大跨度橋梁伸縮縫軌道系統研究

郭　偉，岳渠德

(河南世紀博通工程咨詢有限公司，河南 鄭州　450046)

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大跨度橋梁伸縮縫軌道系統研究

郭偉，岳渠德

(河南世紀博通工程咨詢有限公司，河南 鄭州450046)

摘要：針對目前國內外主要的大跨度鐵路橋梁伸縮縫軌道系統結構及其性能的研究，結合重慶朝天門大橋的工程概況，提出一種新型的伸縮縫軌道系統結構，從而為以后的大跨度橋梁伸縮縫處軌道系統的鋪設設計提供參考與借鑒。

關鍵詞：鋼軌伸縮調節器；小阻力扣件；無縫線路；新型軌道系統結構

1主要的橋梁伸縮縫軌道系統結構及其各自性能

1.1橋梁伸縮縫處BWG鋼軌伸縮調節器的應用

BWG鋼軌伸縮調節器分兩種設計：傳統設計和新型設計兩種類型。

(1) 傳統設計：基本軌固定，尖軌伸縮。

基本軌固定，尖軌伸縮的鋼軌伸縮調節器在輪軌過渡區由于尖軌的伸縮存在著軌矩超寬的現象，在這個位置為不穩定點，將要影響車輛行駛的舒適度并增加鋼軌的磨損。

(2)傳統設計：尖軌固定，基本軌伸縮。

這種鋼軌伸縮調節器基本軌采用與尖軌外側相吻合的曲線形設計，在伸縮過程中沒有出現超寬現象。比較穩定的軌距增加了軌道的穩定性，也因此改變了行車的舒適度。

BWG鋼軌伸縮調節器主要有REJ 60-300、REJ 60-600、REJ 60-1200三種型號。伸縮量分別達到300 mm、600 mm、1 200 mm。如果橋梁伸縮縫隙再大，則需要定制超大類型鋼軌伸縮調節器。此外，這種鋼軌伸縮調節安裝簡單，但對軌道和軌枕系統有特殊要求。并且安裝時候需要在橋梁底部預留一定的高度。容許其結構部件的布置。這種鋼軌伸縮調節器應用在工程中造價昂貴，并且在車輛的運行中帶來了各種的安全隱患，因此，橋上不布或者少布置能夠有效的減少工程預算。

1.2橋梁伸縮縫處小阻力扣件的應用

我國鐵路在20世紀60年代開始研究橋上無縫線路的鋪設，在20世紀70年代開始研究與之相關聯的小阻力扣件。其阻力值大約為6.0~8.0 kN/m/軌，業內人士把相對阻力超過9 kN/m/軌的扣件稱為小阻力扣件。隨著扣件不斷的改進。這類扣件已經廣泛的應用與橋梁上的有砟、無砟各種不同的軌道系統中。

早期國內應用較多的是WJ-2型號的小阻力扣件，除了具備一些普通扣件的保持軌距，限制側翻的作用外，還要求其具備調整軌道縱向力和軌道穩定性的特性。隨著社會的發展，扣件性能也得了進一步的改進，當前我國客運專線廣泛應用的是WJ-7、WJ-8兩種型號的小阻力扣件。

這兩種型號的扣件，有絕緣塊、彈條、軌下墊板、鐵墊板、錨固螺栓、T型螺栓、重型彈簧墊圈、絕緣緩沖墊板、平墊圈、調高墊板和預埋套件等各部件構成，與鋼軌結合在一起。設置在大跨度橋梁的較大伸縮縫處，有效的減少或者避免了鋼軌調節器的使用，最大程度的降低了由于鋼軌的自由伸縮造成的梁、軌之間相互作用力。有效的確保了無縫線路的穩定性。這種扣件類型基本實現了國產化，造價便宜，在不同程度上可以替代鋼軌伸縮調節器在橋梁上的使用，安裝容易，維修方便，因為通過調整其軌下橡膠墊板或復合墊板的尺寸可以改變軌道縱向力，這些扣件也被大量使用在大跨度鐵路橋梁中。

2重慶朝天門鐵路大橋工程概況

朝天門長江大橋工程全長4.881 km，由主橋、東西引橋及黃桷灣、彈子石、對山、五里店等4座立交組成。其中，大橋主體工程全長1 741 m，主橋為932 m，有兩座主墩，主跨達552 m。建成后的大橋，分為上下兩層。上層為雙向六車道，行人可經兩側人行道上橋；下層則是雙向輕軌軌道，并在兩側預留了2個車行道，上行橋面六車道：2.5 m(人行道)+12.25 m(車行道)+1.0 m(分隔帶) +12.25 m(車行道)+2.50 m(人行道)；下層橋面兩車道：凈7 m(預留車道)+9.2 m(軌道交通) +凈7 m(預留車道)，可保證今后大橋車流量增大時的需求。

有圖紙信息查閱重慶朝天門大橋上的伸縮縫型號分別為SSFB160、SSFB240、SSFB640、SSFB960，由伸縮縫制作廠家可以了解到。

表1　伸縮縫特性

通過表1可以查得，重慶朝天門大橋上的伸縮縫為較大尺寸的伸縮縫。SSBF達到1 230 mm左右的伸縮縫，最小處的伸縮也有130 mm。通常這些較大的公路伸縮縫裝置通過廠家制作是可以實現橋梁的平穩伸縮的。能夠滿足橋梁自由伸縮的變形要求。由于重慶朝天門大橋是公鐵兩用橋，從公路伸縮縫的參數可以了解到，其鐵路伸縮縫也比較大，因此，大跨度鐵路橋梁伸縮縫處軌道系統結構的研究也就有了實際的工程意義。

3大跨度橋梁軌道伸縮縫新型軌道結構

3.1鋼軌

可以鋪設重型鋼軌，可以保證鋼軌的垂向穩定性，也可以達到良好的減震效果，將列車運行時產生的振動沿著縫隙的兩側傳導。

3.2小阻力扣件

在伸縮縫處一定范圍內的鋼軌，設置小阻力扣件，可設置WJ-7或WJ-8兩種類型，也可結合者使用，使線路的阻力得到了降低，保證鋼軌提高了運營的質量。同時也提高了乘客乘車的舒適性。

3.3軌枕

軌枕采用縱向的排架結構的鋼枕，因為較大的伸縮縫隙，橋梁的伸縮在很大范圍內，采用伸縮量較大的鋼枕，可以有效的同等鋼軌的伸縮，減緩鋼軌與軌枕間的縱向力。

3.4軌下小阻力扣件

軌枕下用鋼槽道床結構，鋼板道下床鋪設一層橡膠墊板，用枕下小阻力扣件將鋼板道床結構與預埋在橋梁上的鋼板反壓，可以使橋梁和軌枕自由伸縮。

3.5枕下墊層

為了能夠讓鋼軌、軌枕、橋梁實現三層自由伸縮體系，在軌枕和預埋在混凝土梁板中的鋼性蓋板中選用一定厚度的橡膠滑板，作為鋼枕的滑墊板，這樣可以實現梁體和軌道的相對滑移，設計模數類比橋梁伸縮縫，能夠滿足各縫隙的伸縮。

3.6橋梁伸縮縫區鏈接

縫區采用毛勒式伸縮縫連接橋梁的固定端與活動端。

4結語

(1)處理大跨度橋梁伸縮縫，盡可能的避免使用鋼軌伸縮調節器，可以提高運營質量，較少工程預算。

(2)從溫度的變化、混凝土的收縮與徐變、列車的加速與剎車三種主要的因素去考慮，研究新型伸縮縫軌道結構各部件的變化，根據列車-軌道-橋梁耦合動力特性設計出大跨度橋梁伸縮縫軌道結構各部件剛度的合理匹配。達到預期的伸縮效果。

(3)新型的軌道結構盡可能的用原有效果最好的軌道構件，實現三層自由伸縮體系，滿足橋梁的伸縮變形，實現列車的平穩過渡。

參考文獻：

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Research on rail system of large-span bridge expansion joint

GUO Wei,YUE Qu-de

(Henan Century Broadcom Engineering Consulting Co., Ltd.,Zhengzhou,Henan 450046,China)

Abstract:We build jointless track by rail expansion device or small resistance fasteners on large-span bridge in our country.However, due to the expense and security of the equipment.It studies the tructure and performance of the current rail system of the large-span bridge in this paper.Combined with the project overview of the bridge of Chaotianmen,it proposes a new rail system structure for large-span bridge expansion joint to provide reference and experience for laying track system on large-span bridge expansion jiont.

Keywords:rail expansion device; small resistance fasteners;jointless track;the new stru-ctre of track system

中圖分類號：U445

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)01-0097-02

作者簡介：郭偉(1987-)，男，河南安陽人，研究方向：地鐵減振技術。

收稿日期：2015-10-17