现代有轨电车轨道结构技术及发展

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摘要：现代有轨电车是一种单位能耗少、环境污染低、运输能力大的交通方式，能有效的缓解交通问题。本文从现代有轨电车轨道结构出发，介绍了国外典型的有轨电车轨道结构，并从钢轨、扣件和道岔三个方面阐述了有轨电车轨道结构的联接部件，最后从减振降噪和病害养护维系两个方面入手进行有轨电车发展趋势的研究，可供类似轨道结构设计参考。

关键词：有轨电车轨道结构联接部件 减振降噪

中图分类号：U213文献标识码： A

目前国内外很多城市已经开通了有轨电车线路，也有很多城市将现代有轨电车积极纳入城市综合交通规划当中。现代有轨电车的轨道结构由钢轨、连接零件、轨枕和道床、道岔及其他附属设备组成，直接承受有轨电车荷载和公路荷载，引导有轨电车运行。轨道结构技术是保证现代有轨电车安全运营的重要基础设施，也是轨道交通最为重要的土建工程之一。

1现代有轨电车的轨道设计要求

有轨电车虽然在运营等方面与铁路有所区别，但轨道结构仍是有轨电车运营设备的基础。由于有轨电车一般布设于人口密集的市区，要求运营安全平稳，舒适性好，同时，对振动与噪声控制的要求大大高于大铁路的要求。而且需要轨道结构具有较好的耐磨性，能够减少维修和养护。有轨电车对轨道结构的基本要求如下：[1]

⑴结构简单、整体性强，具有坚固性、稳定性、均衡性等特点，确保行车安全、平稳、舒适。

⑵具有足够的强度、刚度，便于施工，易于管理，可靠性高，使用寿命长，可以减少维修。

⑶要求扣件的强度高、韧性好。

⑷采用成熟的新工艺、新技术、新材料，满足绝缘、减振降噪和减轻轨道结构的自重等需求，尽可能符合城市环境、景观需求。

2国外典型有轨电车轨道结构

有轨电车在国外发展技术娴熟，而国内近几年才开始发展起来。下面将重点介绍国外典型的有轨电车轨道结构：

2.1博格有轨电车轨道结构

博格板式无碴轨道系统的前身是1979年铺设在德国卡尔斯费尔德―达豪德一种预制板式无碴轨道．通过对其进行包括预应力结构、结构尺寸、纵向联结等方面的优化改进；采用先进的数控磨床来加工预制轨道板上的承轨槽；高性能沥青水泥砂浆垫层可以为轨道提供适当的刚度和弹性。

博格板式无碴轨道结构组成类似于新干线板式无碴轨道，差异是抵抗纵横向作用力方式不同，前者采用板间螺杆联结或板下凹槽联结方式，后者采用凸形挡结方式[2]。

博格有轨电车轨道结构如图1所示。

图1博格有轨电车轨道结构

2.2雷达有轨电车轨道结构

针对有轨电车的特点， 德国慕尼黑工业大学研究了RHEDA CITY系统（雷达系统），该系统中采用的轨道扣件在轨枕工厂预组装完成。通过与轨道扣件相连，轨枕能够形成特殊的轨距，从钢轨上缘内侧对轨排进行测量，在必要时进行调整，最后进行定位。这些措施确保了高度的精确性，从而也确保了高质量的轨道定位及轨道几何特性。轨道覆盖层可由多层沥青、混凝土和路石构成。钢轨及覆盖层之间的弹性点密封采用特制混合物实现。

RHEDA CITY系统的优势：

（1） 完美的轨道定位及轨道几何特性

（2） 交叉轨枕的采用使轨距及轨道几何特性具有极高的精确度

（3） 优化的系统结构可实现整体式设计，凝固质量极高

（4） 安全性高、使用寿命长

（5）符合电气绝缘相关规定

图2 RHEDA CITY系统有轨电车

3现代有轨电车轨道结构的联接部件

现代有轨电车的轨道结构由钢轨、连接零件、轨枕和道床、道岔及其他附属设备组成。下面将主要介绍钢轨、扣件和道岔这三个主要联接部件。

3.1钢轨

钢轨是轨道结构最重要的组成部件。它的功用是为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，引导有轨电车前进；直接承受车轮的巨大压力，并将其分布传递到轨枕。为了实现绿化最及铺装方便，有轨电车工程一般采用槽型钢轨。

目前主要采用59R2、60R2槽型钢轨，铺设数量占欧洲目前有轨电车工程总长度的62％，59R2、60R2槽型钢轨轨头曲线与CHN50kg/m钢轨较接近，更有利于与国内车辆转向架相匹配。

3.2扣件

有轨电车轨道扣件在国外形式多样，根据其扣压件的不同可分为扣板式、有螺栓和无螺栓扣件三类。

有轨电车轨道埋置时，要求扣件应尽量简单、免维护，并具有良好的耐腐蚀性能，而针对其线路半径小的特点，又要求扣件的稳定性应满足轨道安全的需要。

以南京麒麟现代有轨电车扣件CST-Ⅰ型扣件设计为例，该扣件纵向阻力可以调整，同时减少梁轨相互作用力。

图2 CST-Ⅰ型扣件

3.3道岔

有轨电车由一条线路进入或穿越另一条线路则需要道岔来，实现有轨电车交通铺设的道岔大多是单开道岔、单渡线及交叉渡线，复式交分很少使用。道岔的性能直接影响轨道系统强度、旅客舒适度、稳定性、通过能力和造价。

有轨电车道岔的选型主要考虑满足运营组织灵活、多样、线路交叉的需要，同时应满足车辆的运行条件，并节约用地。有轨电车道岔包括道岔、交叉以及道岔与交叉的组合三种。

4现代有轨电车轨道结构技术的发展趋势

现代有轨电车轨道结构技术还有很多的发展空间，文本从减振降噪和病害及养护维修两个方面进行相应的研究。

4.1减振降噪

振动和噪声是有轨电车影响环境的主要方面。随着近几年有轨电车的发展，人们对此问题越来越重视。对于有轨电车的减震措施研究，根据国内外的大量实践经验，可从钢轨入手进行减振降噪[3]的措施：

⑴打磨钢轨，使轮轨表面平滑

⑵采用重型钢轨

⑶采用减振降噪型钢轨

当列车通过钢轨顶面时，由于钢轨腹板的厚度较薄，轨腰产生振动，这一振动向外传播产生噪声。为了最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声，可在钢轨腹板两侧粘贴减振橡胶和钢板，启动衰减振动和降噪的目的。

图3减振降噪型钢轨

4.2病害

有轨电车在长时间的运营后，钢轨、道床、线路等都会一定的损坏。这些损坏须及时进行养护维修，有轨电车病害主要就是钢轨的磨耗。

图4典型钢轨磨耗

针对这些局部严重的钢轨伤损，如钢轨表面掉块等，处理方式和一般铁路相同，通常采用钢轨焊补[4]。

参考文献

【1】卫超.现代有轨电车的适用性研究［D］．上海：同济大学，2008

【2】睿铁―为您铺平前进的道路[N] 北京睿铁弗莱德尔轨道系统技术有限公司

【3】温玉君.城市轨道交通系统的减振降噪措施[D] 上海申通轨道交通研究咨询有限公司，2005,8（6）

【4】麒麟科技园有轨电车工程可行性研究报告