胶轮导轨自动捷运系统轨道工程技术

2018-11-23李苍楠刘聪灵

现代城市轨道交通 2018年11期

关键词：车辆段道岔支座

李苍楠, 刘聪灵, 张倩

（1. 中设设计集团股份有限公司，江苏南京 210014；2. 中车浦镇庞巴迪运输系统有限公司，安徽芜湖 241003）

1 APM 轨道结构组成

上海市轨道交通浦江线采用胶轮导轨自动捷运APM 系统。APM 轨道系统主要由走行面、导向轨及其支座、道岔，以及附属设备组成（图 1）。

（1）走行面。位于轨道结构两侧、车辆走行轮下方，承受列车竖向荷载，可采用钢筋混凝土或钢结构。

（2）导向轨及其支座。导向轨位于轨道结构中间，起导向作用，车辆导向轮夹持在 H 型钢导向轨的两端翼缘，导向轨腹板位于水平方向。导向轨支座是支撑导向轨的主要结构，支座与导向轨腹板通过螺栓连接。

（3）道岔。功能与常规铁路道岔相同，分为枢轴式道岔和转盘式道岔 2 种。

（4）附属设备。主要包括车挡、线路、信号标志等。

图1 APM 轨道结构构成

2 主要技术标准

（1）最高运行速度 80 km/h。

（2）轴重≤13.6 t。

（3）最小曲线半径。正线一般值 50 m，极限值40 m；辅助线/车场线一般值 50 m，极限值 22 m；车站一般值 1 000 m，极限值 600 m。

（4）竖曲线半径。区间竖曲线半径一般情况下为3 000 m，困难时为 2 000 m；车站端部竖曲线半径一般情况下为 2 000 m，困难时为 1 000 m；出入线竖曲线半径为 1 000 m。

（5）最大纵坡 10%。

（6）曲线超高。APM 的超高设置采用类似公路标准里的百分比表示，圆曲线的最大超高值为 6%，困难情况下为 10%；最大允许欠超高为 5%；曲线超高宜按照外轨抬高超高值一半、内轨降低超高值一半的方法设置；曲线超高值在缓和曲线内递减，无缓和曲线时，在直线段完成递减，超高顺坡率不大于 4.2‰。

（7）轨道精度要求。走行面表面高程误差±3 mm，走行面表面平整度要求（3 m 范围内）3 mm，左右走行面共面偏差 6 mm，伸缩缝处相邻走行面表面垂直高差 1.5 mm，导向轨腹板中心线距走行面表面高度 117 mm（±1.5 mm），导向轨腹板 3 m 直尺范围内的平整度±3 mm，相邻导向轨腹板/翼缘平整度偏差 1.5 mm。

（8）特殊接口。主要为强电接口和弱电接口 2 类，强电接口为接触轨供电电缆接口，弱电接口主要为通信、信号设备电缆接口。

3 轨道技术特点

3.1 走行面

走行面为钢筋混凝土结构，采用 C40 钢筋混凝土，走行面表面平整误差为 ±3 mm。为增加摩擦力，在表面设置约 1.5 mm的横向条纹扫帚面，使得干湿 2 种情况下摩擦系数都可以达到不小于 0.85。走行面根据横断面形式可分为单基走行面（图 2）和双基走行面（图3）：单基走行面为整体式钢筋混凝土结构，主要用于车辆段；双基走行面类似常规轨道交通的短枕式整体道床，用于正线桥梁地段，主要是考虑检修需要以及高架线降低恒载。根据导向轮检修及车辆故障检修需要以及道岔结构安装需要，走行面高度设计为一般地段 450 mm，单开道岔区 305 mm，转盘式道岔区 460 mm。

图2 单基走行面横断面示意图

图3 双基走行面横断面示意图

为减少下部结构变形对走行面的影响，走行面应设置伸缩缝。走行面伸缩缝有 2 种形式：①垂直伸缩缝，适用于缝宽不大于 25 mm 时；②斜交伸缩缝，如图 4 所示，适用于缝宽大于 25 mm小于 127 mm 时，这种形式的伸缩缝可以减少由于缝宽较大造成胶轮车辆运行时发生“跳车”现象，从而影响舒适度。对于高架线，为使走行面与梁变形协调，设计采用与下部结构一致的设缝原则，在跨度超过 40 m 的连续梁上，在桥梁中部每隔 30 m设置 1 道垂直伸缩缝。

选取2017年1月-2018年1月在我院接受剖宫产手术的产妇128例,分为对照组(n=64)和观察组(n=64)其中对照组年龄26-45岁不等,平均年龄(32.73±4.96)岁;观察组年龄25-46岁,平均年龄(33.12±5.03)岁。经统计学分析,两组产妇一般资料上差异不具有统计学意义(P﹥0.05),具有可比性。

考虑桥上双基走行面排水要求，每隔 3 m 左右设置1 个排水孔，排水孔要与导向轨基座错开。根据供电、信号、通信专业要求，需在走行面预埋过轨管线。过轨管线采用去磁镀锌钢管，位置根据相关专业要求，结合轨旁设备布设。排水孔与过轨管线如图 5 所示。

图4 走行面斜交伸缩缝

图5 走行面排水孔及过轨管线

3.2 导向轨

导向轨横截面为 H 型钢，采用 Q345C 材质。导向轨上部安装有供电接触轨，如图 6 所示，腹板上根据供电专业要求预留螺栓孔及电缆过轨孔。

图6 导向轨及供电轨

正线导向轨标准单元长 9.5 m，局部地段根据梁长调整。单元长度模数的选取主要是考虑到本项目正线采用大规模预制 U 梁，轨缝与梁缝需匹配，因此导向轨模数与 U 梁长度模数也应匹配，从而提高设计标准化程度，且能够最大程度利用导向轨材料。车辆段不存在下部结构模数，因此导向轨标准单元长度参照一般轨道结构钢轨模数，选取 12.5 m，局部地段根据道岔结构缝的设置调整。2 根导向轨单元之间设置轨缝，标准轨缝 10 mm。对于其他应用于地下线的项目，由于隧道变形缝间距通常较大，因此导向轨模数多采用 12.5 m，以符合传统轨道专业的设计习惯，便于导向轨排布。

导向轨伸缩缝应与走行面伸缩缝设置一致，避免出现导梁跨缝的情况。导向轨伸缩缝的设计特点与走行面伸缩缝类似，缝宽小于等于 25 mm 时采用垂直缝，缝宽大于 25 mm 时采用 45°斜交缝，如图 7 所示。

图7 导向轨典型斜交伸缩缝

3.3 导向轨支座

导向轨支座包含钢筋混凝土基座、钢结构支座 2部分。

3.3.1 钢筋混凝土基座

钢筋混凝土基座为间隔布置，以减少桥上恒载。根据导向轨受力计算，导向轨支座间距采用正线直线段3 m、曲线段 2 m，车辆段直线段 4 m、曲线段 2 m。正线上的钢筋混凝土基座形式根据在梁上的不同位置设计了 A、B、C 3 种，一般地段设置 A 型基座，U 梁端部泄水孔附近设置 B 型基座，导向轨轨缝处设置 C 型基座。基座采用 C40 混凝土、HRB400 级钢筋。

3.3.2 钢结构支座

图8 S1 型钢结构支座示意图

（2）S2 型。用于车辆段内，由 1 块 T 型钢板通过M20 高强螺栓与导向轨连接，底部焊接在预埋于车辆段轨道内的钢板上，如图 9 所示。

图9 S2 型钢结构支座示意图

3.4 道岔

APM 道岔功能与常规轨道交通类似，主要用于引导车辆至相邻轨道，应用于单渡线、交叉渡线及车辆段咽喉区。根据功能，可分为枢轴式道岔和转盘式道岔 2种。其中枢轴式道岔相当于钢轨单开道岔，道岔角为22.944°，导曲线半径为 22 m，如图 10 所示。转盘式道岔用于交叉渡线，相当于钢轨交叉渡线中的菱形交叉，转角为 76°和 60°，如图 11 所示。APM 道岔在单渡线及交叉渡线中的平面布置如图 12 所示。

图10 APM 单开道岔

图11 APM 转盘道岔

图12 单渡线与交叉渡线道岔设置示意图

道岔的安装根据下部结构采用了预埋螺栓和后锚固螺栓钻孔安装 2 种工法。由于安装深度受限，直接安装在桥梁上的道岔采用在桥面预埋钢板、后期焊接螺栓的工法，从而避免后锚固钻孔带来的与桥梁钢筋冲突问题，同时可保障安装精度。在安装深度充足的交叉渡线区，由轨道专业在结构上部浇筑 200 mm 厚的混凝土垫层，道岔施工时现场利用后锚固螺栓钻孔安装，以确保道岔安装精度。

3.5 可动式导向轨

可动式导向轨主要用于车辆段的重修区，如图 13所示。导轨具备可拆卸功能，因而要求具有轻质高强、便于拆卸的特点。导向轨设计采用铝合金材料，单元长度 6 m，具有自重轻、便于人工操作的特点。导轨支撑采用圆柱形插销，使用时插入地面预留的圆柱形插槽固定。铝合金可动式导向轨上不安装供电轨，仅起导向作用。在该型导向轨设置区段，车辆无动力，采用推行方式运行，速度较低，因此采用两点式圆柱形插槽支撑可以满足导向轨横向受力及稳定要求。