關于利用軌枕充當地鐵調軌支架的探討

羅來煒

（南昌軌道交通集團有限公司，江西 南昌330000）

1 概述

國內地鐵正線軌道多采用混凝土整體道床結構，結構類型分為：普通整體道床、浮置板減振道床、單開道岔道床、交叉渡線道岔道床等，整體道床施工時均采用“架軌法”進行鋪軌和線路調整。“架軌法”是利用下承式鋼軌支撐架將組裝好的軌排或道岔單元支撐起來，從而方便進行鋼筋的綁扎和線路狀態的調整（見圖1）。

圖1 軌排架軌法

就目前常用軌枕而言，在設計上進行一定調整易實現下承式鋼軌支撐架的支撐調軌功能。利用軌枕替代下承式鋼軌支撐架的主要目的在于：①便于施工，提高施工作業效率；②減少施工周轉材料，降低周轉損耗成本。本文對地鐵正線軌道結構中常用的軌枕種類（預應力長枕、道岔長枕、短枕）進行逐一分析，總結帶支撐調軌功能軌枕的推廣應用前景。

2 各類型帶支撐調軌功能軌枕的應用分析

2.1 帶支撐調軌功能的普通預應力長軌枕應用分析

普通預應力長軌枕尺寸為2 100mm×270mm×180mm（長×寬×高），C60預應力混凝土，承軌面為平坡或軌底坡，外形上窄下寬，軌枕上設置5個縱向筋預留孔，軌枕采用先張法工廠預制生產（見圖2）。

圖2 軌枕結構

根據軌枕的受力分析（見圖3），調軌絲桿的預埋螺紋套管應設置在軌枕受力情況最好的軌枕兩端（見圖4），待混凝土整體道床澆筑完畢后，再用砂漿將絲桿拆除后留下的孔洞進行封堵。

圖3 軌枕受力分析

圖4 帶支撐調軌功能的長軌枕

利用帶支撐調軌功能的預應力長軌枕代替傳統的下承式支撐架時，一般為隔3根普通長枕設置1根帶支撐調軌功能的預應力長枕，布設間距按≤2.5m進行控制（見圖5）。套管預埋的垂直度需滿足要求，建議偏差不大于2°，套管預埋位置偏差需滿足要求，建議位置偏差不大于5mm。套管材質應滿足軌排豎向荷載的要求。

如圖5a所示，與傳統用下承式調軌支撐架進行軌排架軌法進行對比，帶支撐調軌功能的預應力長軌枕取代下承式調軌支撐架橫梁的作用，使改進后的軌排架軌法存在如下優缺點：①優點 只需拆裝調軌絲桿比拆裝下承式調軌支撐架簡單，便于操作；現場倒運絲桿比倒運下承式調軌支架更節約工時，效率更高；通過調整軌枕高度調整軌面標高，鋼軌不直接受力，提高調整精度。②缺點 由于不需要每根軌枕都帶調軌功能，需工人按布設間距要求進行軌排拼裝，對軌排拼裝效率會有所影響。

材料費增減：①帶支撐調軌功能的預應力長軌枕需在普通預應力長軌枕基礎上增加預埋調軌絲桿螺紋套管，新軌枕的生產加工成本略高于普通預應力長軌枕；②帶調軌功能的預應力長軌枕取代了傳統的下承式調軌支架橫梁，與下承式調軌支架橫梁有關的攤銷、損耗等相關費用均有所減少。綜合以上2點，總的材料費用相對持平。

圖5 帶調軌功能的長軌枕布置

人工費用增減：①與傳統相比，現場拆裝倒運絲桿的人工工時數量降低，同時還減少了傳統下承式調軌支架清理維修的人工工時數量；②由于增加了軌枕種類，需增加軌排拼裝人工工時數量。因此，人工費用較傳統略有降低。

通過上述優缺點及經濟性分析可看出，用帶調軌支撐功能的預應力長軌枕取代傳統下承式調軌支架是具有一定優越性，建議可在實際施工中進行推廣應用。

2.2 帶支撐調軌功能的短軌枕的應用分析

如圖6所示，地鐵短軌枕尺寸各有不同，但基本上接近，長470mm、寬250mm，高度一般有170，150mm兩種，采用C50混凝土，不設軌底坡，軌枕下伸出鋼筋與道床連接，多為工廠預制生產。

根據短枕塊受力情況，調軌絲桿預埋螺紋套管也應設置在軌枕兩端（見圖7），同樣，待混凝土整體道床澆筑完畢后，再用砂漿封堵絲桿拆除后留下的孔洞。使用帶支撐調軌功能的短軌枕軌道線路施工時，1副25m短枕軌排需要的調軌絲桿的數量是長枕需要數量的1倍。

帶支撐調軌功能的短軌枕在軌排中的布置原則和套管預埋的精度和位置偏差應與長軌枕要求一致。由于短軌枕尺寸較小，在設計預埋調軌絲桿螺紋套管時，需考慮與扣件螺栓套管之間的距離和軌枕兩端混凝土保護層的厚度，因此設計時需增加短軌枕塊長度。

圖6 短軌枕結構

圖7 帶調軌功能的短軌枕

短軌枕的承軌面不帶軌底坡，軌底坡是通過將左右股軌枕傾斜一定角度，形成鋼軌向內的軌底坡。因此在帶支撐調軌功能的短枕中，調軌絲桿除調節軌面高度和水平外，還需通過調整絲桿實現軌底坡的調整。在施工反復調整過程中，將會大大增加調軌的工作量。

綜上分析，在對原地鐵短軌枕進行一定的尺寸調整后，可實現取代下承式調軌支架的功能。但受短軌枕固有特性的影響，在施工時調整高低、水平及軌底坡的工作量很大，并且3個參數中的任意1個有變動，很可能其他2個因素也會跟著變動。所以帶調軌功能的短軌枕不建議在帶軌底坡的線路上使用，可考慮在混凝土道岔短枕上進行嘗試性使用。

2.3 帶支撐調軌功能的混凝土岔枕應用分析

地鐵常用7，9號道岔，7號道岔主要用在車輛段、停車場，多使用木枕。9號道岔主要用在正線，多使用混凝土枕，道岔混凝土枕又包括長枕和短枕。由于場段線路多為碎石道床，不在此次討論研究的范圍，因此，單就9號道岔的混凝土長、短枕增加支撐調軌功能的利弊進行分析。

2.3.1 混凝土短岔枕的應用

帶支撐調軌功能的短軌枕可考慮在混凝土道岔短軌枕上進行嘗試使用，但需注意：①帶支撐調軌功能的道岔短軌枕的布置應由設計、施工、監理及道岔廠家技術人員根據《道岔短枕位號平面布置圖》共同確定；②盡量通過對已有尺寸類型的道岔短軌枕進行釘孔距調整實現支撐調軌功能，避免新增道岔短軌枕尺寸類型；③套管預埋精度和位置偏差應與長軌枕的要求一致。但道岔零部件的現場倒運和組裝過程用時較長，道岔數量占全線鋪軌工作量的比重較少，因此，使用帶調軌功能的短軌枕對道岔施工的效率提高和成本降低沒有明顯幫助。

2.3.2 帶支撐調軌功能的混凝土長岔枕的應用分析

道岔長枕增加預埋調軌絲桿螺紋套管，可參考帶調軌功能的普通預應力長軌枕，將調軌絲桿螺紋套管設置在軌枕的兩頭。而道岔長軌枕的長度為2.3～4.6m，對長度較長的軌枕，除在兩端頭的位置預埋調軌絲桿螺紋套管外，還應在軌枕中間位置增加預埋調軌絲桿螺紋套管。具體位置應由設計院根據軌枕受力情況計算分析確定，否則將影響軌枕受力性能。其優勢利弊與在混凝土短岔枕中的應用大致無異，對提高施工效率和降低施工成本沒有明顯幫助。

道岔結構復雜，零部件較多，材料倒運和現場組裝的工時耗費較多，且道岔數量相對占比較小，用帶調軌功能的岔枕與傳統的道岔施工作業的工裝支架相比較并無明顯優勢。因此可考慮嘗試性應用，以探求在某些特定工況下的適應性和優勢性。

3 結語

通過分析研究，在地鐵常用的軌枕類型中，在不破壞軌枕受力性能前提下，增加預埋調軌絲桿螺紋套管能實現功能上取代下承式調軌支架。經過分析研究，并不是所有類型的軌枕經改造實現下承式調軌支架功能后均能達到便于施工、提高施工作業效率及降低成本的目的。就目前地鐵常用軌枕類型來看，只有普通預應力長軌枕改造后能夠基本滿足要求。另外，在實際使用帶調軌功能軌枕時，由于較傳統施工方法有一定的調整改進，施工企業要加強現場管理，針對新的施工方法要不斷優化現場工作組織安排，以達到盡快熟練掌握的目的。