现代有轨电车系统轨道工程关键技术分析丁静波

1、Vol. 59 No. 8Aug. 2015现代有轨电车系统轨道工程关键技术分析丁静波(中铁工程设计咨询集团有限公司轨道工程设计研究院, 北京 100055摘 要:国内许多城市相继规划建设现代有轨电车系统项目, 舒适 转弯半径小的特点突出 轨道工程作为有轨电车中最重要组成系统之一, , 针对有轨电车系统特点, 阐述有轨电车主要技术标准差异性, , 重点分析轨道系统中钢轨形式 扣件 道岔 道床结构及减振降噪5 特别针对现代有轨电车维修困难和振动噪声问题, 关键词:有轨电车; 轨道工程; 减振降噪中图分类号:U239. 5; U213. 2 文献标识码:A DOI:10. /005Analysis

2、 of Key technologies in Engineering(RailEngineering Design ConsultingAbstract :Many domestic cities system project equipped with modern low the most important vehicle load and guides the vehicle operation.floor vehicles radius. Track engineering is taken as This paper focuses addresses the differenc

3、es in key main technical standards, and such key technologies as rails type, fastener, switch,收稿日期:20141124; 修回日期:作者简介:丁静波(1979 ,男, 大学土木工程学院, 工学学士,Email:dingjbo com4李祝龙, 章金钊. 青藏公路冻土路基沉降的模糊综合评判J.公 (2青藏铁路格拉段主要的设计理念 保护多年冻土” 原则具有其局限性, 该原则保护了多年冻土区路基的稳定, 但阻隔了路基两侧冻结层上水和地表水的径(渗 流, 导致地表水和冻结层上水不得不从附近的桥 涵处通过,

4、加剧了水对桥头路基的侵蚀(3桥头路基下沉病害, 应采用 治水优先” 主路,2000(2:2124.5秦大河. 中国西部环境演变评估M.北京:科学出版社,2002.京:人民交通出版社,2011. 公路,2000(2:17-20.6张鲁新, 熊治文, 韩龙武. 青藏铁路冻土环境和冻土工程M.北7章金钊, 李祝龙, 武憼民. 冻土路基稳定性主要影响因素探讨J.8胡泽勇, 钱泽雨, 程国栋, 等. 太阳辐射对青藏铁路路基表面热状况的影响J.冰川冻土,2002,24(2:121128. 分析J.铁道工程学报,2012(3:2629. J.中国铁道科学,2000,21(1:37社,2000.47.9牛东兴

5、, 李勇, 韩龙武. 青藏铁路多年冻土区路基热防护工程效果10张鲁新. 青藏铁路高原冻土地区地温变化规律及路基稳定性影响11邱国庆, 程国栋, 周幼吾, 等. 中国冻土M.北京:科学出版12窦建明, 胡长顺. 多年冻土地区路基设计原则及其应用J.冰川冻土,2001,23(4:402406.动降温与保温并举” 的治理原则, 并针对水 热及路基结构3个主要影响方面提出桥头路基病害治理工程措施 参考文献:1孙增奎, 王连俊, 白明洲, 等. 青藏高原多年冻土区铁路路堤变形特征研究J.中国安全科学学报,2003,13(8:2528. 分析J.铁道标准设计,2013(6:58.2董昶宏, 赵相卿. 青藏

6、铁路多年冻土区路基变形特征及影响因素3李忠, 唐义彬. 青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研究J.铁道标准设计,2005(10:1720.第8期丁静波 现代有轨电车系统轨道工程关键技术分析23track bed structure and vibration reduction with reference to current domestic and international tramway concepts is jects, and puts forward some design concepts and suggestions. Especia

7、lly, the difficulties in modern tram maintenance and the problems of vibration and noise are discussed and optimization of design Key words :Modern tram; Track engineering; Vibration and noise reduction1 概述有轨电车属于中等运量系统, 在我国发展比较早, 但大部分城市因与周边环境和规划不相协调而拆除, 代之以无轨电车, 截止2006年, 国内仅剩长春 大连仍在运营 随着国内城市规模的不断扩大,

8、 低地板技术的现代有轨电车系统为更大运量的地铁网络添枝加国内北京 沈阳 苏州 珠海等城市相继规划建设 现代有轨电车与地铁 常规公交共同承担公交客流, 具有道路交通和轨道交通双重特性, 环境 商业融合, 以环保 公共视野, 实现城市交通效益最大化2叶, 造型新颖 舒适 转弯半径小的特点也很突出1,3 主要的技术标准(1轨距 踏面下16mm 离 -轨道-特 轨头殊用途轨“ (DIN EN1/201/40设 1/40斜面, 又 因此配套的轨枕或扣件应设计成一, 承受列车的动荷载, 同, 轨道在建设投资中占比增加, 资金减少 总长为17. 8km, 元, 轨道工程2. 56亿元, 占比13. 9%,

9、, 车体重心更低, 列n >5,属于稳定平衡, 安全可靠 结合 公路路线设计规范“( JTG D20 2006 的规定, 曲线超高的设置应根据设计速度 圆曲线半径 公路条件 自然条件等确定, 一般地区最大超高率8%, 积雪冰冻地区6%4 若按 地铁设计规范“ mm 和90mm 6(4曲线加宽(GB50157 2013换算成曲线最大超高分别为120善, 部分技术仍在整套从国外引进, 代有轨电车相关技术进行研究 车系统轨道工程关键技术 2 现代有轨电车工程特点(1混合路权 有轨电车以地面为主, 采用人工(2旅行速度低 现代有轨电车的特征之一就是现代有轨电车主要采用独立轮转向架, 车轴要使用U

10、 型轴, 左右两车轮解耦, 运行时车轴不转动, 车轮分别独立自由旋转运行, 转速可以不同5 通过曲线时没有滑动和摩擦, 且减少轮轨间的磨损和噪声, 小半径曲线地段的轨距可不加宽 4 现代有轨电车轨道工程关键技术4. 1 钢轨型式59R2槽形轨, 车场线采用50kg /m 钢轨 除车场线外, 全线均铺设跨区间无缝线路, 焊接 应力放散 曲线半径R 50 m 预弯是技术难点7 槽形轨焊接有铝热焊和闪光焊二种型式, 目前国内在TB /T1632 钢轨焊接“ 的基础上已开展了相关焊接的研究, 成果已服务于苏州 南京 沈阳有轨电车项目, 见图1国内现代有轨电车正线主要采用60R2或驾驶模式, 独立路权少

11、于40%, 在一定程度上是混行, 槽形轨 扣件 道岔 道床等轨道结构特点突出采用70%或100%低地板车辆, 其最高构造速度可达到70km /h, 结合不同的站间距布置, 实际旅行速度仅为1525km /h, 低于地铁旅行速度不低于35km /h 的标准(3转弯半径小, 爬坡能力强 现代有轨电车车辆通过最小曲线半径18m, 最大爬坡能力可达80 另外, 采用独立轮或完全径向转向架, 小半径曲线地段的轨距可不加宽 24铁道标准设计第59卷状态良好, 同时优化了包裹材料性能, 预期使用年限可达到2030年, 此项技术将会是今后发展趋势之一, 见图3图1 槽形轨铝热焊和移动闪光焊 4. 难, 1.

12、2156验, 法. 第5部分:电阻测定“ 方法, 测试钢轨对地电阻, 要求不低于15km, 但目前扣件很难达到 采取全封闭的防护罩 高分子材料及柔性材料等措施, 以Nabla 扣件为例, 其测试对地电阻可达到22km 以上早期有轨电车轨道结构全寿命基本在10年左右, 低于与同期实施的路面寿命, 维修更换也十分困难 为了解决此问题, 用连续弹性材料全封闭包裹走行钢轨, 与路面结构铺装层隔离, 实现可维修性, 也具有良好的绝缘性能, 这样就可以少用或甚至不用扣件 该系统国外最早在20世纪90年代初期应用, 运营至今图4 菱形交叉 三开道岔 直角交叉道岔6号道岔, 其转辙器 辙叉均采用高锰钢整铸,

13、尖轨设置1个牵引点, 设计动程为50mm, 铺设弹条 型扣件, 适用于有缝线路 为提高列车的平顺性, 以及道岔耐磨性, 目前现代有轨电车轨道系统均铺设跨区间无缝线路, 槽形轨配套道岔仍需国外引进 该道岔采用合金材质, 设置一个牵引点, 弹性可弯结构, 道岔内均焊接, 每隔1500mm 左右设置1处拉连杆, 以确保其几何形位, 可不设置岔枕, 见图5国内最早大连现代有轨电车设计Ri60槽形轨 第8期丁静波 现代有轨电车系统轨道工程关键技术分析25噪有效方式之一, 见图8 槽形轨包裹有阻尼损失系数的弹性体结构, 可增大钢轨振动衰减率, 缩短振动波沿钢轨的传播长度, 减少钢轨振动, 降低了噪声辐射能

14、量, 特别对400Hz 以上的中高频段效果更优11图5 道岔及道床支承结构4. 4 道床结构 道床结构设计承载力即要满足轮重12. 5t 要求, 又应达到 公路工程技术标准“ (JTG B01 2003 中的二级标准 整体道床结构由下部基础, 中间道床结构, 上部铺装层3部分组成, 其中基础及铺装按公路相关规范和标准设计, 中间道床设计执行铁路相关规范 结合城市周边景观要求和路权不同, 铺装材料有绿化 盆栽 沥青混凝土 砖铺面等形式有轨电车整体道床铺装层与槽形轨结合面, 极易产生裂纹被破坏, 维修十分困难, 见图6 击位移是原因之一, 相关 路表面温度高于轨底温度, 参照国外资料, 达270华

15、氏度, 轨底温度仅为86, 度易造成温度翘曲疲劳伤损10图5 , 但技术发展比较缓慢, 相 轨道 标准化 通用化的特点 最大程度实现资源共享 提高同时降低管理成本具有重要意义 因此, 通, 结合国内外设计, 加快自主设计, 推行标准化, 以适应当今城市轨道交通发展的需求 参考文献:1沈景炎. 对现代有轨电车建设与发展的思考J.交通与运输, 2姚之浩. 国外有轨电车交通的发展与启示J.上海城市规划, 3上海城市建设设计研究院. 苏州高新区有轨电车1号线工程可行性研究报告R.上海:上海城市建设设计研究院,2011.4郝晨琦. 关于公路的超高及其过渡段的设计应用J.科学之友, 5苗彦英. 低地板有轨

16、电车车辆技术特征J.城市轨道交通研究, 6北京城建设计研究总院. GB50157 2013 地铁设计规范S.北京:中国计划出版社,2013. 轨交通,2013(5:1014.7王宏伟, 等. 沈阳市浑南新区现代有轨电车工程特点J.都市快8许绍辉, 等. 加载频率对高速铁路无砟轨道扣件弹性垫层刚度影响的试验研究J.铁道建筑,2014(4:115116. J.铁道标准设计,2013(8:4142. 报,2009(2:5254. (1:98100.9蒋昕. 城市轨道交通用60kg /m 钢轨9号对称三开道岔的设计10王森荣. 无砟轨道板温度测量与温度应力分析J.铁道工程学11曾钦娥, 等. 阻尼钢轨的降噪性能试验J.声学技术,2012,312013(4:3943.2010(6:13. 2010(6:6972.2013(5:13.图6 为