刘建利

（西安市地下铁道有限责任公司，陕西 西安 710016）

钢弹簧浮置板道床在城市地铁轨道中的主要作用是为了减小振动、降低噪声，有效减少地铁车辆在行驶中对敏感建筑物如：音乐厅、歌剧院、医院、实验室、居民住宅区及城墙文物等的振动影响，对车辆行驶引起的轨道振动波起到调频滤波的作用。目前钢弹簧浮置板道床是国内减振效果最好的措施之一，减振效果约12dB。在西安铁路二号线的使用中也收到了良好的效果，但在日常地铁的检查、维修、应急演练中发现，这种浮置板结构不便于对伤损钢轨的更换和维修，并且存在部分应急的安全隐患。

1 钢弹簧浮置板道床的工作原理

钢弹簧浮置板道床结构是由德国引进的一种新型特殊减振轨道结构形式，主要由钢筋混凝土道床板、钢弹簧、隔振器、钢轨、扣件等组成。其基本原理是将轨道固定在具有一定质量和刚度的钢筋混凝土道床板平台上，平台再放在由柔性弹簧组成的频率远低于激振频率的线性隔振器上，质量平台可提供足够的惯性质量来抵消车辆产生的动荷载，只有静载和少量残余动荷载通过弹簧传到基础，同时隔振器还有进行调谐、滤波、吸收能量等作用，从而减少振动传入基础，达到隔振减振的目的，降低噪声的产生，从而降低对周围敏感点的影响。详见图1。

图1 钢弹簧浮置板结构图

西安地铁二号线浮置板道床轨道采用60kg/m、U71Mn/25m标准钢轨焊连为区间无缝线路，正线线路最小曲线半径350m，最大超高120mm，扣件为DTⅥ-2 型扣件。道床采用的隔振器为内置式钢弹簧阻尼式隔振器，隔振器间距800mm、 外套筒直径350mm。浮置板上表面设置2%的排水坡，浮置板面到基底水沟设置有斜向排水管；对于钢弹簧浮置板从上游的来水，其排向浮置板基底水沟，通过基底水沟排向下游，钢弹簧浮置板道床基底水沟内的积水，通过在下游普通道床地段设置坡度差逐步将水引到正常的道床水沟，汇入地铁车站或区间的排水设施排走，保证钢弹簧浮置板道床的正常工作。详见图2。

图2 钢弹簧浮置板道床横断面图

2 道床养护中发现的问题及潜在的安全隐患

在对钢弹簧浮置板轨道的日常维护中，发现目前的钢弹簧浮置板道床设计存在一定的缺陷或问题，可能会对运营产生潜在的安全隐患，建议在今后的设计中不断进行优化。

2.1 道床面承轨槽空间狭小。造成锯断钢轨和轨腰钻孔的作业空间狭小，急救器、小型液压起道机等机械无法放入，直接影响钢轨的置换、焊缝重伤的处理、钢轨折断时的抢修。轨底与承轨槽道床面间距仅为46mm，如果巡检中发现钢轨重伤或者其他问题时，需要在有限的抢修时间内完成钢轨急救器的安装和临时对钢轨的加固。

2.2 钢弹簧浮置板道床上的尼龙套管是在浮置板的板体里预埋的，因现场施工条件及技术有限，不能准确定位，容易造成倾斜或轨底坡偏大等问题。

2.3 钢弹簧隔振器盖板顶部距离钢轨底部仅有46mm 的间隙，存在部分设备安全隐患。隔振器钢盖板是用螺栓与内筒体连接，但在长期的运营下，容易造成盖板螺栓松动、脱落等，将会导致钢轨与隔振器套筒发生接触，造成钢轨烁烧。

2.4 浮置板道床排水缺陷。在设计中，基底中间设置直径为200mm 的排水沟，由于排水沟的断面在施工过程中存在差异，以及施工中遗留有垃圾、长期流水残留的水垢等，导致排水系统不畅的情况时有发生，中心排水沟上方道床面设置的观察孔又难以进行疏通作业，直接影响道床排水。当浮置板轨道处于线路的下坡段时，隧道冲洗作业所产生的污水将淤塞排水孔，或浮置板两端沉砂池的水篦子松动、缺失，水篦子处杂物太多导致积水，会长期浸泡钢弹簧隔振器，对道床结构造成损坏。

2.5 钢弹簧浮置板轨道末端道床处的排水反坡由于坡度设置及施工等原因无法自行流入区间集水井。

2.6 浮置板中心设置的观测孔、排水沟，在曲线地段存在严重积水问题，目前没有合适的方法进行水沟沉积物的清理。

2.7 部分盾构地段因为施工原因造成隧道产生不规律的扭曲或者隧道太高，会影响钢弹簧浮置板的铺设，降低减振降噪的效果。

2.8 钢弹簧浮置板为了增大自身的配重采用大量的钢筋，对道床板混凝土的浇筑造成影响，尤其是两侧的翼板较薄，钢筋比较密，影响振捣的密实度。

2.9 钢弹簧浮置板对测量放样及施工误差的精度要求比较高，而现场施工管理及技术均不理想，严重影响质量把关，存在一定的安全隐患。

3 设计优化建议

为了彻底解决以上问题，需要从源头上优化设计方案，为轨道道床的长期维修养护创造良好条件，特意提出以下建议方案。

3.1 调整隔振器位置。尽可能将其移至钢轨外侧，从根本上消除隔振器与钢轨接触的隐患，在矩形断面隧道中把隔振器置于道床轨枕的外侧。

3.2 建议采用170mm 厚的薄型预制短轨枕方案，以尽量减小对浮置道床的整体性造成不良影响，确保浮置板纵向钢筋全部直通布置，在最大限度地提高了浮置板纵向刚度和抗弯强度的同时，大幅度减低钢筋施工的劳动强度，有效提高浮置板预制作业效率；同时保证扣件尼龙套管的精确定位。

3.3 降低隔振器筒体的高度。在保证减振效果的前提下，将隔振器筒体高度做适当减低处理，使其位置向线路的外侧偏移，同时建议在隔振桶上部增加绝缘橡胶垫，消除烧伤钢轨的隐患。

3.4 优化浮置板道床横断面尺寸。可采用中间不加凸台减振浮置板，解决钢轨重伤或折断时的锯轨和钻孔问题。实际维修中，目前仍采取抬高伤损处上下股钢轨进行应急处理，前后顺坡加装急救设备的处理方式。

3.5 综合考虑区间排水问题。一是优化道床底部中心水沟的断面截面积。二是在浮置板道床与下游的普通整体道床连接处设置沉沙池。三是及时清理疏通排水系统，清除堵塞异物。四是建议在浮置板道床末端设区间积水坑，通过废水泵房排除。五是在下水端排水沟处设置排水反坡进行过渡，以使钢弹簧浮置板减振道床地段排水畅通。

3.6 优化疏通方法，建议在设计过程中采取切实可行的疏通办法，同时缩小观察孔的距离。

3.7 建议在浮置板设计中适当增加设计的灵活性，针对不同工况及隧道断面形式采取不同的优化设计，增加浮置板的使用度。

3.8 优化浮置板的结构自重，尽可能地采用地铁施工中同类型的钢筋型号，增加钢筋间距，提高混凝土的密实度，增强浮置板的整体性。

3.9 对浮置板的施工建议由厂家的专业人员来测量放样、现场的指导施工及相配套的后期养护维修指导。

[1]中华人民共和国铁道部.铁路线路修理规则[S].2011.

[2]GB10070－88，城市区域环境振动标准[S].

[3]隔而固（青岛）振动控制有限公司.钢弹簧浮置板道床检修维护技术手册[S].2013.