钢弹簧浮置板预制短板技术研究

钢弹簧浮置板预制短板技术研究

郑强 ,陈鑫

（中铁上海设计院集团有限公司，上海200070）

摘要：针对钢弹簧浮置板预制短板方案进行研究，详细介绍了预制短板尺寸、预制短板之间变形协调和曲线地段预制短板的设计要点。研究结果为：预制短板的长度为3.6m，宽度为2.7m；采用在板体端部增设外置侧式隔振器，同步支撑相邻板体的方法，实现相邻板体变形平顺、协调；

钢轨中心线与预制板的中心线偏离最大值设计为半矢距；采用无级充填式板下调高垫板来实现缓和曲线上超高过渡。同时，简要介绍了预制短板与相关专业的设计接口，为钢弹簧浮置板预制短板技术的推广应用提供支撑。

关键词：道路与铁道工程；钢弹簧浮置板预制短板；设计接口

Study on Precast Short Steel Spring Floating Slab Track

ZHENGQiang, CHEN Xin

（China Railway Shanghai Design Institute Group Co.,Ltd, 200070,Shanghai, China）

Abstract：Deep research on the scheme of precast short steel spring floating slab track had done in this paper. The size of the precast short-slab, the deformation compatibility between precast short-slabs and the design points of the precast short-slabs in the curved section were introduced in detail. The results of this study is: length of the precast short-slabs is 3.6m and width is 2.7m; By adding the side vibration isolator in the end portion of the precast short-slab, the deformation compatibility between precast short-slabsis achieved; themaximum deviation of the centerline of rail and the centerline of precast short-slabs is half vector distance. Filling stepless height adjusting backing plate is used to make the super elevation transition in the transition curve.Meanwhile, the design interface of precast short-slab to other correlation specialtywas briefly introduced.The research results provide a powerful support for the application of precast short steel spring floating slab track.

Keywords：Road and Railway Engineering, Precast Short Steel Spring Floating Slab Track; Design Interface

随着城市发展的需要及环保需求的提高，钢弹簧浮置板作为轨道交通领域减振降噪效果最好的技术措施，其应用范围越来越广。传统的浮置板技术采用25～30m的板长，钢筋笼绑扎后现场浇筑混凝土，待混凝土养护完成后再进行顶升，但受制于地铁盾构空间的制约，传统浮置板施工效率较低，施工质量难以保证，越来越难以适应建设的需求。为提高浮置板施工效率，提升浮置板施工品质，有必要对传统浮置板技术进行再创新。借鉴高铁预制轨道板的成功经验，将高铁预制轨道板理念引入地铁，一种创新的浮置板预制短板技术应运而生。

作者简介：郑强，男，工程师。

1预制短板方案研究

1.1短板尺寸的选取

预制短板的长度选取牵涉因素较多，主要考虑浮置板的减振效果、固有频率、综合造价、施工机具等。通过建立车辆与轨道耦合的动力学模型，对不同长度浮置板轨道的静、动态特性进行仿真计算分析研究，得出如下结论[1]：①就减振效果而言，浮置板轨道隔振性能主要由其固有频率决定，即由单位长度的浮置板质量和隔振器数量与刚度决定，与长度无关，因此不同长度的短板的减振效果可以满足要求；②浮置板长度对隔振性能的影响与浮置板自身弯曲振动模态有关。长浮置板的弯曲振动模态比短浮置板振动模态多，因此在固有频率相同的条件下，短浮置板轨道的隔振性能略优于长浮置板轨道。③地铁车辆驶过浮置板轨道与整体道床交界处引起的轮轨动载荷和车辆加速度变化较小，长板与短板相差不大。由此可知，在相同的条件下，选择短板是可行的，完全可以满足减振需求。

预制短板的长度也受制于地铁隧道空间及施工机具。地铁隧道空间一般较小，大型施工机具无法使用，较长的板在隧道内运输不便。目前，施工龙门吊的起吊重量一般为10t，按此计算短板长度宜小于4m。

短板的长度同时需考虑与扣件间距及隔振器布置间距的匹配。地铁A型车整体道床扣件间距一般为600mm，隔振器布置间距一般为1200~1800mm，因此，短板长度应为600的整数倍。

综合考虑上述因素，预制短板的长度选定为3.6m。

预制短板的宽度主要受制于地铁盾构隧道的限界。结合以往设计经验，宽度选定为2.7m。预制短板的平面和剖面图如图1所示。

图1 预制短板平面图（左）和剖面图（右）

1.2短板之间的变形协调

传统浮置板长度较长，板与板之间通过板端剪力铰进行连接，其变形协调问题不突出。采用短板后，板与板之间的连接数量大大增加。浮置板最大垂向位移接近3mm，相邻板如果不能同步变形，钢轨及板端扣件将会承受较大的应力，极端情况下可能出现“跷跷板”效应。预制短板之间如果只采用剪力铰连接，只能传递剪力，相邻短板的位移变形相差较大。板与板之间存在连接，无法采用传统的内置式隔振器。设计中采用在板体端部增设外置侧式隔振器，同步支撑相邻板体的方法，使得相邻板体变形平顺、协调。即在每块短板板端设计两个侧置隔振器，同步支撑相邻两块板的端部。短板结构上采用悬臂式设计，为侧置式隔振器提供传力部位；在板两端各设置一个缺口，作为侧置式隔振器的安装、检修与更换的空间通道，同时兼做中心水沟的检修口。