摘要：随着时代的快速发展，我国各大城市都在加快地铁等轨道交通的建设，但是地铁的轨道结构相关研究仍不够完善。本文结合轨道工程施工实际，以轨道结构的钢轨、扣件、轨枕、道床等组成构件为研究对象，对其选型与设计进行了分析。
关键词：城市轨道交通；地铁；轨道结构；选型与设计
引言
虽然地铁建设是个研究热点，但是较少研究关注地铁的轨道结构选型与设计问题。轨道结构由钢轨、扣件、轨枕、道床等组成。轨道结构的选型和设计应结合本线的客流、运量、轴重和运营条件等因素进行确定。本文分析轨道结构选型与设计要点，以丰富相关研究领域，为轨道交通有关从业者提供有益参考。
1施工方法及工艺
1.1轨排组装
测量工作结束，对轨排组装现场进行检查以及进行组装台位的设置之后，采用组装卡具来开展轨排的组装。在此过程中需要结合轨排组装示意图中对卡具间距的要求来进行马凳的摆放，并且在马凳上摆放好卡具。然后对钢轨进行吊装，确保钢轨吊入卡具槽中，并且对钢轨之间的距离进行调整，保证相互之间的距离在2.5m以上。在保证轨底坡度满足要求之后锁定卡具，然后在钢轨长度方向的基础上对扣件安装尺寸线进行确定。
1.2钢筋网片的铺设
在轨排铺设之前还需要开展框构地板的凿毛作业，然后使用压缩空气进行吹扫，在经过放线和打眼作业之后，对轨排吊车轨道和支架进行安装。最为重要的就是进行钢筋网片的铺设，保证满足钢筋布置图的要求，之后才能开展轨排的铺设。
1.3轨排铺设
轨排铺设的具体过程就是通过吊车将运输车上的轨排吊装到指定位置，并且通过卡具来对轨排的几何尺寸进行调整和固定，在固定之后要保证一端在结构墙壁，另一端则需要在轨排组装卡具的端部。在具体的轨排铺设的过程中，由于道床类型的不同，铺设方法分为以下几种：
（1）钢筋笼轨排法。此种方法中所应用的轨排是由钢筋笼、轨枕以及扣件所组成，主要的方法就是在进行地下混凝土浇筑并保证其基底强度达标之后，进行隔离层的铺设，然后吊装和顶送钢筋笼轨排到指定的位置，通过钢轨支撑架来进行支撑，同时也对其轨道方向和几何位置进行调整，之后开展混凝土浇筑施工。
（2）散铺法。同样是在确定地下混凝土强度达标之后，在下料口的位置进行龙门吊的设置并进行轨料的吊装，通过轨道车来进行铺设地段中轨料的运输，并且通过人工或者叉车的方式来对胶轮平车进行牵引，对未铺设地段中的轨料进行运送。在现场中需要经过散轨、架轨、钢筋绑扎、调轨以及保证轨道的几何尺寸达标、浇筑混凝土等环节。在经过上述不同环节的轨道铺设并进行混凝土浇筑之后，在保证其强度达标之后拆除钢轨支撑架，同时开展养护作业。
2轨道结构选型分析
2.1设计原则
（1）轨道结构应具有足够的强度、稳定性、耐久性和适量弹性，以保证列车安全、平稳、快速运行和乘客舒适。
（2）轨道应符合质量均衡、弹性连续、结构等强、合理匹配的原则。
（3）综合考虑当地气候特征对轨道系统的影响，选择合适的轨道结构和部件，减少温度变化过大造成的钢轨病害，减少养护维修工作量。
（4）轨道结构形式宜尽量简单、统一，轨道配件要有较好的通用性，以便于轨道施工，延长轨道结构的使用寿命。
（5）扣件应具有良好的绝缘性能以减少杂散电流。
（6）轨道结构应采用成熟的工艺、技术、材料，并增强其绝缘性。
（7）根据沿线的环境评估报告情况，采用分级减振轨道结构，以满足环境保护标准。
2.2钢轨
钢轨是轨道主要组成部分，直接承受列车荷载，在列车动荷载作用下，钢轨产生弹性挠曲变形，因此钢轨应有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性及稳定性、耐磨性、耐腐蚀性。
钢轨选型主要从运量、城市轨道交通的特殊要求等进行技术经济和综合比选后确定。
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2.3轨枕
木枕刚度低，减振效果较好，但出于对耐久性及环保考虑，在现代城市地铁中采用减少。钢筋混凝土枕强度大，易保持轨道的平顺性，比较适合未来高速重载铁路的发展，但由于其刚度比较大，轮轨作用时振动亦很大。研究新型复合材料轨枕使其同时具备两者的优点已成为当今世界共同研究的热点问题。
2.4扣件
扣件的作用是固定钢轨正确位置，阻止钢轨的纵向和横向位移，防止钢轨倾翻，提供适量的弹性，并将钢轨所受的力传递给轨枕或道床承轨台。
2.4.1扣件选型的主要原则
扣件应有足够的强度，以抵抗钢轨的纵向力和横向力。整体道床刚度大，轨道弹性主要依靠扣件及垫层提供，因此扣件应具有较好的弹性，以减少列车荷载的冲击，使钢轨承受的荷载能均匀地传递到道床上，扣件节点垂直静刚度一般在30～50kN/mm。
扣件应具有良好的力学性能，每组扣件的扣压力应满足相关要求，同时还应满足实际需要的轨距和高低调整量。扣件应具有良好的绝缘性能，以减少杂散电流，其绝缘部件的工作电阻应大于10８Ω。扣件应尽量标准化，结构简单易铺设及维修。扣件金属部件应做防腐处理。
2.4.2扣件选型
扣件设计中应采用防止弹条在运营使用中滑退的结构，且安装拆卸弹条方便。在轨下和铁垫板下各设一层橡胶垫板，二次绝缘。与轨枕联结方式采用M30螺旋道钉和在轨枕内予埋尼龙套管。轨距调整量应满足平曲线的矢距调整以及竖曲线的超高调整。
以DTⅥ2型扣件为例：该扣件单个弹条扣压力为25kN；扣件节点静刚度20～40kN/mm；设计弹程为10.5mm；轨距调整量为+8～-12mm；水平调高量为0～30mm；单组扣件绝缘电阻大于108Ω。该扣件适用于隧道内及出入段线整体道床一般减振地段，北京地铁复八线、北京城铁、天津地铁、南京地铁、哈尔滨地铁、呼和浩特地铁均采用了这种扣件。
2.5道床
在路基与轨枕之间的轨道结构便是道床，道床能够把轨枕重量、列车重量以及列车行驶过程中的动载荷很好的传递给路基来支撑，同时还起到支撑轨枕的作用。通常来说，我们把道床分成混凝土道床、沥青道床以及碎石道床这三种。轨枕与道床之间的相互作用力可以有效防止轨道发生偏移，保证行驶的安全性，同时也能够很好的固定轨枕的位置，避免轨道发生涨轨等情况。
3提升轨道工程建设质量具体方案
3.1地铁轨道施工过程中对环境的保护
在城市地铁轨道工程施工过程中，必然会对当地的环境产生一定的影响，比如施工过程中排放的污水会造成水污染，施工过程中设备能够引发噪声污染，运输车辆来往会导致大气污染。目前国内在建设地铁项目工程的过程中并没有充分考虑到环境因素的影响，对环保的重视程度不高。在地铁轨道工程施工开始之前，需要对施工环境进行充分详尽的考察，包括地铁附近的居民楼、学校、工厂等基本情况以及施工区域的地质条件和环境条件等因素，根据调研得到的数据做好相关准备工作。设计阶段应严格按照环评报告要求进行方案设计，施工阶段应接受生态环境主管部门的监督管理，使相关环境影响因素的污染排放满足环保要求。
3.2提高基标测量的精度
基标测量结果的准确性直接关系着城市地铁轨道建设过程的整体使用质量和使用寿命，还会影响轨道运行的平稳度、舒适性及安全性。加强城市地铁轨道建设时的基标测量把控是保证整个地铁建设项目顺利开展的关键。在施工过程中，应成立专业测量小组，选择具有丰富工作经验与深厚理论基础的人员进行基标的测量。按照相关行业规范标准与施工图纸要求，根据施工线路的具体情况和环境特点，使用相应的专业设备进行测量，保证土建竣工测量、铺轨控制测量及铺轨施工测量数据准确，满足设计文件要求。
结语
轨道工程是地铁建设过程中重要的里程碑节点，为了确保施工过程中的质量、安全、进度，不仅需要严格按照科学的轨道铺设施工工艺以及工序要求来开展施工，保障工程质量。还要从源头科学合理的对轨道结构进行选型分析。本文结合轨道工程的施工实际，系统地分析了地铁线路轨道结构的选型与设计，成果可为城市轨道交通轨道工程相关工程技术人员提供参考。
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论文作者:孙飞
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：轨道论文; 扣件论文; 钢轨论文; 轨枕论文; 结构论文; 地铁论文; 卡具论文; 《基层建设》2020年第1期论文;