地铁减振道床跨人防门设计及施工研究

2021-09-24张珍珍

现代城市轨道交通 2021年9期

张珍珍

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）

城市轨道交通不可避免地穿越人口密集区和重要建筑物，为减少列车行驶时产生的振动对建筑物室内环境的影响，轨道设计中采取了不同的减振技术，主要包括扣件减振、轨枕减振和道床减振。相比普通整体道床，采用道床减振技术在道床结构设计及施工，以及与相关专业的接口方面存在较大的区别，本文通过对梯形轨枕道床、橡胶隔振垫道床、钢弹簧浮置板道床等地铁减振道床结构设计及技术分析，对跨越人防门时的道床设计及施工进行探讨。

1 跨人防门梯形轨枕道床设计及施工

1.1 道床结构

梯形轨枕整体道床由钢轨、扣件、梯形轨枕及钢筋混凝土道床组成，如图1所示。梯形轨枕由1对预制预应力混凝土纵梁及横向连接杆件组成梯子状结构，纵梁侧面设纵向限位凸台，底部设置减振垫层，外侧设置缓冲垫层，实现梯形轨枕的减振和限位，如图2所示。梯形轨枕下设置现浇整体道床，梯形轨枕与现浇整体道床之间不进行固定，且为避免道床混凝土浇筑时与梯形轨枕结构接触，轨排组装时需将梯形轨枕结构与道床衔接的表面采用珍珠棉等施工辅助材料加以隔离。

图1 梯形轨枕道床示意图（单位：mm）

图2 梯形轨枕示意图

1.2 道床跨人防门设计

梯形轨枕道床铺设范围内设置有人防门时，梯形轨枕道床在人防门处断开，人防门处预留450 mm，人防门两侧铺设梯形轨枕，梯形轨枕底部减振垫层不进行刚度过渡。梯形轨枕道床跨人防门横剖面及平面设计如图 3所示，梯形轨枕道床跨人防门设计要点如下。

图3 梯形轨枕道床跨越人防门设计（单位：mm）

（1）人防门两侧梯形轨枕道床排水衔接。当人防门两侧道床可独立排水时，应断开道床水沟，人防门下门槛内不设置排水洞；当人防门两侧排水必须连通时，人防门下门槛内预留排水洞，预留排水洞洞底标高应与梯形轨枕中心水沟沟底保持平齐，以避免积水，保证排水通畅。梯形轨枕中心水沟宽600 mm，沟底距轨面530 mm，即排水洞底部距离轨面530 mm。

（2）人防门处梯形轨枕道床设计应满足排水洞闸板的安装。中心水沟人防门排水洞闸板安装宽度为550 mm，高度为200 mm，沿线路方向由于梯形轨枕连接杆件位置的限制，为防止排水闸板装置与连接杆件发生冲突，排水闸板装置端头到人防门下门框基础净距设置为不大于430 mm；为保证排水洞闸板的安装及工作时正常开启和关闭，排水洞闸板前设置集水坑；集水坑坑底标高相比排水洞洞底降低180 mm，困难条件下降低150 mm，以保证排水洞闸板能够正常降落；集水坑宽度（垂直于线路方向）应预留排水洞闸板安装时的立模及操作空间，不应小于700 mm；集水坑长度（沿线路方向）不应大于430 mm。

（3）人防门处扣件间距控制。应保证人防门处扣件间距不超过850 mm，困难条件下不应超过900 mm。为防止跨人防门处扣件间距过大，在人防门下门框处设置钢轨绝缘支撑点，沿线路纵向支撑长度不少于100 mm，厚度根据现场轨底与人防门下门框之间的高差确定。

1.3 道床跨人防门施工

（1）梯形轨枕道床主要采用轨排法施工，即铺轨基地内组装轨排，隧道内架设和调整轨排，以及浇筑道床混凝土。隧道内施工范围狭窄，梯形轨枕轨排较重，曲线地段轨排在铺轨基地完成超高和正矢调整，洞内只调整线路中线位置和高程。梯形轨枕在铺轨基地轨排组装前需制定梯形轨枕轨节表，标明每个轨排轨枕形式、枕间间距、曲线上枕间高差、每块垫板偏移和调高量等，利用调整扣件调高量和偏移量来满足曲线超高和正矢。

（2）当梯形轨枕道床铺设范围内设有人防门时，梯形轨枕轨排组装前应对人防门位置进行测量，根据测量结果对梯形轨枕轨排的枕缝进行适当调整，制定梯形轨枕轨节表完成轨排超高和正矢调整；梯形轨枕缝调整应保证相邻扣件间距满足相关技术要求。

2 跨人防门橡胶隔振垫道床设计及施工

2.1 道床结构

橡胶隔振垫道床由钢轨、扣件、轨枕、道床板、隔振垫及基底等组成，如图4所示。道床板长度约6 m，道床板之间设置20 mm宽伸缩缝，伸缩缝底部采用沥青木板填充，顶面30 mm采用沥青麻筋密封处理。道床板与基底之间设置橡胶隔振垫作为弹性垫层。基底一般每12 m设置1处伸缩缝，洞口50 m范围每6 m左右设置1处伸缩缝，伸缩缝设置方式与道床伸缩缝相同。基底中部设置宽350 mm、深120 mm的中心水沟。

图4 橡胶隔振垫道床示意图（单位：mm）

2.2 道床跨人防门设计

橡胶隔振垫道床铺设范围内设置有人防门时，橡胶隔振垫道床在人防门处断开，人防门两侧铺设橡胶隔振垫道床，人防门两侧橡胶隔振垫道床不进行刚度过渡。橡胶隔振垫道床跨人防门平面及纵剖面设计如图5所示，橡胶隔振垫道床跨人防门设计要点如下。

图5 橡胶隔振垫道床跨越人防门设计（单位：mm）

（1）人防门两侧橡胶隔振垫道床排水衔接。橡胶隔振垫道床排水采用基底中心沟排水，由于基底暗沟不便于清淤，因此当人防门两侧道床可独立排水或采取线路反坡排水可满足排水要求时，应断开基底水沟，人防门下门槛内不设置排水洞；当人防门两侧排水必须连通时，人防门下门槛内预留排水洞，预留排水洞洞底标高应与基底中心水沟沟底保持平齐，以避免积水，保证排水通畅。橡胶隔振垫道床基底中心水沟宽350 mm，沟底距轨面730 mm，即排水洞底部距离轨面730 mm。

（2）人防门处橡胶隔振垫道床结构设计应满足排水洞闸板的安装。基底中心水沟宽度350 mm，高度120 mm，对应的人防门排水洞闸板安装宽度为350 mm，高度为150 mm，为保证排水洞闸板的安装及工作时正常开启和关闭，在排水洞闸板前隧道底板上设置集水坑；集水坑坑底距离轨面不应小于880 mm，集水坑宽度（垂直于线路方向）不应小于500 mm，长度（沿线路方向）考虑闸板安装长度可设计为500 mm；道床板在集水坑对应位置设置500 mm×500 mm的预留洞。

（3）橡胶隔振垫道床跨人防门处扣件间距应与梯形轨枕道床跨人防门扣件间距一致。

2.3 道床跨人防门施工

（1）橡胶隔振垫道床跨越人防门施工时应注意按照设计要求控制预留排水洞标高，保证人防门处排水通畅；应在隧道结构底板预留集水坑，并在道床板对应位置预留闸板坑；在施工完成后，为保证运营期间养护维修人员的安全，道床板预留坑上应设置盖板。

（2）橡胶隔振垫道床与人防门门框之间的板缝按照 20 mm预留，板缝与道床板之间伸缩缝处理方式相同，采用沥青木板填充，顶面30 mm采用沥青麻筋密封处理。

3 跨人防门钢弹簧浮置板道床设计及施工

3.1 道床结构

钢弹簧浮置板道床由钢轨、扣件、轨枕、道床板、隔振器、剪力铰及基底等组成，如图6所示。道床板长度一般为25 m，厚度325～340 mm；道床板之间采用剪力铰连接。道床板通过隔振器浮置于基底上，即道床板内嵌入隔振器外套筒，筒内放入弹簧隔振器，隔振器通过定位销固定在基底上，使道床板浮置于基底上；隔振器沿线路纵向间隔2-3-2-3根轨枕间距进行布置，即隔振器间距为2个轨枕间距、3个轨枕间距交替布置；在浮置板与其他普通道床连接处采用连续7对隔振器加密布置，即每个轨枕间距布置1对隔振器，浮置板与浮置板之间采用连续2对隔振器加密布置。基底中部设置宽度350 mm、深度120 mm的中心水沟。

图6 钢弹簧浮置板道床示意图（单位：mm）

3.2 道床跨人防门设计

钢弹簧浮置板道床铺设范围内设置有人防门时，人防门两侧的钢弹簧浮置板作为独立体系考虑，人防门与钢弹簧浮置板之间设置板缝，浮置板不做剪力铰连接。钢弹簧浮置板道床跨人防门平面及纵剖面设计如图7所示，钢弹簧浮置板道床跨人防门设计要点如下。

图7 钢弹簧浮置板道床跨越人防门设计（单位：mm）

（1）浮置板板端结构设计及隔振器布置方式。为避免人防门与钢弹簧浮置板道床之间板缝存在堵塞影响减振效果，人防门与钢弹簧浮置板之间设置40 mm的板缝。此外，由于人防门两侧浮置板作为独立体系无剪力铰连接，削弱了浮置板的整体性，为保证浮置板整体刚度及纵横向稳定性，板端采用连续5对隔振器加密；同时人防门两侧的浮置板板端竖向及横向钢筋进行加强。

（2）钢弹簧浮置板道床采用基底中心水沟排水，因此跨人防门处排水衔接设计、过水洞闸板安装对道床及基底设计的要求与橡胶隔振垫道床一致。

（3）钢弹簧浮置板道床跨人防门处扣件间距要求与梯形轨枕道床跨人防门扣件间距要求一致。

3.3 道床施工

（1）钢弹簧浮置板道床施工时通常在铺轨基地组装钢筋笼及隔振器外套筒，然后吊装运往作业面，完成道床混凝土浇筑。钢弹簧浮置板道床钢筋规格及尺寸较多，且与隔振器设置位置相关。为避免人防门下门槛实际宽度和设置里程与设计存在偏差进而导致已绑扎好的钢筋笼与人防门门框相互冲突或存在较大间隙，应在钢筋笼绑扎前对人防门下门槛实际里程和宽度进行测量核实；根据人防门下门槛实际里程和宽度对门槛两侧钢弹簧浮置板的长度进行重新设计，并相应调整钢筋及隔振器，以适应人防门。

（2）钢弹簧浮置板道床与人防门之间板缝控制。钢弹簧浮置板道床为质量-弹簧系统，利用其悬浮道床板在列车通过时产生一定位移来降低列车的冲击振动。为保证钢弹簧浮置板的减振效果，在道床板混凝土浇筑时应避免出现漏浆等问题引起道床板与人防门门框之间的板缝堵塞。道床板完成顶升后，道床板与人防门门框之间的间隙可参照道床板之间、道床板与隧道壁之间间隙处理方式，将阻燃密封条固定在道床板板端与人防门门槛侧壁上以阻止杂物进入。

（3）人防门处排水洞、排水洞闸板预留集水坑及道床板预留坑施工处理与橡胶隔振垫道床跨越人防门时施工处理相同。