轨道一般由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔及其他附属设备组成(见图5.1.1)。
图5.1.1 轨道的构成
①道床;②轨枕块;③扣件;④钢轨;⑤底板;⑥隧道结构
(一)钢轨
钢轨是轨道结构的主要组成部分,它的功用在于支撑并引导列车运行,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上,同时为车轮的滚动提供最小阻力的接触面。
作用于钢轨上的力主要是来自于轮对的竖向力,其结果是引起钢轨的挠曲变形。钢轨可视为弹性基础上的连续长梁,而梁抵抗挠曲变形的最佳断面形状就是工字形。因此,城市轨道交通的钢轨也是采用由轨头、轨腰和轨底三部分组成的宽底式工字形断面,其四个主要参数分别为轨头宽度b、轨腰厚度c、轨身高度H及轨底宽度B,钢轨的横断面如图5.1.2所示。
钢轨的类型和强度以每米长的钢轨质量千克数(kg/m)来表示,每米钢轨的质量越重,它所能承受的荷载越大。我国铁路现行的钢轨标准有43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m四种,而城市轨道交通主要采用50kg/m、60kg/m。
图5.1.2 钢轨横断面
地铁正线(包括辅助线,辅助线又包含折返线、存车线、渡线等)、出入线及试车线一般采用U75V普通热轧60kg/m钢轨,其标准轨道长度为25m,为减少因钢轨接缝引起的冲击和振动,增强列车行驶平稳性和乘客的舒适性,正线一般铺设无缝线路,即把标准长度的钢轨焊接成为一根无缝整轨,并进行应力放散和锁定;而车辆段(停车场)一般选用U71Mn普通热轧50kg/m的钢轨,50kg/m、60kg/m钢轨之间使用异形轨和鱼尾板进行连接。
(二)扣件
扣件是将钢轨紧扣在轨枕上的一个连接零件,包括道钉、轨下垫板以及弹性或刚性的扣压件等。扣件应能长期、有效地保持钢轨与轨枕的可靠连接,保持轨距并阻止钢轨相对于轨下基础的纵、横向位移,具有足够的强度、耐久性和一定的弹性,还应构造简单,便于安装及拆卸。
城市轨道交通常用的扣件类型如下:
(1)一般地段正线地下及地面线扣件:主要采用DT系列扣件,其性能特点是弹性分开式结构。如杭州地铁1、2、4、5、6号线以及临安城际铁路地下线均主要采用DTVI2-1型扣件。
(2)一般地段正线高架线扣件:主要采用“W”型弹条式扣件,其结构简单,而且弹性较好,扣压力最大,如杭州至临安城际铁路高架段主要采用WJ-2A型扣件。
(3)车辆段(停车场)库外线扣件:主要采用弹条Ⅰ型或弹条Ⅱ型扣件。其性能特点是弹性不分开式结构。
除上述类型扣件外,对于一些有中等减振要求的地段,常采用双层弹性垫板减振扣件或其他减振措施。
(三)轨枕
轨枕是轨下基础的部件之一,既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床,它必须具备一定的柔韧性和弹性。轨枕按照制造材料可分为木枕、混凝土枕和合成轨枕。
木枕又称枕木,由木材制成,包括普通木枕、道岔木枕和桥梁木枕。
混凝土枕目前应用最广泛,基本替代了木枕,包括预应力混凝土长轨枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕、双块式短轨枕等。预应力混凝土长轨枕有Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型以及改进成的新Ⅱ型混凝土轨枕。
新Ⅱ型混凝土轨枕是目前我国铁路及城市轨道交通使用最多的混凝土长轨枕。混凝土短轨枕长度仅为450mm,无挡肩结构,通常为梯形断面,一般用于过渡地段。混凝土岔枕与道岔配套使用,每根轨枕具有各自的编号和长度,按照不同编号布置轨枕位置。混凝土岔枕能保证道岔横向位置,维持轨道几何尺寸的稳定,减少运营中道岔的扣配件所受的应力,延长道岔的使用寿命。
(四)道床
道床是轨道的重要组成部分,是轨道框架的基础。道床是修建在路基或结构件上的,它主要是把轨枕上部的压力均匀地传递给路基或结构件。道床一般分为有砟道床和整体道床,地铁车辆段(停车场)内一般采用有砟道床,而正线一般采用整体道床。
1.碎石道床
碎石道床是指道床由道砟组成,一般只在地面线土质路基上采用。地铁车辆段(停车场)一般采用TB/T2140《铁路碎石道砟》中的一、二级道砟,轨枕下道砟厚度不小于250mm。
2.整体道床
整体道床常为现浇钢筋混凝土结构,常用于不易变形的隧道内或桥梁上。
(1)地下线一般地段整体道床:
①长枕式整体道床。长枕式整体道床一般采用C35混凝土浇筑,长轨枕预留5个圆孔,纵向钢筋贯穿通过,利于保证轨道几何状态及整体稳定性。道床两侧设置250mm半圆形排水明沟,表面设置2%~3%的横向排水坡、坡向排水沟。地下线长枕式整体道床横断面如图5.1.3所示。(www.zuozong.com)
图5.1.3 地下线长枕式整体道床横断面
②短枕式整体道床。短枕式整体道床一般也采用C35混凝土浇筑,混凝土道床在现场浇筑,并将短轨枕嵌固其中,构成整体道床。道床排水沟可设于道床中心,也可设于道床两侧。道床表面设置2%~3%的横向排水坡、坡向排水沟,以利于排水。地下线短枕式整体道床横断面如图5.1.4所示。
图5.1.4 地下线短枕式整体道床横断面
(2)高架线一般地段整体道床:
①高架线长枕式整体道床。高架线长枕式整体道床一般采用C40混凝土浇筑,道床结构具有整体性强、耐久性好、施工方便等特点。高架线长枕式整体道床横断面如图5.1.5所示。
图5.1.5 高架线长枕式整体道床横断面
②高架线短枕式整体道床。高架线短枕式整体道床一般也采用C40混凝土浇筑,道床结构具有简单、方便、灵活的特点,工程造价较低。高架线短枕式整体道床横断面如图5.1.6所示。
图5.1.6 高架线短枕式整体道床横断面
(3)特殊地段整体道床:为减少列车振动对沿线环境的影响,需对线路穿越的居民区、学校、医院等地段采取减振措施。根据《地铁设计规范》(GB50157-2013),减振级别宜划分为中等减振、高等减振、特殊减振,其中高等减振地段主要采用道床垫浮置板道床,特殊减振地段主要采用钢弹簧浮置板道床。
①地下线道床垫浮置板道床。道床垫浮置板道床由基础、减振垫、整体道床组成。其隔振原理是在轨道和道床之间加入固有频率较低的道床垫,将道床整体包裹,使得道床与结构件的刚性接触得到大大缓解,进而减少传达到路基的振动以达到减振降噪的效果。地下线道床垫浮置板道床横断面如图5.1.7所示。
图5.1.7 地下线道床垫浮置板道床横断面
②地下线钢弹簧浮置板道床。钢弹簧浮置板道床是将浮置板置于螺旋钢弹簧隔振阻尼器上,这就使得因列车行驶而造成的振动以及噪声必须要经过螺旋弹簧再传到结构件,钢弹簧浮置板自身的固有频率较低,这样就大大削弱了振动以及噪音的影响。地下线钢弹簧浮置板道床横断面如图5.1.8所示。
图5.1.8 地下线钢弹簧浮置板道床横断面
(五)道岔
道岔是使列车从一条线路转入另一条线路的连接设备,由转辙器、辙叉及护轨、连接部分等组成,如图5.1.9所示。
图5.1.9 道岔的组成
城市轨道交通道岔一般分为普通单开道岔和交叉渡线,交叉渡线由四组单开道岔和一个菱形交叉组成。
正线一般采用60kg/m钢轨9号单开道岔、60kg/m钢轨9号5m间距交叉渡线;车辆段(停车场)一般采用50kg/m钢轨7号单开道岔、50kg/m钢轨7号5m间距交叉渡线。
图5.1.10为城市轨道交通道岔实景。
图5.1.10 城市轨道交通道岔实景
(六)其他附属设备
其他附属设备主要包括车挡、钢轨涂油器、线路及信号标志、过轨管线、线路备料。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。