关于利用轨枕充当地铁调轨支架的探讨

罗来炜

（南昌轨道交通集团有限公司，江西 南昌330000）

1 概述

国内地铁正线轨道多采用混凝土整体道床结构，结构类型分为：普通整体道床、浮置板减振道床、单开道岔道床、交叉渡线道岔道床等，整体道床施工时均采用“架轨法”进行铺轨和线路调整。“架轨法”是利用下承式钢轨支撑架将组装好的轨排或道岔单元支撑起来，从而方便进行钢筋的绑扎和线路状态的调整（见图1）。

图1 轨排架轨法

就目前常用轨枕而言，在设计上进行一定调整易实现下承式钢轨支撑架的支撑调轨功能。利用轨枕替代下承式钢轨支撑架的主要目的在于：①便于施工，提高施工作业效率；②减少施工周转材料，降低周转损耗成本。本文对地铁正线轨道结构中常用的轨枕种类（预应力长枕、道岔长枕、短枕）进行逐一分析，总结带支撑调轨功能轨枕的推广应用前景。

2 各类型带支撑调轨功能轨枕的应用分析

2.1 带支撑调轨功能的普通预应力长轨枕应用分析

普通预应力长轨枕尺寸为2 100mm×270mm×180mm（长×宽×高），C60预应力混凝土，承轨面为平坡或轨底坡，外形上窄下宽，轨枕上设置5个纵向筋预留孔，轨枕采用先张法工厂预制生产（见图2）。

图2 轨枕结构

根据轨枕的受力分析（见图3），调轨丝杆的预埋螺纹套管应设置在轨枕受力情况最好的轨枕两端（见图4），待混凝土整体道床浇筑完毕后，再用砂浆将丝杆拆除后留下的孔洞进行封堵。

图3 轨枕受力分析

图4 带支撑调轨功能的长轨枕

利用带支撑调轨功能的预应力长轨枕代替传统的下承式支撑架时，一般为隔3根普通长枕设置1根带支撑调轨功能的预应力长枕，布设间距按≤2.5m进行控制（见图5）。套管预埋的垂直度需满足要求，建议偏差不大于2°，套管预埋位置偏差需满足要求，建议位置偏差不大于5mm。套管材质应满足轨排竖向荷载的要求。

如图5a所示，与传统用下承式调轨支撑架进行轨排架轨法进行对比，带支撑调轨功能的预应力长轨枕取代下承式调轨支撑架横梁的作用，使改进后的轨排架轨法存在如下优缺点：①优点 只需拆装调轨丝杆比拆装下承式调轨支撑架简单，便于操作；现场倒运丝杆比倒运下承式调轨支架更节约工时，效率更高；通过调整轨枕高度调整轨面标高，钢轨不直接受力，提高调整精度。②缺点 由于不需要每根轨枕都带调轨功能，需工人按布设间距要求进行轨排拼装，对轨排拼装效率会有所影响。

材料费增减：①带支撑调轨功能的预应力长轨枕需在普通预应力长轨枕基础上增加预埋调轨丝杆螺纹套管，新轨枕的生产加工成本略高于普通预应力长轨枕；②带调轨功能的预应力长轨枕取代了传统的下承式调轨支架横梁，与下承式调轨支架横梁有关的摊销、损耗等相关费用均有所减少。综合以上2点，总的材料费用相对持平。

图5 带调轨功能的长轨枕布置

人工费用增减：①与传统相比，现场拆装倒运丝杆的人工工时数量降低，同时还减少了传统下承式调轨支架清理维修的人工工时数量；②由于增加了轨枕种类，需增加轨排拼装人工工时数量。因此，人工费用较传统略有降低。

通过上述优缺点及经济性分析可看出，用带调轨支撑功能的预应力长轨枕取代传统下承式调轨支架是具有一定优越性，建议可在实际施工中进行推广应用。

2.2 带支撑调轨功能的短轨枕的应用分析

如图6所示，地铁短轨枕尺寸各有不同，但基本上接近，长470mm、宽250mm，高度一般有170，150mm两种，采用C50混凝土，不设轨底坡，轨枕下伸出钢筋与道床连接，多为工厂预制生产。

根据短枕块受力情况，调轨丝杆预埋螺纹套管也应设置在轨枕两端（见图7），同样，待混凝土整体道床浇筑完毕后，再用砂浆封堵丝杆拆除后留下的孔洞。使用带支撑调轨功能的短轨枕轨道线路施工时，1副25m短枕轨排需要的调轨丝杆的数量是长枕需要数量的1倍。

带支撑调轨功能的短轨枕在轨排中的布置原则和套管预埋的精度和位置偏差应与长轨枕要求一致。由于短轨枕尺寸较小，在设计预埋调轨丝杆螺纹套管时，需考虑与扣件螺栓套管之间的距离和轨枕两端混凝土保护层的厚度，因此设计时需增加短轨枕块长度。

图6 短轨枕结构

图7 带调轨功能的短轨枕

短轨枕的承轨面不带轨底坡，轨底坡是通过将左右股轨枕倾斜一定角度，形成钢轨向内的轨底坡。因此在带支撑调轨功能的短枕中，调轨丝杆除调节轨面高度和水平外，还需通过调整丝杆实现轨底坡的调整。在施工反复调整过程中，将会大大增加调轨的工作量。

综上分析，在对原地铁短轨枕进行一定的尺寸调整后，可实现取代下承式调轨支架的功能。但受短轨枕固有特性的影响，在施工时调整高低、水平及轨底坡的工作量很大，并且3个参数中的任意1个有变动，很可能其他2个因素也会跟着变动。所以带调轨功能的短轨枕不建议在带轨底坡的线路上使用，可考虑在混凝土道岔短枕上进行尝试性使用。

2.3 带支撑调轨功能的混凝土岔枕应用分析

地铁常用7，9号道岔，7号道岔主要用在车辆段、停车场，多使用木枕。9号道岔主要用在正线，多使用混凝土枕，道岔混凝土枕又包括长枕和短枕。由于场段线路多为碎石道床，不在此次讨论研究的范围，因此，单就9号道岔的混凝土长、短枕增加支撑调轨功能的利弊进行分析。

2.3.1 混凝土短岔枕的应用

带支撑调轨功能的短轨枕可考虑在混凝土道岔短轨枕上进行尝试使用，但需注意：①带支撑调轨功能的道岔短轨枕的布置应由设计、施工、监理及道岔厂家技术人员根据《道岔短枕位号平面布置图》共同确定；②尽量通过对已有尺寸类型的道岔短轨枕进行钉孔距调整实现支撑调轨功能，避免新增道岔短轨枕尺寸类型；③套管预埋精度和位置偏差应与长轨枕的要求一致。但道岔零部件的现场倒运和组装过程用时较长，道岔数量占全线铺轨工作量的比重较少，因此，使用带调轨功能的短轨枕对道岔施工的效率提高和成本降低没有明显帮助。

2.3.2 带支撑调轨功能的混凝土长岔枕的应用分析

道岔长枕增加预埋调轨丝杆螺纹套管，可参考带调轨功能的普通预应力长轨枕，将调轨丝杆螺纹套管设置在轨枕的两头。而道岔长轨枕的长度为2.3～4.6m，对长度较长的轨枕，除在两端头的位置预埋调轨丝杆螺纹套管外，还应在轨枕中间位置增加预埋调轨丝杆螺纹套管。具体位置应由设计院根据轨枕受力情况计算分析确定，否则将影响轨枕受力性能。其优势利弊与在混凝土短岔枕中的应用大致无异，对提高施工效率和降低施工成本没有明显帮助。

道岔结构复杂，零部件较多，材料倒运和现场组装的工时耗费较多，且道岔数量相对占比较小，用带调轨功能的岔枕与传统的道岔施工作业的工装支架相比较并无明显优势。因此可考虑尝试性应用，以探求在某些特定工况下的适应性和优势性。

3 结语

通过分析研究，在地铁常用的轨枕类型中，在不破坏轨枕受力性能前提下，增加预埋调轨丝杆螺纹套管能实现功能上取代下承式调轨支架。经过分析研究，并不是所有类型的轨枕经改造实现下承式调轨支架功能后均能达到便于施工、提高施工作业效率及降低成本的目的。就目前地铁常用轨枕类型来看，只有普通预应力长轨枕改造后能够基本满足要求。另外，在实际使用带调轨功能轨枕时，由于较传统施工方法有一定的调整改进，施工企业要加强现场管理，针对新的施工方法要不断优化现场工作组织安排，以达到尽快熟练掌握的目的。