直线电机运载系统轨道道床初探

线路!路基

直线电机运载系统轨道道床初探

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王&菁$，，高&亮$，张&庆!

（$+北京交通大学&北京&$"""**；!+铁道专业设计院轨道处&北京&$"""!"）

!!摘!要：根据目前了解的国外轨道交通直线电机运载系统轨道道床的应用情况，对国内引进直线电机运载系统轨道道床的选择进行初步探讨。

关键词：轨道交通；直线电机；道床

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"!概述

直线电机运载系统始于上个世纪)"年代，采用直线电机进行牵引，适用于中等运量的城市轨道交通，使轨道交通系统向小型化发展。该系统特点如下：

（$）车轮尺寸可缩小，车厢地板面降低，缩小车体断面尺寸，隧道断面可减小；

（!）车辆不受轮轨之间粘着条件的限制，爬坡能力强；

（#）采用径向架，可在曲线半径较小的线路上运行；

（*）驱动系统没有旋转部分，运行噪声可维持在较低水平。

这些特点有利于线路选择，达到较好的经济性。世界上建成运营的直线电机运载系统，有加拿大温哥华、马来西亚吉隆坡、日本东京和大阪等。我国目前正在尝试引进直线电机运载系统，广州市轨道交通*号线已确定采用直线电机运载系统。由于该系统的轨道结构与一般城市轨道交通的轨道结构有所不同，需要将反应板安装在轨道上，且由在车辆上的直线电机与在轨道的反

应板之间产生的磁力牵引列车前进，因此，有必要根据直线电机运载系统的特点对轨道结构进行研究。

$!直线电机运载系统对轨道结构的要求

&&直线电机运载系统采用直线电机牵引，直线电机是一种直线感应电动机，结构相当于将旋转电机切割展开成直线状，定子（初级线圈）设置在车辆

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收稿日期：!""#$$$%第一作者简介：王&菁（$’(!—），女，高级工程师，$’)*年毕业于山东科技大学。

上、转子（次级线圈）设置在轨道上，车辆由设置在车辆上的直线电机与铺设在轨道中央的反应板之间产生的磁力推进。

采用钢轮、钢轨作为车辆的支撑，直线电机运载系统对轨道的要求如下：

（$）轨道中间有直线电机反应板，轨道应有安装反应板的条件；

（!）直线电机与反应板之间的间隙要求较高，要求道床施工及反应板的安装精度均较高，应力求轨道的平顺；

（#）当选用的线路曲线半径小、坡度大时，应加强轨道的稳定。

%!国外直线电机运载系统的轨道形式

（$）预制混凝土道床板式轨道系统

该轨道主要由钢轨、扣件、预制混凝土道床板、板下垫层和基础底座等组成。例如马来西亚吉隆坡的/,012线直线电机轨道，全线长为!’34，其中地下线.34，高架线!!34，地面线!34，全线均采用这种轨道结构形式，见图$。

图"!道床板式轨道结构示意（单位：##）

预制混凝土道床板是铺设在粗糙的路桥、隧道底面或其他具有混凝土基底的基础上。基底为平面，线

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路曲线地段采用坡度不同的预制混凝土道床板。

预制板是在具备有环境控制的工厂实行精确浇筑而成，高效组装生产线可以保证预制板的成品质量。在预制板浇筑过程中，要预埋基础螺栓，并在出厂前预装弹性垫板和铁垫板。

根据实测的隧道底面或路桥基础表面高程曲线与轨道设计高程曲线之差，得出每块道床板在各控制坐标点的浇筑厚度。对号入座安装每一预制板，实现轨道的一次性快速精确定位。每块预制板固定是采用抗剪定位销定位。预制板与基础表面的缝隙，用特制的道床。

碎石道床技术成熟，结构简单，施工容易，成本较低，但碎石道床的稳定性相对较差，不利于轨道状态的保持，由于轨枕中间安置反应板，且钢轨外侧有三$四轨，因此，道床捣固困难。结构适用于车场线或软土路基线路。

!"国内直线电机运载系统轨道道床初探

国内城市轨道交通的轨道系统，地下线和高架线一般采用无碴轨道，有些地面线采用有碴轨道。这些砂浆以高压灌浆方式进行封堵。待预制板铺装完成后，就可直接安装钢轨扣件。

道床板式轨道系统的特点是，结构整体强、稳定性好，轨道施工质量高，与其他工法相比，施工效率高，铺轨进度可达到!""#$%。这种结构的工程造价偏高。

道床板式轨道系统要求板下基础相对比较坚实、稳定，可施工作业空间要能方便各工序的交叉作业流程。因此，道床板式轨道系统适用于高架桥或路基条件和施工条件较好的线路地段。

（!）直联式轨道系统

直联式轨道是将钢轨和扣件直接与道床混凝土联结，加拿大温哥华&’()*+,-线在高架线路采用了这种轨道结构形式。该线全长为!./0’#，1"2为高架路段。

在预制混凝土梁铺轨表面设有预埋螺母，将钢轨直接固定在扣件垫板上，用扣件及螺栓紧固在箱型梁上。用于直联扣件的预埋螺母应在箱梁预制时预先设置好。梁体内预埋的螺母将实现轨道的定位精度和施工精度。

马来西亚吉隆坡34567线道岔地段采用直联式轨道，不同的是为二次浇筑混凝土。

（8）

长枕式整体道床长枕式整体道床是把预制的混凝土枕用二次混凝土与道床浇筑成整体，日本东京的直线电机运载系统采用了这种道床。长轨枕为预应力混凝土结构，轨枕预留横向圆孔，每一单元道床设纵向钢筋贯穿，以加强与道床的联结，钢轨、反应板固定在长轨枕上。该道床的施工特点是：反应板安装调整快；道床厚度较大，有利于减轻隧道仰拱的变形；可采用轨排架法施工，利于轨道几何状态的调整和保持。

（0）

碎石道床轨道与传统的碎石道床结构基本相同，在轨枕中间安置反应板结构，在钢轨外侧轨枕端部预留三$四轨安装位置，马来西亚的吉隆坡34567线车场线采用碎石#"

万方数据

轨道结构在国内已比较成熟。直线电机运载系统，由车辆与反应板之间产生的磁力产生牵引力，其轨道结构的选型应充分考虑直线电机列车的使用要求。

（.）短枕式整体道床

短枕式整体道床设计、施工技术成熟，结构简单，造价较低，施工作业方便，但需要架设钢轨、扣件及短轨枕组成的轨排支架，调好钢轨，进行混凝土浇筑，施工进度相对较慢。北京、广州、深圳及南京地铁均有应用，在轨道交通中技术成熟。

短枕式整体道床轨道结构用于直线电机轨道时，反应板的安装较为不便，若采用预埋件，则需要其在现场精确预埋，对施工精度要求较高，若采用后锚固技术，则安装工作量较大，进度慢且造价较高。

短枕式道床结构简单、造价低，但不便于反应板的安装，不适用于正线轨道。道岔的道床面积宽、零部件多且在施工时能与钢轨直接相联，工况复杂，适合采用短枕式道床。

（!）长枕式整体道床

长枕式整体道床可在长枕上设置预留安装钢轨、反应板的条件，把预制的混凝土枕用二次浇筑使混凝土枕与道床成为整体，将钢轨、反应板固定在长轨枕上。长枕式道床施工时，采用轨排架法施工，预埋螺栓或孔）在工厂完成，容易达到施工精度，施工进度快，反应板安装调整方便，反应板与钢轨的相对位置精确度可以保证。长枕式道床排水方式单一，只能在道床两侧设排水沟。长枕式整体道床在上海地铁有应用，与短枕式整体道床相比造价偏高。

（8）

道床板式轨道国内城市轨道交通还没有采用板式道床，仅国铁在秦沈客运专线的桥上试铺了日本的板式无碴轨道。该线双何特大桥上采用板式轨道，作为首次采用板式轨道结构试验工程，经过了一系列轨道结构的理论参数研究、结构设计、室内实尺模型试验、工程段试验、现场动载试验以及运营管理试验等成套系统科研攻关，

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复合土工膜应变测试变通方法的研究

杨广庆，岳祖润，赵玉成

（石家庄铁道学院土木工程分院)河北石家庄)$"$$!%）

""摘"要：从隔离、加筋、应力扩散等几方面分析复合土工膜加固路基基床的作用机理，为解决*+土工膜与胶类产品缺少化学亲和性问题，研究探讨复合土工膜应变的测试技术变通方法，室内率定试验表明这种测试方法的可行性。

关键词：复合土工膜；路基基床；应变；测试

""中图分类号：,#&%-&."))文献标识码：/))文章编号：&$$!

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))在铁路路基设计与施工中，若在优质填料缺乏地区，可利用复合土工膜的隔水、防渗特性，将复合土工膜铺设在劣质填料基床底层表面，阻截表水下渗，防止基床底层填料浸水软化，提高其强度和刚度，减少路基的有害变形，使之满足列车的安全、平稳、舒适运行。

两布一膜是由涤纶无纺土工布和聚乙烯*+或聚氯乙烯*01土工薄膜经热熔粘合而成的复合土工膜。为了解复合土工膜加固基床的可行性及其使用性能，进行现场测试非常必要。由于*+膜与目前的胶类产品缺少化学亲和性，一般很难将应变片直接粘贴于*+膜上。为此，提出了一种变通的方法测试复合土工膜的应变，室内率定试验证实了该方法的可行性。#"两布一膜加固路基基床的作用机理

（&）隔离、封闭作用

通过复合土工膜隔离、封闭作用保护基床底层的劣质填料，使基床表层与基床底层分开，避免在列车动荷载作用下不同填料间的互相渗入，影响线路的稳定性，而且它的存在还能将经过道床、基床表层、上层砂

收稿日期：#$$%$"#$第一作者简介：杨广庆（&’(&—），男，副教授，&’’%年毕业于石家庄铁道学院铁道建筑系。

保护层而渗透至复合土工膜上的雨水顺其排水坡流向两侧，保护基床底层填料，避免土路基被雨水软化后在列车动荷载作用下发生翻浆冒泥。

加筋作用（#）

复合土工膜的加筋作用可以约束路基的侧向位移，提高路基的承载能力，增加路基的整体稳定性。

（%）应力扩散作用

复合土工膜可以将传递到其上的列车动应力均化扩散，减少基床底层动应力作用强度，使之小于基床底层填料的临界动应力，减少路基变形。

所以，采用复合土工膜加筋路基，能够有效地改善基床承受列车动应力的能力，保护基床底层不受雨水侵蚀，从而保证路基避免因降雨汇水或变形过大而降低使用性能。而且采用这种新技术，可以扩大对基床底层填料的选择要求，改善施工条件，降低工程造价，加快施工进度。

$"复合土工膜应变测试变通方法

由于*+膜与目前的胶类产品缺少化学亲和性，一般很难将应变片直接粘贴于*+膜上。为此，研究采用了变通的方法，即先把应变量程大于&$2的应变片粘贴在弹性模量低于*+膜的*01膜上（3$445

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完成了高速列车运行试验，性能良好，满足使用要求。碎石道床（"）

板式道床由于轨道结构高度较低，施工进度快，便于反应板的安装，曲线超高在道床板上实现，利于桥梁施工，高架线采用板式道床形式。

直联式整体道床（!）

直联式轨道系统结构简单、轨道高度低，但由于对施工精度要求较高，施工进度慢，国内城市轨道交通很少采用，只有大连城市有轨电车工程采用了这种道床，扣件与道床的连接采用后锚固技术。在高架线道岔地段轨道高度不能增加时，可采用直联式整体道床。

地面线不受轨道高度限制，养护条件相对较好，地面线及车辆段线路，可采用碎石道床，以节省投资。!"结语

直线电机运载系统在国内是全新技术，与普通轨道交通有许多不同，对其轨道系统应予以充分的重视，对轨道类型的选型方案需进一步论证，并对选择的方案进行试制试验工作，使直线电机运载系统能成功应用于国内。

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万方数据铁道标准设计!"#$%"&’(")*"!**+’#,)-.//0（1）

直线电机运载系统轨道道床初探

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

王菁， 高亮， 张庆

王菁(北京交通大学,北京,100044;铁道专业设计院轨道处,北京,100020)， 高亮(北京交通大学,北京,100044)， 张庆(铁道专业设计院轨道处,北京,100020)铁道标准设计

RAILWAY STANDARD DESIGN2004(3)10次

1. 袁广尧 浮置板轨道施工技术[期刊论文]-铁道建筑2003(7)

2. 吴建忠.曾向荣.任静.Wu Jianzhong.Zeng Xiangrong.Ren Jing 国内直线电机城轨交通系统轨道技术标准探讨[期刊论文]-都市快轨交通2006,19(1)

3. 王丹 广州地铁二号线浮置板轨道振动特性分析[学位论文]2005

4. 邹锦华.王荣辉.魏德敏.ZOU Jinhua.WANG Ronghui.WEI Demin 橡胶浮置板无砟轨道过渡段动力学性能分析[期刊论文]-铁道建筑2010(3)

5. 丁静波.Ding Jingbo 橡胶浮置板轨道在直线电机运载系统中的应用[期刊论文]-铁道标准设计2005(12)6. 蔡成标.刘增杰.赵汝康 浮置板轨道过渡段的动力学设计[期刊论文]-铁道建筑2003(12)

1.王菁.何雪峰.张庆 广州地铁4号线板式轨道垫层ZH砂浆受力分析[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)

2.高亮.马鸣楠.王冬梅 直线电机运载系统桥上无碴轨道结构力学特性的研究[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)3.冯光福 直线电机运载系统轨道设计中问题的探讨[期刊论文]-山西建筑 2007(4)4.冉蕾.张庆.李俊玺 直线电机运载系统车辆段轨道设计[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)5.裴爱华.张庆 直线电机轨道系统减振设计技术方案的分析比较[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)6.张庆.刘智成 直线电机牵引系统轨道工程的设计实践[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)

7.王建立.张庆.张宝才 钢弹簧浮置板道床在直线电机轨道的应用[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)

8.张立国.裴爱华 广州地铁4号线直线电机牵引系统轨道结构道床板选型与设计[期刊论文]-铁道标准设计 2007(7)9.马鸣楠.高亮.俞照晖 直线电机运载系统整体道床力学特性研究[期刊论文]-都市快轨交通 2007(3)10.丁静波 橡胶浮置板轨道在直线电机运载系统中的应用[期刊论文]-铁道标准设计 2005(12)

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