轨道结构

（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)
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Ⅰ类(160×220mm)、Ⅱ类
钢轨水平方向的偏离引起的线路中心 线的实际偏差 轨道几何形位与理论值的偏差 列车运行时因静态不平顺或轨道支承 不均匀引起的轨道几何形位动态变化
水平不平顺 (Irregularity of cross level)
三角坑(扭曲) (Track twist)
横 向
轨向不平顺 (Irregularity of alignment) 轨距偏差(Irregularity of gauge) 静 态不平顺
地下线
地下线
高架线
（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R≥2000m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
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：
三、轨道系统设计要点
（三）轨道系统设计要点
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
（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/m～60kg/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
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
动态采用轨检车检查
二、轨道系统结构及特点
（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
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
轨7号单开道岔及交叉渡线
可动心轨
焊接接头
（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
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
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
4
5
6
8
（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
项目
测量工具或方法
常规调整方式
轨距
水平 高低
轨距尺
专用量具 10m弦测量的最大矢度
更换轨距垫
加设调高垫板、起道 加设调高垫板、起道
轨向(直线)
三角坑 (扭曲）
10m弦测量的最大矢度
与水平的检查类似
更换轨距垫、拨道
加设调高垫板、起道
（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
动 态不平顺
（一）轨道系统组成及型式
3.6 轨道不平顺：
产生的原因：轨道施工、
高低 不平顺
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
水平 不平顺
轨向 不平顺
（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)
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
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 钢轨及配件：支承、导向并提供牵引力和制动力。
P/2 轴距 P/2
a
1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 500
a
a
a
a
a
a
钢轨最大组合应力(MPa)
270
a
a
a
a
钢轨动下沉(mm)
260
250 240 500
600
700
800
900 1000
600
700
800
900 1000
扣件支承间距(mm)
扣件支承间距(mm)
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”：
项
目
计划维修(mm)
正线 +4、-2 4 4 4 4 其它线 +5、-2 5 5 5 5
经常保养(mm)
正线 +6、-3 6 6 6 6 其它线 +7、-3 8 8 8 8
轨距 水平 高低 轨向(直线) 三角坑 (扭曲） 缓和曲线
直线和圆曲线
(145×200mm)、木岔枕(160×240mm) 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
（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
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
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
（一）轨道系统组成及型式
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
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
一、轨道系统组成及型式
（一）轨道系统组成及型式
• 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。
不能 适应
（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
⑴ 北京2号线(1/40)
⑵ 北京八通线(1/40)
⑶ 深圳1号线(1/40)
⑷ 福冈3号线(1/40)
⑸ 新加坡南北线(1/20) ⑹香港九广马铁(1/20) ⑺温哥华SkyTrain(1/20) ⑻德黑兰1号线(1/20)
（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 先锋扣件、钢弹簧隔振器等
设备类：钢轨阻尼、减振接头夹板、剪切型/压缩型减振扣件、
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
分 类 简要描述 高低不平顺
(Irregularity of longitudinal level)
垂 向
轨面沿线路方向的高低变化 左右股轨面的差异 左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲 (左右两轨的高低不一致引起)
（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
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。
车 型 A型车 直线 电机 轴距(mm) 2500 轮背内 轮缘 侧距(mm) 厚(mm) 转向架 类型 固定型 转向架 迫导向径 向转向架 轨距加宽值(mm)
150＜R≤200 100＜R≤150
35＜R≤100
B型车 2300(2200)
1900
1353 1356
32 28
10
15
5
10
国外使用无加宽， 但还需针对本线分析
国内外地铁中不同轨底坡对应的钢轨磨耗“光带”
（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