地铁轨道工程内、外部接口

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2020年9月7日00:00:09
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1 轨道工程内部接口

轨道结构自成系统,其设计应根据车辆运行条件确定结构的承载能力,并应符合质量均衡、弹性连续、结构等强、合理匹配的原则,保证其具有足够的强度﹑稳定性、耐久性,绝缘性和适量弹性。由于轨道系统独立性较强,其设计内部接口相对较为简单,主要有3个方面:

(1)轨道系统不同设备、不同结构之间应相互配合设计。部件选型应在满足使用功能的前提下,实现少维修、标准化、系列化,且宜统一全线轨道部件。如隧道及U形结构地段、高架线,地面线的轨道结构均采用同一型式,采用通用定型的零部件,既可降低设计、施工及运营维护成本,又能使轨道结构整齐美观。

(2)轨道结构设计应根据工程环境影响评价的要求,并与车辆等系统综合协调后,采取相应减振措施。随着人民生活水平的提高,对环境保护的要求也越来越高,需要城轨各相关专业共同采取减振降噪措施,才能达到城轨沿线的环保要求。根据沿线的减振要求,在轨道结构上采取分级减振措施,既能达到沿线不同地段的环保标准,又能节省轨道工程投资。

(3)轨道结构设计应以运营维修中检测现代化,维修机械化为目标,配备必要的检测和维修设备,以适应城市轨道交通高密度运营的要求。

2 轨道工程外部接口

城市轨道交通各子系统间既自成体系、又相互关联,既有硬件接口、又有软件联系,对整体性和系统性的要求高。轨道系统与相关专业之间有着复杂的接口关系,主要包括线路、限界、轨旁设备、车辆.行车、结构、桥梁、路基,建筑、通信、信号、给排水、杂散电流、供电、人防、防淹门屏蔽门等。为确保城轨系统技术体系的完整性和各子系统之间紧密衔接,必须按系统工程方法加强系统设计.强化系统集成,统一协调监管城市轨道交通建设。

1.与线路及限界的接口

从整体上来看,线路通过车站布置及总体走向表现得生动,形象;在局部,线路通过轨道变得真切、具体。线路布置需要考虑道岔、车挡长度等轨道结构参数;轨道受力分析、曲线超高、分段长度、工程数量等需根据线路平面及纵断面确定。

线路设计应征求轨道专业对道岔号数、单渡线、交叉渡线、车挡的要求。道岔号数应以侧向最高通过速度确定;单渡线应以限界、最小夹直线要求等确定最小线间距;交叉渡线的线间距则应从方便运营管理角度考虑;正线车挡的安装位置一般不应设于小于或等于1 000 m半径的曲线上。

轨道专业应及时审查线路图的可行性、合理性。道岔号数应满足行车和信号专业的要求,特别是列车侧向过岔信号反应是否有“迟滞”,出现“超速”现象并注意核查曲线是否进入车站及进入长度。

轨道结构高度和曲线超高是限界的确定因素之一,因此,轨道道床布置及工程量的确定需要限界资料。同时,应根据限界确定线间距的最小允许值和线路标志的设置位置。

2.与车辆的接口

车辆类型是轨道结构的设计基础,钢轨、轨底坡、轨道强度、轨距及轨距加宽、道岔结构等都是依据车辆的相关资料设计的。因此,轨道专业应积极与车辆专业人员沟通,收集车辆类型、轴重、轴距、定距、速度、转向架及轮对(踏面类型,尺寸.轮背距、轮缘厚、踏面允许磨耗厚度、轮缘允许磨耗、车轮硬度)等资料。

3.与行车的接口

轨道需要行车牵引计算结果以确定曲线超高并反馈某些曲线是否需限速,轨道还需根据运营维修管理模式确定轨道维修机具及人员。而行车专业应提供道岔侧向最高通过速度的要求,这是道岔选型的依据。

4.与高架工程的接口

(1)无缝线路的纵向水平力(伸缩力,挠曲力)由轨道专业负责计算,因此桥梁专业设计人员应尽可能向轨道设计提供准确的梁跨型式,支座布置,墩台刚度等资料。

(2)轨道专业应向桥梁专业提出道岔区(含钢轨伸缩调节器)所处梁跨的长度要求。

(3)高架线采用整体道床地段,一般每块道床板的名义长度为6.25m或6 m。在距梁端1.8 m左右一般有泄水孔,对应位置道床应留出过水通道。在高架车站两端一般有电缆过轨,该部分道床板的长度需减短至3.125 m左右,方便电缆利用道床缝过轨。

(4)为加强道床混凝土与梁面的联结,梁顶面需由桥梁专业预埋竖向道床联结筋。

(5)高架桥段道床分块设置,道床块之间应设横向缝,以利于桥面排水,桥面防水层及排水坡应在道床达到设计强度之后进行施工。

5.与地下工程的接口

(1)地下盾构区间,在车站两端设置有盾构井,以方便盾构机的掉头;部分车站的线路设计为平坡,采取车站底板倾斜的方式保证排水,导致车站段部分轨道结构高度近1 m,如果结构专业没有回填,会出现铺轨单位混凝土工程量的亏损。轨道设计应注意与结构专业沟通,结构专业如果不回填,应将该部分工程量纳入轨道专业。

(2)不同隧道地段的轨道结构形式基本一致,仅道床宽度及高度需随隧道类型的不同而设置,隧道结构不应侵入轨道结构范围。对双(多)线马蹄形、矩形等隧道,应按要求将隧底混凝土填充至轨道结构所需高度。

(3)隧道变形缝处,道床变形缝应结合隧道变形缝设置,遇变形缝时应调整轨枕间距。道岔区不应有隧道变形缝,避不开时,变形缝不应位于道岔转辙器、辙又及护轨范围内。

6.与路基(含站场库内、库外线)的接口

(1)基础沉降是轨道结构设计中应重点考虑的因素,设计前必需取得基础的最大沉降值或由轨道专业提出沉降要求。

(2)出人线(地面部分)试车线及库外线一般均采用碎石道床,其路基部分应由站场专业进行处理。施工前应检查各过渡段的轨道结构高度、路基密实度是否符合要求。

(3)整体道床与碎石道床过渡段的轨道高度不同时,施工该处时应先按设计施工至要求的轨道高度﹐再按要求进行基底处理。

7.与排水系统的设计接口

(1)设计阶段,轨道专业应核对全线泵房里程与线路最低点的位置关系,不满足排水要求时,及时向排水,线路专业提出修改要求。

(2)轨道施工时如存在线路最低点与泵房位置不重合的情况,需按要求设置反坡排水,反坡坡度不应小于1%,无法设置时,协调轨道,线路.排水等专业解决。

(3)采用双侧水沟的盾构地段,在超高值较大的曲线地段应设计中心水沟作为备用方案。

(4)地下及地面线,尤其是盾构地段,受结构限制和施工误差影响,部分道床水沟需延伸至隧道璧;在道床集水坑、伸缩缝处的道床与结构衔接处,均应做好防水处理。

8.与人防的接口

轨道设计应向人防专业提出道岔区不设置人防门的要求;提出门槛宽度﹑门槛与钢轨的绝缘要求;审核水沟过人防门方案的合理性。部分地铁因门槛过宽、造成布置轨枕困难,此时需向人防专业提出在门槛预设尼龙套管的要求。

9.与防迷流专业的接口

(1)轨道设计应向防迷流专业落实排流钢筋的最小截面积、排流端子的施工要求等。

(2)整体道床内结构钢筋兼作杂散电流主排流网。应按防迷流专业的要求进行钢筋网的焊接,每个结构段道床纵向结构钢筋应电气连接,如钢筋有搭接,必须进行搭接焊,焊接长度不应小于钢筋直径的5倍,焊缝高度不小于6 mm。每隔5 m左右将一横向钢筋与所有与之交叉的纵向钢筋焊接。在整体道床结构段两侧端头部引出测防端子,测防端子为50 mm×8 mm镀锌扁钢(铜)制作,与防迷流专业落实测防端子打孔要求。

10.与信号专业的设计接口

(1)应向信号专业落实信号反应“迟滞”,出现“超速”现象的具体差值,以检算道岔侧向容许通过速度是否满足折返要求。

(2)道岔转换装置属于信号设备,因此信号专业应对转换按分动或联动设计进行确认,并提供道岔尖轨.基本轨的钻孔位置及要求。

(3)信号专业应落实信号系统对钢轨绝缘的要求,并明确钢轨绝缘节位置的允许调整范围。若采用普通绝缘接头,则由信号专业负责采购及安装,若采用胶接绝缘接头,则由轨道专业负责采购及安装。无缝线路、道岔绝缘结应采用胶接绝缘接头,车场线道岔可采用普通绝缘接头,道岔钢轨接头轨缝按8 mm设计,施工时应注意轨端绝缘厚度。

(4)由于信号设备的订货往往迟滞于轨道的施工图设计,转辙机坑范围的要求不能及时提出,需要后期变更,因此轨道专业进行施工图设计交底时对此应重点说明,避免返工。

(5)若信号专业在道床范围内设置有应答器等设备,应事先与轨道专业沟通形成一致意见。

(6)信号专业应提供警冲标的设置数量及设置原则,轨道专业根据限界要求提出警冲标的最小设置距离,再由信号专业根据信号机的位置等要求提出具体安装位置。

11.与轨道附属设备的接口

(1)轨道专业负责停车标,警冲标的施工,但具体安装位置由信号专业提供。

(2)轨道专业应注意与站场专业确定各道口的设计分界,明确荷载要求,维修设备与轨道的接口等。

(3)如果车辆不带有钢轨涂油装置,轨道专业在小半径曲线地段有可能设置钢轨涂油器,因此需向供电专业提供设置位置及用电负荷的要求。

12.与相关专业过轨管线的接口

城市轨道交通尤其是地铁工程过轨管线多、预留管沟多,涉及专业多,因此过轨管线是设计阶段的重要接口,在接口管理上有多种方式:①单独设置轨旁专业,将所有接口纳入,提交铺轨单位;②设计阶段相关专业向轨道设计提供过轨管线资料,包含过轨管线材质、过轨方式,埋设要求及里程表等,轨道施工单位负责采购和制作过轨管线,并在道床浇筑前埋设过轨管线,相关专业确认后浇筑道床混凝土;③设计阶段相关专业提交过轨管线里程表,轨道施工单位提前发出铺轨计划,在施工至相应里程时,相关专业自埋设过轨管线,在道床浇筑过程中,相关专业再派人对过轨管线进行监控;④轨道施工单位按设计提供里程预留道床开槽,后续由相关专
业敷设管线。

城市轨道交通工程是一个庞大的系统工程,接口管理不是独立的,也不是一次性的,它贯穿工程建设整个生命周期;同时,对工程的质量、安全、工期、投资具有较大影响。通过接口管理,统一筹划各专业之间的关系,超前协调管理各接口方面的任务,可使各专业责任明确,边界清楚﹐从而确保工程总工期。

轨道设计及施工中应依据设计总体总包组编制的总体技术接口管理规定,明确轨道系统在初步设计,施工设计以及施工配合阶段等不同的工程实施阶段与各相关专业的接口,内容及配合形式等,用于指导各设计阶段接口控制工作的具体实施。由项目负责人检查接口控制计划的执行情况,一旦发现问题,及时深入分析接口问题产生的原因和涉及到的相关专业,以从工作流程和管理制度上进行根本解决,必要时提请设计总体总包单位协助解决,保证轨道系统接口控制满足工程需要。值得一提的是,采用BIM等信息化管理技术可有效减少接
口错漏。

文章来源:

张川,刘纯洁,杨雁主编. 《城市轨道交通建设现场管理指南》[M]. 2016

 

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