，最大
抗横向力40kN 上海明珠线使用
⒌减震垫层 （1）减振垫层为压缩型橡胶垫板，放在钢轨与承轨台之间； （2）无碴轨道使用减振垫层，其振动衰减的性能相当或优
（2）轨枕式整体道床
1）短枕式整体道床 建筑高度一般为550mm左右。 道床混凝土强度等级C30，轨下道床厚度一般小于 160mm， 一般设中心排水沟。
短枕式整体道床
2）长枕式整体道床
①设侧向水沟，一般长轨枕预留 圆孔，道床纵向筋穿过，如图。
②适用于软土地基隧道，可采用 轨排法施工。
长枕式整体道床(mm)