高 帥，張琦嫻

（中國中鐵航空港建設(shè)集團有限公司，北京 100000）

動車運用所綜合配軌計算及軌料統(tǒng)計分析

高 帥，張琦嫻

（中國中鐵航空港建設(shè)集團有限公司，北京 100000）

文章以惠州北動車運用所軌道工程為實例，逐一講述綜合配軌計算的各個環(huán)節(jié)，并依據(jù)配軌計算成果，計算主要軌料數(shù)量，更正及細(xì)化設(shè)計工程量。通過對比分析，指出綜合配軌計算及軌料統(tǒng)計對于指導(dǎo)施工、節(jié)約成本、保證工程質(zhì)量的重要意義。

動車所；軌道；配軌計算；軌料統(tǒng)計

動車運用所內(nèi)設(shè)計時速較低，通常采用有縫線路軌道。其軌道工程較正線更為復(fù)雜，究其原因主要為動車所內(nèi)股道數(shù)量多、道岔及岔后曲線多、軌道結(jié)構(gòu)類型多、涉及專業(yè)廣等等。因此，在動車所軌道工程施工中，要綜合以上各個因素，提前進行大量的技術(shù)準(zhǔn)備工作。其中，最為重要的是根據(jù)設(shè)計資料及相關(guān)規(guī)范要求，進行精確、合理的綜合配軌計算和軌料統(tǒng)計分析，能夠形成能夠有效指導(dǎo)軌節(jié)鋪設(shè)的配軌資料，還能保證備料準(zhǔn)確，避免浪費。

現(xiàn)根據(jù)惠州北動車運用所軌道工程配軌計算時所做工作，對配軌計算及軌料統(tǒng)計過程進行闡述、分析，希望對同類型的有縫線路鋪設(shè)施工起到借鑒作用。

1　設(shè)計概況

惠州北動車運用所位于惠州市火車站西側(cè)，距惠州客運北站4.875km。所內(nèi)軌道工程為有縫線路軌道，共設(shè)走行線、存車線、檢查庫線、臨修庫線及不落輪鏇庫線、洗車線、機走線、牽出線、軌道車庫線、接觸網(wǎng)檢查線、打磨列車停放兼材料線等39條股道，共計26.3km。

庫內(nèi)線路使用60kg/m鋼軌鋪設(shè)，按無砟軌道設(shè)計，道床結(jié)構(gòu)包括：一般整體道床、側(cè)壁式整體道床、軌道橋、支撐塊式整體道床、長枕式整體道床等。庫外線路（及與庫內(nèi)銜接地段）使用50kg/m鋼軌鋪設(shè)，按有砟軌道設(shè)計，人工洗車線范圍鋪設(shè)混凝土寬枕。道岔采用50kg/m鋼軌9號、12號單開道岔及交叉渡線。12號道岔岔后曲線半徑采用400m，困難條件下350m；9號道岔岔后曲線半徑采用300m，困難條件下250m。

2　配軌準(zhǔn)備工作

（1）圖紙復(fù)核。①以軌道施工平面布置圖為依據(jù)，分別對圖上股道、道岔、道岔坐標(biāo)、曲線要素及交點坐標(biāo)進行復(fù)核；②以軌道電路平面圖及雙軌信號圖為依據(jù)，對線路絕緣及道岔絕緣的數(shù)量、位置進行確定、復(fù)核。

（2）股道分段統(tǒng)計。為便于進行配軌計算，在配軌計算前要將各個股道逐條進行分段，股道段落劃分原則如下：①每條股道均應(yīng)分段并統(tǒng)計各段落長度及使用軌型，曲線段落長度為內(nèi)外軌中心線長度；②道岔由廠家全套配送，配軌計算時，道岔岔前及岔后長度不列入分段長度內(nèi)；③每條股道各段落主要以道岔為分界點，道岔之間按直圓點（圓直點）、絕緣節(jié)、出入庫位置（軌型變化）、設(shè)備坑位置、庫內(nèi)不同道床結(jié)構(gòu)界限等為分界點再次分段。

（3）確定軌縫值。在配軌計算中，應(yīng)提前考慮鋪設(shè)鋼軌時的預(yù)留軌縫值。設(shè)計鋼軌接頭軌縫通常按8mm取值，但計算時軌縫值的選擇應(yīng)盡量貼近實際情況，依據(jù)《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》（TB 10082-2005），以惠州市的最高、最低軌溫為參考，結(jié)合工期計劃（5-7月鋪軌）及當(dāng)?shù)貧v史天氣記錄，對軌縫值進行計算，如下：

（4）明確配軌原則。為保證鋪軌質(zhì)量，各股道配軌應(yīng)以驗收標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計文件及道岔組裝圖等相關(guān)內(nèi)容為依據(jù)，明確配軌需滿足的各種條件，并在計算中嚴(yán)格遵守。①站線軌道接頭相錯量應(yīng)滿足直線接頭相錯量不大于60mm，曲線不大于60mm+縮短軌縮短量的一半；②軌道上個別插入的短軌，站線上不得小于4.5m，正線上不得小于6m；③任何地段不得出現(xiàn)連續(xù)的非標(biāo)短軌；④道岔間插入的短軌應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定；⑤曲線上，除絕緣接頭處可設(shè)置不小于12.5m的非標(biāo)軌外，其余各處均應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)軌或標(biāo)準(zhǔn)縮短軌；⑥同一條曲線上，只允許采用一種縮短軌；⑦曲線配軌，必要時可在曲線尾插入一根相應(yīng)縮短量的縮短軌，但不得使用調(diào)整軌縫的方法消除相錯量；⑧軌縫應(yīng)均勻設(shè)置，每公里軌縫總誤差不得大于80mm，鋼軌絕緣接頭軌縫不得小于6mm；⑨動車所內(nèi)軌道工程使用25m有孔標(biāo)準(zhǔn)軌，配軌中產(chǎn)生的非標(biāo)短軌均由25m鋼軌鋸斷使用。50kg/m及60kg/m鋼軌兩端螺栓孔占用長度范圍均為356mm，配軌中若出現(xiàn)大于24.64m的短軌，則將其分解為12.5m標(biāo)準(zhǔn)軌+剩余長度短軌；Q10配軌中龍口軌應(yīng)注明其長度僅為參考，實際施工時在線路其他部分鋼軌鋪設(shè)完成后，根據(jù)現(xiàn)場量測的龍口長度鋸軌；Q11當(dāng)不同軌型相互連接時，鋪設(shè)60～50kg/m長度不小于12.5m的異型軌；12在岔枕布設(shè)范圍內(nèi)設(shè)置鋼軌接頭會與岔枕配套扣件產(chǎn)生位置沖突，因此，配軌中9號及Q12號單開道岔岔后鋼軌應(yīng)不小于8.4m、10.8m，以避開岔后附帶岔枕的鋪設(shè)范圍。（50kg/m鋼軌9號單開道岔岔后附帶岔枕14根，鋪設(shè)范圍8.4m；50kg/m鋼軌12號單開道岔岔后附帶岔枕18根，鋪設(shè)范圍10.8m）。Q1350kg/m鋼軌9號單開道岔岔尾側(cè)股外軌因需避免在岔枕正上方安裝連接接頭，因而長度額外增加172mm。岔后配軌時，除應(yīng)滿足上述規(guī)定，還應(yīng)減掉172mm，通常采用24.84m廠制縮短軌，避免道岔側(cè)股后兩股鋼軌累計相錯；Q14絕緣接頭的設(shè)置應(yīng)遵循設(shè)計圖紙，里程方向偏差不大于1m。在配軌過程中，困難情況下，可據(jù)以下原則適當(dāng)調(diào)整。A.出站（包括出站兼調(diào)車）信號機處絕緣接頭可設(shè)在信號機前方1m至后方6.5m范圍內(nèi)；B.調(diào)車信號機處絕緣接頭可設(shè)在信號機前方1m至后方1m范圍內(nèi)；C.安裝在警沖標(biāo)內(nèi)方的鋼軌絕緣接頭除渡線外，應(yīng)安裝在距警沖標(biāo)計算位置不小于3.5m、距警沖標(biāo)實際位置不大于4m的范圍內(nèi)。

3　配軌計算方法

（1）曲線地段配軌。①縮短軌的選擇。我國鐵路采用左右二股鋼軌接頭對接的形式，因此在曲線和直線上，二股鋼軌的接頭必須左右對齊。因此，需在內(nèi)股鋼軌線上鋪入適量的標(biāo)準(zhǔn)縮短軌，使內(nèi)外二股鋼軌始終保持對接的形式?；葜荼眲榆囁捎脴?biāo)準(zhǔn)縮短軌有縮短量為40mm、80mm、160mm的3種類型，對應(yīng)長度為24.96m、24.92m、24.84m，在曲線半徑250～4000m范圍內(nèi)合理選擇使用。動車所內(nèi)軌道工程驗收采用《鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（TB 10413-2003），要求鋼軌接頭相錯量允許偏差為：直線上≤60mm，曲線上≤60mm+縮短軌縮短量的一半；②曲線配軌計算方法。曲線段配軌計算以外軌長度和預(yù)留軌縫連續(xù)計算，從第一根進入圓曲線的外股鋼軌開始，直至曲線結(jié)束。曲線尾剩余接頭相錯量，應(yīng)利用鋼軌長度偏差在曲線內(nèi)調(diào)整消除，困難時可延伸至直線上，但接頭相錯量應(yīng)滿足要求。A.明確已知條件。a.曲線半徑R（m）；b.沿線路方向曲線偏轉(zhuǎn)方向，確定曲線內(nèi)外股鋼軌；c.兩股鋼軌中心距S，取值1.5m；d.圓曲線長度L（m），此長度為曲線線路中心線的長度；e.曲線內(nèi)任意鋼軌接頭至曲線起點的距離：中線Li，內(nèi)股Lni，外股Lwi（m）（n為內(nèi)股，w為外股，i代表1、2、3…根）。B.計算理論內(nèi)外股差值。曲線上，任意軌頭內(nèi)外股差值（m）：Δi=S×Li/R=1.5 Li/R。C.計算軌頭相錯量。根據(jù)曲線半徑及計算所得理論差值，選定適當(dāng)縮短量的縮短軌，使同排內(nèi)外軌頭相錯量達到最小，且不大于60mm。曲線上任意軌頭相錯量為Xi= Lni+Δi-Lwi。當(dāng)結(jié)果為正值時，表示內(nèi)股鋼軌超前相錯；結(jié)果為負(fù)值時，表示外股鋼軌超前相錯。接頭相錯量如大于規(guī)范要求，應(yīng)調(diào)整縮短軌類型或鋼軌的排布方式。此外，出曲線的最后一根鋼軌可直接通過曲線上最后一排軌頭的累計進入曲線長度與曲線內(nèi)外股總理論差值相減計算。

（2）其他地段配軌。①惠州北動車所庫內(nèi)采用60kg/ m鋼軌，庫外采用50kg/m鋼軌，配軌時首先保證庫內(nèi)范圍均由60kg/m鋼軌構(gòu)成，因使用12.5m長60～50kg/ m異型軌異型軌銜接時，P50部分（異型軌P60部分長11.9m，P50部分長0.6m）不得延伸至庫內(nèi)，如配軌時鋼軌累計長度至庫內(nèi)時剛好為異型軌P50部分，則對之前配軌進行調(diào)整，取消一個25m鋼軌，改為12.5m標(biāo)準(zhǔn)軌，延長進、出庫的P60軌長度；②當(dāng)存在設(shè)備坑或直接由廠家施工的軌道結(jié)構(gòu)時，應(yīng)提前與廠家溝通，明確其施工起訖位置，以便于鋼軌銜接，實際施工可預(yù)留與設(shè)備接頭的一段鋼軌，最后現(xiàn)場量測鋸軌，但必須滿足動車所內(nèi)鋼軌配置的最小長度要求。

（3）配軌表實例。配軌計算應(yīng)逐股道逐根鋼軌進行，并形成簡明易懂且能有效指導(dǎo)施工的表格資料，現(xiàn)以惠州北動車所內(nèi)兩道岔間線路為例，做配軌計算表見表1。

表1　配軌計算示例表格

4　相關(guān)軌料統(tǒng)計

配軌表完成后，可依據(jù)表中準(zhǔn)確的鋼軌數(shù)量，對其他軌料數(shù)量進行計算?，F(xiàn)將相關(guān)主要軌料中容易計算錯誤的軌枕及扣件的工程數(shù)量統(tǒng)計方法和注意事項作如下說明：

（1）軌枕數(shù)量計算。①短軌配枕。通常情況下，軌枕數(shù)量可按每公里布枕數(shù)量乘以公里數(shù)計算（例如：26km×1440根/km=37440根），此種計算方法較適用于正線區(qū)間。但惠州北動車所內(nèi)非標(biāo)短軌設(shè)置數(shù)量較多，達455根，短軌配枕時，為滿足驗標(biāo)中軌枕布置間距及數(shù)量要求，短軌下軌枕總數(shù)量按總長乘以每公里布枕數(shù)量計算得數(shù)將遠遠少于實際需求數(shù)量，為保證備料準(zhǔn)確，短軌配枕應(yīng)額外計算。以50kg/m鋼軌，1440根/km布枕時14.86m短軌配枕為例，對計算方法進行說明（見圖1）。

圖1　P50非標(biāo)短軌軌枕布置圖

表2　曲線軌距加寬值設(shè)置表

如圖1可知：L+d=（n-3）a+2b+c；圖中數(shù)據(jù)查表知：a=0.705m；b=0.592m；c=0.56m。此外，d=0.008m軌縫；L為短軌長度。每節(jié)鋼軌下布枕數(shù)n=（L+d-c-2b）/a+3（為滿足驗收，軌枕間距偏差不大于20mm，間距b、c不變，計算結(jié)果應(yīng)驗算軌枕間距a，正偏差大于20mm的應(yīng)額外增加軌枕）。初步計算配枕數(shù)量n=（14.86+0.008）/1000×1440=21.4，取21根。則a=（14.86+0.008-0.56-2×0.592）/（21-3）=0.729m，因0.729-0.705=0.025m，偏差大于+20mm，增加一根軌枕后再次驗算間距：a’=（14.86+0.008-0.56-2×0.592）/（22-3）=0.691，0.705-0.691=0.014m，滿足驗標(biāo)要求。因此，14.86m鋼軌配枕應(yīng)為22根；②岔后配枕?；葜荼眲榆囁鶅?nèi)的4種道岔中，9#單開道岔岔前附帶3根岔枕，岔后附帶14根岔枕；12號單開道岔岔前附帶3根岔枕，岔后附帶18根岔枕；每組交叉渡線共計附帶12根岔枕。

（2）扣配件數(shù)量計算。惠州北動車所庫外線為50kg/m鋼軌有縫線路，扣配件采用50kg/m鋼軌彈條Ⅰ型扣配件，每根軌枕上安裝兩套。每套扣件由螺旋道釘、螺母、平墊圈、彈條、軌距擋板、擋板座、橡膠墊板等配件組成?？叟浼y(tǒng)計時不能簡單按軌枕數(shù)量的2倍進行計算，主要原因分為兩方面：①50kg/m鋼軌的接頭夾板會與普通扣件中的軌距擋板、彈條的位置發(fā)生沖突，因此，50kg/m鋼軌彈條Ⅰ型扣配件應(yīng)區(qū)分為中間扣件和接頭扣件兩種。即每個接頭位置的2根軌枕使用接頭扣件；②在小半徑曲線，為使機車車輛順利通過曲線，減小輪軌間的橫向作用力及輪軌磨耗，軌距要適當(dāng)加寬。而扣件中擋板座的使用號數(shù)，與曲線加寬值有關(guān)。因此，統(tǒng)計曲線線路用扣件時，應(yīng)首先確認(rèn)曲線軌距加寬值（見表2）。

50kg/m鋼軌彈條Ⅰ型扣配件中，有14號、20號兩種軌距擋板，（0～6）、（2～4）號兩種擋板座，配合可調(diào)整-8～+16mm的軌距，擋板和擋板座號碼配置表顯示，在0～16mm加寬范圍內(nèi)，軌距擋板號數(shù)始終采用14、20號，而擋板座號數(shù)在加寬14mm和16mm時發(fā)生變化。統(tǒng)計扣件時：A.R=300m（加寬值為+5mm）的曲線上無需特殊統(tǒng)計，與直線上相同，均使用普通扣件；B.R=250m（加寬值+15mm，計算時按加寬值為+14mm考慮）的曲線，扣件中軌距擋板無需特殊考慮，為14、20號。擋板座在曲線上每組扣件中使用（0～6）號擋板座各一個，（2～4）號擋板座各一個。此外，在曲線與直線間應(yīng)設(shè)置有過渡段，軌距加寬在過渡段內(nèi)按1‰的遞減率遞減，即每段曲線外1m范圍內(nèi)使用的扣件應(yīng)與曲線上相同，剩余遞減范圍根據(jù)上表要求使用普通扣件。

（3）短軌組合配對。將配軌計算產(chǎn)生的短軌按長度逐根統(tǒng)計，因動車所內(nèi)短軌長度不得小于4.5m，因此，長度大于20.5m的短軌直接使用一根25m整軌鋸斷使用。其他大于4.5m且小于20.5m的鋼軌兩兩配對，綜合考慮，以每根25m軌鋸為兩根短軌后剩余廢料最短為宜（配對時應(yīng)留有200mm以上富余量）。經(jīng)各股道配軌計算及短軌配對，鋼軌布置及縮短軌使用情況可以達到最優(yōu)，有效避免了施工時盲目鋸軌產(chǎn)生的浪費。

（4）軌料數(shù)量對比分析。通過配軌計算及相關(guān)軌料統(tǒng)計，惠州北動車所計算所得數(shù)量與設(shè)計工程量對比：①軌枕需求數(shù)量較設(shè)計量減少1453根；②鋼軌增加為7種類型，包括曲線必須使用的3種縮短軌和便于施工的標(biāo)準(zhǔn)12.5m鋼軌等。此外，因軌道電路等設(shè)置要求，鋼軌需求數(shù)量較設(shè)計量增加34根；③扣配件需求數(shù)量較設(shè)計量減少3467套，并細(xì)化為兩種型號，同時增加了設(shè)計量中未給的曲線用0～6#擋板座。

5　結(jié)論

通過對惠州北動車所軌道工程進行配軌計算及相關(guān)軌料統(tǒng)計分析，達到了以下目標(biāo)：①配軌計算的同時，達到了圖紙數(shù)量的精確復(fù)核，同時更正并細(xì)化了設(shè)計軌料的型號及數(shù)量，為軌料采購提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，避免了軌料采購浪費或不足；②滿足了驗收標(biāo)準(zhǔn)中，動車所內(nèi)鋼軌鋪設(shè)的各項技術(shù)要求；③滿足了信號專業(yè)軌道電路的設(shè)置要求；④滿足了庫內(nèi)無砟軌道的設(shè)計要求及與設(shè)備專業(yè)和有砟道床的銜接；⑤合理搭配短鋼軌，大大節(jié)省了軌料的使用；⑥以配軌表中軌節(jié)布置為依據(jù)，為軌道工程相關(guān)的工程數(shù)量快速計算提供便利。⑦形成書面資料，清晰易懂，能有效的指導(dǎo)鋪軌施工，避免了鋸軌的浪費，同時為現(xiàn)場軌料運輸、存放、使用提供依據(jù)。綜上所述，配軌計算在動車運用所軌道工程施工中不僅節(jié)約了成本、保證了軌道鋪設(shè)質(zhì)量，還有利于軌道工程的施工技術(shù)管理，應(yīng)引起相關(guān)技術(shù)人員的高度重視。

［1］鐵路軌道設(shè)計規(guī)范［S］.TB 10082-2005.

［2］鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)［S］.TB 10413-2003

［3］鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊-站場及樞紐［M］.北京：中國鐵道出版社，2004.

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1671-3818（2016）09-0020-03