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1、城市轨道交通工程地铁钢轨轨底坡调整技术分析城市轨道交通工程地铁钢轨轨底坡调整技术分析 郝利东 摘 要：城市轨道交通对市民出行方式产生了重要变革，在铺设地铁钢轨的过程中并不是一番风顺的，会产生这样或那样的困难。由于车轮踏面与钢轨接触部位存在一定坡度，使轨底与轨道面间形成轨底坡。在工程技术上，钢轨轨底的铺设难度十分巨大，钢轨轨底坡的合理铺设可使轮轨接触集中在车轮踏面中间，使轨腰压力减小，有力降低接触应力，减少杂散电流，减少磨耗和磨损，提高轮轨寿命，保持列车稳定，提高列车运行效率。可见，轨底坡调整的技术控制十分重要，其坡度的适当范围对城市轨道运营具有良好的社会效益和经济效益。文章对城市地铁钢轨轨底坡
2、施工技术与质量综合控制的关键点展开了深入分析。 关键词：轨道； 交通工程； 地铁； 钢轨轨底坡 在城市轨道交通施工实际过程中，车轮踏面有大约1：20至1：40左右的倾斜角度，想要使钢轨顶面在锥形踏面保持均匀的受力，因此钢轨在一定直线内的铺设并非是竖直的，必须有向内侧方向一定角度的倾斜，成为轨底坡。钢轨轨底坡是否能够合理铺设，轨底坡取值范围是否正确，关系到轨道轨腰压力是否减小、地铁运行是否平稳以及安全性是否有保障。为使分析更加直观化、具体化，将以青岛地铁R3线轨道的轨底坡度技术控制为例。 1 工程简介 由中交集团承建的青岛地铁R3线一期工程项目位于青岛市西海岸新区，线路全长约28.707km，共
3、设车站12座，停车场1处，列车运行最大速度为120km/h，工程概算总投资约135.6亿元，该项目的建成将进一步提升当地居民出行便利度，缓解该地区的交通压力。 2 技术指标 本线贯穿青岛西海岸新区中心地段，曲线地段居于较高比例。根据技术要求，最小曲线半径在正常条件下要不低于1km，在一般困难条件下不低于0.8km，在特别困难条件下，要求不低于0.35km。列车轴重不高于14t，区间最大坡度不高于30，轨距为1435mm，钢轨采用60kg/m、U75V热轧钢筋。 3 现状调查 3.1 统计分析 对已经该地铁所在线路线进行实地踏查，综合运用统计数据进行分析。长枕道床中，所在道床曲线半径在800m以
4、上的，合格率为97%，半径在600-800m的，合格率为95%，半径在350-600的，合格率为94%。短枕道床中，所在道床曲线半径在800m以上的，合格率为80%，半径在600-800m的，合格率为63%，半径在350-600的，合格率为43%。由此可见，轨底坡不达标之处大多数处于曲线半径小的短枕道床线路上（如表3-1）。 表3-1 各类道床轨底坡合格率调查表 为继续找出轨底坡不满足要求的原因，检测出实测项目相对应的不达标点，如表3-2： 通过上述表格的分析可见，影响轨底坡不满足要求主要因素首先是“钢轨支撑架因素”，占比达到六成以上，其次是“检测手段测因素”，比例达到15.5%，第三是“人员
5、培训因素”，比例达到13.8.这三项因素累计比例占到89.6%，接近九成。因此，如能把这几项关键问题解决好、控制好，将大幅提高轨底坡的合理设置比率。 3.2 综合分析 在地铁较新线路的工程当中，短轨枕自重小于来自钢轨扣件压力，轨排整个铺设及调整尺寸过程中难以被支轨架束缚，导致变形，产生轨底坡倾斜。在现场工程控制上，轨底坡没有严格依照技术指标要求进行卡位或调整，施工后未及时监测，致使坡度不足。未严格采用钢轨支撑架上预设轨底坡的行业惯例做法进行铺设，极易导致轨底坡不符合技术要求。 3.3 轨底坡不符合要求的危害 轨底坡角度不适合，将致使钢轨的偏心荷载过大，使钢轨极易受到压力挤压作用形成掉落模块，车
6、轮相应受损。轨底坡角度不合理，弹条受力会发生不均衡现象，提高了折断的可能性。对于道床轨道而言，如果轨底坡的技术指标不达标，如重新施工十分不易，困难较多。轨底坡设置不合理，若不及时采取相应措施，就会加大缩短钢轨和车轮摩擦，缩短短钢轨和车轮的寿命，不利于轨道运营安全和效率的提升。 4 轨底坡调整的技术分析 4.1 制定对策 针对上文3.2提出的一些薄弱环节，采取如下应对措施： 4.2.1 改进钢轨支撑架设计 从提升钢轨支撑架技术控制的方案角度，多次、反复试验，重设一套全新钢轨支撑架，使之具备以下关键要素作为支撑。 （1）支撑架上面的横向支撑杆硬度大，不弯曲。 （2）连接件一次性全部铸造完成，避免误
7、差； （3）设置1/40坡度，将轨底紧密接贴合轨面，使轨底坡符合技术标準。支撑架重点位置以现形切割，误差值在1/400.3%范围内。 （4）提升轨底卡件设计水平，不再使用扣板，设置轨底倒模，将轨底紧密贴合承轨台。 4.2.2 完善轨底坡检测技术 采用济宁市鑫兖矿山机械设备有限公司生产的FTGP-2型高精度轨底坡测量仪并据此制定科学详细的质量控制规程。FTGP-2型高精度检测仪的特点是高精度、易校正、速度快，使用人员亲测有效，误差率可有效控制在1%以下，满足精度需求。由于科技发展局限，现阶段该仪器只能测出水平角度，因此在检测前，要事先计算曲线上对应里程的设计角度值。 借助检测仪检测出的水平角度和
8、设计水平角度的差异，即可得出该点轨底坡的误差范围是否合适。轨排精调定位以后，采用FTGP-2仪器可快速检测出轨底坡是否在规定的指标范围内，有偏差的部分可以马上借助支撑架上的横向螺杆顶轨腰来的微调来达到要求。 4.2.3 注重人员的技术培训 搜集学习资料，开展内容丰富，形式多要的工程人员学习活动，定期开展专家培训指导，注重轨底坡技术与质量的影响因素和关键控制因素等方面的重点培训，有针对性的制订学习计划和年度培训计划。通过导师带队、小组讨论、观看视频、发放手册等方式，让全体工程施工人员了解质量规程，了解施工工序，强化施工人员的质量意识。 5 结语 综上所述，轨底坡施工难度大、角度控制精确性要求高是城市地铁轨道施工的显著特点，为了实现工程进度目标和质量目标，保证轨底坡角度的精确设置，人员必须将“质量观念”的思想牢记于心，采取一定的技术控制手段，借助先进的检验设备，通过加强施工人员技术培训，全面提升了轨底坡施工质量和施工技术水平。通过本项目的施工，不仅达到了预期的轨底坡施工技术要求，还节省了因整改重修所多出的成本，节约资金达55万元，减低了后期钢轨磨损，增加列车运行的平稳系数，保障了运营安全和乘坐体验的舒适性。 4