城市轨道交通有砟轨道的应用及养护维修探讨

绿色低碳可持续的城市轨道交通发展对“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义。围绕有砟轨道技术在城轨线路中的应用及其养护维修进行探讨,可为城市轨道交通高效、高质量发展提供研究思路。基于对传统铁路有砟道床服役年限的总结,通过线路年通过量计算不同制式城轨线路中的有砟道床服役寿命,并进一步针对地面线及高架线城轨有砟道床开展结构选型研究。在此基础上,对国内外城轨有砟道床养护维修相关新型机械及维修工艺进行介绍,为有砟轨道在城市轨道交通中的实际工程应用提供借鉴和参考。     

城市轨道交通地下线路有砟轨道应用的可行性分析

围绕有砟轨道在城市轨道交通地下线路中应用的可行性进行研究,结合国内外实践研究现状,从经济评价、环境评价、结构动力特性、铺设条件及养护维修等方面进行分析探讨,建立"列车-轨道结构-隧道"耦合动力学模型并分析其动力特性,最后对国内外有砟轨道的先进养护维修方法进行总结。分析表明:城市轨道交通地下线路铺设有砟轨道,在病害防治、经济效益、减振降噪等方面相对于无砟轨道具有一定优势,而在动力响应及养护维修等方面满足列车运营要求,在城市轨道交通地下线路铺设有砟轨道具有可行性。     

城市轨道交通轨道结构型式的选择

分析了无砟轨道与有砟轨道的特点,提出了城市轨道交通轨道结构的设计原则,并针对不同的轨道结构（钢轨、扣件、道床结构）进行了选型比较,同时对目前国内外常用的轨道结构减振降噪技术做了综合论述,为轨道结构选型设计提供参考.     

城市轨道交通隧道内道床排水设计

城市轨道交通地下线一般采用整体道床结构形式,整体道床有结构稳定、养护维修工作量少等优点,但水的危害同样不可避免地存在着。整体道床表面的水禁止流入或渗入道床内部,需专门进行道床排水设计,保证排水的通畅。主要介绍整体道床排水设计的接口及局部特殊排水设计。     

有砟轨道道床断面检测系统的研制

为满足铁路现场有砟轨道道床高效养护维修的需要,研制了一套基于激光扫描技术的有砟轨道道床断面检测系统。该系统配备高精度激光扫描传感器,在车辆高速运行的状态下实时获取有砟轨道道床区域的高精度点云信息,并通过多坐标系变换进行空间映射从而建立基于轨道坐标系的道床三维模型,最后基于凸集理论和空间分析算法模型实现了有砟轨道道床断面缺陷和盈/欠砟量的快速自动检测。铁路线路试验表明该系统能够快速高效地检测有砟轨道道床状态,为铁路有砟轨道道床养护维修提供准确、可靠的数据。     

城市轨道交通无砟轨道结构选型

轨道结构的选型应根据地质条件和工程特点,采用先进、成熟、合理的技术,满足功能要求,提高性价比。文章结合某城市轨道交通1号线一期工程实例,对城市轨道交通无砟轨道结构进行了选型分析。     

浅析城轨交通道岔整体道床施工

研究目的:道岔是城市轨道交通必不可少的轨道设备,道岔的施工质量对城市轨道交通安全运营、减少维修工作量、延长大中修周期起着重要作用,因此,本文就城市轨道交通中地下线路及高架线路道岔整体道床施工,进行粗浅分析研究。研究方法:搜集已建成的城市轨道交通工程道岔整体道床施工的资料,调查维修养护情况,总结了一套道岔整体道床施工方法和施工质量控制措施。研究结果:着重对城市轨道交通铺设较多的单开道岔、单渡线以及交叉渡线等整体道床施工的有关问题,如基标测设、施工难点、施工程序、施工方案、施工质量控制、施工机具等,提出见解。研究结论:城市轨道交通工程是一项系统工程,“轨通”是城市轨道交通工程完工的重要标志之一,道岔整体道床工程又是轨道工程的关键。为此,轨道施工人员应抓住施工难点,采用合理的施工方案,使用先进的施工机具,严格执行各环节质量控制程序,确保施工质量与进度。并应统筹策划,做好前期准备、后期协调及各系统施工接口工作。     

铁路有砟道床劣化研究进展综述

散体道床在列车循环荷载以及复杂环境长期耦合作用下会产生劣化现象,如道砟破碎、道床沉降等。如不及时进行养护维修,会诱发一系列线路结构病害,影响列车的平稳、安全运营。针对国内外关于有砟轨道劣化的已有研究及存在问题进行分析研究,主要包括道砟颗粒劣化、散体道床劣化等有砟道床劣化机理,有砟轨道结构设计主要影响因素及关键设计参数优化,以及大机养护维修、新型有砟轨道结构等延缓劣化措施。在此基础上,对散体道床劣化研究工作中所需要重视的问题进行探讨。     

城市轨道交通轨道结构的选型研究

根据城市轨道交通的特点,通过对城市轨道交通运营特征的分析,提出城市轨道交通轨道结构选型的基本要求;通过分析有砟轨道与无砟轨道结构的特点,提出在城市轨道交通中,应优先采用无砟轨道结构类型;通过对钢轨、扣件及轨下基础的分析比较,结合国内外已经运营的城市轨道交通轨道结构类型及运用状况,根据不同轨道结构振动、降噪的特点,提出在轨道结构选型时,不但要注意节约投资,更要重视运营和环境保护的要求,在不同的地区应选择不同类型的减振降噪型轨道结构。     

时速160 km城市轨道交通预制板整体道床设计与施工

北京新机场线是我国首条设计时速为160 km的城市轨道交通线,其运行速度远高于一般城市轨道交通线路。因此,需对其道床结构进行重新设计。在高速铁路CRTSⅢ型板式轨道的基础上,结合新机场线的线形特征、环境特点和施工技术,提出在正线中有较大沉降危险性的区域采用普通型预制板整体道床,在地下线中部分有减振要求的地段采用减振垫浮置板道床(预制板式)的设计方案,并对新机场线几种预制板整体道床设计方案、结构组成进行了阐述,对其施工流程和施工工艺进行了详细介绍。     

城市轨道交通轨面不平顺调整的实践

城市轨道交通线路整体道床下沉后,如何调整轨面平顺度是一项重要的课题.对增加铁垫板下调整垫层高度后轨道刚度的变化、轨道几何形位的稳定性等方面进行研究,认为在目前条件下轨道结构尚处于稳定状态,但轨道结构的动态稳定性还需作进一步的研究.使用刚性较大的酚醛环氧玻璃板作为轨面的调高垫板是可行的.     

考虑轨面设备的无绝缘轨道电路道砟电阻回归测量方法

针对无绝缘轨道电路中因补偿电容和调谐区单元等轨面设备影响而难以准确测量道砟电阻的问题,提出由轨面电流幅值测量、参数拟合和回归计算3部分组成的道砟电阻回归测量方法。根据传输线理论,构建轨面电流幅值包络模型,分析道砟电阻、补偿电容和调谐区设备对轨面电流幅值的影响规律;对轨面电流幅值进行指数拟合,得到不同道砟电阻所对应的衰减因子,构建衰减因子与道砟电阻的回归计算式;基于人工方式实地测量的轨面电流幅值,回归计算得到道砟电阻;通过轨道电路半实物仿真实验平台,对该测量方法分别进行功能验证和性能验证。结果表明:功能验证中,仅测量指定3个位置点的轨面电流,即可较为准确地估算出道砟电阻,绝对误差为0.08Ω?km,相对误差为4.04%;性能验证中,计算得到道砟电阻的最大绝对误差仅为0.157Ω?km,对应的相对误差为7.9%,且测量结果受补偿电容和调谐区设备故障的影响较小。     

吉隆坡安邦轻轨轨道工程施工技术与装备研究

吉隆坡安邦轻轨延伸线轨道工程技术条件复杂,曲线多、半径小,应用城市轨道交通130 m小半径曲线无砟轨道施工技术与装备,解决无枕式130 m小半径曲线无砟轨道施工技术难题,总结小半径曲线轨排的组装工艺,实现复杂断面多规格道床模板的架设,高精度、高质量、高效率地完成安邦线轨道工程施工。     

轨道结构刚度的理论计算

介绍轨道总刚度的计算,轨下垫层刚度和扣件刚度之间的关系,轨下垫层、扣件和道床刚度的理论计算方法等。在对道床刚度计算时,采用道床分层计算法,根据不同深度道床应力的梯形分布求出最大道床应力和道床弹性模量计算道床刚度,由于最大道床应力的范围小于平均道床应力的范围,所以用此法计算的道床刚度接近实测值。进一步指出虽然理论计算的轨道部件刚度值是线性的,但实际轨道部件刚度是非线性的,在具体应用时应根据荷载范围选用轨道结构刚度值。     

城轨交通轨道维修工作内容和管理模式的探讨

从城轨交通线路的主要特征、列车运行时对轨道结构破坏等方面,说明轨道维修工作的必要性.介绍城轨交通维修工作基本内容,包括钢轨及零部件、整体道床、道岔及钢轨温度调节器、无缝线路的检测与维修;总结三种城轨交通轨道维修工作管理模式,即封闭式、开放式、修养分离.对轨道维修机构、定员以及养护维修机具配备、用房等,加以分析、探讨,并提出相应建议.     

城市轨道交通智能装配式减振轨道系统成套技术

将高铁的预制板式轨道系统的经验引入城市轨道交通中,结合城市轨道交通的特点,从设计理论、轨道结构、减振隔离、轨道板制造、试验测试、施工装备、施工工艺等多方面开展研究工作,形成系统技术,尤其在预制板智能化施工装备的研制方面,是轨道交通领域装配式施工方面取得的重大突破,属世界首创。与传统预制板轨道施工工艺相比,减少人工作业,简化施工工序,提升施工效率,施工精度更高,轨道的平顺性更好,为将来城市轨道交通板式轨道的设计、制造及施工提供借鉴和参考。     

新型钢枕轨道结构受力特性影响因素分析

针对轨道过渡段基础沉降引起的轨道不平顺问题,提出一种能够自动补偿基础沉降的新型钢枕。为研究新型钢枕轨道结构参数对轨道结构受力特性的影响,基于有限元法,建立新型钢枕轨道-路基空间耦合模型,分析轨下胶垫刚度、钢枕间距以及道床弹性模量等参数对钢枕轨道结构受力特性的影响规律。研究结果表明:轨下胶垫刚度对钢轨受力特性的影响最为显著,随着轨下胶垫刚度的增大,钢轨的受力与变形均随之减小,但同时钢枕、道床和路基的受力与变形有所增大;减小钢枕间距能够减小轨道结构受力与变形,但钢枕间距太小会加大对道砟捣固的作业难度,增加养护维修工作量和维修成本;增大道床弹性模量可以减小轨道结构变形,但同时增大了钢枕和道床的受力。建议对轨下胶垫刚度、钢枕间距和道床弹性模量等参数综合考虑后合理选取。     

城市轨道交通整体道床沉降修复技术

介绍城市轨道交通整体道床沉降的修复技术。以某城市轨道线路整体道床沉降为例,提出道床沉降修复原则,推导出轨道抬高量的理论公式,优化线路竖曲线半径,减少道床整治范围。提出并分析6种道床修复方案及特点,阐述新埋短枕方案的工艺原理、施工注意事项等。通过近1年运营实践,道床状态完好如新,验证该修复技术是可行的、可靠的。     

建筑信息模型技术在城市轨道交通设备维护管理中的应用

简要分析了在城市轨道交通设备运维过程中传统模式存在的问题。以石家庄地铁1号线西王站为例,介绍了基于建筑信息模型(BIM)技术的城市轨道交通设备运维管理系统的框架设计和模型构建,并着重阐述了数据集成处理、设备维护模块设计、三维可视化管理、搜索和定位模块设计及维护记录模块设计等功能设计内容,分析了在维护管理应用中存在的问题。实践证明,BIM为城市轨道交通设备的维护管理提供了信息化、可视化的管理方式,提高了运维管理水平。     

无缝线路稳定性分析有限元模型

利用有限元法建立包含钢轨、扣件、轨枕和道床阻力为一体的轨道框架模型。研究在温度力作用下无缝线路的臌曲失稳问题。推导相应的数值计算公式并编制了计算程序。轨道框架模型由4种单元组成：用考虑钢轨非线性变形的平面梁单元代表钢轨；无几何尺寸的两结点弹簧单元模拟钢轨扣件；弹性基础上的普通平面梁单元表示轨枕；弹簧单元模拟道床的横向、纵向阻力，并考虑了道床阻力的非线性特性。运用该模型，分析道床横向阻力、轨枕失效、曲线半径和线路初始弯曲对无缝线路稳定性的影响，得到不同工况下钢轨横向位移-温度曲线、钢轨内应力分布及钢轨和轨枕的横向变形分布曲线。