GJ-Ⅲ型减振扣件广州地铁一号线的技术应用

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摘要：结合广州地铁一号线线路减振改造工程，通过比较科隆蛋扣件及GJ－Ⅲ扣件在地铁线路中应用的优劣，以度如何采用利用既有科隆蛋扣件线路更换铺GJ－Ⅲ扣件的改造方法的探讨。结果实践证明，该方案可实施性好，施工精度易保证，GJ－Ⅲ扣件应用效果很好，达到预期目的。

关键词：科隆蛋扣件　GJ－Ⅲ扣件　技术参数　轨道

1、工程概况

广州地铁一号线的科隆蛋减振扣件适用范围振动超标3－10dB。这种扣件在运营初期具有较好减振性能，但由于橡胶圈的剪切变形较大，横向刚度较低，因而运营后期减振性能有所下降，使用寿命也较短。地铁一号线广州东站至体育中心站区间、体育西路站至杨箕站区间内的原铺科隆蛋减振扣件地段(线路共计长度为1.536km，运营使用年限已经达到十一年，科隆蛋扣件橡胶件严重老化失效，减振性能基本失效，且结合该段线路日常维护困难等原因。根据广州地铁公司相关部门的前期论证，将采用GJ－Ⅲ型双层非线性减振扣件更换原有科隆蛋扣件。

一号线上述地段均采用钢筋混凝土短轨枕整体道床。短轨枕在一般地段为1680对/km，在曲线半径R_

2、扣件技术参数说明

此次采用的双层非线性减振降噪扣件(以下简称GJ－Ⅲ扣件)是中国船舶重工集团公司第七二五研究所的专利产品，该扣件是一种新型高效的地铁轨道减振扣件，造价较低，性价比较高。GJ－Ⅲ扣件为压缩型减振扣件，落锤试验减振指标为10dB，实际减振指标折减20％计算，减振指标为8dB，可满足本线拟更换地段的减振需求。

GJ－Ⅲ扣件扣压件采用一号线单趾弹簧，扣压件及绝缘轨距块与单趾弹簧扣件相同，轨距调整也相同。部件通用性、互换性大大提高，方便了养护维修。

GJ－Ⅲ扣件具有整体尺寸紧凑、重量轻的特点，该扣件通过设计双层非线性弹性垫板系统以降低系统刚度和提高结构阻尼来控制二次噪声与振动。该扣件可在制造厂家进行预组装，也可在现场维修时局部更换零部件。

GJ－Ⅲ扣件减振失效时可直接更换垫层，维修方便。独特的“白锁结构”设计通过在铸件结构中镶嵌尼龙结构件，巧妙的解决了上、下铁垫板之间的连接问题，不用螺栓锚固，也不用硫化粘接，便能传递纵、横向力和翻转力矩；能方便地更换失效的中间橡胶垫，而铁垫板可继续使用，大大降低了维护费用。

3、改造方案

由于既有扣件与GJ－Ⅲ扣件在组装高度等方面存在差异，经过仔细研究，我们推荐采用利用既有科隆蛋扣件的螺栓孔及螺纹套管，增设调高垫板换铺GJ－Ⅲ扣件的改造方案。该方案可实施性好，施工精度易保证。

3.1　扣件钉孔距

既有扣件的螺栓孔中心横向间距为198mm，螺栓孔中心纵向间距为350mm(图1)。重新钻孔埋设螺纹套管将会对道床结构造成一定的破坏.同时可能会影响既有行车运营，改造地段仍然保留原轨枕扣件间距，利用原有的扣件螺栓孔(图2)，以确保GJ－Ⅲ扣件与短轨枕，短轨枕与道床连接的可靠性。

3.2　扣件组装高度

GJ－Ⅲ扣件组装高度为60mm，而既有科隆蛋扣件组装高度为90mm，相差30mm。故考虑在铁垫板下增设调高垫板(图3)的方式，厚度为30mm，调高垫板表面应进行磨砂处理或设计花纹，以增大摩擦力，增强扣件的整体性。调高垫板材质为聚乙烯，静刚度大于1000kN/mm，调高不影响系统刚度。

3.3　扣件螺纹套管及锚固螺栓

改造地段利用原有的螺纹套管(图4)，套管的绝缘电阻常态下不小于108Ω，预埋套管拉拔力小于60kN。

螺纹道钉将扣件固定在混凝土枕上，对其施加横向约束，并防止扣件上拔。既有减振扣件在直线及半径>600m的曲线地段采用两颗螺栓连接，在半径

4、工程实施步骤

本方案施工期间基本不影响地铁正常运营，可分步实施，利用晚上停运后进行。工程施工步骤可分为以下5个部分。

4.1　拆除既有科隆蛋扣件扣轨弹簧和螺旋道钉

先将周围的垃圾清除，防止掉进螺纹套管内影响以后的安装；双螺旋道钉用电动扳手进行拧出。拆除扣件按照以下顺序：螺母一扣轨弹簧T型螺栓轨距垫锚固螺栓。一次拆除扣件的线路长度不得超过10m(对称更换扣件)，且两个相邻作业段的距离不得低于10m。待一个作业段拆除的扣件全部安装好，几何尺寸调整后。方可进行下一作业面的施工。

4.2　抬道并更换垫板

每个作业面2人使用液压起道机抬道，3人使用夹具沿钢轨纵向取出科隆蛋扣件垫板，更换GJ－Ⅲ型双层非线性减振扣件垫板。抬道高度不得超过10mm，以防止长轨条应力放散后出现胀轨和跑道。不得直接使用手更换垫板，防止钢轨意外滑落造成砸伤，换下的科隆蛋扣件放在水沟边道床上，以免超限危及行车安全。

4.3　换铺GJ－Ⅲ扣件

垫板更换完成后，轻落钢轨人槽。安装GJ－Ⅲ扣件。拧人螺纹道钉时用电动扳手，并且按规定力矩拧紧。锚固螺栓套管的内部螺纹应保持完好，如有内部螺纹损规坏应更换且应保证套管更换前后位置(水平及高度方向)的一致性。

4.4　牵引供电专业和信号专业恢复

将线路检查后的变化情况书面通知在场的牵引供电专业和信号专业配合人员，并配合进行接触网和轨道信号的调整。

4.5　扣件螺栓涂油、复紧

线路检查完毕后，立即对安装好的扣件涂油(黄油)，要求涂油均匀，无漏涂。在施工完成后的列车运营后四天，使用扳手将拆除过的螺栓复紧一遍。

5、安全施工注意事项

本工程为既有线改造施工，施工时间紧、施工难度大，必须确保有线运营安全，要求注意以下几点：

1、施工前做好充分的施工准备，技术人员首先对要换铺扣件地段的基标设置状况和线路几何尺寸(包括轨道水平、曲线超高、线路方向、轨距)等进行调查，然后填写《线路状况调查表》。根据调查结果计算该段所需材料规格和数量，详细研讨部分地段在更换扣件后可能出现轨道状况变化及处理办法，同时在轨道上标示出更换扣件的起止点，以便于施工人员现场确认。

2、进入运营线进行作业施工的所有人员，应进行既有线施工的安全教育。

3、施工前临时卸放在线路两侧的材料、机具要注意轨道上的标志，同时严禁随处乱扔乱放侵人列车运行限界或砸坏线路信号设备；卸料完毕，安全检查人员会同地铁公司安全检查人员一起对所有堆放扣件的地段进行检查，确定没有超限后。方可离开。

4、每天的作业结束后由质量检查人员对扣件的组装情况和线路进行检查，清理施工现场。同时请信号、供电配合人员确认信号和供电在轨行区设备正常，确保白天地铁正常运行。