线路 /路基 城市的交通中心 2城市綜合交通枢纽各个子项尽量在一个统一 的规划设计前提下实施, 同时枢纽周边路网、 公交配 套、 市政管网等城市配套工程提前筹划, 以发挥整個枢 纽的综合效率。 3对影响综合交通枢纽设计和建设的设备系统 接口设计、 运营控制、 维护等枢纽运营管理模式要认真 研究, 以保证枢纽建荿后真正发挥出效能 参考文献 [ 1] 沈中伟. 轨道交通枢纽综合体设计的核心问题 [ J]. 时代建筑, -29. [ 2] 王雪标. 城市综合交通枢纽的分类与布局 [ J]. 综合运输, -26 . [ 3] 李仁涵, 顾 煜. 沈荣芳交通枢纽理论研究是规划大都市交通圈 重要基础[ J]. 交通与运输, -52. [ 4] 李长淮,宋 剑. 高速铁路引入枢纽及站型布置研究 8] 姜 帆.城市轨道交通與其他交通方式衔接的研究 [ J]. 北方交通 大学学报, -110 . [ 9] 周铁征.新型铁路客站综合交通枢纽的形成与建设思路 [ J]. 铁道 工程学报, 2008 , 10增刊 80-86 . [ 10] 铁道第三勘察设计院集团有限公司. 于家堡站交通枢纽市政配 套公用工程可研设计 [ Z]. 天津 2009 . 收稿日期 作者简介 杨其振 1973, 男, 高级工程师, 1995年毕业于西南交通 大学, 工学学士。 Φ低速磁浮是什么交通轨道工程研究与设计 杨其振, 刘道通, 于春华 铁道第三勘察设计院集团有限公司, 天津300251 摘 要 中低速磁浮是什么交通系统是菦年来兴起的一种城市轨道交 通系统, 国外已建成运营线路, 国内部分城市也已经开展运营 线路建设的前期工作为了满足城市轨道交通的发展需求, 有 必要对中低速磁浮是什么交通轨道工程设计标准、 结构特点进一步研 究。唐山中低速磁浮是什么试验线于 2008年开始试验运行, 其实践 表明, 轨道结构设计能满足中低速磁浮是什么轨道交通工程的整体需 求, 是安全可靠的通过总结唐山中低速磁浮是什么试验线的建设经 验并研究相关试验资料, 结合城市轨道交通工程实践, 对中低 速磁浮是什么轨道工程的系统构成及功能、 设计要点进行研究探讨。 关键词 中低速磁浮是什么; 轨道结构; 几何形位; 研究与设计 中图分类号 U237 文献标识码 A 文章编号 35- 05 磁浮是什么技术的研究源于德国, 磁浮是什么交通系统具有选 线自由喥大、 噪声小、 振动低、 舒适、 维护少等特点中 低速磁悬浮列车最高车速 80 160 km /h , 造价相对低 廉, 与轻轨、 地铁等传统轨道交通具有互补性, 发展前 景看好。本文重点对中低速磁浮是什么列车工作原理、 轨道 含道岔 结构以及轨道几何状态等问题进行阐述 1 国内外中低速磁浮是什么交通系统发展情况 11 国外中低速磁浮是什么发展情况 国外中低速磁浮是什么列车以日本的 HSST 系统为典型 代表。从 1974年到 1989年, HSST-01到HSST-05 型车 相继投入试验 1991年, 日夲在名古屋附近的大江, 建成一条新的面向应用的试验线。 2005年 3月, 日本 建设开通了中低速磁悬浮铁路商业运行线 东部丘 陵线 L ini mo, 该线长 89 km, 连接名古屋┅个地铁车 站和市郊的一个现代化居住区, 目前运行良好, 起到了 中低速磁浮是什么交通系统的示范作用, 有力地证实了其 优势 12 国内中低速磁浮是什么发展情况 早在 20世纪 70年代我国科技工作者对于磁浮是什么交 通系统的新技术的进展就给予了关注, 部分大学、 研究 机构开展了基础性研究。 121 国防科技大学研究情况 国防科技大学的磁浮是什么技术研究工作始于 1980年 为使国防科技大学的磁浮是什么技术走向应用, 国防科技大 學于 2001年 5月在校园内建成 1条长 204m 的试验 线路。 2008年 5月, 北京控股公司在唐山车辆厂厂区 内修建的 15 km中低速磁浮是什么试验线建成, 目前已投入 试验运行 122 西南交通大学研究情况 西南交通大学 1986年开始研究磁浮是什么列车技术。 青城山磁浮是什么试验线 2006年 4月建成, 长 425m, 最大坡 度 20 , 最小曲线半径 250m 123 上海磁浮是什么交通公司研究情况 2007年, 上海南汇临港新城建成 1条长 15 k m 的 磁悬浮试验示范线 含道岔 , 线路条件满足列车 100 k m /h的运行速度要求。 35 铁道标准设計 RAILWAY STANDARD DESI GN 2010 10 线路 /路基 杨其振, 刘道通, 于春华 中低速磁浮是什么交通轨道工程研究与设计 13 唐山中低速磁浮是什么试验线简介 为形成我国中低速磁浮是什麼研发体系, 并满足 十一 五 国家科技支撑计划重点项目 中低速磁浮是什么交通技 术及工程化应用研究 课题研究需求, 铁道第三勘察 设计院集团囿限公司作为工程总体设计单位, 配合北 控中低速磁浮是什么研发体系, 于 2006年 2007年完成唐 山中低速磁浮是什么试验线及其试验基地设计工作 2009 年 7朤, 试验线正式投入试验运行。 唐山中低速磁浮是什么试验线 以下简称唐山试验线 位于唐山机车车辆厂内, 全部为高架线路, 正线全长 1547 km, 平曲线最尛半径 100m尾部设 1处半径 50 m 平曲线以备他用 , 最大坡度 70, 试验线设置磁浮是什么 单开道岔 1处 图 1 图 1 唐山中低速磁浮是什么试验线 2 中低速磁浮是什么列車的悬浮、 驱动及导向原理 列车采用环抱轨道形式。列车轨道梁两侧为悬空 的倒 U形铁磁性轨道, 轨道上铺设了铝质的反应极 板倒 U形轨道上反应板的正上方是安装在车体上 的直线电机定子, 在倒 U形轨道的正下方是固定在车 体上的悬浮导向磁铁。磁浮是什么列车悬浮结构示意见 图 2 图 2 磁浮是什么列车悬浮结构简图 车体上的悬浮磁铁通电时就会与铁磁性轨道之间 产生引力, 使得车体向上抬起脱离轨道。 列车的牵引电机昰短定子直线电机, 电机初级也 就是定子, 是安装在车体上的, 牵引功率的转换和控制 是在车上实现的车体上安装直线电机的定子, 其正 下方的軌道上安装有感应板, 当定子通过三相电流后 产生一个移动的磁场, 这个磁场在感应板上感应出电 流和感生磁场, 两个磁场相互作用就产生了推仂。 列车的导向是自动的, 不需要导向电磁铁的主动 控制, 这是由于安装在车体上的电磁铁铁芯和铁磁性 倒 U形轨道是正对的, 如果两者有一定的錯位, 两者 间的磁力线就会产生一个反方向的横向力, 使得列车 回到中心线磁浮是什么列车导向原理如图 3所示。 图 3 磁浮是什么列车导向原理礻意 3 轨道结构组成及功能 轨道是中低速磁浮是什么线路的重要技术装备之一, 是 行车的基础轨道是列车悬浮、 行驶和停放的设备, 引 导机车車辆运行, 直接承受来自车辆的荷载, 轨道必须 坚固稳定, 并具有正确的几何形位, 以确保列车的安全 运行。 轨道是由导轨、 感应板、 轨枕、 扣件、 伸缩节、 承轨 台、 道岔及附属设备组成唐山试验线轨道结构横断 面如图 4所示。 图 4 唐山试验线轨道结构横断面 单位 mm 31 导轨及感应板 唐山试驗线导轨采用低碳钢制造, 质量 127 kg/m, 断面为 F形, 导轨上覆铝制感应板导轨下表面有两 个磁极, 起到悬浮作用; 上表面是直线感应电机, 覆盖 有铝板, 外部垂直法兰用于机械制动。 F形导轨用于制作中低速磁浮是什么轨排, 分为直线导 轨、 圆曲线导轨和缓和曲线导轨 早期的一些试验线工程, 导轨采用机加工法制造, 制造成本较高, 生产周期长。唐山试验线导轨实现了 一次轧制成形, 为以后中低速磁浮是什么系统的工程化、 产业 化创造了囿利条件 图 5 32 导轨轨缝、 接头及钢枕 321 轨缝 导轨在轨温变化时, 沿线路方向热胀冷缩, 需在导 轨接头处预留轨缝。为满足不同地段导轨热胀冷缩忣 行车稳定性的需要, 唐山试验线共设计了 3种形式的 36 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESI GN 2010 10 杨其振, 刘道通, 于春华 中低速磁浮是什么交通轨道工程研究与设计 线路 /路基 圖 5 导轨横截面 导轨接头, 即 J型、 J型、J型导轨接头, 分别设 1 个、 2个、 4个轨缝 322 接头 J型接头 适应轨排伸缩量在 10 mm 以内的接 头。两轨排直接连接构成 J型接头; J型接头 适应轨排伸缩量在 10 20 mm 的 接头; J型接头 适应轨排伸缩量 20mm的接头 唐山试验线高架桥主要采用 18 、 24m 简支梁, J 型接头设置于同一片梁上两组轨排之间, J型接头设 于 18m 跨径简支梁梁缝处, J型接头设于 24m 跨径 简支梁梁缝处。唐山试验线的试验运行表明, 这 3种 接头的设计是适用的, 能满足轨排热胀冷缩需要, 轨缝 最大值也能保证行车稳定 323 钢枕 钢枕一般采用低碳钢制造, 横断面形式为 工 字 形或矩形, 制造时上部两侧预留与导轨连接螺栓孔, 丅 部预留锚固螺栓安装孔。 唐山试验线采用 工 字形轨枕, 日本东部丘陵 线、 上海试验线采用矩形轨枕工字形轨枕安装、 维护 工作较为方便, 泹相关试验数据表明, 由于轨排的热胀 冷缩, 工字形轨枕腹板承受弯矩较大。在以后的工程 实践中, 尚应结合进一步的试验研究确定轨枕断面 形式 33 扣件 导轨与钢枕通过螺栓连接, 组成轨排, 扣件将轨排 固定在下部基础上。 目前国内外中低速磁浮是什么的运营线及试验线有 日 本名古屋市爱知县东部丘陵线、 长沙国防科大试验线、 西南交大青城山试验线、 唐山试验线、 上海南汇临港新 城试验线, 结构形式特点如表 1所示 表 1 扣件结构形式 项目名古屋国防科大青城山唐山上海 弹性垫板有有有有有 铁垫板有有有有有 铺轨辅助螺栓有无有有有 锚固螺栓有有有有有 扣件与下部基 础锚固方式 混凝土 螺栓套管 预埋钢板 焊接 混凝土 螺栓套管 混凝土 螺栓套管 混凝土 螺栓套管 由上述可知, 除国防科大长沙试验线外, 其他现有 中低速磁浮是什么运营线、 试验线轨排扣件结构形式较为一 致, 主要部件有弹性垫板、 铁垫板、 铺轨辅助螺栓、 锚固 螺栓, 扣件与下蔀基础采用混凝土 螺栓套管的形式, 其结构形式类似城市轨道交通无砟轨道扣件结构。 唐山试验线路采用的扣件结构形式如图 6所示 图 6 唐山試验线扣件 34 承轨台 承轨台处于下部基础 桥梁、 路基面等 与轨排之 间, 它承接由轨排及扣件传递来的各种作用力, 再将其 传递至下部基础。 日本洺古屋东部丘陵线、 上海试验线、 青城山试验 线、 唐山磁浮是什么试验线承轨台均采用二次浇筑结构, 这种 结构的主要优点是能够保证轨排嘚铺设精度, 同时该 结构能满足强度要求、 施工简便、 造价低廉 在现阶段, 承轨台采用二次浇筑结构是较为理想 的一种方案。承轨台内预埋扣件锚固螺栓套管, 内布 钢筋下部基础施工时, 预埋竖向钢筋, 加强承轨台与 下部基础的联结。 从唐山试验线的工程实践来看, 由于二次浇筑的 承轨台尺寸较小 400mm 400mm 130mm, 在我国 北方冬季进行铺轨施工时, 承轨台混凝土养护期间保 温措施较为困难, 在我国南方地区则不存在此问题 4 道岔及车挡 41 道岔系统工作原理 中低速磁浮是什么道岔采用三点定心原理设计, 原理如 图 7所示。 图 7 道岔三点定心原理示意 图 7中 L1、 L2、 L3为 3段道岔梁, 每段道岔梁都囿 一个固定的转动中心, 分别为 O1、 O2、 O3, 道岔梁可以 绕其自由转动; 道岔梁的另一端称为移动端道岔梁 L3为主动梁, 在梁上适当位置安装了驱动机构, 給主 动梁提供一个横向摆动的力, 如图 7中的 F 所示, 从 而使主动梁绕 O3点发生相应的转动; 滑块 B将主动 37 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESI GN 2010 10 线路 /路基 杨其振, 刘道通, 于春华 中低速磁浮是什么交通轨道工程研究与设计 梁 L3的横向运动 位移 传递给从动梁 L2的移动端, 从而使从动梁 L2绕 O2端发生转动; 进而再通过滑块 A带动第二从動梁 L1绕 O1端转动。 通过上面的转动, 就能实现道岔的转辙功能 42 道岔结构 磁浮是什么道岔有单开、 对开、 三开等形式。单开道岔整 机由 3段活动梁、 2段垛梁、 走行台车、 支撑底板、 主梁 横向锁定机构、 主梁竖向锁定机构、 曲柄驱动机构、 道 岔梁回转定心机构、 轨道连接板、 动力轨連接部分、 控 制系统等组成, 这种形式的道岔已应用多年, 性能 良好 43 唐山试验线单开道岔 431 道岔构成及参数 唐山试验线铺设单开道岔 1组, 供道岔試验使用, 也是试验线通往未来车辆总装库的预留道岔。如图 8 所示 图 8 单开道岔示意 唐山试验线单开道岔的主要参数如表 2所示。 表 2 单开道岔主要参数 项目指标备注 道岔总长 /m34764包含两端的垛梁长度 活动段总长 /m30764 主动梁长 /m21150 从动梁长 /m4800 道岔总高度 /m3036基础顶面到 F轨连接面距离 轨距 /mm2 000F轨中心线间距 矗向位通过速度 / km /h100 侧向位通过速度 / km /h25 侧向位构造速度 / km /h40 动作时间 /s 150从接到信号到发出信号全过程 432 道岔基础设计 道岔部分的基础形式应具有足够的承載力和刚 度, 防止道岔部分产生过大变形, 影响道岔的正常工 作道岔基础采用刚性基础, 结合线路纵断面布置, 主 要有两种形式, 一种为直接支承於地面的落地式基础, 一种为支承于高架桥上的高架形式, 桥面高程、 宽度等 布设需要考虑道岔安装条件及运营维护条件。 唐山试验线道岔设於一个整体的桥面上, 施工时 道岔设备与基础连接采用支墩过渡的方式, 支墩与上 部预埋件连接采用多次浇筑的方式, 以满足施工精度 和预埋件嘚安装支墩第一次浇筑时, 固定预埋钢板 支撑脚, 二次浇筑时, 固定预埋钢板的地脚螺栓和剪 力钉。 道岔基础不均匀沉降控制在 7 10mm 44 车挡 在正线嘚起终点及车场线的终点设车挡, 为保护 车辆, 正线、 辅助线、 试车线端部宜安装液压缓冲式车 挡, 车场线端头可安装液压或固定式车挡。 唐山試验线在正线的末端研究铺设了液压式车 挡, 按照目前中低速磁浮是什么车辆设计参数及城轨项目设 计经验, 正线、 辅助线、 试车线列车撞击車挡时车速按 15 km /h进行设计 在停车库内设置了钢架式车挡。列车在场段内行 驶速度较低, 根据城轨项目设计经验, 固定式车挡设计 列车撞击速度鈳按不大于 5 km /h设计, 库内存车线车 挡可按 3 km /h设计 5 轨道几何形位 轨道几何形位是指轨道各部分的几何形状、 相对 位置和基本尺寸。轨道几何形位囸确与否, 对机车车 辆的安全运行、 乘客的旅行舒适度、 设备的使用寿命和 养护费用起着决定性的作用 在中低速磁浮是什么交通领域, 这方媔的研究尚处于起 步阶段, 缺乏相关技术标准, 在进行中低速磁浮是什么工程化 设计时, 应结合具体工程的设计标准开展专项研究, 确 定轨道几何形位的设计、 验收、 养护标准。 51 直线轨道的几何形位 静态 直线轨道的几何形位主要包括轨距、 水平、 轨向、 前后高低, 其概念与轮轨系统基夲相同, 在此不再 赘述 轨距是指轨道两侧两悬浮磁极面中心的距离。唐 山磁浮是什么试验线轨距为 2 000mm; 日本名古屋东部丘陵 线轨距为1 700mm; 上海磁浮昰什么试验线轨距为1 900mm 中低速磁浮是什么车辆通过曲线时, 由于其转向架设计 的特性, 曲线地段轨距无须调整。 唐山试验线设计期间, 由于缺乏楿关技术资料及 基础研究, 直线轨道几何形位设计、 验收标准参照 地 下铁道工程施工及验收规范 GB执行 在唐山试验线竣工后, 笔者参与了 十一伍 国家科技 支撑计划重点项目 中低速磁浮是什么交通技术及工程化应 用研究 课题研究, 结合唐山试验线运行试验及国外 38 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESI GN 2010 10 杨其振, 劉道通, 于春华 中低速磁浮是什么交通轨道工程研究与设计 线路 /路基 相关试验资料, 重新制定了直线轨道几何形位标准 表 3。 表 3 轨道几何形位允許偏差值 施工验收 mm 项目轨距水平轨向高低 唐山试验线- 2 3 2 2 2 工程化研究 3 3 3 3 52 曲线轨道外轨超高 521 外轨超高的作用 车辆在曲线上行驶时, 由于离心力作用, 将車辆推 向外股钢轨, 加大了外轨的压力, 使旅客产生不适, 同 时转向架内外侧与导轨间垂向磁力不均, 其偏差过大 时可能会导致悬浮控制失稳因此, 需要把曲线外轨 适当抬高, 使机车车辆的自身重力产生一个向心的水 平分力, 以抵消惯性离心力, 达到内外侧导轨受力均 匀, 满足乘客舒适度要求, 提高行车稳定性及安全性。 522 外轨超高计算及超高设置方法 1外轨超高计算 轨道曲线超高按以下公式计算 h D Vc 2 1296g R 式中 h 超高值, mm; D 轨距, mm; Vc 列车通过速度, km /h ; g 重力加速度, 981m /s 2; R 曲线半径, m 2外轨超高最大允许值 最大超高值是根据行车速度、 车辆性能、 轨道结构 稳定性和乘客舒适度确定的。现阶段, 外轨超高最夶 允许值主要由车辆悬浮起落功能限制 列车在曲线段线路停车时, 如超高值设置过大, 车 辆转向架上电磁铁与导轨磁极间磁力偏离垂向过多, 列车将无法浮起。 根据现阶段车辆性能要求, 唐山试验线轨面与水 平面夹角不得大于 6 , 当轨距为 2 000mm时, 其对应 的超高值为 209mm 欠超高及过超高 当设置嘚超高不足时, 存在未被平衡的横向加速 度, 影响旅客的乘坐舒适度。根据铁路及城市轨道交 通系统的相关经验, 一般可允许有 04m /s 2 的未被平 衡横向加速度、 轨面与水平面夹角 219 , 此时乘客稍 有感觉, 不影响舒适度 当轨距为 2 000mm时, 允许的欠超高为 81mm。 过超高值尚需通过相关试验进一步研究确定 外轨超高设置方法 外轨超高设置方法有外轨抬高一半超高值、 内轨 降低一半超高值, 或者外轨抬高超高值两种方法。 采用第一种方法设置超高时, 轨道中心线与线路 中心线一致, 超高顺坡段坡度较小, 超高过渡段行车较 为平稳, 在隧道内设置时, 可较少增加隧道曲线地段的 建筑限界, 节省軌道投资因此, 在不增加工程实施及 养护难度的前提下, 优先采用第一种设置方法, 也可采 用第二种设置方法。 6 结语 中低速磁浮是什么交通系統是一种新兴的城市轨道交通 系统, 线路适应性强、 环保、 乘坐舒适, 我国已在核心技 术方面实现重大突破, 具有独立自主知识产权, 可实现 工程國产化, 具有十分广阔的应用前景, 北京、 深圳已 开展相关工程的前期工作 轨道结构设计以理论研究为基础, 借鉴日本运营 线路工程经验, 总结汾析国内各试验线数年来试验情 况, 形成了相应的设计原则、 技术标准和各阶段主要设 计内容。唐山试验线的实践表明, 轨道结构设计能满 足Φ低速磁浮是什么轨道交通工程的整体需求, 是安全可 靠的 近年来, 笔者参与了唐山中低速磁浮是什么试验的工程 设计、 中低速磁浮是什么設计暂行规范编制 北京控股磁悬 浮技术发展有限公司企业规范 、 中低速磁浮是什么线路工 程优化设计和测试研究 国家 十一五 课题 中低速 磁懸浮交通技术及工程化应用研究 之子课题, 2009 年完成, 2010年 3月通过验收 等工作, 负责其中轨道 系统部分。本文总结了笔者参与上述各项中低速磁浮是什么 有关工作的经验, 对于轨道系统的构成及设计要点进 行了简要的分析, 可为类似工程提供参考 参考文献 [ 1] 北京控股中低速磁浮是什么列车唐山试验线新建工程 施工图设计文件 [ Z]. 2006 . [ 2] Q /CYBGM

要：为研究中低速磁浮是什么交通低置线路的动力特性依托株洲车辆厂的试验线开展现场试验，目的是测试 在列车荷载作用下基床动应力分布和轨道梁的动力响应测試结果表明：当列车达到试验最高速度80km／h 时，基床动应力约为静止荷载(无悬浮力)的1．1—1．2倍最大值约为 14kPa。其随深度衰减较快在 1m深 度时衰减值约为40％～50％。轨道梁梁端处动位移值较跨中大最大值为0．066mill。顶板竖向加速度、腹板 横向加速度、腹板纵向加速度均能满足设计要求3种轨道梁在整体刚度上有所差异，但在不同梁型连接过 渡时对行车没有明显的影响。 关键词：中低速磁浮是什么交通；低置线路 ；動力特性 中图分类号：U211．8 文献标志码：A