中國軌道交通及重要零部件出口服務基地項目軌道方案研究

米 洋，郝曉成

(中鐵第六勘察設計院集團有限公司，天津 300308)

0 引 言

中國軌道交通及零部件出口服務基地項目地處青島市，正線及站線全長25 km，要求至少實現(xiàn)四種軌距(1 000 mm、1 435 mm、1 520 mm及1 600 mm)。通過調(diào)研國內(nèi)外多種軌距軌道應用情況，目前有應用的分套線方案和可調(diào)方案兩種。套線方案多用于國鐵口岸站，一般實現(xiàn)兩種軌距共線，例如新邢線(米軌套標準軌)、綏芬河線(標準軌套寬軌)等?？烧{(diào)方案在車輛廠試驗線有少量應用，例如青島四方車輛廠內(nèi)C-03股道，但其為獨立的直線線路，且無道岔設置。

本文針對中國軌道交通及零部件出口服務基地項目特點，在調(diào)研國內(nèi)外多軌距軌道結構應用背景的基礎上，通過系統(tǒng)分析提出適宜本項目特點的軌道方案，為今后類似工程軌道部件選型及軌道結構設計提供參考。

1 主要設計參數(shù)

(1)軌距及使用頻率：軌距全部設置為1 000 mm、1 435 mm、1 520 mm及1 600 mm。其中1 435 mm為最常用軌距，其余軌距使用頻率不高，按使用頻率高低依次為1 600 mm、1 520 mm和1 000 mm。

(2)車輛參數(shù)：最大軸重30 t(考慮富裕32.5 t)時，速度不大于100 km/h。軸重≤25t時，設計速度160 km/h。

(3)試驗組織：每次僅試驗一種軌距車輛。

(4)線路工況：單線線路，最小曲線半徑125 m，最大坡度40‰。

(5)供電制式：包含以下5種①DC3 000 V；②DC1 500 V；③DC750 V；④AC25 kV；⑥AC15 kV。

2 軌道設計及選型

2.1 軌道結構形式比選

本項目功能定位為車輛試驗線，年通過總質(zhì)量不大，設計速度為160 km/h，需同時滿足直流、交流五種供電制式需求。從降低工程造價、方便養(yǎng)護維修、軌距調(diào)節(jié)和道岔拆鋪等角度出發(fā)，并參照類似標準鐵路項目建設經(jīng)驗，本線推薦采用有砟軌道。

在直線段采用無縫線路可以提高線路平順度，最大程度地模擬實際工況，符合直線段試驗速度160 km/h的要求。在曲線段及道岔區(qū)采用有縫線路方便軌距調(diào)節(jié)，道岔拆鋪及養(yǎng)護維修等。

故本線推薦采用有砟軌道，普通無縫線路。

2.2 軌道結構

(1)軌枕

軌枕承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床，同時，能有效地保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向，針對本工程特點，還需在軌枕上實現(xiàn)多種軌距。

通過調(diào)研國內(nèi)外多種軌距軌道應用情況，目前有應用的為套線方案和撥移方案兩種。針對本工程特點，現(xiàn)對兩種方案進行比選。

①軌枕套線方案

這種軌枕結構通過在軌枕上按不同軌距預埋扣件尼龍?zhí)坠芑蚩奂F座同時實現(xiàn)四種軌距，從左至右軌距依次為1 435 mm，1 000 mm，1 520 mm和1 600 mm。

②軌枕可調(diào)方案

這種軌枕結構保持1 000 mm軌距固定不動，通過在軌枕上設置帶滑槽的滑床板實現(xiàn)1 435 mm、1 520 mm和1 600 mm軌距鋼軌的調(diào)整。調(diào)整軌距時，通過對齊鐵墊板與軌枕螺栓孔，松緊錨固螺栓的方式加以實現(xiàn)。

③方案比選

從線上、線下工程等多方面考慮，套線與可調(diào)方案比較見表1。

表1 套線方案與可調(diào)方案比較表

可調(diào)方案與套線方案相比。

a路基面寬度減小1 m，征地節(jié)約2.1畝，相應的土方量以及地基處理數(shù)量均較少。

b站場咽喉布置簡單，站線長度較短，征地范圍較小。

c采用較為常見的梁片布置形式，施工技術較為成熟。套線方案需對上、下部結構進行特殊設計，設計施工難度較大，工程費用增加約1.19億元。

d可以實現(xiàn)接觸網(wǎng)固定位置對各種軌距可靠授流；采用套線方案時，需要根據(jù)不同軌距調(diào)節(jié)接觸網(wǎng)懸掛位置。該方案造價較高，調(diào)節(jié)成本及施工難度較大。

e可以在固定側設置接觸軌，接觸軌安裝調(diào)整相對較易實現(xiàn)。采用套線方案時，接觸軌底座安裝受到鋼軌及扣件位置限制，接觸軌安裝難以實現(xiàn)。

綜合上述技術、經(jīng)濟比較，推薦采用軌枕可調(diào)方案。

(2)道岔

道岔是機車車輛從一股軌道轉入或越過另一股軌道時必不可少的線路設備，是鐵路軌道的一個重要組成部分。

道岔實現(xiàn)多種軌距的方案有采用套線道岔或現(xiàn)場拆鋪兩種。

套線道岔可在一組道岔中同時實現(xiàn)多種軌距，是應用較為廣泛的一種道岔結構，但受空間尺寸，轉轍器、轍叉等結構限制，一組道岔可同時實現(xiàn)的軌距有限。

現(xiàn)場拆鋪時首先鋪設使用最為頻繁的標準軌距及米軌套線道岔，在試驗場地內(nèi)存貯其余兩種軌距的標準道岔換鋪。但需保證不同道岔能與前后線路平順銜接。

圖1 1 000 mm與1 435 mm軌距套線單開道岔

套線道岔方案與現(xiàn)場拆鋪方案比較如下。

①國內(nèi)目前沒有2種以上軌距套線道岔的成熟應用經(jīng)驗。多種軌距(>2種)套線道岔結構復雜，連續(xù)性不高，車輛過岔速度低。而1 000 mm與1 435 mm軌距套線道岔有成熟應用經(jīng)驗，道岔結構簡單，生產(chǎn)周期較短。

②采用多種軌距(>2種)套線道岔時，道岔施工難度大，施工質(zhì)量不宜控制。

③受空間尺寸及道岔結構限制，直股設置4種軌距時，側股最多同時實現(xiàn)2種軌距。這樣，當線路匯入或分流時，不同軌距道岔岔心不能設置在同一里程，將會引起站場布置復雜，站線及聯(lián)絡線長度增加，項目占地面積增大。結合現(xiàn)場地形情況及環(huán)線線位，站場咽喉區(qū)可利用空間較小，如采用套線道岔方案，站場用地需重新規(guī)劃選址。

④拆鋪方案道岔梁采用簡支T梁拼接而成，施工技術成熟，工期短，造價低。套線方案采用整體現(xiàn)澆道岔梁，施工難度較大，工期長，造價較高。

⑤現(xiàn)場拆鋪道岔對接觸網(wǎng)及接觸軌影響較小，造價較低，方案可實現(xiàn)。

綜合上述比選，并結合本項目軌距使用頻率及試驗組織方式，推薦道岔采用現(xiàn)場拆鋪方案。

4 結 論

針對中國軌道交通及零部件出口服務基地項目對軌距的特殊需求，本文重點研究比選了區(qū)間套線軌枕，可調(diào)軌距軌枕及道岔套線，道岔拆鋪方案，通過對結構復雜程度、施工難易程度、對不同專業(yè)的影響等方面分析，最終確定軌道方案如下。

軌道采用有砟軌道，普通無縫線路；軌枕采用可調(diào)軌距軌枕；道岔首先鋪設標準軌距及米軌套線道岔，其余軌距道岔拆鋪。