4地铁与轻轨轨道工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/6/20,#,第,四,章,轨道工程,3.1,概述,3.2,钢轨,3.3,扣件,3.4,轨下基础,第一节 概述,轨道组成,钢轨,扣件,轨枕,道床,道岔,附属,设施,（按照道床形式）,轨道,有砟轨道,无砟轨道,有砟轨道：结构简单、施工方便、成本低、维修方便,无砟轨道,有枕式,无枕式,结构稳定、连续、平顺；,耐久、整洁美观，寿命长；,维修工作量少。,优点：,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。,缺点：,一、无砟轨道的基本知识介绍,城市轨道交通对轨道结构的基本要求如下：,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；,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；,扣件要求强度高、韧性好；,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。,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。,国内钢轨类型主要有,75kg/m,、,60kg/m,、,50kg/m,、,43kg/m,和,38kg/m,五种类型。,二,、,选型,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。,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,钢轨铺设,（,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,钢轨气压焊示意图,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。,焊药,自熔塞,分流塞,砂侧模,钢轨,底模,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。,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,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,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,。,（,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,扣件的绝缘部件工作电阻应大于,10,8,。,（,5,）垂向和横向静刚度,根据车辆轴重及减振要求，扣件垂向静刚度为,200290kN/cm,，横向静刚度应为,220600kN/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,200300,万次,疲劳试验,，零件无损坏及磨耗。,地铁线路扣件,（,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,。,（,3,）,DTVI,型扣件,弹性分开式,扣压件,为,18,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）。,（,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。,I,型检查坑扣件：,弹性不分开式,，零件多，精度差，逐步被替代。,II,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。,III,型检查坑扣件：弹性分开式。上海地铁,2,号线采用此扣件。,轻轨线路常用扣件,（,1,）轻轨,I,型扣件,通过,B,型弹条,4,和,T,形螺栓,1,等紧固钢轨；,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,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,-40mm,。,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,上下垫板,硫化橡胶,联成整体，弹性好，减震绝缘好。,轨下,塑料衬垫,压缩变形小，扣压部件不易松驰；,构造较复杂，造价高，一般用于,环境要求极高,的地段；,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,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,）,w,j-1,型扣件,弹性分开式，,w,形弹条固定,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,）,w,j-2,型扣件,w,j-1,型扣件基础上改进,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,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,相当或优于有碴轨道,；,（,3,）减振垫层的静刚度应为,1350KN/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,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,。,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),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：,直线段,和半径大于等于,400m,的曲线段，每公里铺设轨枕,1680,根；,半径为,400m,以下,曲线,地段和,大坡道,上，每公里铺设,1760,根。,二、道床,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。,路基类型,道床厚度,(mm),正线,车场线,非渗水土路基,双层,道碴,250,单层,250,底碴,250,岩石、渗水土路基,单层道碴,300,碎石道床厚度,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,。,在,R600m,（无缝,R800m,）的,曲线段，曲线外侧,道床肩部,加宽,0.1m,路肩宽,一般,0.450.5m,。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,。,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,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,。,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,）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,设侧向水沟，一般长轨枕预留圆孔，道床纵向筋穿过，如图。,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),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。,浮,置板式整体道床,钢弹簧,橡胶垫,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。,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：,浮置板较轻，制造和铺设较为简便；,高低调整量较大，可达,+50mm,，,12mm,；,可以维修，不影响地铁正常运营；,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。,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。,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。,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。,纵向承轨台,矮墙,（,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。,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,选用刚度较小（弹性较好）的扣件（减震）,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）。,2,）桥上无碴轨道结构,防止迷流,措施,采用高绝缘扣件；,在钢轨和基础之间设置绝缘性能良好的聚合物砂浆层；,采取排除防迷流措施（基础钢筋焊接形成排迷流网）；,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,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,。,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。,解决方法：,适当位置设置钢轨,伸缩调节器,。,