廖湘志

(广州市地下铁道总公司，广东广州510000)

广州地铁已建成开通8条线路，总里程236 km，运营日均客运量近500万人次。轨道交通体系已由线基本成网。地铁穿梭于城市商业中心、市民居住区等人口稠密、环境要求高的特殊地段，轨道采取减振降噪的需求也随着线网的形成和完善而变得越来越迫切。广州地铁减振降噪技术措施的应用相对来说比较多样化，建设时期根据环评要求和线路走向，采取了相应的减振降噪技术措施。目前在广州地铁线路采用的减振降噪技术措施主要有轨道减振器扣件、GJ－Ⅲ型轨道减振扣件、弹性短轨枕、橡胶浮置板道床、Vanguard扣件、梯形轨道、钢弹簧浮置板道床等。文中就广州地铁在弹性短轨枕的应用及维修工作的相关情况作初步探讨。

1 弹性短轨枕应用概述

1.1 结构特点

弹性短轨枕式整体道床由独立的短轨枕、弹性钢轨扣件和轨下弹性垫板及混凝土道床等部分组成。枕下大胶垫采用三元乙丙(EPDM)橡胶加工成封闭的蜂窝结构，即微孔发泡胶垫板。其优点是残余变形小，动弹性损失少，能最大限度提供系统所需要的弹性，具有较好的噪声和振动衰减特性，弥补了无碴轨道刚性大的缺陷，其垂向支承刚度约20 kN/mm，在一定程度上比其他扣件减震增大了参振质量，减振效果较好。经设计院应用测试，可减少6～10dB，在200Hz以上频段减振效果明显优于其他减振扣件。短轨枕及胶套可批量生产，制造成本相对较低。因此，作为轨道中等减振措施中的一种方式而被应用于地下轨道。

1.2 应用地段统计

应用地段统计见表1。

表1 应用地段统计

1.3 运营情况

先期应用的弹性短轨枕在地铁工程投入运营之后，出现以下几个问题。

(1)轨枕空吊。空吊的弹性短轨枕在卸掉弹条后有下沉现象，下沉值为5 mm。这种情况表明在列车没有经过时，弹条把弹性短轨枕吊在钢轨上，当列车经过时钢轨与弹性短轨枕一起下沉，当列车经过后钢轨与弹性短轨枕又浮起。弹性短轨枕和轨枕橡胶套与道床脱离，未能起到设计的减振作用。由于弹性短轨枕空吊量呈现出不连续，列车经过时下沉高度不一样，对钢轨和道床产生附加冲击力，造成列车高速行驶中产生轻微不平稳。

(2)弹性短轨枕与胶套之间松动磨损出现间隙，轨距保持能力差。空吊的弹性短轨枕与胶套存在间隙，间隙最大值为15 mm。卸掉弹条后，在弹性短轨枕自重作用下，下沉为4 mm。

(3)橡胶包套易进水，微孔发泡胶垫板压缩变形，刚度增大减振性能下降。少数空吊的弹性短轨枕周边有黑色水渍流出，初步判断胶套或微孔橡胶垫被磨损后与水混合，列车经过时被挤出。

(4)弯道钢轨波浪磨耗严重。统计2#线、8#线2007年至2008处于弹性短轨枕路段的伤损钢轨计有16根，产生钢轨内部裂纹处存在钢轨表面波浪磨耗及鱼鳞裂纹，且波长普遍较短，10～25 mm不等(普通波磨波长为250～350 mm)，波顶有明显的车轮刮擦痕迹。

2 原因分析

统计空吊的弹性短轨枕分布位置和空吊量，弹性短轨枕施工和钢轨焊接存在工艺要求偏差，是导致弹性短轨枕空吊的直接因素。

2.1 弹性短轨枕施工工艺分析。

弹性短轨枕主要组成部分是橡胶套、微孔橡胶垫板。弹性短轨枕胶套和混凝土枕安装过程示意见图1～图4。

图1 轨枕胶套和微孔橡胶垫板

图2 将微孔橡胶垫板放入橡胶套

图3 胶粘轨枕微孔橡胶垫板和胶套

图4 捆扎胶套及轨枕

弹性短轨枕施工过程:短轨枕与橡胶包套、微孔垫板装配时采用胶粘方法，在短轨枕底部和橡胶包套内底部分别刷上三道万能胶液，胶种采用氯丁型胶，将短轨枕、微孔橡胶垫板、橡胶包套组装在一起。橡胶包套底部与微孔橡胶垫板应紧密接触。组装好的弹性短轨枕应用胶带固定橡胶包套于短轨枕上，捆封短轨枕帽缘下与包套顶部之间的空隙，并用铁丝在承轨台两外侧各绑扎一圈，以确保道床施工时三者之间相互密贴。用胶塞或其他类似材料填堵设在橡胶包套底部两侧的两个排气孔，并用胶带粘封排气孔及胶塞。

采用挂枕法施工，在捣固道床混凝土前胶套松脱或未充分捣实弹性短轨枕下的混凝土，易引起个别弹性短轨枕空吊1～2 mm。

2.2 钢轨焊接工艺分析

发生在钢轨接头前后2～3 m范围内的空吊，且接头前后起拱，用1 m钢直尺测量钢轨高接头难以发现此情况。初步判断是焊接钢轨时，把钢轨抬得过高或者是前后弹条卸除过少，接头焊接完后接头前后2～3 m钢轨未能恢复到平直，安装弹条后轨枕与钢轨内应力很大，经列车通过荷载的反复作用引起轨枕与道床脱离。

3 弹性短轨枕维护工艺

3.1 轨枕空吊量与维护工艺

轨枕空吊量与维护工艺见表2。

表2 轨枕空吊量与维护工艺

3.2 弹性短轨枕更换工艺

当发现短轨枕破损严重、预埋套管失效、橡胶套靴严重损坏等病害，导致不能保持钢轨几何状态时，应该及时局部更换弹性短轨枕。

(1)首先将待换的弹性短轨枕两侧一定长度范围内的扣件松开，使该范围的钢轨处于自由状态。单侧松开扣件钢轨长度不小于30 m。

(2)在待更换的弹性短轨枕两侧各用一起道器将钢轨连同待更换支承块抬高，进行更换。相应的作业轨温范围小于锁定轨温+5℃。

(3)被换支承块即可从钢轨一侧抽出道床。

(4)取下微孔橡胶垫板，以检查原微孔橡胶垫板性能(根据具体情况，确定是否需要)。

(5)将同型号的弹性支承块放回原位。如由于尺寸误差，放入困难时，可重新抬出，对侧面进行适当打磨，直至恢复正确状态。

(6)移除起道器，将钢轨放回原位置。

(7)安装扣件，恢复轨道几何状态。

4 结束语

优点:弹性短轨枕具有较好的噪声和振动衰减特性，弥补了无碴轨道刚性大的缺陷，制造成本低，减振效果好。

缺点:橡胶套靴及微孔垫板维修更换不方便，需要进行长寿命设计，但将造成经济成本大幅提高。弹性短轨枕道床如施工不当，对轨道初期几何形位有影响;雨水或脏物进入橡胶套靴内部时可能对结构性能或寿命产生不利影响。

目前，本单位对弹性短轨枕地段定期抽样送检检测，并计划对弹性短轨枕地段进行改造试验，为此类设备大修更新改造积累相关经验。