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摘要：在城市轨道交通建设过程中，轨道设计越来越重要，本文根据在深圳地铁轨道工程设计中的经验和体会，对现有地铁轨道设计的深度、广度及扣件、道岔、减振等方面进行了初步总结和探讨。
关键词：深圳地铁；轨道设计；总结；
AbstractIn the process of city rail transit construction, track design is becoming more and more important, according to the experience in Shenzhen track engineering design experience, has carried on the preliminary summary and discussion to the existing metro rail design depth, breadth and the fastener, turnout, damping etc..
KeywordsShenzhen metro;track design; experience
中图分类号：U416.1 文献标志码：A
1 引言
轨道工程是地铁的重要结构，直接承受运输荷载；在是不同施工阶段的纽带，是关系整个地铁工程的建设进度的重要指标，对设备安装并进行系统调试及至线路的开通发挥不可替代的作用。
本文就根据在深圳地铁轨道工程设计中的经验和体会，对现有地铁轨道设计的深度、广度及具体内容上进行初步总结和探讨。
2 深圳地铁轨道设计
深圳轨道交通二期共5条线：1号线北延伸段、2、3、4、5；在对2号线（蛇口线）和3号线（龙岗线）全线轨道工程的设计。
深圳地鐵2号线：西起南山区赤湾站（原蛇口西站），东止罗湖区新秀站，线路全长约35.78公里，均为地下线，共设车站29座，其中换乘站11座。全线设蛇口西车辆段与综合维修基地1座和后海停车场1处， A型车， 6辆编组。直流1500伏架空接触网。
深圳地铁3号线：自罗湖区红岭站，止于龙岗区双龙站，正线全长32.859km（双线）,其中地下线长8.533km，高架线长21.727 km，地面线（含过渡段）长2.599km。全线共设车站22座, B型车,6辆编组,最高运行速度为100km/h，DC1500V接触轨下部授流方式。
设计中吸收在广州地铁的基础上，融合了香港地铁设计的经验以及成果，对2号线和3号线的轨道工程进行了全面的创新和发展，主要表现在以下几个方面：
2.1 模式创新
1）用户需求书模式的探索
每个城市地铁的建设方的能力和想法并不完全相同；每个设计院在地铁设计的思路和图纸不同；每个设备厂商的能力不同。造成各个地铁的型式千差万别。
由于地铁轨道系统中，大部分的关键设备是沿用国铁设备，国内外的轨道设备厂商相对比较定型，为充分发挥社会资源，鼓励创新，在3号线首次引进采用了系统工程中的“用户需求说明书”模式对轨道设备进行招标及设计，以保证产品的质量，同时提高各设备厂商的创新能力和积极性，以保证能为深圳地铁提供更好更优良的地铁轨道设备。
2）总体总包（设计总体管理）模式下轨道专业设计的探索
设计总体管理模式的特点在于，业主直接对参与项目设计的各单项设计单位的设计工作和设计合同进行全面调控，同时，业主授权设计总体单位对各单项设计单位实施技术上的管理和总包管理。设计总体单位根据业主授权对单项设计单位进行管理，并承担责任。这样有利于业主根据自身的管理能力，对项目设计实行灵活的控制。
在深圳地铁3号线的总体总包的模式下，轨道工程设计具有以下的优势：1、人员简单、内部责任分工明确；2、本院的设计资料和接口模式统一，效率高；3、对于外界各方，管理和沟通简单，问题解决更方便快捷；充分体现出了设计服务于工程，服务于业主的服务设计理念，也更符合国际化大规模、标准化的设计趋势。
2.1 专业技术创新
1）道岔设计
道岔一直是轨道设计的重难点，传统的均采用“专线4194”标准图的基础，在充分分析论证传统的直线尖轨道岔优缺点，根据工程实际，增设了辊轮，以减少不足位移和扳动力，保证道岔的平顺和安全，减少部分养护维修工作，并通过了专家评审，得到深圳市政府和各方的肯定。
2）城市轨道交通桥上无缝线路设计
深圳地铁3号线的高架线路较长，在此之前，地铁在长线路高架的轨道设计的经验并不充分，基于此，在联合科研高校等单位，针对高架线路的轨道设计进行了研究和协作，针对桥梁和轨道均提出了相应的要求，也对确定了全线的小阻力扣件参数和进行桥上无缝线路的全面检算，为桥梁和轨道结构的安全打下了坚实的基础，也为以后的设计提供了宝贵的经验。
3）小阻力扣件的研发
深圳地铁3号线是高架线路较长，研发适用经济可行的桥上小阻力扣件，是重中之重，在联合科研、业主、咨询、承包商、厂商等各方，从设计参数、施工难度、产品性能，工程制造，试验试制等多方面全方位进行了合作，并成功应用于高架线路。
DT-Ⅲ型小阻力扣件以Φ16的Ⅲ型弹条作为钢轨扣压件，取代了传统的Φ20、Φ18的Ⅲ型弹条和PR弹条，扣压力稳定，同时纵向阻力更小，经300万次疲劳试验，扣压力损失小于5%。且该扣件依然保留了其他扣件的特点，较好的绝缘性能，良好的弹性，调距调高性能均能满足地铁轨道结构的要求，其综合性能已优于同类型扣件。经现场铺设的情况看，效果非常理想，该成果完全可用于今后的城市轨道交通建设。
4）减振措施的比选与试铺
地铁列车运营产生的振动和噪声对环境的影响是世界各国普遍重视的问题，运营列车通过时产生的振动和噪声，容易引起人疲劳和精力不集中，将严重影响居民的工作和生活。传统的减振降噪措施还有待进一步的发展，在广州地铁设计中采用的轨道减振器、浮置板道床、弹性短轨枕道床，经过进一步的发展，我们针对新的减振措施，梯子轨枕减振道床和卡棱贝格道床垫在深圳地铁2号线中进行了试验性的铺设，也是全国首次做该方面的尝试，减振的效果已经得到进一步的检验。同时在全国的地铁设计中已经得到广泛使用。
5）轨道防锈处理
城轨扣件的防锈腐相比国铁更为重要,要求能延长寿命、整洁、美观。传统防锈技术包括浸油、喷漆等均不是长效的防腐锈施。在3号线对锌镍渗层防腐技术、多元共渗防腐处理技术、普通涂油防锈进行对比，以观防锈技术的效果。并在2号线，采用了成熟的达克罗和多元共渗防锈技术对扣件关键部件进行了处理和保护，以上均是国内外防锈处理的相对比较成熟先进的技术。这些表面处理技术，还有待我们轨道设计工作者进一步的探索，这将是一片新的天地。
6）挡车器接入BAS，提高安全性
挡车器应该由软硬件共同组成，即挡车器机械部分和挡车器监控报警系统控制箱组成，一旦失控车辆撞击车挡时，该设备将现场发出声光报警并及时向车站控制室发出警报，并记录事故发生的时间，失控车辆的撞击速度，同时把这些数据实时用光纤传输到BAS中，BAS中存储和显示这些信息。通过这些就可以将“铁疙瘩”变活了，可以提高轨道系统工程的安全性和可靠性，同时也减少人员的检查工作。
3 总结与体会
3.1 创新集成服务的设计理念
集成服务是指集成客户所有需要的服务，为用户提供整体的解决方案，让客户能切实感受到实用方便快捷。
自20世纪80年代以来，国际工程领域出现了一个大趋势:即全过程工程咨询和工程总承包的形式越来越普及并成为主流的项日管理方式，而且工程总承包商绝大多数是工程咨询公司而不是施工企业，多数业主已认可工程总承包为主要的全过程工程咨询方式。轨道工程咨询也必然会顺应着这一大趋势发展下去:由专业咨询向全过程工程咨询拓展，即开始为业主提供轨道工程咨询的集成服务。
3.2模块化、标准化、特殊化统一的设计理念
在我国铁路建设史上，铁路标准设计已有50多年的历史，几乎涵盖了铁路的各个专业，并形成了图纸系列配套，编制实力雄厚，管理网络完善的铁路标准设计体系，在铁路建设中发挥了巨大作用。
我国城市轨道交通建设也有40余年的历史，其专业门类多数和铁路相同，虽然部分城市在轨道交通建设过程中在标准化设计方面作了一定的尝试，但至今标准设计应用还很少，更未形成系统的、科学的和有效的标准设计体系服务于轨道交通的建设。
3.3减振设计的创新与科研
减振设计一直是地铁轨道设计的重点，传统的减振设计一直是经验设计，根据环评的建议、和线路实际变化情况决定采用何种措施。而减振措施也都是依据厂商自己提供的资料为依据，设计也无条件能力去验证资料数据的可靠性，只能依据试验和经验进行设计，存在很大的不确定性。
从目前国内现有地铁的运营效果看，普遍存在沿线居民大量投诉、集体上访的情况，不论是高架部分，还是地下部分，振动及噪声超标己成为新线验收中备受公众关注的焦点。另一方面，高性能减振轨道的大量采用，比如一条地铁线路采用钢弹簧浮置板长度超过6km，这不仅说明线路选线值得商榷，更主要的是说明轨道减振设计科学依据不足，靠经验选取还是目前设计人员的主要手段，以上问题都值得我们做许多的工作和发展。轨道形式正在朝专业阻尼轨道形式的方向发展，在减振设计中我们应该从传统的静力学和经验设计，逐步转变到转变为动力学和阻尼设计，转变成综合减振研究和处理的设计思路，且独立出来，为业主提供从咨询、设计、运营、试验等一系列的产品服务项目，为企业创造更多的利润。以达到多科研、多合作、分阶段，多产品，多种设计服务模式的设计理念。
3.4地铁道岔设计
道岔是地铁轨道设计的第一重要，甚至比减振设计更为要紧。因为道岔在地铁中的重要作用相比轨道工程中的其他结构更牵涉安全和运营。而且道岔也一直是轨道中的非常薄弱环节，国铁高速铁路得以长足发展，就是因为攻克了高速道岔的难关。
而城轨交通中的道岔的使用条件并不一样，需要我们从另一方面进行研究。轴重轻、频率高这个是突出特点，而养护维修条件差、转辙频繁也是限制条件。这些都需要去借鉴经验去完善和克服。而目前虽然国内城市快速轨道交通的建设如火如荼，而对于地铁道岔设计却一直停滞不前，依然在老的国铁9号道岔标准图上小改小闹。道岔应当转变观念，形成地铁道岔新的设计理念：
（1）应以系统的观点进行道岔设计、制造、铺设；
（2）道岔是一个精密的机械化设备，而不是简單的工程结构物；
（3）引入先进的尖轨设计线型和道岔监控系统。
（4）无缝道岔的研究；
另外，关于道岔过岔速度的研究还有很多不完善之处，例如在导曲线半径小于200的9号道岔，无论是直线尖轨和曲线尖轨，要真正达到35km/h侧向过岔速度是在牺牲舒适度和安全性的前提下实现的，因为欠超高已经超过了61mm。诸如此类的还有很多，道岔结构本身需要我们进一步的研究完善。还有现有道岔的设计图纸虽然大体相同，但每个设计单位均有所改动和差别，造成现在地铁道岔千差万别。
3.5轨道扣件结构设计的再创新
轨道扣件一直是轨道结构的重要部件之一，它设计的好坏也是体现轨道设计水平的重要指标。但现有城市轨道交通的扣件型式太多，不像国铁具有统一的型式，这个有很多的历史原因造成。但我们需要尽量统一系列化，我们在深圳地铁三号线已经做了相关的初步工作，但扣件还需从以下几个方面做进一步的努力：（1）扣件结构的统一；（2）扣件减振弹性的研究；（3）扣件防锈处理研究；（4）扣件与下部结构的连接研究；（5）小阻力扣件的研究；（6）垫板阻尼性能的研究等等。
4 结语
通过在轨道设计方面积累丰富的设计经验和大家的共同努力付出，使得深圳地铁轨道设计得以顺利完成。通过结合工程进行适用于城市轨道交通轨道技术的开发，使轨道专业的技术创新进一步增强。但是，由于轨道新技术的发展很快，设计市场竞争激烈，我们应放眼于长远利益，紧跟技术发展形势，注重前期开发，加大技术储备，才能提高竞争力。
参考文献
1. GB50157—2003,地铁设计规范[S]
2. TB10082—2005, 铁路轨道设计规范[S]
3. 吴建忠，李湘久，武江虹．北京城市铁路弹性扣件的研究设计[J]．铁道建筑，2003(增刊)．
作者简介：王小韬（1981－），男，工学硕士，工程师。
关键词：深圳地铁；轨道设计；总结；
AbstractIn the process of city rail transit construction, track design is becoming more and more important, according to the experience in Shenzhen track engineering design experience, has carried on the preliminary summary and discussion to the existing metro rail design depth, breadth and the fastener, turnout, damping etc..
KeywordsShenzhen metro;track design; experience
中图分类号：U416.1 文献标志码：A
1 引言
轨道工程是地铁的重要结构，直接承受运输荷载；在是不同施工阶段的纽带，是关系整个地铁工程的建设进度的重要指标，对设备安装并进行系统调试及至线路的开通发挥不可替代的作用。
本文就根据在深圳地铁轨道工程设计中的经验和体会，对现有地铁轨道设计的深度、广度及具体内容上进行初步总结和探讨。
2 深圳地铁轨道设计
深圳轨道交通二期共5条线：1号线北延伸段、2、3、4、5；在对2号线（蛇口线）和3号线（龙岗线）全线轨道工程的设计。
深圳地鐵2号线：西起南山区赤湾站（原蛇口西站），东止罗湖区新秀站，线路全长约35.78公里，均为地下线，共设车站29座，其中换乘站11座。全线设蛇口西车辆段与综合维修基地1座和后海停车场1处， A型车， 6辆编组。直流1500伏架空接触网。
深圳地铁3号线：自罗湖区红岭站，止于龙岗区双龙站，正线全长32.859km（双线）,其中地下线长8.533km，高架线长21.727 km，地面线（含过渡段）长2.599km。全线共设车站22座, B型车,6辆编组,最高运行速度为100km/h，DC1500V接触轨下部授流方式。
设计中吸收在广州地铁的基础上，融合了香港地铁设计的经验以及成果，对2号线和3号线的轨道工程进行了全面的创新和发展，主要表现在以下几个方面：
2.1 模式创新
1）用户需求书模式的探索
每个城市地铁的建设方的能力和想法并不完全相同；每个设计院在地铁设计的思路和图纸不同；每个设备厂商的能力不同。造成各个地铁的型式千差万别。
由于地铁轨道系统中，大部分的关键设备是沿用国铁设备，国内外的轨道设备厂商相对比较定型，为充分发挥社会资源，鼓励创新，在3号线首次引进采用了系统工程中的“用户需求说明书”模式对轨道设备进行招标及设计，以保证产品的质量，同时提高各设备厂商的创新能力和积极性，以保证能为深圳地铁提供更好更优良的地铁轨道设备。
2）总体总包（设计总体管理）模式下轨道专业设计的探索
设计总体管理模式的特点在于，业主直接对参与项目设计的各单项设计单位的设计工作和设计合同进行全面调控，同时，业主授权设计总体单位对各单项设计单位实施技术上的管理和总包管理。设计总体单位根据业主授权对单项设计单位进行管理，并承担责任。这样有利于业主根据自身的管理能力，对项目设计实行灵活的控制。
在深圳地铁3号线的总体总包的模式下，轨道工程设计具有以下的优势：1、人员简单、内部责任分工明确；2、本院的设计资料和接口模式统一，效率高；3、对于外界各方，管理和沟通简单，问题解决更方便快捷；充分体现出了设计服务于工程，服务于业主的服务设计理念，也更符合国际化大规模、标准化的设计趋势。
2.1 专业技术创新
1）道岔设计
道岔一直是轨道设计的重难点，传统的均采用“专线4194”标准图的基础，在充分分析论证传统的直线尖轨道岔优缺点，根据工程实际，增设了辊轮，以减少不足位移和扳动力，保证道岔的平顺和安全，减少部分养护维修工作，并通过了专家评审，得到深圳市政府和各方的肯定。
2）城市轨道交通桥上无缝线路设计
深圳地铁3号线的高架线路较长，在此之前，地铁在长线路高架的轨道设计的经验并不充分，基于此，在联合科研高校等单位，针对高架线路的轨道设计进行了研究和协作，针对桥梁和轨道均提出了相应的要求，也对确定了全线的小阻力扣件参数和进行桥上无缝线路的全面检算，为桥梁和轨道结构的安全打下了坚实的基础，也为以后的设计提供了宝贵的经验。
3）小阻力扣件的研发
深圳地铁3号线是高架线路较长，研发适用经济可行的桥上小阻力扣件，是重中之重，在联合科研、业主、咨询、承包商、厂商等各方，从设计参数、施工难度、产品性能，工程制造，试验试制等多方面全方位进行了合作，并成功应用于高架线路。
DT-Ⅲ型小阻力扣件以Φ16的Ⅲ型弹条作为钢轨扣压件，取代了传统的Φ20、Φ18的Ⅲ型弹条和PR弹条，扣压力稳定，同时纵向阻力更小，经300万次疲劳试验，扣压力损失小于5%。且该扣件依然保留了其他扣件的特点，较好的绝缘性能，良好的弹性，调距调高性能均能满足地铁轨道结构的要求，其综合性能已优于同类型扣件。经现场铺设的情况看，效果非常理想，该成果完全可用于今后的城市轨道交通建设。
4）减振措施的比选与试铺
地铁列车运营产生的振动和噪声对环境的影响是世界各国普遍重视的问题，运营列车通过时产生的振动和噪声，容易引起人疲劳和精力不集中，将严重影响居民的工作和生活。传统的减振降噪措施还有待进一步的发展，在广州地铁设计中采用的轨道减振器、浮置板道床、弹性短轨枕道床，经过进一步的发展，我们针对新的减振措施，梯子轨枕减振道床和卡棱贝格道床垫在深圳地铁2号线中进行了试验性的铺设，也是全国首次做该方面的尝试，减振的效果已经得到进一步的检验。同时在全国的地铁设计中已经得到广泛使用。
5）轨道防锈处理
城轨扣件的防锈腐相比国铁更为重要,要求能延长寿命、整洁、美观。传统防锈技术包括浸油、喷漆等均不是长效的防腐锈施。在3号线对锌镍渗层防腐技术、多元共渗防腐处理技术、普通涂油防锈进行对比，以观防锈技术的效果。并在2号线，采用了成熟的达克罗和多元共渗防锈技术对扣件关键部件进行了处理和保护，以上均是国内外防锈处理的相对比较成熟先进的技术。这些表面处理技术，还有待我们轨道设计工作者进一步的探索，这将是一片新的天地。
6）挡车器接入BAS，提高安全性
挡车器应该由软硬件共同组成，即挡车器机械部分和挡车器监控报警系统控制箱组成，一旦失控车辆撞击车挡时，该设备将现场发出声光报警并及时向车站控制室发出警报，并记录事故发生的时间，失控车辆的撞击速度，同时把这些数据实时用光纤传输到BAS中，BAS中存储和显示这些信息。通过这些就可以将“铁疙瘩”变活了，可以提高轨道系统工程的安全性和可靠性，同时也减少人员的检查工作。
3 总结与体会
3.1 创新集成服务的设计理念
集成服务是指集成客户所有需要的服务，为用户提供整体的解决方案，让客户能切实感受到实用方便快捷。
自20世纪80年代以来，国际工程领域出现了一个大趋势:即全过程工程咨询和工程总承包的形式越来越普及并成为主流的项日管理方式，而且工程总承包商绝大多数是工程咨询公司而不是施工企业，多数业主已认可工程总承包为主要的全过程工程咨询方式。轨道工程咨询也必然会顺应着这一大趋势发展下去:由专业咨询向全过程工程咨询拓展，即开始为业主提供轨道工程咨询的集成服务。
3.2模块化、标准化、特殊化统一的设计理念
在我国铁路建设史上，铁路标准设计已有50多年的历史，几乎涵盖了铁路的各个专业，并形成了图纸系列配套，编制实力雄厚，管理网络完善的铁路标准设计体系，在铁路建设中发挥了巨大作用。
我国城市轨道交通建设也有40余年的历史，其专业门类多数和铁路相同，虽然部分城市在轨道交通建设过程中在标准化设计方面作了一定的尝试，但至今标准设计应用还很少，更未形成系统的、科学的和有效的标准设计体系服务于轨道交通的建设。
3.3减振设计的创新与科研
减振设计一直是地铁轨道设计的重点，传统的减振设计一直是经验设计，根据环评的建议、和线路实际变化情况决定采用何种措施。而减振措施也都是依据厂商自己提供的资料为依据，设计也无条件能力去验证资料数据的可靠性，只能依据试验和经验进行设计，存在很大的不确定性。
从目前国内现有地铁的运营效果看，普遍存在沿线居民大量投诉、集体上访的情况，不论是高架部分，还是地下部分，振动及噪声超标己成为新线验收中备受公众关注的焦点。另一方面，高性能减振轨道的大量采用，比如一条地铁线路采用钢弹簧浮置板长度超过6km，这不仅说明线路选线值得商榷，更主要的是说明轨道减振设计科学依据不足，靠经验选取还是目前设计人员的主要手段，以上问题都值得我们做许多的工作和发展。轨道形式正在朝专业阻尼轨道形式的方向发展，在减振设计中我们应该从传统的静力学和经验设计，逐步转变到转变为动力学和阻尼设计，转变成综合减振研究和处理的设计思路，且独立出来，为业主提供从咨询、设计、运营、试验等一系列的产品服务项目，为企业创造更多的利润。以达到多科研、多合作、分阶段，多产品，多种设计服务模式的设计理念。
3.4地铁道岔设计
道岔是地铁轨道设计的第一重要，甚至比减振设计更为要紧。因为道岔在地铁中的重要作用相比轨道工程中的其他结构更牵涉安全和运营。而且道岔也一直是轨道中的非常薄弱环节，国铁高速铁路得以长足发展，就是因为攻克了高速道岔的难关。
而城轨交通中的道岔的使用条件并不一样，需要我们从另一方面进行研究。轴重轻、频率高这个是突出特点，而养护维修条件差、转辙频繁也是限制条件。这些都需要去借鉴经验去完善和克服。而目前虽然国内城市快速轨道交通的建设如火如荼，而对于地铁道岔设计却一直停滞不前，依然在老的国铁9号道岔标准图上小改小闹。道岔应当转变观念，形成地铁道岔新的设计理念：
（1）应以系统的观点进行道岔设计、制造、铺设；
（2）道岔是一个精密的机械化设备，而不是简單的工程结构物；
（3）引入先进的尖轨设计线型和道岔监控系统。
（4）无缝道岔的研究；
另外，关于道岔过岔速度的研究还有很多不完善之处，例如在导曲线半径小于200的9号道岔，无论是直线尖轨和曲线尖轨，要真正达到35km/h侧向过岔速度是在牺牲舒适度和安全性的前提下实现的，因为欠超高已经超过了61mm。诸如此类的还有很多，道岔结构本身需要我们进一步的研究完善。还有现有道岔的设计图纸虽然大体相同，但每个设计单位均有所改动和差别，造成现在地铁道岔千差万别。
3.5轨道扣件结构设计的再创新
轨道扣件一直是轨道结构的重要部件之一，它设计的好坏也是体现轨道设计水平的重要指标。但现有城市轨道交通的扣件型式太多，不像国铁具有统一的型式，这个有很多的历史原因造成。但我们需要尽量统一系列化，我们在深圳地铁三号线已经做了相关的初步工作，但扣件还需从以下几个方面做进一步的努力：（1）扣件结构的统一；（2）扣件减振弹性的研究；（3）扣件防锈处理研究；（4）扣件与下部结构的连接研究；（5）小阻力扣件的研究；（6）垫板阻尼性能的研究等等。
4 结语
通过在轨道设计方面积累丰富的设计经验和大家的共同努力付出，使得深圳地铁轨道设计得以顺利完成。通过结合工程进行适用于城市轨道交通轨道技术的开发，使轨道专业的技术创新进一步增强。但是，由于轨道新技术的发展很快，设计市场竞争激烈，我们应放眼于长远利益，紧跟技术发展形势，注重前期开发，加大技术储备，才能提高竞争力。
参考文献
1. GB50157—2003,地铁设计规范[S]
2. TB10082—2005, 铁路轨道设计规范[S]
3. 吴建忠，李湘久，武江虹．北京城市铁路弹性扣件的研究设计[J]．铁道建筑，2003(增刊)．
作者简介：王小韬（1981－），男，工学硕士，工程师。