4地鐵與輕軌軌道工程PPT課件

1、第一節(jié) 概述軌道組成鋼軌扣件軌枕道床道岔附屬設(shè)施第1頁(yè)/共62頁(yè)（按照道床形式）軌道有砟軌道無(wú)砟軌道 有砟軌道：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、成本低、維修方便第2頁(yè)/共62頁(yè)無(wú)砟軌道有枕式無(wú)枕式第3頁(yè)/共62頁(yè) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、連續(xù)、平順；耐久、整潔美觀，壽命長(zhǎng)；維修工作量少。優(yōu)點(diǎn)： 造價(jià)高； 施工技術(shù)和方法要求嚴(yán)格； 對(duì)扣件和墊層有特殊要求； 要求有堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定的基礎(chǔ)； 出現(xiàn)病害，整治困難。缺點(diǎn)：一、無(wú)砟軌道的基本知識(shí)介紹 第4頁(yè)/共62頁(yè) 城市軌道交通對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的基本要求如下： 振動(dòng)、噪聲少。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體性強(qiáng)，具有堅(jiān)固、穩(wěn)定、耐久和適量彈性等特點(diǎn)，確保行車安全、平穩(wěn)、舒適； 少維修或避免維修。具有足夠的強(qiáng)

2、度、剛度；便于施工，易于管理，可靠性高，清潔養(yǎng)護(hù)方便，運(yùn)營(yíng)成本低； 扣件要求強(qiáng)度高、韌性好； 滿足城市景觀要求。采用成熟新工藝、新技術(shù)、新材料，滿足絕緣、減振降噪和減輕軌道自重需要，符合城市景觀和美觀要求。 第5頁(yè)/共62頁(yè)第二節(jié) 鋼軌一、基本性能要求：一、基本性能要求：足夠的強(qiáng)度和韌性合理的抗彎性能較高的抗磨抗疲勞良好的可焊性光滑平順的外觀第6頁(yè)/共62頁(yè) 鋼軌外形基本一致，斷面為工字型（利于抵抗撓曲變形），分為軌頭、軌腰和軌底。第7頁(yè)/共62頁(yè) 國(guó)內(nèi)鋼軌類型主要有75kg/m、60kg/m、50kg/m、43kg/m和38kg/m五種類型。二、選型 長(zhǎng)度有12.5m和25m，軌道交通采用2

3、5m。隨著鐵路發(fā)展及鋼軌生產(chǎn)技術(shù)提高，鋼軌定尺不斷增加，國(guó)內(nèi)已能夠生產(chǎn)50m、100m鋼軌。第8頁(yè)/共62頁(yè)三、損傷分析及材質(zhì)選擇（1）損傷分析造成鋼軌損壞的主要原因是磨耗和疲勞損傷。 磨耗在直線上主要出現(xiàn)在接頭部分的鞍形磨耗，第9頁(yè)/共62頁(yè) 曲線上：表現(xiàn)為外股鋼軌側(cè)面磨耗及內(nèi)股鋼軌的頭部壓潰和波形磨耗。 第10頁(yè)/共62頁(yè) 疲勞損傷主要表現(xiàn)為核傷，隨著車輛頻繁通過，內(nèi)部的細(xì)小裂紋成核，再向四周發(fā)展，最后突然折斷引起事故第11頁(yè)/共62頁(yè)鋼軌鋪設(shè) （1）正線地段和半徑為250m及以上的曲線地段，應(yīng)鋪設(shè)長(zhǎng)軌節(jié)，即無(wú)縫線路 （2）鋼軌焊接方法有三種：接觸（閃光）焊87，氣壓焊 10，鋁熱焊3第1

4、2頁(yè)/共62頁(yè) 接觸焊：鋼軌形成對(duì)接接頭，通電并使其端面逐漸移近，達(dá)到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn)（產(chǎn)生閃光），使端面全部熔化，施加頂力完成焊接第13頁(yè)/共62頁(yè)鋼軌氣壓焊示意圖氣壓焊，是利用氣體燃燒將鋼軌端部加熱到熔化狀態(tài)或塑性狀態(tài)，再施加一定壓力，完成鋼軌焊接。第14頁(yè)/共62頁(yè)焊藥自熔塞分流塞砂側(cè)模鋼軌底模 鋁熱焊，是利用鋁和氧化鐵（含添加劑），在一定溫度下進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，形成高溫液態(tài)金屬注入特制的鑄模內(nèi)，將兩個(gè)被焊鋼軌端部熔化實(shí)現(xiàn)連接。第15頁(yè)/共62頁(yè)第三節(jié) 扣件（1）作用 固定鋼軌，阻止鋼軌位移，防止鋼軌傾斜，提供適當(dāng)彈性，并將鋼軌承受的力傳遞給軌枕或道床承軌臺(tái)。（2）組成

5、： 由鋼軌扣壓件和軌下墊層兩部分組成第16頁(yè)/共62頁(yè)扣件設(shè)計(jì)原則 （1）具有足夠的強(qiáng)度、扣壓力和耐久性 （2）在高架橋無(wú)砟、無(wú)枕的軌道上，扣件還必須有一定彈性 （3）結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，盡量標(biāo)準(zhǔn)化，通用性好，造價(jià)低 （4）對(duì)于扣件的鐵部件應(yīng)作防腐處理第17頁(yè)/共62頁(yè)扣件的技術(shù)性能（1）調(diào)整量 地鐵整體道床上的扣件，軌距調(diào)整量+8mm、-12mm，高低調(diào)整量+10mm。 輕軌高架線路，軌距調(diào)整量適當(dāng)加大，軌距調(diào)整量為+14mm，-22mm，高低調(diào)整量為+30mm。第18頁(yè)/共62頁(yè)（2）抗橫向力 根據(jù)北京地鐵資料，曲線半徑為200m,車道行車速度為50km/h，扣件受到最大橫向力37kN，所以抗橫

6、向力定為40kN。（3）扣壓力 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一組扣件扣壓力大于12kN就能制止鋼軌爬行（鋼軌沿線路縱向的蠕動(dòng)現(xiàn)象 ）。高架橋無(wú)縫線路上，可適當(dāng)減少或間隔上緊扣件。第19頁(yè)/共62頁(yè)（4）絕緣性能 扣件的絕緣部件工作電阻應(yīng)大于108。（5）垂向和橫向靜剛度 根據(jù)車輛軸重及減振要求，扣件垂向靜剛度為200290kN/cm，橫向靜剛度應(yīng)為220600kN/cm。第20頁(yè)/共62頁(yè)（6 6）扣件（疲勞）強(qiáng)度）扣件（疲勞）強(qiáng)度 扣件垂向受力扣件垂向受力55kN55kN，橫向受力，橫向受力40kN40kN狀態(tài)下，經(jīng)過狀態(tài)下，經(jīng)過200300萬(wàn)次萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)疲勞試驗(yàn)，零件無(wú)損壞及磨耗。，零件無(wú)損壞及磨耗。第2

7、1頁(yè)/共62頁(yè)地鐵線路扣件（1）DTI型扣件 彈性分開式n彈性扣板，六邊形軌距塊，調(diào)距量+8、-12mm，高低調(diào)整量為-5、+10 。n橡膠墊板，8mm塑料墊板。預(yù)埋玻璃鋼套管。n北京地鐵二期工程采用。第22頁(yè)/共62頁(yè)（2）DTIII 、DTIV 型扣件 均為彈性分開式，結(jié)構(gòu)形式相同。n軌距塊調(diào)整軌距n橡膠墊板減震絕緣n玻璃鋼套管增加螺旋抗橫向力剛度n北京地鐵復(fù)八線用DTIV 、上海地鐵一號(hào)線用DTIII 。第23頁(yè)/共62頁(yè)（3）DTVI 型扣件 彈性分開式n扣壓件為 18彈簧鋼彈條。軌下和鐵墊板下分設(shè)10、16mm圓柱型橡膠墊板，減震好。n青島、沈陽(yáng)和上海地鐵二號(hào)線使用。第24頁(yè)/共62

8、頁(yè) （4）DTVII 型扣件 彈性分開式 適用于54kg/m鋼軌和整體式道床，用于一般減振地段。我國(guó)設(shè)計(jì)，伊朗德黑蘭地鐵枕式整體道床用第25頁(yè)/共62頁(yè)（5）軌道減震器扣件 彈性分開式 適合于整體道床，較高減振地段（高架段居民區(qū)）。第26頁(yè)/共62頁(yè) （6）檢查坑扣件 檢查坑寬1200mm，要求扣件較短，一般為無(wú)擋肩式彈性扣件。分為I型、II型和III型三種檢查坑扣件。 I型檢查坑扣件：彈性不分開式，零件多，精度差，逐步被替代。 第27頁(yè)/共62頁(yè) II型檢查坑扣件：彈性不分開式，如圖。北京地鐵二期工程太平湖車輛段和古城車輛段擴(kuò)建采用此扣件。第28頁(yè)/共62頁(yè)III型檢查坑扣件：彈性分開式。上

9、海地鐵2號(hào)線采用此扣件。第29頁(yè)/共62頁(yè)輕軌線路常用扣件（1）輕軌I型扣件 通過B型彈條4和T形螺栓1等緊固鋼軌； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，通用性好，造價(jià)較低。1-T型螺栓；2-螺母；3-平墊圈；4-B型彈系；5-T型螺栓插入座；6-絕緣軌距塊；7-橡膠墊板；8-調(diào)高墊板第30頁(yè)/共62頁(yè)技術(shù)性能如下： 軌頂標(biāo)高調(diào)整量10mm；軌距調(diào)整量：有備件時(shí)-8+4mm，無(wú)備件時(shí)-40mm。 1-T型螺栓；2-螺母；3-平墊圈；4-B型彈系；5-T型螺栓插入座；6-絕緣軌距塊；7-橡膠墊板；8-調(diào)高墊板第31頁(yè)/共62頁(yè) （2）輕軌II型扣件 上下墊板硫化橡膠聯(lián)成整體，彈性好，減震絕緣好。 軌下塑料襯墊壓

10、縮變形小，扣壓部件不易松馳； 構(gòu)造較復(fù)雜，造價(jià)高，一般用于環(huán)境要求極高的地段；1-T型螺栓；2-彈系；3-上墊板；4-硫化橡膠；5-軌下襯墊（塑料）；6-下鐵墊板；7-墊板螺栓；8-墊板襯墊第32頁(yè)/共62頁(yè)技術(shù)指標(biāo)：a.垂直靜剛度8.46kN/m；b.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，30kN橫壓疲勞荷載，各部件良好；c.減振效果好；d.絕緣性能好，灑水狀態(tài)電阻滿足要求。第33頁(yè)/共62頁(yè) （3）wj-1型扣件 彈性分開式，w形彈條固定 九江大橋無(wú)砟軌枕專用。 使用中存在的一些問題，如T型螺栓易歪斜、螺母易松動(dòng)、抗扭距不穩(wěn)定、部分彈條斷裂等問題第34頁(yè)/共62頁(yè)（4）wj-2型扣件 wj-1型扣件基礎(chǔ)上改進(jìn) 技

11、術(shù)指標(biāo) 鋼軌調(diào)高40mm，規(guī)矩調(diào)整20mm，最大抗橫向力40kN 上海明珠線使用第35頁(yè)/共62頁(yè)減震墊層 （1）減振墊層為壓縮型橡膠墊板，放在鋼軌與承軌臺(tái)之間； （2）無(wú)碴軌道使用減振墊層，其振動(dòng)衰減的性能相當(dāng)或優(yōu)于有碴軌道； （3）減振墊層的靜剛度應(yīng)為1350KN/mm。第36頁(yè)/共62頁(yè)16-B型橡膠墊板(尺寸單位：mm)12-B型橡膠墊板(尺寸單位：mm)第37頁(yè)/共62頁(yè)第四節(jié) 軌下基礎(chǔ)地鐵軌枕地鐵軌枕 （1）地鐵正線一般采用短軌枕或無(wú)軌枕的整體鋼筋混凝土道床； （2）車場(chǎng)線采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，在道岔范圍內(nèi)少數(shù)區(qū)段采用木枕。第38頁(yè)/共62頁(yè)高架線軌枕 （1）宜采用以混凝土道床

12、（承軌臺(tái)、支撐塊整體式道床）或采用預(yù)應(yīng)力混凝土枕（如J-1型軌枕）。 （2）每公里直線段軌枕配置根數(shù)1600根，曲線半徑300m以下地段，每公里增加80根。第39頁(yè)/共62頁(yè)J1型軌枕(尺寸單位：mm)第40頁(yè)/共62頁(yè)地面線軌枕 （1）地面線路可用碎石道床，上鋪軌枕。 （2）碎石道床鋪軌枕數(shù)： 直線段和半徑大于等于400m的曲線段，每公里鋪設(shè)軌枕1680根； 半徑為400m以下曲線地段和大坡道上，每公里鋪設(shè)1760根。第41頁(yè)/共62頁(yè)二、道床碎石軌枕道床（1）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易施工，減振、減噪性能較好，造價(jià)低；（2）缺點(diǎn)：排水設(shè)施復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)工作頻繁，更換軌枕困難。搗固時(shí)，粉塵飛揚(yáng)；（3）

13、適用：地面線及車場(chǎng)線道岔。第42頁(yè)/共62頁(yè)碎石道床的厚度應(yīng)符合下表規(guī)定。路基類型路基類型道床厚度道床厚度(mm)正線正線車場(chǎng)線車場(chǎng)線非滲水土路基非滲水土路基雙層雙層道碴道碴250單層單層250底碴底碴250巖石、滲水土路基巖石、滲水土路基單層道碴單層道碴300碎石道床厚度第43頁(yè)/共62頁(yè) 地面線直線段碎石道床頂面寬度為3m，車場(chǎng)線為2.9m,半徑400m的曲線地段外側(cè)應(yīng)加寬0.1m。 無(wú)縫線路及安裝接觸軌（分岔處）一側(cè)應(yīng)加寬，為增加橫向穩(wěn)定性，道床肩寬不應(yīng)小于300mm。 道床邊坡均為1:1.75。第44頁(yè)/共62頁(yè) 在R600m（無(wú)縫R800m ）的曲線段，曲線外側(cè)道床肩部加寬0.1m

14、路肩寬一般0.450.5m。特殊地段，為減少用地，可選為0.4m。雙線路基為方便排水，路基中部應(yīng)設(shè)置路拱。第45頁(yè)/共62頁(yè)2.整體式道床 優(yōu)點(diǎn)： a. 整體性好，堅(jiān)固穩(wěn)定、耐久； b. 軌道建筑高度小，少占隧道凈空，節(jié)省投資； c. 軌道維修量小，適應(yīng)軌道交通維修時(shí)間短的特點(diǎn)。 第46頁(yè)/共62頁(yè)（1）無(wú)枕式整體道床 也稱為整體灌注式道床，強(qiáng)度等級(jí)C30，施工繁鎖，進(jìn)度慢，承軌臺(tái)抹面精度不易保證。 北京地鐵一期工程采用過此形式，香港加拿大等地鐵也有使用。第47頁(yè)/共62頁(yè) （2）軌枕式整體道床 1）短枕式整體道床 建筑高度一般為550mm左右。 道 床 混凝土強(qiáng)度 等級(jí) C 30 ，軌下道床

15、厚度一 般 小 于160mm，一般設(shè)中心排水溝。短枕式整體道床第48頁(yè)/共62頁(yè)2）長(zhǎng)枕式整體道床 設(shè)側(cè)向水溝，一般長(zhǎng)軌枕預(yù)留圓孔，道床縱向筋穿過，如圖。 適用于軟土地基隧道，可采用軌排法施工。長(zhǎng)枕式整體道床(mm)第49頁(yè)/共62頁(yè)浮置板式道床 浮置板下面及兩側(cè)設(shè)有橡膠墊（或鋼彈簧），對(duì)隧道外減振、減噪效果明顯，但地鐵車廂內(nèi)振動(dòng)和噪聲較大。 浮置板式整體道床鋼彈簧橡膠墊第50頁(yè)/共62頁(yè) 浮置板較重，需大型吊裝機(jī)具。更換底部橡膠墊等構(gòu)件困難，造價(jià)高。第51頁(yè)/共62頁(yè)縱向浮置板式整體道床 由浮置板、橡膠墊、道床承臺(tái)和聯(lián)結(jié)擋板等組成?？v向浮置板整體道床第52頁(yè)/共62頁(yè)優(yōu)點(diǎn)： 浮置板較輕，制造

16、和鋪設(shè)較為簡(jiǎn)便； 高低調(diào)整量較大，可達(dá)+ 50mm ，12mm； 可以維修，不影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)； 減振效果顯著，尤其是對(duì)低頻域振動(dòng)。缺點(diǎn)：較軌枕式道床施工難度大，要求嚴(yán)格控制施工的精度。第53頁(yè)/共62頁(yè)彈性整體式道床（1）整體道床與結(jié)構(gòu)底板間鋪設(shè)彈性塑料油膏或橡膠瀝青混凝土，減振效果顯著，但造價(jià)很高。（2）雙塊式軌枕支承塊支承在泡沫橡膠上，外包橡膠套，下部填充砂漿。具有很好降低噪聲及減振性能，如圖。第54頁(yè)/共62頁(yè)彈性過渡道床 整體道床和碎石道床彈性不同，銜接處需設(shè)置彈性過渡道床。 上海道砟厚度變薄、北京地鐵梯形短木枕拼裝式整體道床，效果均很好。高架橋軌道結(jié)構(gòu) （1）有砟軌道結(jié)構(gòu) 在混凝土

17、橋梁上鋪設(shè)道砟軌枕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便防振性能好。但自重大，石子易飛落，維修工作量大，很少用。第55頁(yè)/共62頁(yè)縱向承軌臺(tái)矮墻 （2）無(wú)碴整體道床結(jié)構(gòu) 通過扣件把鋼軌與混凝土橋面聯(lián)結(jié)起來(lái)。一般是在混凝土梁上二次灌注混凝土縱向承軌臺(tái)。 國(guó)內(nèi)的高架橋軌道結(jié)構(gòu)，縱向承軌臺(tái)高150mm分段斷開，以利排水，中間設(shè)防脫軌矮墻。第56頁(yè)/共62頁(yè)輕軌曲線橋雙線無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)(尺寸單位：mm)第57頁(yè)/共62頁(yè) 上海明珠輕軌線高架線路采用支撐塊承軌臺(tái)式新型整體道床結(jié)構(gòu)，如圖。 支撐塊為鋼筋混凝土預(yù)制短枕塊，強(qiáng)度為C50； 承軌臺(tái)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土塊體，強(qiáng)度為C40。支撐塊承軌臺(tái)第58頁(yè)/共62頁(yè) 1）橋上無(wú)碴軌道減振降噪措施 選用剛度較?。◤椥暂^好）的扣件（減震） 在承軌臺(tái)下鋪設(shè)泡沫橡膠或聚硫和聚氨脂合成襯墊材料，或者承軌臺(tái)上設(shè)置彈性聚合