浅谈浮置板轨道结构的设计要点

李贵阔　刘帅

摘 要：从浮置板轨道结构的设计要点入手，详细阐述了浮置板轨道的系统设计和结构设计，并总结了对隔振元件提出的技术要求。

关键词：浮置板轨道；系统设计；结构设计；隔振元件

中图分类号：U213.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.106

文章编号：2095-6835（2015）15-0106-02

随着经济的快速发展，城市用地矛盾日益突出，导致在设计城市轨道时，线路会不可避免地经过学校、医院和音乐厅等特殊地段。浮置板轨道结构很好地满足了特殊地段减振降噪的需求，在我国得到了广泛的应用。本文依据浮置板轨道技术的最新规范，分类总结了轨道结构各部分的设计要点和相关的注意事项。

1 适用地段

根据相关规定可知，适宜采用浮置板轨道技术的地段有以下3部分：①依据环境影响评价报告，城市轨道交通引起沿线环境振动最大Z振级超标10 dB及以上的地段；②轨道沿线室内产生低于50 Hz的低频振动超标或室内二次辐射噪声超标的地段；③其他有特殊要求，需要采取减振降噪措施的地段。

2 系统设计要点

浮置板轨道在新线设计、特殊工况、新产品首次应用等情况下，应进行列车—轨道—路基（隧道或桥梁）系统耦合动力学检算，掌握系统的动力特性，以确保轨道结构的安全性和稳定性。

浮置板轨道结构的固有频率是按照无阻尼的轨道系统计算的，并应避开列车轮对、转向架、车体的固有频率、桥梁等基础结构的固有频率和沿线建筑物振动敏感的频率。

当质量、弹簧、阻尼系统构成的浮置板轨道的阻尼比为零时，将会在轨道结构固有频率处产生振幅无限大的共振现象，阻尼比一般应大于5%. 但是，系统的阻尼也不宜过大，过大的阻尼会使得减振效果变差。

3 结构设计要点

3.1 扣件与钢轨设计

浮置板轨道的扣件要采用与设计线路类型相同的扣件，并且扣件间距要与邻近线路的间距相同。

在列车额定荷载作用下，钢轨的垂向位移最大不宜超过4 mm，而列车的牵引是利用回流电路，依靠钢轨来实现的，因此，轨道结构应做绝缘设计，以降低结构和设备受迷流腐蚀的影响。

3.2 浮置板设计

在列车额定荷载作用下，浮置板的垂向位移最大不宜超过3 mm。为了满足结构纵横向的稳定性，应该将剪力铰设置在两浮置板之间，或者在浮置板侧面设置纵向和横向的限位装置。为了保证浮置板轨道结构的固有频率和参振质量，在设计时，所选取的浮置板厚度不宜小于300 mm。

3.3 浮置板轨道结构高度设计

在满足结构限界要求的前提下，浮置板轨道结构的高度应符合表1中的规定。

表1 浮置板轨道结构高度（单位：mm）

表1只是对浮置板高度的一般性规定，结构具体的高度应根据施工方法、限界要求、基础形式、采用的浮置板轨道类型和浮置板特殊设计等情况，结合减振要求来确定。

3.4 曲线地段设计

当浮置板轨道结构位于曲线地段时，宜将曲线超高设置在轨道基础上。这种做法极大地降低了板的级别和隔振器规格，简化和统一了浮置板结构的横断面形式。传统设计通常的做法是：保持轨道基础面水平，通过调整浮置板道床厚度实现超高设置。传统做法不仅导致浮置板结构的横断面变化比较大、隔振器规格增多、生产成本增加，还延长了供货周期。

3.5 过渡段设计

浮置板轨道结构设置过渡段的目的是使轨道刚度平稳过渡，避免不同轨道结构连接处的刚度产生突变，进而保证列车运行的平稳性。

标准段位于浮置板轨道结构中部，过渡段分列两端。浮置板标准段的布设应根据振动敏感保护要求和水文地质条件来确定。浮置板标准段长度应在实际敏感点保护长度的基础上适当外延，外延不小于5 m。标准段的长度应大于列车长度，过渡段的长度依据轨道刚度平稳过渡的原则确定。

3.6 排水设计

浮置板轨道地段的设计应有利于排水，有利于养护维修时检查和疏通排水通路。因此，要在其他类型道床与浮置板轨道衔接处做好排水设计。轨道基础表面和浮置板表面应设置排水横坡，当排水沟位于浮置板下时，应设置排水沟检查孔和盖板。当相邻道床的排水沟没有接入浮置板下的排水沟时，应设置水箅子和集水井，并在两者衔接段设置水沟盖板。

4 隔振元件的技术要求

隔振元件的刚度和布置对浮置板支承刚度有较大的影响。在列车荷载作用下，支承刚度越大，浮置板的垂向位移越小。浮置板轨道的隔振元件主要包括橡胶隔振器、隔振支座、钢弹簧隔振器和隔振垫等。

4.1 橡胶隔振器和隔振支座

橡胶隔振器和隔振支座应满足橡胶产品的刚度、阻尼和耐久性等力学性能指标的要求。当橡胶隔振器和隔振支座经过疲劳试验后，垂向永久变形应低于1 mm，刚度变化不应高于15%.另外，橡胶隔振器和隔振支座动静刚度比应低于1.3.

4.2 钢弹簧隔振器

钢弹簧隔振器的筒体结构、阻尼介质和螺旋钢弹簧的材料应满足设计和材质标准的要求。螺旋钢弹簧垂向永久变形应低于2 mm，刚度变化不应高于10%，严禁出现目视裂纹。同时，结构的密封设计应保证液态阻尼介质不外溢，而且疲劳试验后的阻尼变化不应高于10%.

4.3 隔振垫

隔振垫应满足刚度、阻尼和耐久性等力学指标的要求，其厚度在疲劳试验后的变化应低于3%，而其刚度在疲劳试验后的变化不应超过15%.同时，动静刚度比应低于1.3.

5 结束语

因为浮置板轨道结构的减振性能良好，所以，它被广泛应用，产生了不可估量的社会效益和经济效益。要想实现浮置板轨道在不同地段的减振需要，设计环节十分重要。浮置板轨道结构的设计是一项系统工程，要综合考虑各方面的影响因素，这样才能设计出满足特殊地段减振需求的理想产品。

参考文献

[1]深圳市地铁集团有限公司.GJJ/T 191—2012浮置板轨道技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

〔编辑：白洁〕