軌道橋在軌道交通類院校中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究
——以重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院為例

文/王敬 周宗明

鐵路的高速發(fā)展為軌道交通類職業(yè)院校帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，本文根據(jù)軌道橋在本校實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)情況，淺談在軌道橋中所采用的鋼軌、扣件等關(guān)鍵部件的構(gòu)造及軌道橋的應(yīng)用情況，為學(xué)生提供專業(yè)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，從而對(duì)標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加快促進(jìn)產(chǎn)教融合，構(gòu)建新型職業(yè)教育，為鐵路培養(yǎng)優(yōu)秀的技能人才。

1.背景

鐵路運(yùn)輸在我國交輸運(yùn)輸領(lǐng)域中占據(jù)重要的地位。為適應(yīng)鐵路的大發(fā)展，軌道交通類職業(yè)院校開設(shè)了與之相關(guān)的專業(yè)以滿足軌道行業(yè)的用人需求。這就需要改善實(shí)訓(xùn)教學(xué)的條件，對(duì)標(biāo)企業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

2.問題分析

作為軌道交通類職業(yè)院校，通過購置鐵路的退役車型開展教學(xué)是作為培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的重要舉措。而不同車型的停放及專業(yè)實(shí)訓(xùn)作業(yè)的開展是培養(yǎng)專業(yè)技能人才的前提?，F(xiàn)有車型的放置是直接在軌道車輛的底部挖了一個(gè)深約1.65米的檢查坑，稱為壁式檢查坑，其目的是檢查相關(guān)車輛的車底部分，為了完成其底部檢查作業(yè)程序，檢修人員需彎腰進(jìn)入檢查坑仰頭進(jìn)行檢查或者操作。當(dāng)需要對(duì)機(jī)車和車輛左右側(cè)進(jìn)行檢查作業(yè)程序時(shí)，相關(guān)作業(yè)人員只能彎腰或者蹲下進(jìn)行檢查作業(yè)。鑒于鐵路機(jī)車和車輛的行走長度較長（一般為20～30米），可以看出其勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。因此，如何在軌道交通類職業(yè)院校有限的場地內(nèi)開展不同車型的整體檢查作業(yè)程序，讓學(xué)校的實(shí)訓(xùn)室真正變?yōu)闄z修車間，提高學(xué)生的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，對(duì)標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是軌道交通類院校亟待解決的問題。

傳統(tǒng)的璧式檢查坑逐漸被軌道橋取代，從應(yīng)用優(yōu)勢來看，軌道橋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度大，結(jié)構(gòu)布局合理，操作性強(qiáng)，在軌道交通中發(fā)揮著越來越重要的作用[2]。為促進(jìn)軌道相關(guān)專業(yè)融合實(shí)訓(xùn)，本文根據(jù)軌道橋在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用情況，結(jié)合我校的專業(yè)建設(shè)，淺談軌道橋在我校實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，從而提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為企業(yè)提供優(yōu)秀技能人才。

3.軌道橋結(jié)構(gòu)

本校軌道橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是由軌道支柱、Ⅱ型彈條扣件、60kg/m 鋼軌、鐵墊板等組成的連續(xù)結(jié)構(gòu)，形狀類似多跨連續(xù)橋梁。軌道支柱采用C30混凝土澆筑，使用60kg/m 鋼軌，通過Ⅱ型彈條扣件與鐵墊板固定，通過兩條T型螺栓將鐵墊板與軌道支柱上座板連接組成軌道結(jié)構(gòu)，軌道橋端部與庫外線路由整體道床連接，中部設(shè)檢查地溝，下部設(shè)置排水溝。圖1為重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地軌道橋。

圖1 重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地軌道橋

4.設(shè)計(jì)思路

目前行業(yè)使用的軌道橋的軌道支柱有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種，我校實(shí)訓(xùn)基地軌道橋的設(shè)計(jì)結(jié)合學(xué)校的專業(yè)特點(diǎn)采用混凝土結(jié)構(gòu)。鑒于本校專業(yè)主要圍繞軌道交通行業(yè)來設(shè)置，需要考慮到不同專業(yè)不同實(shí)訓(xùn)設(shè)備的共性，滿足本校的多種專業(yè)實(shí)訓(xùn)通融的問題。例如，我校開設(shè)了鐵道機(jī)車運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備是從鐵路局采購的退役SS3機(jī)車；動(dòng)車組檢修技術(shù)專業(yè)，實(shí)訓(xùn)室設(shè)備是仿真CHR2A動(dòng)車組；鐵道車輛技術(shù)專業(yè)，實(shí)訓(xùn)室設(shè)備是鐵路局退役的25G客車以及城市軌道車輛應(yīng)用技術(shù)，實(shí)訓(xùn)設(shè)備是即將購置的AS型地鐵列車。因此，軌道橋設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其不同的技術(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，滿足上述四種車型的停放及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開展的需要，還需要滿足遠(yuǎn)期相關(guān)設(shè)備進(jìn)出庫的要求。同時(shí)在設(shè)計(jì)上所選用的鋼軌類型、基本尺寸和安裝形式也應(yīng)滿足各種車型開展檢查作業(yè)的諸多要求。此外，軌道橋的使用要滿足以下條件：鋼軌安裝平穩(wěn)不松動(dòng)，減少維修工作量；減少動(dòng)車運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪音；便于安裝和調(diào)整軌距，控制軌距能力強(qiáng)；軌道與支柱絕緣良好，保證電網(wǎng)安全[1]。

4.1承載設(shè)計(jì)依據(jù)。在本校軌道交通多網(wǎng)融合實(shí)訓(xùn)基地設(shè)計(jì)過程中，考慮到需要與現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)場地相融、不破壞消防通道布局，滿足學(xué)校的遠(yuǎn)期規(guī)劃等因素最終確定建設(shè)地址，鑒于學(xué)校實(shí)訓(xùn)室目前的實(shí)訓(xùn)室設(shè)備有CHR2A動(dòng)車組、SS3機(jī)車、25G客車、AS型地鐵車輛等實(shí)訓(xùn)設(shè)備，四種不同類型實(shí)訓(xùn)設(shè)備均需在軌道橋上開展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，因此按照總重最大的SS3機(jī)車作為承載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，SS3機(jī)車總重是138T，軸重是23T，進(jìn)出庫速度設(shè)計(jì)在10km/h以下，根據(jù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定垂直載荷的取值。軌道橋根據(jù)多網(wǎng)融合實(shí)訓(xùn)基地的位置，確定設(shè)計(jì)長度為62.5m，以庫內(nèi)軌頂標(biāo)高為±0m，為兼顧四種車型的停放，方便實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開展，確定地面標(biāo)高以動(dòng)車組最高的標(biāo)準(zhǔn)-0.95m來設(shè)計(jì)，軌道橋端部與庫外線路由整體道床連接，中部設(shè)檢查地溝，檢修人員站在地溝內(nèi)可以方便學(xué)生實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開展。

4.2橫向載荷滿足要求。不同車型停放在軌道橋上只進(jìn)行專業(yè)檢查訓(xùn)練，不考慮運(yùn)行速度，不做蛇形運(yùn)動(dòng)，輪緣對(duì)軌枕的橫向力很小，為保證安全運(yùn)行，每根軌道支柱取最大橫向力10kN進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)證[1]。

4.3鋼軌的選用規(guī)格。軌道橋所用的鋼軌是采用現(xiàn)場通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合多網(wǎng)融合實(shí)訓(xùn)基地的長度，選擇使用12.5m 長，60kg/m 的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌，鋼軌接頭采用魚尾板連接固定，根據(jù)鐵路技術(shù)管理規(guī)程的規(guī)定，鋼軌接頭的預(yù)留應(yīng)根據(jù)鋼軌的長度、當(dāng)?shù)貧v史最高軌溫和最低軌溫，更換鋼軌或者調(diào)整鋼軌接頭時(shí)的軌溫經(jīng)計(jì)算確定。由于軌道橋在室內(nèi)，屬于恒溫狀態(tài)，在安裝、調(diào)試軌道時(shí)，預(yù)留的軌縫為6mm，這樣可以減少鋼軌的靜態(tài)偏差。

4.4扣件的選用要求。隨著我國鐵路客運(yùn)高速化、貨運(yùn)重載化的發(fā)展，貨運(yùn)列車的軸重和載重的增加會(huì)導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)及下部基礎(chǔ)承受更大的作用力，進(jìn)而會(huì)造成軌道部件的損壞及壽命降低，軌道結(jié)構(gòu)及下部基礎(chǔ)的性能良好及較好的穩(wěn)定性是重載鐵路長期安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，而軌道結(jié)構(gòu)幾何狀態(tài)的維持主要依靠扣件[5]。隨著我校與鐵路局校企合作、產(chǎn)教融合的不斷深化，我校的專業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目圍繞企業(yè)的發(fā)展來開發(fā)，因此選用30 t軸重重載鐵路W J-12型扣件是為學(xué)校進(jìn)行專業(yè)建設(shè)和對(duì)接企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的重要舉措。W J-12型扣件設(shè)置有螺母、平墊圈、T形螺栓、W 4型彈條、軌距擋板、預(yù)埋鐵座、絕緣軌距塊、軌下墊板、軌下調(diào)高墊板、軌距擋板下調(diào)高墊板和鋼筋混凝土支撐塊等部件，以此滿足相關(guān)專業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開展，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。扣件基本單元如圖2所示。

4.5混凝土支柱設(shè)計(jì)。針對(duì)國內(nèi)目前對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)軌道橋和鋼結(jié)構(gòu)軌道橋的應(yīng)用情況，結(jié)合學(xué)校的實(shí)訓(xùn)特點(diǎn)，采用混凝土結(jié)構(gòu)軌道橋。在設(shè)計(jì)過程中，要求將軌道橋地基挖到基巖，用C15混凝土澆筑100mm厚的墊層，在此基礎(chǔ)上澆筑500mm厚的素水泥作為基礎(chǔ)，軌道支柱設(shè)計(jì)尺寸400mm*400mm，在施工作業(yè)中，先進(jìn)行鋼筋安裝綁扎，采用C30混凝土兩次澆筑，第一次是土建澆筑，距檢修坑頂部300mm 采用二次澆筑，用來預(yù)埋扣件螺栓，保證施軌道橋的施工質(zhì)量。

4.6排水溝的設(shè)計(jì)。為滿足學(xué)校25G客車檢修實(shí)訓(xùn)作業(yè)的要求，根據(jù)《鐵路客車車輛設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范TB10029-2002》的規(guī)定，車輛段和整備線應(yīng)設(shè)置檢查溝，檢查溝內(nèi)應(yīng)有良好的排水和低壓照明設(shè)施，安全有效的排水措施不僅可以改善工作環(huán)境，還可以減少對(duì)周圍環(huán)境和水體的影響，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到很大作用[4]。溝槽采用軌道橋結(jié)構(gòu)形式，兩側(cè)為鋼筋混凝土橋墩，蓋板為600*400*40的高分子材料，溝槽內(nèi)底與軌道頂部的高差為1.3米。兩條溝之間設(shè)置下沉式地面，地面與軌道頂部的高度差為0.85米，外面設(shè)置一條明溝，以保證地面沖洗水和污水的排放。

5.軌道橋應(yīng)用

5.1現(xiàn)場的應(yīng)用情況。目前軌道橋在大功率機(jī)車檢修段、鐵路客車檢修段、動(dòng)車段和地鐵車輛段內(nèi)都有使用，其中動(dòng)車段和地鐵車輛段中的應(yīng)用最為廣泛，通過采用架空鋼軌的方式，提高檢修的作業(yè)空間，方便檢修作業(yè)人員對(duì)車輛底部或者機(jī)車走行部的檢修作業(yè)，為列車檢修提供良好的工作環(huán)境，確保作業(yè)人員的人身安全和提高作業(yè)的效率[3]。

5.2校內(nèi)的應(yīng)用。由于學(xué)校開設(shè)了鐵道機(jī)車運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)、動(dòng)車組檢修技術(shù)專業(yè)、鐵道車輛技術(shù)專業(yè)、城市軌道車輛應(yīng)用技術(shù)專業(yè)等，軌道橋在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了專業(yè)的共性問題，針對(duì)鐵道機(jī)車運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)，可以利用軌道橋完成司機(jī)的整備作業(yè)，包括對(duì)走行部的檢查和機(jī)車下部檢查，同時(shí)可以滿足相關(guān)的機(jī)車實(shí)訓(xùn)及鐵路局的培訓(xùn)要求；針對(duì)動(dòng)車組檢修技術(shù)專業(yè)，可以根據(jù)動(dòng)車段現(xiàn)場要求，開展動(dòng)車組一二級(jí)修，以及相關(guān)的認(rèn)知實(shí)訓(xùn)；針對(duì)鐵道車輛技術(shù)專業(yè)，可在軌道橋上利用鐵路25G客車，開展相關(guān)檢修實(shí)訓(xùn)；針對(duì)城市軌道車輛應(yīng)用技術(shù)，可以滿足對(duì)車輛的走行部檢查，1+X乘務(wù)考試，以及相關(guān)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，同時(shí)為適應(yīng)鐵路的發(fā)展，針對(duì)重載列車，可以開展部分重載設(shè)備實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，比如扣件，可以開展扣件的擋塊及墊片的調(diào)整實(shí)訓(xùn)，根據(jù)調(diào)軌數(shù)據(jù)對(duì)扣件進(jìn)行更換，拆除扣件螺絲，確?？奂鼡Q能達(dá)到預(yù)期的目的。

6.結(jié)語

近年來隨著軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，軌道橋在各檢修車間越來越普及，在動(dòng)車段、地鐵車輛段、鐵路客車段以及大功率機(jī)車檢修段中的應(yīng)用越來越廣泛，技術(shù)也相對(duì)成熟，逐步替代了傳統(tǒng)的壁式檢查坑，提高了作業(yè)效率和生產(chǎn)安全。作為軌道類職業(yè)院校，應(yīng)緊跟企業(yè)的步伐，適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展節(jié)奏，不能停留在傳統(tǒng)的思維上止步不前。因此，通過對(duì)軌道橋的設(shè)計(jì)與施工，闡述了本校多網(wǎng)融合實(shí)訓(xùn)基地軌道橋的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)理念，以多網(wǎng)融合為出發(fā)點(diǎn)，將鐵道機(jī)車運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)、動(dòng)車組檢修技術(shù)專業(yè)、城市軌道車輛應(yīng)用技術(shù)專業(yè)以及鐵道車輛技術(shù)專業(yè)有機(jī)融合起來，有助于提高學(xué)生的動(dòng)手能力，將學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地與企業(yè)生產(chǎn)車間有機(jī)結(jié)合，加深產(chǎn)教融合，促進(jìn)校企協(xié)作，構(gòu)建現(xiàn)代新型職業(yè)教育，培養(yǎng)一批優(yōu)秀的綜合技能人才。

引用出處

[1]慈金柱,劉國輝,吳鋼,孫明武.動(dòng)車檢修基地軌道橋設(shè)計(jì)研究[J].鐵道建筑,2013(02):20-22.

[2]馮凱.鋼結(jié)構(gòu)軌道橋在地鐵車輛基地中的應(yīng)用[J].智能城市,2021,7(01):126-127.

[3]迂軍杰.軌道橋在地鐵車輛基地的應(yīng)用分析[J].智能城市,2021,7(22):151-152.

[4]雷輝,鄧學(xué)軍.淺析鐵路整備、檢修地溝的排水設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2010(09):222+153.

[5]蔡世生,郄錄朝,崔樹坤,張歡,李子睿,劉炳彤,賀志文.重載鐵路W J-12型扣件TPEE墊板結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑,2022,62(09):39-42.