劉建利

（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西 西安 710016）

鋼彈簧浮置板道床在城市地鐵軌道中的主要作用是為了減小振動(dòng)、降低噪聲，有效減少地鐵車輛在行駛中對(duì)敏感建筑物如：音樂(lè)廳、歌劇院、醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室、居民住宅區(qū)及城墻文物等的振動(dòng)影響，對(duì)車輛行駛引起的軌道振動(dòng)波起到調(diào)頻濾波的作用。目前鋼彈簧浮置板道床是國(guó)內(nèi)減振效果最好的措施之一，減振效果約12dB。在西安鐵路二號(hào)線的使用中也收到了良好的效果，但在日常地鐵的檢查、維修、應(yīng)急演練中發(fā)現(xiàn)，這種浮置板結(jié)構(gòu)不便于對(duì)傷損鋼軌的更換和維修，并且存在部分應(yīng)急的安全隱患。

1 鋼彈簧浮置板道床的工作原理

鋼彈簧浮置板道床結(jié)構(gòu)是由德國(guó)引進(jìn)的一種新型特殊減振軌道結(jié)構(gòu)形式，主要由鋼筋混凝土道床板、鋼彈簧、隔振器、鋼軌、扣件等組成。其基本原理是將軌道固定在具有一定質(zhì)量和剛度的鋼筋混凝土道床板平臺(tái)上，平臺(tái)再放在由柔性彈簧組成的頻率遠(yuǎn)低于激振頻率的線性隔振器上，質(zhì)量平臺(tái)可提供足夠的慣性質(zhì)量來(lái)抵消車輛產(chǎn)生的動(dòng)荷載，只有靜載和少量殘余動(dòng)荷載通過(guò)彈簧傳到基礎(chǔ)，同時(shí)隔振器還有進(jìn)行調(diào)諧、濾波、吸收能量等作用，從而減少振動(dòng)傳入基礎(chǔ)，達(dá)到隔振減振的目的，降低噪聲的產(chǎn)生，從而降低對(duì)周圍敏感點(diǎn)的影響。詳見圖1。

圖1 鋼彈簧浮置板結(jié)構(gòu)圖

西安地鐵二號(hào)線浮置板道床軌道采用60kg/m、U71Mn/25m標(biāo)準(zhǔn)鋼軌焊連為區(qū)間無(wú)縫線路，正線線路最小曲線半徑350m，最大超高120mm，扣件為DTⅥ-2 型扣件。道床采用的隔振器為內(nèi)置式鋼彈簧阻尼式隔振器，隔振器間距800mm、 外套筒直徑350mm。浮置板上表面設(shè)置2%的排水坡，浮置板面到基底水溝設(shè)置有斜向排水管；對(duì)于鋼彈簧浮置板從上游的來(lái)水，其排向浮置板基底水溝，通過(guò)基底水溝排向下游，鋼彈簧浮置板道床基底水溝內(nèi)的積水，通過(guò)在下游普通道床地段設(shè)置坡度差逐步將水引到正常的道床水溝，匯入地鐵車站或區(qū)間的排水設(shè)施排走，保證鋼彈簧浮置板道床的正常工作。詳見圖2。

圖2 鋼彈簧浮置板道床橫斷面圖

2 道床養(yǎng)護(hù)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及潛在的安全隱患

在對(duì)鋼彈簧浮置板軌道的日常維護(hù)中，發(fā)現(xiàn)目前的鋼彈簧浮置板道床設(shè)計(jì)存在一定的缺陷或問(wèn)題，可能會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生潛在的安全隱患，建議在今后的設(shè)計(jì)中不斷進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 道床面承軌槽空間狹小。造成鋸斷鋼軌和軌腰鉆孔的作業(yè)空間狹小，急救器、小型液壓起道機(jī)等機(jī)械無(wú)法放入，直接影響鋼軌的置換、焊縫重傷的處理、鋼軌折斷時(shí)的搶修。軌底與承軌槽道床面間距僅為46mm，如果巡檢中發(fā)現(xiàn)鋼軌重傷或者其他問(wèn)題時(shí)，需要在有限的搶修時(shí)間內(nèi)完成鋼軌急救器的安裝和臨時(shí)對(duì)鋼軌的加固。

2.2 鋼彈簧浮置板道床上的尼龍?zhí)坠苁窃诟≈冒宓陌弩w里預(yù)埋的，因現(xiàn)場(chǎng)施工條件及技術(shù)有限，不能準(zhǔn)確定位，容易造成傾斜或軌底坡偏大等問(wèn)題。

2.3 鋼彈簧隔振器蓋板頂部距離鋼軌底部?jī)H有46mm 的間隙，存在部分設(shè)備安全隱患。隔振器鋼蓋板是用螺栓與內(nèi)筒體連接，但在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)下，容易造成蓋板螺栓松動(dòng)、脫落等，將會(huì)導(dǎo)致鋼軌與隔振器套筒發(fā)生接觸，造成鋼軌爍燒。

2.4 浮置板道床排水缺陷。在設(shè)計(jì)中，基底中間設(shè)置直徑為200mm 的排水溝，由于排水溝的斷面在施工過(guò)程中存在差異，以及施工中遺留有垃圾、長(zhǎng)期流水殘留的水垢等，導(dǎo)致排水系統(tǒng)不暢的情況時(shí)有發(fā)生，中心排水溝上方道床面設(shè)置的觀察孔又難以進(jìn)行疏通作業(yè)，直接影響道床排水。當(dāng)浮置板軌道處于線路的下坡段時(shí)，隧道沖洗作業(yè)所產(chǎn)生的污水將淤塞排水孔，或浮置板兩端沉砂池的水篦子松動(dòng)、缺失，水篦子處雜物太多導(dǎo)致積水，會(huì)長(zhǎng)期浸泡鋼彈簧隔振器，對(duì)道床結(jié)構(gòu)造成損壞。

2.5 鋼彈簧浮置板軌道末端道床處的排水反坡由于坡度設(shè)置及施工等原因無(wú)法自行流入?yún)^(qū)間集水井。

2.6 浮置板中心設(shè)置的觀測(cè)孔、排水溝，在曲線地段存在嚴(yán)重積水問(wèn)題，目前沒(méi)有合適的方法進(jìn)行水溝沉積物的清理。

2.7 部分盾構(gòu)地段因?yàn)槭┕ぴ蛟斐伤淼喇a(chǎn)生不規(guī)律的扭曲或者隧道太高，會(huì)影響鋼彈簧浮置板的鋪設(shè)，降低減振降噪的效果。

2.8 鋼彈簧浮置板為了增大自身的配重采用大量的鋼筋，對(duì)道床板混凝土的澆筑造成影響，尤其是兩側(cè)的翼板較薄，鋼筋比較密，影響振搗的密實(shí)度。

2.9 鋼彈簧浮置板對(duì)測(cè)量放樣及施工誤差的精度要求比較高，而現(xiàn)場(chǎng)施工管理及技術(shù)均不理想，嚴(yán)重影響質(zhì)量把關(guān)，存在一定的安全隱患。

3 設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

為了徹底解決以上問(wèn)題，需要從源頭上優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為軌道道床的長(zhǎng)期維修養(yǎng)護(hù)創(chuàng)造良好條件，特意提出以下建議方案。

3.1 調(diào)整隔振器位置。盡可能將其移至鋼軌外側(cè)，從根本上消除隔振器與鋼軌接觸的隱患，在矩形斷面隧道中把隔振器置于道床軌枕的外側(cè)。

3.2 建議采用170mm 厚的薄型預(yù)制短軌枕方案，以盡量減小對(duì)浮置道床的整體性造成不良影響，確保浮置板縱向鋼筋全部直通布置，在最大限度地提高了浮置板縱向剛度和抗彎強(qiáng)度的同時(shí)，大幅度減低鋼筋施工的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高浮置板預(yù)制作業(yè)效率；同時(shí)保證扣件尼龍?zhí)坠艿木_定位。

3.3 降低隔振器筒體的高度。在保證減振效果的前提下，將隔振器筒體高度做適當(dāng)減低處理，使其位置向線路的外側(cè)偏移，同時(shí)建議在隔振桶上部增加絕緣橡膠墊，消除燒傷鋼軌的隱患。

3.4 優(yōu)化浮置板道床橫斷面尺寸。可采用中間不加凸臺(tái)減振浮置板，解決鋼軌重傷或折斷時(shí)的鋸軌和鉆孔問(wèn)題。實(shí)際維修中，目前仍采取抬高傷損處上下股鋼軌進(jìn)行應(yīng)急處理，前后順坡加裝急救設(shè)備的處理方式。

3.5 綜合考慮區(qū)間排水問(wèn)題。一是優(yōu)化道床底部中心水溝的斷面截面積。二是在浮置板道床與下游的普通整體道床連接處設(shè)置沉沙池。三是及時(shí)清理疏通排水系統(tǒng)，清除堵塞異物。四是建議在浮置板道床末端設(shè)區(qū)間積水坑，通過(guò)廢水泵房排除。五是在下水端排水溝處設(shè)置排水反坡進(jìn)行過(guò)渡，以使鋼彈簧浮置板減振道床地段排水暢通。

3.6 優(yōu)化疏通方法，建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中采取切實(shí)可行的疏通辦法，同時(shí)縮小觀察孔的距離。

3.7 建議在浮置板設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加設(shè)計(jì)的靈活性，針對(duì)不同工況及隧道斷面形式采取不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加浮置板的使用度。

3.8 優(yōu)化浮置板的結(jié)構(gòu)自重，盡可能地采用地鐵施工中同類型的鋼筋型號(hào)，增加鋼筋間距，提高混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)浮置板的整體性。

3.9 對(duì)浮置板的施工建議由廠家的專業(yè)人員來(lái)測(cè)量放樣、現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)施工及相配套的后期養(yǎng)護(hù)維修指導(dǎo)。

[1]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路線路修理規(guī)則[S].2011.

[2]GB10070－88，城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]隔而固（青島）振動(dòng)控制有限公司.鋼彈簧浮置板道床檢修維護(hù)技術(shù)手冊(cè)[S].2013.