简支梁桥上无无缝道岔设计研究
潘自立
（中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川或都610031）
【摘要】海口东站在简支梁桥上铺设无碎无缝的道岔，是国内首次在简支梁桥上铺设单开无缝无道岔.在设计 过程中作了专门的静态和动态仿真计算，根据分析结果完成了设计，并在海东线联调联试期间对桥上道岔进行了动、静态现场试验观测.取得的大量数据表明，海口东站桥上无道岔完全满足海东线的设计要求.通过海口东站简支梁桥上铺设无无缝道岔的工程实例详细分析，初步提出了桥上铺设无无缝道盆应注意的事项.
[关键词】桥梁工程；简支梁桥；无碎轨道：无缝道岔：设计
[中图分类号]U213.6 [文献标识码]A
[文章编号】1002-8498（2013）17-0065-03
Design andResearch ofWelded andBallastlessTurnout on Simply Supported Girder Bridge
Pan Zili
(Chine Railey Eryuan Engisering Group Co. Lad. Chengda Sichun 610031 China)
Abstract;Haikou East Station was the first in China to have welded and ballast free tumout on simplysupported girder bridge. During its design static and dynamic simulations were run and the design was pleted according to the calculation results. During the trial running of the Haidong Line static anddynamic site measurements were also conducted to the turnout. The large amount of data obtained showp a es uo q pods ds uo sq pe pa a requirements. With detailed analysis to this case the authors put forward the issues for attention whenlaying welded and ballast free turmnout on bridges.
Key words;bridges; simply supported gider bridges; ballstlesstrack; welded turmout; design
海口东站在简支梁桥上铺设无无缝的道岔，到目前为止国内尚无简支梁桥上铺设12号单开无.昨道岔的工程实例，因此海东线桥上铺设无无缝 道岔需要专门研究.
位于直线段，平坡.原设计海口东站上铺设1组12号交叉渡线以及6组12号单开道岔，全部为无确轨道基础.除1组交叉渡线铺设于（324832）m 连续梁上，其他道岔均铺设于32m简支梁上.海口东站设计速度为80km/h，正线轨道按一次铺设跨区间无缝线路设计.如图1所示.
1工程概况
新建海南东环铁路北起海南省海口市既有海口站DIK0000，南至三亚市北侧既有三亚站DIK290722.6，正线全长308.11km.海南东环铁 路无轨道设计范围为D1K4800-DK21300.设计速度从80km/h加速到200km/h，其他地段按有确轨道设计.
海口东城市高架双线特大桥全长21.332km车南、海口东4个车站，其中只有海口东站有配线. （D1K4837-D1K26170），桥上有长流、秀英、汽海口东站设计范围为D1K23200-D1K24500，
图1海口东站站场示意
Fig. 1 Station yard of Haikou East Station
2桥上无无缝道岔的平面设计原则
由于道岔存在结构上的不平顺，铺设道岔的基
础应相对稳定，特别道岔的心轨、尖轨、道岔导曲线等部分要求线下基础无相对变形.海口东高架车站在对道岔和桥梁平面布置时，根据桥梁结构变形特点按以下原则对道岔平面布置设计：①道岔转缴器及叉部分不得跨越梁缝：②道岔导曲线部分不 宜跨越梁缝：③道岔焊接接头也不宜置于梁缝上；④道盆护轨不宜跨越梁缝，护轨端部宜距离梁缝2.4m以上：无碎道盆岔枕不宜置于梁缝处.
基于此，简支梁上道岔的转撒器、撒叉、护轨、荷载、横向插摆力、离心力、风力和温度的作用下应 焊缝、岔枕不置于梁缝处：简支梁的水平折角在活小于理论计算0.6%要求.
3简支梁桥上道岔动力仿真分析
列车采用SS9客运电力机车客车以88km/h速度通过1号和5号桥上道岔，计算轴荷载210kN、围 定轴距2.150m、全轴距15.870m、车钩中心线距22.216m.采用60kg/m钢轨12号单开可动心道岔，道岔前长16.592m，后长26.608m，全长43.200m，道岔区共81枕跨，岔区道床分别为有组合桥面，材料：梁部为C55混土，弹性模量3.60 和无轨道.32.0m简支梁截面为多片梁刚性连接x10*N/mm²，梁部混凝土重度为26.5kN/m².各简支梁墩台里程、梁的竖向惯量、横向惯量、单位长度质量、截面积按桥梁提供的设计数据输人，道岔布置按海口东站道岔平面设计输入.各计算工况下道岔仿真分析结果如表1所示.
动力仿真分析计算表明，道岔本身结构不平顺，列车过岔时均会在转辙器和缴又部分发生较剧烈的竖向及横向振动，导致岔区内各项动力响应均
会大于区间线路，由于列车、道岔、桥梁三者的耦合作用，动轮载、脱轨系数、减载率、钢轨动应力等均有所增大.从动力响应结果来看，由于无昨轨下基础抗弯能力较强，可在一定程度上减缓桥梁提曲变形的影响，因面车岔桥系统的各项动力响应均相对 较小，无碑道岔方案优于有昨道岔方案，实际设计铺设中采用无确道岔方案合理.岔桥相对位置变化，导致轮轨作用峰值下桥梁竖向度及其转角不部分布置于列车运行方向上距离桥墩1/8~1/4跨 同.对于32m简支梁桥，理论分析表明，道岔岔心范围时，车岔桥系统的各项动力响应相对较小，满足规范要求，盆桥相对位置合理.
4简支梁桥上无確道岔岔区基础设计
简支梁桥上无碑道岔岔区基础由底座和道床板组成，道床板与混豪土底座之间设置“两布一膜” 中间分隔层，“两布一膜”由上、下2层抗碱性能聚丙烯土工布层和1mm厚土工膜（PE）中间层组成.底座上设置纵、横向凹槽，以对道床板约束定位.如图2所示.
610mm（不含底座结构高度）.道床板采用C40钢 1）道岔区道床板桥梁地段岔区轨道结构高筋混凝土现场浇筑面成，道床板宽度按直股一侧边缘至道岔直股轨道中心的距离为1600mm，另一侧边缘至侧股中心线的距离为1600mm控制.道床板内纵向钢筋与横向钢筋、纵向钢筋与轨枕桁架钢 筋交叉处及纵向钢筋搭接处均应设置绝缘夹，并用绝缘线绑扎牢靠，锅筋骨架绝缘电阻应≥2MΩ.
2）混凝土底座桥梁地段岔区轨枕埋人式无轨道的道床板下设置C40钢筋混凝土底座，底座
表1简支梁桥上道岔动力仿真计算结果
Table 1Dynamical simulatien results of turnoet on simply spported girder bridge
道岔 轨道 最大动轮 最大轮橡力/kN 前牲最大减载率 轴脱机系数编号 类型 /KN 转激器处 又处 转缴器处 缴又处 转维器处 又处1号道岔 无称 有称 106.9 118.0 28.1 30.5 69.1 60.8 0.44 0.47 0.63 0.58 0.28 0.27 0.62 0.735号道岔 无碎 99.8 40.4 42.7 46.4 40.9 0.48 0.51 0.52 0.50 0.37 0.37 0.39 0.45进 轨道 有容 车体横向报 113.9 实轨处银值 后轴最大减载率 后轴脱轨系数编号 类型 无非 动加速度 0. 080g 动应力/MPs 152.7 开口量/mm 0.58 转缴群处 0.44 撤又处 0.61 转处 0.33 撤又处 0.491号道岔 有布 无存 0.018g 0.023g 201.7 143.8 0.42 0.56 0.45 0.51 0.52 0.58 0.38 0.50 0.63 0.255号道岔 有容 0.023g 186.6 0.39 0.53 0.49 0.56 0.37道 编号 轨道 类型 心轨最大动 应力/MPa 紧向 桥最大位移/mm 模向 中间梁所支座处转角/% 竖向 竖向 析梁振动加速度 横向1号道岔 有容 无春 77.8 72.6 1.90 0.13 0.030 0. 006 0 0. 004 9 0.056g 0.059g 0.071g 0.077g无碎 77.1 1.86 1. 96 0.11 0.13 0.031 6100 0. 006 2 0. 100g 0. 067g5号道岔 有作 67.0 1.87 0.13 0.019 0.005 7 0.087g 0.082g
图2桥上道岔岔区基确示意Fig.2 Foundation of turnout area on simply p ap pns
结构高190mm，底座宽度与道床板边缘齐平.
5岔区轨枕理入式无轨道施工
1）无確道岔施工前应按《客运专线铁路无轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）和《客运专线铁路无磕轨道铁路工程施工质量验收暂行标准）（铁建设[2006]85号）对基础进行验收，验收合格后方可进行无轨道施工.
2）无道岔施工前应作好道岔部件质量验收，道岔铺设前应进行预拼装.施工前应精确测量定出岔头、岔心、岔尾等位置，并测设转辙器、导曲线和辙叉等部位纵、横向定位点，确保岔位正确.
3）桥梁地段混凝土底座及凹槽施工.混摄土底座施工前应对基础进行验收，基础应满足铺设无轨道的要求.对梁表面进行清洁，并提前72h进行预湿，保证桥面湿润无积水.按设计图纸和确定的位置尺寸安放底座钢筋网和梁面连接钢筋，混凝土底座及凹槽抹面时，应严格按设计进行高程和平 整度控制.达到设计强度的75%以后才能进行铺设滑动层的作业.在凹槽周围安装弹性垫层和泡沫板，并用普通黏结剂固定.
4）道床板施工.道岔铺设可工地预组装或岔位原位组装，道岔轨排的组装及架设应符合相关规 范的要求.按设计图纸架设道床板钢筋网，同时在纵、横向钢筋交叉处以及纵向钢筋搭接范围设置绝缘夹（纵向接地钢筋的搭接不设），并用绝缘线绑扎.按设计要求焊接综合接地钢筋，埋设接地端子.用绝缘电阻表进行钢筋绝缘性能测试，确保钢筋绝缘性能符合要求.精确调整道岔的几何形位， 架立混凝土模板，再次核查后方可进行道床板混凝土淮注.灌注混凝土前72h先对底座进行预湿.单组道岔道床板宜一次性连续浇筑完成，混凝土浇筑前应对钢轨、轨枕和扣件表面进行覆盖.
6简支梁桥上无確无缝道岔现场动、静态综合试验
简支梁桥上单开道岔试车试验工点位于海口东站北咽喉区，选择5号道岔作为试验道岔，其岔桥
布置如图3所示.
7结语
参考文献：
Fig.3 Test points layout of single turnout 图3海口东站单开道岔试验工点布置for Haikou East Station
利用联调联试期间采取试验列车和DF11内燃机车轨道检测车不同速度通过时数据，对通过试验工点的列车安全性指标、道岔部件的变形、道岔部振动特性、岔区无作道岔板温度梯度和翘曲应力等 件强度、无作轨道和钢轨的振动特性、桥梁结构的数据进行采集和分析，动测结果与动力学仿真分析结果基本吻合：脱轨系数和轮重减载率安全指标的波动区间分别为0.07-0.80，0.10~0.75；48m梁大横向振动加速度约为0.021g. 跨最大竖向振动加速度约为0.074g，单线行车时最
现场测试和海东高铁近3年运营情况表明，海件受力合理，轨道几何形位和动态表现保持良好， 口东站高架桥上无无缝道岔整体性好，道岔各部与其他车站道岔相比，没有增加养护维修工作量.城际铁路或轨道交通设置高架车站可以节约土地资源，高架车站的道岔最好设置在连续桥梁上.高架车站不得不布置在简支梁桥上时，一定要增大桥梁跨中刚度，加强相邻梁的连接，增强桥梁的整体 性，并使道岔转辙器、辙叉、导曲线、焊接接头不得跨越梁缝.高架桥上无道岔施工控制对其后运营非常关键，道床浇筑混凝土施工必须在按铺设图精确现场拼铺道岔后进行，为保证其整体性，宜一次性完成施工.
[1]中铁二院海口东站桥上无碎无缝线路课题组，桥上交叉该线[2]王平，陈蝶，杨荣山，等.桥上无键线路设计理论[M]，成都： 及简支梁桥上无昨无缝道岔实验研究[B].2011.西南交通大学出版社，2011.[3]王其县，韩启孟，板式轨道设计与施工[M].成都：西南交通 大学出版社，2002.[4]赵国堂，高速铁路无轨道结构[M].北京：中国铁道出版[5]宫万国，析上无缝道含与桥梁布置有限元分析[J].铁道建 社，2006.筑 2012(10);120-123.[6]赵丽乘，银焊缴又的可行性分析[J].科技创业家，2012 (17):164.[7]刘暂，王平，陈峰，等，道岔动力参数设计法及其在转缴器设计中的应用[J].西南交通大学学报，2012（4）：611-617.
