有軌電車軌道工程結構的設計評述

吳俊

南京市科技創新投資有限責任公司 江蘇南京 210035

隨著城市的快速發展，有軌電車作為市郊與市區之間的聯絡工程或觀光旅游線路在全國范圍內的應用越來越多，隨著有軌電車的快速建設，涉及到后續運營管理的問題也越來越多，本文就南京麒麟有軌電車軌道工程鋼軌選型與結構設計對施工及后續運營維護的影響提出自己的優化建議。

1 工程簡介

麒麟科技創新園現代有軌電車起點位于馬群綜合客運樞紐，全線長約8．9km，本工程正線平面最小曲線半徑50m，線路最大坡度39‰，最小線間距3．4m。

軌道相關設計標準：

（1）正線采用59R2槽型軌，鋼軌材質為U75V。道岔采用59R2槽型軌6#道岔。

（2）軌距采用1435mm的標準軌距，R＜50m，軌距加寬5mm，槽型軌不設軌底坡。

路基段整體道床結構，軌道結構高度為650mm，路基段整體道床主要有兩種整體道床類型，即綠化鋪裝段和交叉道口瀝青鋪裝段。綠化鋪裝段整體道床軌道結構分兩層。自上而下，第一層為250mm厚的C40鋼筋混凝土層，寬度為2．4m；第二層為150mm厚的C20素混凝土支承層，寬度為2．8m。交叉道口瀝青鋪裝段整體道床軌道結構。自上而下第一層為250mm厚的C40鋼筋混凝土層，寬度根據不同路段設計施工圖進行確定；第二層為150mm厚的C20素混凝土支承層，寬度根據不同路段設計施工圖進行確定。

2 鋼軌選型

槽型軌與工字軌的比選。

（1）輪軌關系。相關的研究數據表明，槽型軌與工字軌的脫軌系數、橫向輪軌力、輪對橫移量差異較大。槽型軌斷面形式決定了其具有護軌功能，對行車安全有利。槽型軌提高了輪軌接觸的安全性，對改善車輛的輪軌磨耗、避免脫軌起到有利作用。

由于槽型軌條件下的輪軌橫向力較大，其輪軌磨耗率也略大。但現代有軌電車編組少，速度低，這對降低輪軌磨耗是有利的。

槽型軌具有輪緣槽，能對有軌電車踏面形成較好的保護作用，確保行車安全。而工字軌在曲線路段需要加設護軌，對道路交通影響大。大連有軌電車市區段主要采用槽型軌，對其他交通方式影響小，郊區采用工字軌，曲線地段工字軌與有軌電車踏面之間設置護軌，防止有軌電車發生脫軌事故[1]。

（2）道路交叉口影響。對于敷設方式以地面為主的軌道系統，需要鋪設各種車輛都可以通行的混行路面，即軌道頂面須與道路路面平齊。槽型鋼軌斷面提供了輪緣槽，施工時只需將鋼軌澆筑好即可，而工字型鋼軌須在固定鋼軌時，埋入填充物形成輪緣槽。但其整體性不如槽型鋼軌好，輪緣槽易受到磨損，導致后期維護費用增加。麒麟有軌電車線路與道路交叉有18處，交叉口相對較多，宜采用槽型軌，利于交叉口路面處理。

（3）工程造價。工字軌技術成熟，成本單價較低，50kg/m鋼軌約5500元/噸；鑒于國內生產槽型軌的廠家不多，就鋼軌產購成本而論，如果用量少，采用專用軋輥軋制其成本單價高昂，槽型軌的造價會高一些，但現在國內很多城市已經充分欣賞到現代有軌電車綠色、環保、低碳的出行方式，有軌電車線路逐漸增加，需要數量越來越多，槽型軌價格形成批量生產后，造價必將降低；目前槽型軌價格約8000元/噸，相應每公里較工字軌成本高約30萬元[2]。

（4）國內外經驗。歐洲一些國家有軌電車普遍采用槽型軌，國內大連、沈陽、長春采用的槽型軌都取得了比較好的效果。

考慮本線為中、低運量等級的軌道交通線路，列車行車速度低，車輛編組短，年通過總質量小等特點，正線及輔助線推薦使用槽型軌；根據對國內槽型軌生產廠家調研，并與車輛專業核實，采用槽型軌對車輛行駛最為有利，推薦采用槽型軌。

3 道床設計

道床一般有兩種形式：整體道床和碎石道床。下面分別介紹兩種方案的優缺點及處理情況。

3.1 整體道床優缺點及應用情況

（1）優點：①軌道穩定性好，能夠持久地保持軌道幾何形位，線路養護維修工作量少，能夠有效的降低線路維護費用，如歐洲大部分城市均采用整體道床，其整體道床運營良好；②軌道比較平順、均勻；③整體道床比較美觀，避免了道碴飛散帶來的一系列問題；④耐久性好，有利于減輕橋上荷載，減輕維修人員的勞動量。

（2）缺點：①整體道床只能利用扣件有限調節量來調整軌道幾何尺寸的變化，因此，整體道床結構建成之后的永久變形受到嚴格的限制；②整體道床的基礎一旦出現變形或破壞，其整治和修復相對困難，資金和人力投入也很大，故要求有堅實和穩固的基礎；③軌道整體彈性較差，列車運行時振動強烈、噪聲大；④整體道床的工程費用高。

3.2 碎石道床優缺點及應用情況

（1）優點：①道床柔性好，具有顯著的減振效果；②能夠適應各種工程的不均勻沉降；③維修要求不高且造價便宜。

（2）缺點：①有碴道床在頻繁動載作用下，軌道幾何形位難以維持，需要定期修理，增加維修量，要不定期更換及清洗道碴；②碎石道床沒有整體道床美觀；③平交道口路面不平順。

4 道路平交道口的方案比選

目前國內軌道交通中通常選用預制混凝土板道口，此種形式價格低，但在車輛碾壓下，易發生碎裂，影響使用效果，且不美觀，不建議采用；橡膠道口板型式簡單，但初期投資比混凝土道口板稍高，且耐磨性較差；現澆混凝土整體道口在鋼軌兩側一定范圍采用鋼筋混凝土或瀝青混凝土填充，整體美觀，下部軌道結構采用與區間一致的整體道床，強度及穩定性較高。因此，推薦采用現澆混凝土整體道口[3]。

5 結語

本文主義闡述了有軌電車軌道系統在鋼軌選型、道床結構設計和交叉口類型等軌道結構方面進行比選設計，軌道系統為土建工程和設備系統的綜合體，道床主要是混凝土結構，體現在土建工程上，鋼軌、道岔、扣件等體現在設備上，只有土建工程和設備系統匹配結合好，才能更好的發揮軌道系統的作用，為安全行車提供保障，同時軌道結構設計時應考慮系統化和標準化。