城轨交通轨道主要技术

1、城轨交通轨道系统设计主要技术标准（地铁设计规范GB50157-2003学习与实践）二零一零年轨道系统设计主要技术标准目 录1.一般设计原则2.钢轨及轨道几何行位3.扣件、轨枕及道床4.道岔及道床5.减振轨道结构6.轨道附属设备及安全设备7.线路标志及有关信号标志我国第一部地铁设计规范地下铁道设计规范GB5015792于1992年发布，1993年实施。它基于可靠的技术依据和成熟的经验为基础，它总结了我国二十余年来地下铁道工程建设和运营经验，以及历年来的科研成果，同时，借鉴了国外地下铁道有关的成功经验和先进技术，在城市轨道交通工程建设初期起着指导作用。随着我国地铁建设的迅猛发展，在工程建设和运营管

2、理方面又引入了诸多国内外新技术，积累了各种新经验，为了适应发展的需要对92年版进行了全面修订，并将规范名称简化为地铁设计规范GB501572003于2003年（以下简称地规03年版）发布，2003年实施。修订后的规范除对原文进行扩充与深化，又新增加了运营组织、高架结构、环境与监控、环境保护、自动售检票等内容，成为一部地铁建设的跨专业、综合性规范。地规03年版实施以来，笔者在学习过程中，结合工程实践对其中部分条文（线路、轨道等）进行探讨，供研究设计人员参考，起到抛砖引玉之作用。1.一般设计原则轨2.钢轨及轨道几何形位量25-50Mt的线路，采用质量大于50Mt的线路（参考：轨道论文集p245）异

3、型钢轨异型接头普通接头绝缘接头2.5钢轨轨底坡的设置图1 轮缘踏面示意图钢轨轨底坡的设置，它是轮轨关系中轨道受力计算和轨道部件设计的一项重要参数，因此地规条规定“正线、辅助线和车场线上的钢轨，应设置1:40或1:30的轨底坡”。世界各国铁路轨道钢轨轨底坡的设置，大致分为两种情况，其一是1:40，如我国、日本；其二是1:20，如法国、德国等欧美国家。轨底坡与轮缘踏面坡度相匹配，才能使轮轨受力趋于合理，同时对减少钢轨的磨耗也有利。我国车辆轮缘踏面为1:20和1:10，如图1，轨底坡自1965年铁道部规定为1:40，一直沿用至今。2005年4月25日发布实施的铁路轨道设计规范TB10082-2005

4、第条仍规定“钢轨的轨底坡应采用1:40”。我国城轨交通车辆走行部分设计标准及铺设的钢轨与我国国铁相同，因此，轨底坡设置为1:40是合理的。如采用1:30笔者认为应在小范围内铺设，取得经验再进行推广，在设计时应慎重考虑。2.6未平衡离心加速度及曲线超高未平衡离心加速度地规03年版第条规定曲线地段“当设置的超高值不足时，一般可允许有不大于61mm的欠超高”，其未平衡离心加速度值=0.4ms2，道岔导曲线未做规定。城轨交通车辆行驶在曲线或道岔导曲线上时，未被平衡的离心加速度值的确定，应在运营安全、旅客舒适度的前提下，还需考虑（结合）轨道结构、车辆性能、运行特点等因素，未被平衡的离心加速度值选择太小，

5、则影响通过速度。合理选用未被平衡的离心加速度值，在保证旅客舒适度的前提下，适当提高行车速度具有一定经济意义。因此，笔者建议：应适当提高未被平衡的离心加速度标准值，并增设一定数值的过超高，最大欠超高61mm、最大过超高30mm。（参考：轨道论文集p86）曲线超高直线地段两股钢轨顶面水平，曲线地段外轨应设置超高，用以抵消列车行驶在曲线上时产生的离心力，提高旅客的乘坐舒适度，同时保证行车的稳定性。外轨超高值根据曲线半径、行车速度等因素确定。外轨超高设置方法：1、隧道内及隧道口外U型结构的整体道床地段曲线超高，采用外轨抬高超高值一半，内轨降低超高值一半的办法设置；高架线路、地面线路的轨道曲线超高，采用

6、外轨抬高超高值的办法设置。2、同一曲线通过速度不同时，应按低速设置超高。3、曲线较长、列车通过各部分速度相差悬殊，按低速设置超高，高速时欠超高超过61mm时，可适当提高超高值。使高速通过时欠超高不大于61mm，低速通过时可设一定的过超高，过超高值地铁设计规范未作规定，可暂按不大于30mm考虑。4、复曲线应设同一超高。5、曲线超高值应在缓和曲线递减，无缓和曲线时，应在直线段递减，超高顺坡率不大于2，困难地段不大于3。6、整体道床超高的设置应以2mm取整。碎石道床应以5mm取整。7、车站设置曲线超高值不应大于15mm。考虑最大欠超高61mm、最大过超高30mm时当曲线较长时，列车通过各部分速度相差

7、悬殊，超高的设置：以曲线半径450m为例：不考虑过超高时通过速度为80 km/h。设置超高120mm，该曲线最高限制速度83km/h、最低通过速度59km/h。该曲线容许通过速度59-83km/h。以曲线半径800m为例：不考虑过超高时通过速度为100 km/h。设置超高120mm，该曲线最高限制速度111km/h、低通过速度78km/h。该曲线容许通过速度78-111km/h。2.7轨道几何行位检查三角坑（也可称为扭曲）：在直线地段两股钢轨的前后应在同一水平面，其偏差不应超过容许偏差管理值，三角坑偏差不含曲线超高顺坡造成的扭曲量。三角坑：检查三角坑偏差时基长为6.253.扣件、轨枕及道床3.

8、1轨道结构高度地规03年版第条中5：轨道结构高度“地面线碎石道床为8201000mm”，如按表碎石道床厚度计算时，则有的情况不在8201000mm范围内。地规03年版第条中3：整体道床“轨下部位混凝土厚度，直线地段不宜小于130mm；曲线地段不宜小于110mm”。与第条中1轨道结构高度“矩形隧道内混凝土整体道床为560 mm”不相匹配。（参考：轨道论文集p239）3.2轨枕的配置地规03年版表轨枕铺设数量“木枕碎石道床”一项，无缝线路与普通线路标准是否一致不明确；有的地铁设计文件将轨枕铺设数量减少，造成了设计标准不统一，应设专题加以探讨。地规03年版表，“直线及R400m或坡度i20”其中“或

9、”应为“并且”比较确切。因为两个条件必须同时满足，才能采用此标准。3.3整体道床整体道床厚度天津地铁既有线（新华路-西站）整体道床轨道结构高度（50kg/m钢轨）500mm,不设钢筋。以后设计的整体道床轨道结构高度（60kg/m钢轨）540mm-560mm，并增设钢筋。钢筋由单层增加为双层，钢筋断面总面积由1600mm增至3000mm。经过测试，轨枕下混凝土厚度为195mm时，道床底部受力很小，国外地铁轨枕下混凝土厚度一般为160mm-200mm。整体道床轨道结构高度（60kg/m钢轨）540mm时，枕下混凝土厚度为150mm-170mm；整体道床轨道结构高度（60kg/m钢轨）560mm时，

10、枕下混凝土厚度为170mm-190mm（扣件高度按220mm、轨枕高度按170mm计）。因此，整体道床轨道结构高度采用560mm比较合理（上海地铁一般采用540mm）。高架桥上整体道床轨道结构高度为500mm-520mm。为了给调线调坡留有余地，高架桥上整体道床轨道结构高度应该尽量采用520mm。3.3.2立柱式检查坑规范说明：“库内立柱式检查坑轨道结构，根据计算，扣件的间距不宜大于1100mm”根据以往设计该数值均采用1400mm，实践证明安全可靠。铁三院线站处有关人员曾经过计算，该数值为1700mm。因此，扣件的间距不宜大于1100mm值得商榷。道床伸缩缝地规03年版第6.3.5条中4：“

11、整体道床应设置伸缩缝，隧道内宜每隔12.5m、U型结构地段和高架桥上每隔6m设置一个。在结构沉降缝和高架桥梁缝处，应设置伸缩缝。”3.4碎石道床碎石道床厚度：直线时，为钢轨中心处轨枕底面至路基面的距离；曲线时，以曲线内股钢轨为准。碎石道床轨道结构高度：直线时，自钢轨顶面至钢轨中心处路基面的距离（不含路拱部分）；曲线时，以曲线内股钢轨为准。碎石道床轨道结构高度包括：钢轨中心处轨下垫板厚度、轨枕厚度、碎石道床厚度以及钢轨高度的和。4.道岔及道床4.1道岔类型机车车辆由一条线路进入或穿越另一条线路均依靠道岔来实现，道岔的性能直接影响铁路运输能力及旅客列车在该路段的行车速度及旅客舒适度。城轨交通运营线

12、路在正线及辅助线、试车线、车辆出入段、出入检修库等，均需设置道岔。道岔的分类城轨交通常用的有单开道岔、复式交分、菱形交叉、单渡线、交叉渡线等，目前对称道岔、三开道岔已开始研制铺设。另外还有高架桥上铺设的钢轨伸缩调节器，从结构上也隶属于道岔范畴。.城轨交通采用的道岔号数正线及辅助线上采用的道岔不得小于9号，车场线采用的道岔不得大于7号。设置交叉渡线两平行线的线间距按下列规定办理：12号道岔采用5.0m；9号道岔采用4.6m或5.0m（因4.6m线间距给制造维修带来困难，应优先选用5.0m线间距）；4.2道岔道床4.2.1道岔道床地面线、车场线的道岔区宜采用混凝土轨枕（或木枕）碎石道床。隧道内的道

13、岔区宜采用短轨枕（或长轨枕）式整体道床；高架桥上的道岔区宜采用承轨台短轨枕式整体道床。4.2.2道岔区道床伸缩缝道岔道床范围内尽量避开隧道结构沉降缝、尽量避开高架桥梁缝。道岔范围包括：道岔全长以及道岔前端基本轨轨缝以外第三根轨枕、道岔辙叉后端通长铁垫板以外第一根轨枕。交叉渡线较长，如满足上述要求困难时，必须避开转辙器及辙叉部分或者相关专业协商解决。道床伸缩缝设于转辙器以及辙叉部分以外，同时应尽量避开短枕。伸缩缝可采用20mm厚的浸沥青木板填充。4.2.3道岔区道床其他要求道岔道床根据信号专业要求，预留转辙机位置、电务角钢、电务拉杆沟槽，以便安装转辙设备。道岔区设两侧纵向排水沟，标准与区间一致。

14、水沟需横向穿越道床时，设横向矩形排水沟，沟宽200mm，沟深与侧沟相同，横向排水沟位置设在两短枕之间，排水沟沟底应做好顺坡。排水沟流向畅通，不得中途阻断。纵向排水沟距线路中心距离应与区间一致，如不一致应与区间水沟圆顺相接，道床表面应根据具体情况设置13%的横向排水坡。4.3两道岔之间插入短钢轨两相邻单开道岔间插入短钢轨最小长度两个相邻单开道岔间插入短钢轨，使得两相邻单开道岔间轨距变化平缓，可以减少列车对道岔的冲击，使列车运行平稳。根据地铁特点及运营实践，相邻两单开道岔间插入短钢轨的最小长度按下表规定：道岔间插入短钢轨最小长度道岔位置级别插入短钢轨长度L一般地段（m）困难地段（m）对向单开道岔正

15、线及辅助线12.56.25车场线4.5（6.25）0（4.5）顺向单开道岔正线及辅助线6.254.5车场线4.53.0反向单开道岔正线6.254.5辅助线6.250（4.5）车场线4.50（4.5）注：表中（）数据，为规范修改后数据图中单渡线（两平行线中反向单开道岔）设置绝接头，两侧短钢轨长度应同时满足L，图中表达我觉得有误。或者改为胶接绝缘接头，可视为一根短钢轨，否则应视为两根短钢轨。4.4单渡线最小线间距的确定，（参考：轨道论文集p249）5.减振轨道结构减振等级可根据积极推广新技术、新工艺、，提高减振降噪的效果，使列车运行状态更平稳。乘坐更舒适、性价比合理，满足环保要求。1.减振等级的划

16、分应适当留有余量，设防值比超标值宜高出3dB；2.减振地段设置最小长度标准为150m；3.轨道减振设计标准：一般减振：不超标地段，不特别设防；较高减振：中等减振，超标13dB，设防46dB、高等减振，超标412dB，设防715dB；特等减振：超标13dB以上，设防16dB以上。6.轨道附属设备及安全设备6.1轨道附属设备整体道床地段可不设加强设备，碎石道床地段地铁设计规范（GB50157-2003）规定“车场线半径小于200m的曲线木枕碎石道床配用普通铁垫板及普通道钉垫板，应设置绝缘轨距拉杆，每25m钢轨设610根。”，其他未作规定，均可不设。如有特殊要求需加强地段，可参考铁路线路设计规范（G

17、B50090-99），作如下补充。轨距杆或轨撑的设置1.木枕碎石道床曲线半径小于等于800m地段，采用普通铁垫板及普通道钉时，应设置绝缘轨距杆，每25m钢轨设610根（或轨撑610对）；采用分开式扣件时，在曲线半径600m地段，按上述规定设绝缘轨距杆。2.混凝土枕碎石道床，曲线半径小于等于600m地段应设绝缘轨距杆，每25m钢轨设610根。防爬设备的设置木枕碎石道床采用普通铁垫板及普通道钉时，每25m钢轨设防爬器6/2对，表示：重车方向/轻车方向，防爬支撑6个（车场线可不设），采用分开式扣件时可不设防爬设备。混凝土枕碎石道床，采用弹性扣件可不设防爬设备。铺设混凝土岔枕的道岔，木岔枕弹性分开式扣

18、件的道岔，可不设防爬设备， 6.2轨道安全设备为了确保铁路列车车轮运行方向、减少钢轨轨头的侧面磨耗与接触疲劳损伤，降低养护维修工作量，防止列车车轮脱轨事故发生，需要在轨道关键部位设置护轨。另外，还有根据其他需要设置的护轨。护轨装置有着不同的功能，有以下类型：道岔护轨、桥上护轨、平交道护轨、库内线、车辆限界检查区段线路护轨等等。下面只介绍桥上护轨。2.高架线路护轨高架线路护轨功能及类型当列车行驶在桥头、桥上或者路基挡土墙等处，有脱轨的可能，一旦脱轨损失巨大修复困难，因此需要设置护轨。护轨可将列车车轮引导、限制于护轨与基本轨之间，另一侧的车轮保持在桥枕端部、或者在桥梁护木内侧，不至发生倾覆事故。护

19、轨一般可铺设重量级小于基本轨的旧轨，但不应小于38kg/m，确保护轨与桥枕的牢固连接。桥梁两端护轨应设置弯折段，弯折段末端用铸造梭头连接。根据铁路列车运行在小半径曲线时，车轮与轨道钢轨之间的动态几何内接关系，轮轨之间的相互作用原理，研制的新型护轨已在小半径曲线使用了十年。新型护轨改进了小半径曲线轨道框架结构、强化了小半径曲线轨道的横向承载力、改善了轮轨之间的相互作用力。新型护轨以在城轨交通工程高架桥上广泛使用。新型护轨类型及结构防脱新型护轨：能可靠预防列车车轮爬上或者跳上基本轨，防止脱线事故发生，型号为DP-60型防脱护轨。减磨、防脱新型护轨：即能防止列车脱线事故，又能显著减少小半径曲线外侧钢

20、轨侧面磨耗及接触疲劳损伤。减磨、防脱新型护轨采用15kg/m轻型钢轨制造，利用支架、扣件等与基本轨牢固连接，型号为DP-60型减磨、防脱护轨。新型护轨已在国有铁路、厂矿企业专用铁路、城市轨道交通广泛使用，取得明显经济效益。车挡为了运营安全城轨交通各种线路的终端必须设置止挡设备-车挡。1.正线、辅助线车挡正线、辅助线和试车线的末端一般采用：（1）缓冲滑动式车挡（2）缓冲液压式车挡（3）液压缓冲滑动式车挡2.车场线车挡（1）车场线库外线路固定式车挡（2）车场线库内线路小型液压固定式车挡7.线路标志及有关信号标志7.1标志的设置标志数量计算表 序号标志名称计算方法备注1百米标每百米设置1个2坡度标每个变坡点设置1个3曲线要素标每个曲线