2号线一期工程初步设计轨道说明文档格式.docx
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宁波市轨道交通2号线一期工程轨道工程初步设计范围为全线正线及辅助线轨道工程，以及黄隘车辆段、东外环停车场车场线及其出入段（场）线轨道工程。
一期工程轨道工程分为正线、辅助线、出入线及车场线。
含联络线轨道工程。
正线及辅助线设计起点里程：
CK0+000，设计终点里程：
CK28+350.000。
线路全长28.35km。
包括与1号线联络线轨道工程。
黄隘车辆段出入段线轨道设计起讫里程范围为C1K0+000～C1K1+090,东外环停车场设计起讫里程范围为C2K0+000～C2K0+540.719。
车场线轨道设计范围为黄隘车辆段、东外环停车场范围内全部轨道工程。
1.4总体设计评审意见及执行情况
1.本线采用正线60kg/m、车场50kg/m的U75V钢轨，铺设无缝线路是适宜的。
轨道建筑结构标准，符合《地铁设计规范》规定。
执行情况：
执行。
其中车场线50kg/m钢轨采用U71Mn钢轨。
2.圆形隧道内，轨道中心结构高度740mm是设计高度，计算高度是按圆形结构建筑限界（R－2600mm）而定，合理可行。
但钢弹簧浮置板轨道高度740mm，计算高度是按结构内径底板（R－2750mm）而定，实际轨道中心结构高度为890mm，突破建筑限界，具有一定风险，不尽合理。
上述两个高度标准，都采用740mm表达不妥。
在调坡设计时，应予注意实际设计高度。
轨道结构高度统一以轨面和建筑限界为基准确定。
本次设计钢弹簧浮置板采用740mm的轨道高度值（指轨顶面中心至R=2600mm建筑限界最低点高度，而轨顶到隧道内壁最低点为890mm），利用150mm的施工误差及调线调坡空间，适用于采用钢弹簧浮置板的绝大部分地段，局部的少部分地段可根据情况，采用调整线路纵坡或调整钢弹簧隔振器位置等办法处理。
上海已建有约30km圆形隧道浮置板均采用735mm运营后情况良好。
下阶段在调线调坡设计时注意实际高度。
3.逃生通道：
在轨道中心应明确为逃生、救援通道，必须注意处理好轨道中心的任何障碍物。
4.减振措施：
根据《环评报告》和沿线调查，确定减振地段正线单线长度为24.15km，占正线长度41％。
专家组认为，减振地段过长。
建议对减振分级，应结合各类减振设备性能合理分级，并结合沿线实际情况，合理调整。
减振地段长度主要根据环评要求、沿线开发、换乘、旁通道、大型管线及其它相关要求而定，本工程因考虑上述因素及车站减振要求等情况进行设计。
减振分级考虑了各类减振设备的减振能力和环评要求。
2.主要设计原则与技术标准
2.1主要设计原则
11.轨道工程应满足宁波市轨道交通2号线近远期的运营和管理要求，同时应为本线与其它线接入等预留条件；
12.轨道结构的选型应符合宁波地区地质条件和本工程特点，尽量采用先进、成熟、合理的技术，满足功能要求，提高轨道性价比，并尽量与1号线轨道结构通用和配套，以利养护维修和管理；
13.轨道结构应具有足够的强度和稳定性、耐久性、绝缘性及适量的弹性，符合质量均衡、弹性连续、结构等强、合理匹配的原则，以确保列车运行平稳、安全和乘客舒适，并尽量减少养修工作量；
14.轨道结构应具有良好的耐久性，尽可能减少养护维修工作量、延长使用寿命和线路的大中修周期；
15.轨道结构设计应在技术安全、可靠的基础上，尽力做到经济合理，结构简单，并具有通用性和互换性，方便施工、利于养护维修和运营管理；
16.轨道结构应具有良好的电气绝缘性，满足轨道信号传输及防杂散电流要求；
17.轨道设计应根据环评及其它相关的减振减噪要求，采取分级减振降噪措施，以经济合理地减少列车运营对沿线环境的干扰，使振动和噪声符合国家环保的要求；
18.高架桥上需合理选取梁轨相互作用力，适应高架桥上轨道的特点，减少养护维修工作量，确保运营安全和舒适。
2.2主要技术标准
1.轨距：
1435mm；
2.荷载：
列车轴重≤14t；
3.车辆：
B2型车，转向架中心距12.6m，固定轴距2.2～2.3m；
4.列车：
6节编组；
5.运行速度：
设计最高运行速度为80km/h；
6.线路平面最小曲线半径
正线：
一般地段300m，困难地段250m；
辅助线：
一般地段200m，困难地段150m；
车站：
一般情况为直线，困难地段800m；
车场线：
最小150m，困难情况110m。
7.线路最大坡度：
正线最大坡度为30‰，出入线最大坡度35‰。
8.曲线加宽值
曲线地段轨距加宽值见表2.2.1：
曲线地段轨距加宽值表2.2.1
曲线半径（m）
加宽值（mm）
轨距（mm）
200≥R>
150
5
1440
150≥R>
100
10
1445
轨距加宽值应在缓和曲线范围内递减；
无缓和曲线时，在直线地段递减。
递减率不宜大于2‰，困难地段不应大于3‰。
9.曲线地段超高设置
线路曲线超高应按下列公式计算：
h=11.8Vc2/R
式中：
h——超高值（mm）；
Vc——列车通过速度（km/h）；
R——曲线半径（m）。
曲线超高最大值为120mm。
当设置的超高值不足时，允许有61mm的欠超高。
曲线超高值在缓和曲线内递减顺接，无缓和曲线时，应在直线段递减顺接。
超高顺坡率不宜大于2‰，困难地段不应大于3‰。
隧道内及U形结构整体道床，采用外轨抬高超高值一半，内轨降低超高值一半的办法设置；
高架线采用外轨抬高超高值的办法设置。
曲线车站站台范围内设置的超高不得大于15mm。
10.轨底坡设置
正线、辅助线及车场线均设1：
40轨底坡。
在道岔和道岔间不足50m地段不设轨底坡。
11.轨道结构高度
按不同的铺设地段，轨道结构高度见表2.2.2。
轨道结构高度表2.2.2
序号
地段
轨道结构高度（mm）
1
地
下
线
矩形隧道长轨枕埋入式整体道床
560
2
圆形隧道长轨枕埋入式整体道床
740
3
矩形隧道轨道减振器扣件短轨枕式整体道床
4
矩形隧道钢弹簧浮置板整体道床
750
圆形隧道钢弹簧浮置板整体道床
6
高架线
短枕承轨台式整体道床
520
7
车场线
出入线、试车线地面线部分混凝土枕碎石道床
840
8
库外线混凝土枕碎石道床
620
9
库内、外线短枕式整体道床
540
车场线平过道式整体道床
600
3.钢轨
钢轨是轨道结构最重要的部件，其主要功能是直接承受来自列车的动荷载，并传之于道床，同时引导列车安全运行。
3.1钢轨型号选择
城市轨道交通钢轨的型号选择除考虑列车运行速度及年通过总重外，还应根据技术、经济综合效益来选择。
60kg/m钢轨与50kg/m钢轨比较，主要有以下优点：
（1）使用寿命长
根据铁路多年运营实践证明，60kg/m钢轨和50kg/m钢轨的使用周期分别为通过总重700Mt和450Mt，60kg/m钢轨的使用寿命是50kg/m钢轨的1.5倍以上。
（2）稳定性好
60kg/m钢轨较50kg/m钢轨强度高，线路稳定，安全储备大，使用60kg/m钢轨将提高线路运营的安全可靠性。
（3）可减小列车的冲击振动
60kg/m钢轨的质量较50kg/m钢轨大17.7%，竖向刚度大57.9%，可减小列车冲击振动10％。
（4）电阻值小
60kg/m钢轨电阻值比50kg/m钢轨小22%，可降低供电能耗；
60kg/m钢轨较50kg/m钢轨约减少杂散电流20%，杂散电流的减少，也有利于防止混凝土结构的电化腐蚀。
工程造价上来看，目前50kg/m钢轨使用量少，价格已接近60kg/m钢轨。
但60kg/m钢轨使用寿命长，伤损率低，现场的养护维修工作量也较少，初步测算维修费用可节省34%，由此可见60kg/m钢轨综合指标要比50kg/m钢轨高。
根据国内地铁的使用实践，证明采用60kg/m钢轨也具有较大的优越性。
目前各国地铁都有选用重型钢轨的趋势，今后60kg/m钢轨作为我国主线产品的供货较为便利，使用60kg/m钢轨具有显著的技术、经济效益。
综上所述，推荐本工程正线及辅助线采用60kg/m钢轨。
3.2钢轨材质选择
目前我国城市轨道交通大量使用的钢轨，从材质上分主要有U71Mn低合金钢轨和U75V高碳微钒热轧钢轨。
其它钢轨，如U74，由于强度较低，已逐渐淘汰；
稀土轨尚未推广使用；
而有些新型钢轨尚处于试验阶段（如WD1）。
根据《43kg/m～75kg/m热轧钢轨订货技术条件》（TB/T2344-2003），U75V和U71Mn两种钢轨的化学成分和机械性能见表3.2.1、表3.2.2：
化学成份表3.2.1
轨型
C
Si
Mn
P
S
V
U71Mn
0.65～0.77
0.15～0.35
1.10～1.50
≤0.04
/
U75V
0.70～0.78
0.50～0.70
0.75～1.05
0.04～0.08
机械性能表3.2.2
生产方法
σb（MPa）
σ0.2（MPa）
δ5（%）
HB
热轧
≥883
455
260～300
热处理
≥1177
≥784
300～380
U75V
≥980
609
≥300
离线热处理
≥1275
≥880
≥330
在线热处理
≥1175
≥785
341～380
两种材质的钢轨相比，U75V钢轨具有以下优点：
（1）U75V钢轨由于硅含量较高，且加入了微量的钒，其硬度、耐磨性更优。
铁路运营实践表明，U75V钢轨比U71Mn钢轨在小半径曲线上的耐磨性能提高60%以上，使用寿命是U71Mn钢轨的1.5～2倍。
U71Mn是一种中锰低合金钢轨，在小半径曲线上的耐磨性能优于U74轨，但在使用中仍发生大量早期磨耗到限和剥离损伤。
（2）U75V的抗拉强度、屈服强度和拉伸性能均高于U71Mn钢轨。
（3）含钒微合金钢轨U75V的耐磨性较好。
据调查上海市轨道交通一号线最初采用中锰钢轨U71Mn，经6个月临时运营后，小半径地段钢轨侧磨已接近到限，更换为含钒微合金钢轨U75V之后，已经运营近5年左右，至今钢轨侧磨处于正常。
广州地铁一号线小半径曲线地段实测磨耗情况见表3.2.3，其磨耗小于国内其它同等运营条件、但采用其它类型钢轨的城市地铁。
广州地铁一号线正线钢轨磨耗值表3.2.3
上股钢轨（mm）
下股钢轨（mm）
垂磨
侧磨
总磨耗
400
3.14
1.54
3.91
2.62
2.43
3.64
4.25
2.93
注：
表列数据为一号线正式运营5年半后实测值。
（4）由于U75V钢轨硬度高，不易磨耗，旅客列车在时速200km/h以下，钢轨平顺性要优于U71Mn钢轨，有利于轨道减振降噪。
（5）U75V钢轨还具有良好的可焊性，有利于无缝线路的铺设。
此外目前国内已有多家钢铁厂生产U75V钢轨，U75V轨的价格有所下降。
因此，虽然U75V钢轨较U71Mn钢轨价格高约6%～10%，但使用寿命长，耐磨性好，可以减少现场的养护维修工作量，降低运营成本，延长维修周期。
综上所述，推荐本工程正线及辅助线采用60kg/mU75V普通热轧钢轨。
4.扣件
4.1扣件设计原则
扣件是联结钢轨与轨枕或其他轨下基础的重要部件，作用是保持钢轨在轨下基础上的正确位置及钢轨与轨枕的可靠联结，阻止钢轨的纵横向移动，并为轨道结构提供一定的弹性。
扣件设计的主要原则如下：
（1）扣件应具备足够的强度、扣压力和使用寿命，并有适量的轨距、水平及高度调整量，满足轨道调整的需要；
（2）扣件应具有良好的弹性、绝缘性能以满足减振、降噪和减少杂散电流的要求。
同时应尽量标准化、结构简单、易于铺设和养护维修；
（3）扣件的选型应结合工程所在地区和本工程沿线工程地质情况选择，满足调高调距等功能要求，并尽量留有余地，为运营期间养护维修提供良好的条件；
（4）扣件的类型应根据城市轨道交通的特点和不同的轨道类型来选择，以充分发挥扣件的性能；
（5）扣件应具有良好的绝缘性能，以减少杂散电流，其绝缘部件的工作电阻应大于108Ω。
（6）扣件零部件材质选择应采用使用寿命长、减振降噪效果较好的产品，以减少养护维修工作量，并达到一定的减振效果；
（7）扣件金属件应采取适当的防锈防腐措施，以提高扣件部件使用寿命。
4.2扣件选型
1.地下线扣件
（1）DTⅢ2型扣件
该扣件为弹性分开式扣件，无挡肩，有螺栓弹条，二阶减振，扣压件采用国铁B型弹条，插入铁垫板式T型螺栓及M22防松螺母，用于轨枕埋入式整体道床，轨下与铁垫板下可同时设调高垫板，加大了水平调整量，并设轨距垫可调整轨距并起绝缘作用。
可调整弹条的扣压力，更换弹条方便；
轨下与铁垫板下可同时设高弹性垫板，具有较好的减振降噪效果。
该扣件在北京、上海、深圳、天津等多线使用，效果良好。
特别适合于地质条件差、工后沉降较大的地区。
该扣件主要技术性能如下：
初始扣压力：
单个弹条扣压力8kN
防爬阻力：
≥11kN/组
节点垂向静刚度：
20～40kN/mm
工作电阻：
≥108Ω
轨距调整量：
+8mm、-12mm
高低调整量：
+40mm
抗横向水平力：
40kN
（2）GB型扣件
该扣件为弹性分开式扣件，无挡肩，有螺栓弹条，二阶减振，扣压件采用国铁B型弹条，嵌入铁座式T型螺栓M24及防松螺母，轨下橡胶垫板（或高弹垫板）和铁垫板下橡胶垫板（或高弹垫板）等。
该扣件用于轨枕埋入式整体道床，轨下与铁垫板下可同时设调高垫板，加大了水平调整量，并设轨距垫可调整轨距并起绝缘作用。
可调整弹条的扣压力，更换弹条方便，具有较好的减振降噪效果。
GB扣件铁垫板结构简洁，整体性、防水、防锈蚀性能良好，轨距块级差仅为1mm，调整轨距具有方便、灵活、适应性强等优点。
该扣件与推荐道岔中的扣件属于同类型扣件。
该扣件目前已在上海10号线等工程中应用并已通车试运营。
单个弹条扣压力8kN
30～40kN/mm
+8mm、-14mm
+40mm
40kN
（3）DZ-3型扣件
该扣件为弹性分开式扣件，扣压件采用e或pR型弹条。
该扣件为无螺栓扣件。
目前在广州、成都等城市地铁中使用。
6.5～7.5kN/组
8kN/组；
5.8kN/组（采用小阻力垫板）
20～40kN/mm
+14mm、-18mm
+30mm
35kN
（4）方案比选
根据上述扣件方案比选，本工程的扣件选型，可从以下几方面考虑：
①扣件性价比
DTⅢ2型扣件和型扣件均为地铁工程成熟的扣件，并且在国内都有了广泛的应用市场。
三种扣件均能满足本工程的使用要求，DTⅢ2型扣件减振效果较好，扣压力容易保持，便于调高。
而且由于上海地区地质较软，结构易发生不均匀沉降，DTⅢ2型扣件能较好的适应该种状况。
DTⅢ2型扣件、GB扣件相较于DZ-3型扣件而言，其特点主要表现在：
A.调高量：
DTⅢ2型扣件调高量不小于40mm，其中轨下10mm，板下30mm。
DZ-3型扣件铁垫板下调高量30mm，轨下不能调高。
调高量对轨道的平顺性影响较大，特别是短波不平顺的养护维修，以及桥梁挠度引起的不平顺等。
B.扣压力：
扣压力相近，DTⅢ2型扣件可通过调整T型螺栓扭矩调整扣压力，DZ-3型扣件在使用期限内扣压力衰减后不能调整其扣压力，也无法检查。
扣压力衰减到一定程度易导致钢轨爬行或在冬季低温断轨时断缝过大危及行车安全。
②工程地质条件：
宁波市轨道交通2号线一期工程经由区域属滨海冲积湖平原软土地基，工程地质条件较差，工后差异沉降较大，季节温差及昼夜温差均较大，由此引起的轨道不平顺要求具有较大调高量的扣件，同时轨下具有调高功能的扣件可方便养护维修。
③根据近期从上海、广州等运营、设计管理等部门调研情况，软土地区轨道交通运营期间线路差异沉降较大，对扣件调高量的要求较高。
综上所述，从工程地质条件和扣件性能、性价比等方面考虑，推荐本工程正线及辅助线地下线一般地段采用DTⅢ2型扣件。
GB型扣件作为主要备选扣件。
2.高架线扣件
在高架桥铺设无缝线路时，为了减少温度变化或桥梁承受列车荷载产生挠曲，梁面引起桥梁结构与焊接长钢轨的相互作用力，因此要求扣件阻力应控制在一定范围内。
在高架桥整体道床上的扣件需要较大的调高量，以适应预应力梁的徐变和桥梁墩台的不均匀沉降。
目前，国内适用于高架线路的扣件主要有以下三种：
（1）WJ-2型扣件
该扣件为无挡肩弹性分开式扣件，扣压件为φ13mm弹簧钢。
适用于高架无缝线路，为小阻力扣件。
扣件轨下和铁垫板下均可调高。
已运营的上海、武汉、天津、深圳等采用了该型扣件，使用情况良好。
该扣件的主要技术性能如下：
单个弹条扣压力4kN
40～60kN/mm
+10mm、-10mm
（2）DTⅦ2型扣件
该扣件为无挡肩弹性分开式扣件，扣压件为φ13mm弹簧钢，单个弹条初始扣压力4kN，弹程11mm，为高架无缝线路小阻力扣件。
钢轨接头和非接头部位采用同一种弹条，减少了弹条类型。
设轨下橡胶垫板和板下橡胶垫板，双重绝缘。
轨距调整量+8mm、-16mm，调高量40mm。
在上海地铁2号线东延伸段、天津地铁1号线、北京地铁十三号线、八通线使用。
（3）DTⅥ2-1型扣件
该扣件是在DTⅥ2型扣件基础上进行优化和完善的扣件，适用于高架桥。
扣件型式与DTⅥ2型扣件基本相同，钢轨扣压件仍为Ф18的DI弹条，由于在铁垫板上进行了特殊设计，单个弹条扣压力降为5.3kN。
轨下垫板采用复合垫板以减小扣件阻力。
用螺旋道钉将铁垫板与轨枕（预埋尼龙套管）联结，DⅠ弹条直接穿入铁垫板的铁座内，安装方便。
除铁垫板和轨下橡胶垫板外，DTⅥ2-1型扣件所有零部件均可与DTⅥ2型扣件通用互换。
DTⅥ2-1型扣件的主要技术性能如下：
单个弹条扣压力5.3kN
+8mm、-16mm
+30mm
该扣件目前已完成试验，拟在重庆1号线、杭州1号线使用，国内目前尚未有运营通车的实践。
上述三种扣件均符合高架桥上小阻力、大调高量的要求。
其中WJ-2型扣件通过移动带长圆孔的铁垫板来调整轨距，是一种无级调整方式，轨道平顺度较DTⅦ2型扣件采用的有级调整方式更容易保证，该扣件自上海3号线开始应用，现已在上海及其它城市高架线上普遍应用。
DTⅥ2-1型扣件调高量较低，且尚未有运营通车的实践检验。
DTⅥ2-1型扣件其采用的弹条为特殊设计的弹条，与本工程地下线DTⅢ2型扣件采用的弹条通用性差，本次不做推荐。
此外，根据本工程地质特点，线路沿线位于滨海冲湖积平原，地质状况较差、高架桥工后沉降较大的特点，需要采取技术成熟、调高量更大的高架线扣件。
综上所述，推荐本工程高架线路一般地段采用WJ-2型扣件。
4.3正线及辅助线弹性垫板设计优化
DTⅢ2型、WJ-2型扣件都属于弹性分开式扣件，轨下及铁垫板下各设一层弹性垫板。
目前国内传统扣件的弹性垫板均采用橡胶材料，如丁苯橡胶或氯丁橡胶等种类。
考虑使用寿命、养护维修、减振性能较高等方面因素，本工程推荐采用新型高弹性垫板。
高弹性垫板为聚酯类材料，采用高弹性热塑性弹性体，具有高韧性和高回弹性、耐蠕变性、抗疲劳性、耐磨及耐老化性、超长的使用寿命以及优良的减振降噪效果。
减振能力为2～5dB。
在使用寿命方面优势更明显，可达20年以上，是一般橡胶垫板的2～3倍。
高弹性垫板造价便宜，效果较好，使用寿命长，可节省养护维修工程量。
目前在国内城市轨道交通和国铁中应用非常广泛。
按常规设计的较高减振地段，约有30%～50%可优化采用该减振措施，可节约较多工程投资。
目前北京、深圳、杭州、西安、苏州等新建地铁线路均已采用了该措施。
4.4扣件防锈防腐处理措施
宁波气候潮湿多雨，隧道内也潮湿，存在少量有害气体，轨道金属构件均出现不同程度的锈蚀、腐烂甚至发生扣件锚固螺栓锈蚀折断的情况。
轨道交通当前的防锈措施主要为涂油，效率低、成本高，污染环境。
因此，根据城市轨道交通运营实践和养护维修经验，对轨道结构金属件进行防锈处理是非常有必要的。
目前国内已把防锈处理列为轨道设计常规内容之一。
扣件金属表面防锈处理技术主要有达克罗涂层技术、渗锌、多元共渗技术以及多功能防腐复合技术等。
研究表明高
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