Translohr有轨电车轨道结构

高江宁

(上海市隧道工程轨道交通设计研究院，200235，上海∥工程师)

1 概述

自19世纪80年代以来，有轨电车系统作为城市公共交通的一种形式，在欧洲、北美和亚洲的多国大城市被采用。发展至今，其技术形式主要分为传统有轨电车和新型有轨电车两大类。

传统有轨电车是指钢轮钢轨结合架空触网供电的形式。20世纪初，传统有轨电车被广泛使用于欧美的各个大城市中，我国北京、上海、大连等多个城市也曾使用。但其在应用中存在轮轨摩擦噪声大、轨道设置对城市道路断面和路口交通影响大等缺陷。

针对传统有轨电车的缺陷，已研制出新型有轨电车系统，包括加拿大ALRT系统(见图1)、轨道公交车、法国波尔多APS系统(见图2)和Translohr系统(见图3)等。

目前在我国天津和上海运营的是法国Lohr公司开发的Translohr新型有轨电车系统。其中，上海张江Translohr新型有轨电车线始于轨道交通2号线张江高科站，终于张江集电港，长约8.8 km，共设15个站，平均站距587 m。该新型有轨电车系统具有以下特点:

(1)车辆采用直流750 V架空触网供电，不污染环境空气。

(2)车辆外形与传统有轨电车相似，但设置胶轮承重，车辆中间设置导向轮导向，爬坡能力强，运行噪声低。车辆采用低地板结构，方便乘客上下车，更具人性化。

(3)车辆编组由终端模块、乘客模块、连接模块搭配拼接而成。搭配拼接出的车辆长度有25 m、32 m、39 m等多种规格，可根据需要的客运能力加长车辆。Translohr新型有轨电车(25 m)车辆示意图如图4，车辆参数见表1。

(4)导向轨轨道结构和混凝土道路建设相对简单。

(5)具有自动驾驶控制功能，系统动力特性好、安全性高，运行时噪声较低。

(6)建设工期短，总投资省。

从Translohr系统有轨电车特点可知，该系统车体设置了两种类型的轮子，一种是行驶于道路路面上起承受车体重量作用的胶轮，另一种是仅起导向功能的导向轮，其导向功能由导向轮沿导向轨走行来实现，导向轨轨道结构不需要太高的承载能力。本文结合张江有轨电车工程中的轨道设计实践，对Translohr有轨电车系统轨道结构的一些特点进行探讨。

图1 温哥华的ALRT新型有轨电车系统

图2 波尔多APS新型有轨电车系统

图3 Translohr新型有轨电车系统

图4 Translohr新型有轨电车(25 m)车辆示意图

2 Translohr有轨电车系统的轨道结构

Translohr有轨电车导轨作为有轨电车系统的基础设备，具有引导列车运行方向、承受车辆运行时产生的压力和纵向力、作为回流轨传导电流等作用。

表1 Translohr新型有轨电车(25 m)车辆参数

Translohr有轨电车正线导轨轨道结构设计主要包含导轨无缝线路设计、浇注树脂固定导轨设计和道岔设备设计等三部分内容。

2.1 导轨无缝线路设计

Translohr有轨电车系统正线导轨采用无缝线路。标准导轨(28 kg/m)的长度为12 m，经打磨后通过气压焊法焊接为长钢轨(除设置伸缩节和道岔处外)(见图5所示)。对于曲线半径小于300 m的地段，铺设前需对导轨进行预校弯处理。导轨焊接为长钢轨后，放置于混凝土路面预留导轨槽内。轨槽宽度为190 mm，高度为80 mm(见图6)。

图5 导轨打磨、焊接

图6 导轨、轨槽结构断面图

导轨无缝线路设计中，为减少桥梁纵向温度力对导轨的影响及导轨无缝线路温度力对道岔设备的影响，在桥梁和道岔两端，导轨轨道需利用特制伸缩节装置(最大调节量为6 cm)设置伸缩缝(见图7);在半径小于300 m的曲线段和平交道口地段，为防止导轨无缝线路受有轨电车自身导向轮和汽车横向作用力的影响产生移动，需要在该段导轨两侧设置加固扣件(见图8)。

图7 特制伸缩节装置图

图8 导轨加固扣件图

2.2 浇注树脂固定导向钢轨

导向钢轨焊接成无缝长钢轨放置于混凝土路面预留的轨道槽内后，需通过浇注特殊的树脂材料将其固定于混凝土轨槽内(见图9)。树脂浇注过程中需注意如下问题:

(1)整个过程中混凝土轨槽和导轨必须始终保证表面清洁、无油脂和干燥，混凝土表面的粘着强度需大于 1.5 MPa。

(2)涂抹预处理底漆时，空气、混凝土轨槽和导轨表面温度应在+5～+35℃之间，混凝土表面最大湿度为8%，导轨表面须干燥。必须在24 h(表面温度为+10～+35℃)或48 h(表面温度为+5～+10℃)固化之后进行下道工序操作，若固化期间被水浸则需要重新涂抹。

(3)在混凝土轨槽内，分别利用三角形泡沫填充块和绝缘垫板来调整导轨方向和高度，满足设计要求。

(4)涂抹粘合底漆时空气、混凝土轨槽和导轨表面温度应在+5～+30℃之间，空气湿度＜80%。涂抹粘合底漆后至浇注树脂之前的工作窗口时间长短，取决于表面温度的高低(见表2)。当工作窗口时间超过最大值，应重新涂抹粘合底漆，并开始新的计时。

(5)粘合底漆按要求涂抹后，应在浇注树脂模具上涂抹树脂脱模剂，干燥60 min后，浇注模具安装在导向轨轨头上。

(6)浇注树脂时温度须在+20～+30℃之间，空气的相对湿度小于95%。

(7)树脂固化后7 d的肖氏硬度应为55±5。

图9 浇注树脂固定导轨图

表2 涂抹粘合底漆后的工作窗口时间表

2.3 道岔设备

道岔是Translohr有轨电车系统用来变换线路的开通方向的基础设备，由1根直轨、1根曲轨、转辙机和连接装置等组装在道岔盒内，分右开式和左开式两种。

转辙机用来改变道岔开通方向，锁闭道岔在某一特定位置，分为手动和电动两种。其中电动式道岔转辙机由电动机、减速器、驱动机构、表示机构、电加热器、整体道岔、机壳及机盖等组成。电动式道岔转辙机的工作原理为:电动机转动后通过减速器推动驱动机构，带动整体道岔转换，转换到位后锁闭机构对驱动机构锁闭，同时通过表示机构中自动开闭器的接点转换，来控制转辙机准确动作和信号表示的通断。电动式道岔转辙机的动程为110 mm，动作时间小于2.5 s，道岔侧向通过速度为10 ～15 km/h。

Translohr有轨电车系统道岔整体放置于混凝土路面中预留的道岔槽(长4 054 mm×宽865 mm×高350 mm)内，采用树脂浇注安装于路面以下。道岔装置在垂向和侧向的误差最大为±1 mm。道岔除转动部分不焊接外，其余均在道岔盒内焊接在一起(见图10)。

3 结语

Translohr新型有轨电车系统与传统有轨电车的最大区别，就在于其车辆采用胶轮承重、导轨导向。为适应其独特的功能需求，该系统正线导轨轨道结构采用了一些特殊的工艺和设备:在钢轨选型上采用了断面小和延米重量轻的钢轨;导轨采用气压焊接法焊接为长钢轨，利用特制的伸缩节在桥梁和道岔两端设置伸缩缝，在路口和小半径曲线段加设加固扣件;导轨、道岔及伸缩节采用特殊的底漆处理和树脂浇注工艺固定于混凝土路面预留的导轨槽内。

图10 电动式道岔转辙机道岔开通正向和侧向示意图

目前Translohr有轨电车导轨轨道结构中尚有一些轨道设备和产品需从国外进口，如树脂、处理和粘合底漆、伸缩节等，随着该有轨电车系统在国内的进一步推广，应加快设备和产品技术的国产化进程。

［1］LOHR Group.Translosr tranmway on tires［R］.上海:LOHR Group，2006.

［2］上海市城市建设设计研究院.上海浦东张江有轨电车项目一期工程轨道施工图设计［R］.上海:上海市城市建设设计研究院，2008.

［3］李秋义，李阳春，李康杰，等.大连市现代有轨电车轨道结构技术方案初探［J］.中国铁路，2000(3):41.