遼寧省沈撫新區現代有軌電車西延工程軌道系統設計概述

耿浩,李耿旭,溫朋哲

摘 要：本文系統闡述遼寧省沈撫新區有軌電車西延工程軌道結構設計原則，對軌道結構部件選型進行研究，對本工程與既有段軌道接駁方案進行詳述，為今后其他有軌電車延伸線工程設計提供工程參考。

關鍵詞：有軌電車;軌道;槽型鋼軌;道岔;道床

1 工程概況

遼寧省沈撫新區有軌電車西延工程起于李石街，終點與既有沈陽渾南有軌電車5號線預留區間相銜接。沿線設置4座車站，分別為李石街站、杏壇街站、中興街站和旺力街站。線路全長約5.2 km，平均站間距約1.284 km，列車最高設計速度為70 km/h。

2 軌道結構設計原則

本工程軌道系統的主要設計原則如下：

（1）軌道系統不僅要滿足本工程線路運營管理要求，還應兼容線網中其他規劃路線的使用，同時預留遠期接入的條件;

（2）軌道結構應符合現代有軌電車的運營特征，同時滿足城市環境景觀和道路交通的要求;

（3）軌道結構應具備相關規范要求的強度、穩定性、耐久性、絕緣性，并具有適當的彈性，以保證列車運行時的平穩、安全及旅客舒適度要求;

（4）軌道設備應當盡量保證型式統一，采用通用的零部件，同時易磨損零件應當具備可更換條件;

（5）軌道結構應當采用成熟的新工藝、新材料、新技術，滿足絕緣、減振降噪的需求，減少對周邊環境的影響，同時盡量減少軌道結構的維修工作量。

3 軌道結構選型及設計

3.1 鋼軌選型

本工程全線位于城區主干道路中，采用專有路權綠化形式和共用路權硬化形式，因此要求軌道結構為埋入式結構。目前，槽型軌在國內外有軌電車系統中大量使用，由于在鋼軌上實現了輪緣槽的設置，可最大限度的實現綠化和鋪面面積，取得良好景觀效果。由于本段工程為既有沈陽有軌電車5號線的延伸線，采用的槽型鋼軌型式應與既有線保持一致，因此本段工程所用槽型鋼軌為59R2型槽型鋼軌。

此外，鋼軌磨耗及疲勞傷損是控制鋼軌使用壽命的主要因素，是選擇鋼軌材質的關鍵因素。當前國內城市軌道交通使用的鋼軌主要有U71Mn和U75V兩種材質。兩種材質相比，U75V在小半徑曲線（R≤400 m）地段的使用壽命提高60%以上。考慮到本工程軌道結構為埋入式軌道結構，為增加鋼軌使用壽命，減少養護維修，鋼軌采用U75V材質。

3.2 扣件選型

國內有軌電車扣件主要為彈性分開式和彈性不分開式兩種扣件型式。彈性分開式扣件為地鐵彈性分開式扣件型式，槽型軌配套用改性扣件。如彈條Ⅲ型分開式扣件，采用國鐵Ⅲ型彈條，如圖1所示。其單個彈條扣壓力大于11 kN，扣件節點靜剛度為20 kN/mm～40 kN/mm，調高量一般為30 mm，預埋套管抗拔力大于60 kN，扣件絕緣電阻大于108 Ω。

彈性不分開式扣件，如ZXYG-2型扣件，采用國鐵Ⅱ型彈條，在北京、武漢、佛山等地有軌電車中普遍采用，如圖2所示。其單個彈條扣壓力大于10 kN，扣件節點靜剛度為20 kN～40 kN，調高量一般為30 mm，預埋套管抗拔力大于60 kN，絕緣電阻大于108 Ω。

結合兩種扣件優缺點，并根據《輕軌交通設計標準》（GB/T 51263-2017）規定“宜采用彈性不分開式扣件”，因此本工程采用ZXYG-2型彈性不分開式扣件。

3.3 道床結構選型

沈撫新區有軌電車工程中主要分為共用路權和專有路權路段，均采用現澆混凝土軌枕埋入式整體道床，共用路權段存在大量的交叉路口及混行路段，軌道鋪設后，在道床表層鋪設瀝青混凝土，同時在道床與相鄰道路間鋪設過渡段，防止因剛度不均勻而產生的開裂。在專有路權段，軌道鋪設完成后，在道床表層覆土并進行綠化處理。

3.4 道岔選型

對有軌電車6號道岔及9號道岔進行技術經濟比較，如表1所示。通過對比可以看出，6號道岔可滿足本工程行車需求，適用于跨區間無縫線路，道岔造價相對較低，且符合《輕軌交通設計標準》（GB/T 51263-2017）的規定，因此與既有線一致，正線采用59R2型槽型軌6號系列道岔。

3.5 鋼軌全封閉柔性防護系統選型

鋼軌全封閉柔性防護系統能夠保護鋼軌不受外界惡劣環境影響，同時在鋼軌與道路之間發揮柔性隔離作用。ZXYG-A型鋼軌全封閉防迷流柔性防護系統分為橡膠包裹式防護系統和橡膠隔振塊式防護系統。其中橡膠包裹式防護系統主要包括軌腰及軌底護套、粘接劑、軌頂密封層等，主要用于非平交路口的專有路權地段;橡膠隔振塊防護系統主要包括軌腰阻尼隔振塊、軌底護套、粘接劑、軌頂密封層等，用于平交路口的共用路權地段。兩種防護系統如圖3所示。

4 延伸線與既有線接駁方案

本工程與既有沈陽有軌電車5號線正線終端接駁，接駁區域為共用路權的混行區段。整體道床施工時，破除既有線軌道道床長度0.625 m，破除后道床端頭位置恢復鋼筋與扁鋼和接地端子連接，新建線路軌道道床向既有線軌道道床延伸0.625 m，與既有線搭接處變形縫設置于既有線0.625 m處，變形縫設置瀝青木板，搭接部分整體道床配筋及混凝土強度均按照新建線路整體道床結構施工。

鋼軌鋪設時，切除既有線鋼軌長度1.25 m，新建線路鋼軌向既有線延伸1.25 m，新線與既有線鋼軌采用凍結接頭進行連接。

5 結語

遼寧省沈撫新區有軌電車西延工程作為既有沈陽有軌電車5號線的延伸線，其軌道結構設計應與既有線保持一致，但有軌電車5號線建設時尚無相關規范要求，而本工程建設時已有《輕軌交通設計標準》等規范要求。因此，在滿足相關規范要求前提下，盡量保證軌道結構與既有線一致。

本工程在鋼軌、道床、道岔選型上與既有線一致。扣件、柔性防護系統與既有線使用不同。扣件采用ZXYG-2型彈性不分開式扣件，鋼軌全封閉柔性防護系統采用ZXYG-A型。

此外，本工程涉及與既有線接駁問題。接駁施工前，需要將既有線部分道床鑿除并切除部分鋼軌。需要注意的是，道床和鋼軌的新舊銜接斷面應錯開，避免因道床和鋼軌銜接斷面一致時，列車運行至接縫處產生的沖擊荷載導致鋼軌斷裂和道床破壞。

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