何 堅

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司 湖北武漢 430063)

1 引言

我國鐵路樞紐客運站基本上都處于特大、大城市內(nèi)，大型樞紐客運站大多采用高架站方式，具有鐵路交通可與市內(nèi)交通無縫銜接、節(jié)省土地資源、避免和其他線路平面交叉等優(yōu)點[1]。如武廣客專廣州南站、廣珠城際珠海站、廣州樞紐佛山西站等均為高架站。鑒于上述已運營大型高架站電纜過軌存在的弊端，研究大型高架站不同橋梁、軌道形式下電纜過軌方案，以便指導后續(xù)大型高架車站信號電纜過軌設計，利于信號施工[2]。

2 大型高架站信號電纜過軌需求分析

高架站由不同橋梁梁體構建而成，由于信號設備(軌道電路、信號機、轉(zhuǎn)轍設備等)在站場布局范圍內(nèi)分布較廣，導致其可能坐落于不同的橋梁梁面。從節(jié)省投資的角度考慮，同一種信號設備的電纜應就近合纜設計，而由于需合纜的信號設備可能處于不同梁面，此時應考慮電纜過軌問題；即便要合纜的信號設備處于同一梁面，但電纜需跨越不同股道進行匯集，此時也需考慮過軌條件的預留[3]。如在設計階段站前專業(yè)未預留好信號過軌條件，則電纜敷設可能采取遠距離繞行，或是不合理的應急措施，導致工程投資增加、施工及后期設備接管單位維護困難的情況[4-6]。本文針對上述情況，借鑒相關工程實例[7]，提出大型高架站信號電纜過軌方案。

3 不同橋梁制式下過軌方案

3.1 梁面內(nèi)預埋過軌方案

梁面內(nèi)預埋過軌方案如圖1所示，原則上不采用該方案。橋梁頂板較薄，頂板頂面及底面均布置有縱橫向鋼筋網(wǎng)，若在頂板預埋過軌管，會導致其鋼筋保護層難以保證，且頂板處于受壓狀態(tài)，預埋管道必然削弱其有效截面積，造成局部應力過大，不利于結構安全。此種方案箱梁與T梁情況類似。

3.2 橋梁梁端過軌方案

3.2.1 箱梁

相鄰兩孔梁的梁端翼緣板設置鋸齒形槽口，同時在梁體外輪廓邊緣設置槽式預埋件，電纜通過鋸齒形槽口[8]后沿箱梁外輪廓經(jīng)墩頂位置或經(jīng)墩身由另外一側(cè)通過槽口進入橋面信號電纜槽，完成過軌。電纜槽可放置于橋墩平臺固定，亦可在橋墩側(cè)面設置L型電纜支架(荷載根據(jù)電纜數(shù)量確定)固定。箱梁梁端過軌如圖2所示。

為便于電纜敷設及后期維護，站內(nèi)橋墩可增設吊籃及墩身爬架。

3.2.2 T梁

電纜從信號電纜槽開口處經(jīng)T梁外輪廓到橋墩頂帽，橫向沿墩頂由另一側(cè)電纜槽開口進入，完成過軌。T梁梁端過軌如圖3所示。

站內(nèi)T梁同箱梁一樣可設置吊籃及墩身爬架，便于信號電纜的敷設及后期維護。

3.3 梁縫處過軌方案

一般梁體間最小伸縮縫為10 cm，在信號電纜尺寸較小的前提下，可在梁體頂板處設置PPR管防護，PPR管伸入梁端不小于30 cm。電纜通過橋梁伸縮縫時，應在電纜槽斷開處增加防護槽，防護槽應與原電纜槽道單邊固定(防竄動)。當梁縫設有伸縮裝置時，可不設防護槽。此種方案箱梁與T梁情況類似。

由于電纜位于梁縫處，后期檢修困難，同時梁體在列車運行等因素作用下伸縮縫會出現(xiàn)縮小的狀況，可能會對電纜產(chǎn)生擠壓甚至破壞。故不建議在梁縫處進行電纜過軌。如確需在梁縫過軌，選擇小管徑PPR管，給梁縫留有適當?shù)氖湛s空間。

3.4 橋梁梁體過軌方案

3.4.1 箱梁

(1)從梁體輪廓外邊緣過軌方案

在具體指定的橋面翼緣板預留鋸齒形槽口(不含橋梁梁端)處，并在指定位置設置槽式預埋件(采用U形支架固定信號電纜槽)，電纜由預埋件沿梁體外輪廓由另外一側(cè)通過槽口進入橋面電纜槽，完成過軌。箱梁梁體外輪廓過軌如圖4所示。

(2)從箱內(nèi)穿越方案

考慮到箱梁箱內(nèi)孔空間較大，在需過軌處電纜槽預留鋸齒孔，從鋸齒孔沿梁體側(cè)面設置槽式預埋件(采用U形支架固定信號電纜槽)，在梁體兩側(cè)高于箱內(nèi)孔底面10 cm處預留電纜出入口，箱內(nèi)底面預留信號電纜槽。電纜從鋸齒孔沿電纜槽架經(jīng)箱內(nèi)電纜槽過軌。電纜出入口孔徑最大暫按20 cm設計，根據(jù)電纜實際數(shù)量確定開孔數(shù)量，電纜出入孔之間要有一定間距。電纜出入孔數(shù)量要滿足后期大修改造需求。箱梁梁體內(nèi)過軌如圖5所示。

3.4.2 T梁

電纜從信號電纜槽開口處經(jīng)T梁外輪廓線由另外一側(cè)通過槽口進入橋面信號電纜槽，完成過軌。T梁外輪廓過軌如圖6所示。

綜上所述，四種過軌方案主要優(yōu)缺點對比如表1所示。

表1 橋梁過軌方案優(yōu)缺點對比

4 不同軌道制式下過軌方案

4.1 有砟軌道制式下過軌方案

橋梁地段有砟軌道典型橫斷面如圖7所示。

為避免機械化設備作業(yè)對過軌管造成損傷，影響信號設備正常運營，有砟軌道線路不宜在軌道結構內(nèi)預埋過軌，應優(yōu)先考慮橋梁過軌方案。困難條件下橋梁無法過軌時，可允許少量管線在有砟軌道道床內(nèi)過軌，但需滿足以下條件:過軌管最大外徑不得超過10 cm，垂直線路設置于相鄰的軌枕空檔之間，緊貼橋梁梁面穿過道床，避免過軌管位于軌枕正下方，應分散過軌，每個軌枕間僅允許1根過軌管。過軌管應采取保護措施并固定于橋面，過軌管處做好標記，過軌管處搗固應使用人工方式，避免大機搗固對管線造成損傷。

4.2 無砟軌道制式下過軌方案

目前常用的無砟軌道類型有CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道，CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式無砟軌道，岔區(qū)軌枕埋入式、板式無砟軌道[9-10]。無砟軌道可能的電纜過軌方式有4種，具體分析如下。

4.2.1 軌道板內(nèi)預埋過軌管

在軌道板內(nèi)預埋電纜過軌管。為保證軌道結構承載力要求[11-12]，無砟軌道結構內(nèi)不允許橫穿過軌管。該方案在實際工程中不可行，不做推薦。

4.2.2 軌道板預留過軌槽

參照道岔區(qū)轉(zhuǎn)轍機處預留拉桿槽方式預留電纜過軌槽，該方案在結構設計及施工中均不具備可行性，也不做推薦，原因如下:

(1)道岔區(qū)轉(zhuǎn)轍機處預留拉桿槽位置岔枕間距采取特殊設計，軌枕間距為650 mm，道岔區(qū)預制道岔板厚度240 mm，現(xiàn)澆道床板厚度320 mm，同時在拉桿槽處道床加強配筋設計。

CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道為現(xiàn)澆結構，道床厚度240 mm，相比岔區(qū)現(xiàn)澆道床板厚度減少80 mm，采用預留軌道槽對軌道造成較大削弱，無法滿足結構強度要求；CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式軌道軌道板均為工廠預制結構，且為預應力鋼筋混凝土結構，軌道板厚度不大于200 mm，在局部設置預留槽無法滿足預應力鋼筋設置及結構強度要求。

(2)岔區(qū)板式無砟軌道道岔板為工廠預制結構，是與道岔配套的定型產(chǎn)品，采取預留槽方式需協(xié)調(diào)道岔板設計單位，提前明確留槽位置重新進行設計；岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道為現(xiàn)澆結構，如需預留軌道槽，應提前給出預留槽位置便于進行該部位結構加強設計，軌道槽寬度不大于150 mm，深度不大于100 mm。

4.2.3 無砟軌道伸縮縫處過軌

利用軌道伸縮縫處過軌，由軌道專業(yè)在伸縮縫處軌枕板內(nèi)預埋電纜支架，電纜支架高于軌枕板底面5 cm以上，以保證排水通暢。無砟軌道板伸縮縫一般在10 cm左右，根據(jù)調(diào)查信號電纜直徑范圍在1.5～4.2 cm之間，考慮后期列車運行后軌道伸縮縫間距變小，信號電纜敷設后伸縮縫需預留3～4 cm間距，故伸縮縫敷設直徑最大為4.2 cm的電纜1根、直徑最小為1.5 cm的電纜6根，其余電纜根據(jù)直徑確定電纜根數(shù)，電纜敷設按并排考慮。根據(jù)過軌電纜數(shù)量，可考慮設置雙層電纜支架。

各種無砟軌道伸縮縫尺寸及信號電纜過軌可用寬度如表2所示。

表2 無砟軌道伸縮縫尺寸及電纜過軌可用寬度

4.2.4 鋼軌底面至軌道板板頂面間過軌

分支電纜可考慮在鋼軌底面至道床板板頂面間過軌。由于正線速度較高，此種方案在正線不建議采用。采用此種過軌方案時，應采取加固措施。

上述各種無砟軌道鋼軌底面至道床板高度及信號過軌可用高度如表3所示。

表3 軌道鋼軌底至板頂高度及信號過軌可用高度

綜上所述，不同軌道制式過軌方案優(yōu)缺點對比如表4所示。

表4 不同軌道制式過軌方案優(yōu)缺點對比

5 結論

(1)對于新建大型高架站，信號電纜過軌應結合橋梁及軌道型式、電纜數(shù)量等采取不同方案。

(2)如采用無砟軌道，建議采用下列方案過軌:①同一片梁分支電纜過軌可采用無砟軌道伸縮縫(僅限于CRTSⅠ型雙塊式、CRTSⅢ型板式、岔區(qū)軌枕埋入式和岔區(qū)板式無砟軌道)或鋼軌底面至道床板板頂面間縫隙過軌的方式。也可考慮在橋梁梁縫過軌。同一片梁的干線電纜建議采用橋梁梁端過軌方案。②不在同一片梁信號電纜過軌，分支或干線電纜建議采用橋梁梁端過軌方案。對于箱梁，也可采取從梁體外緣或梁身穿洞方式。

(3)如采用有砟軌道，建議采用下列方案過軌:

①經(jīng)設備接管單位及軌道專業(yè)允許，同一片梁分支電纜可采取軌面道砟下預埋過軌管方式。如不允許在道砟下預埋過軌管，分支電纜少時可考慮在梁縫過軌。分支電纜較多時可采用橋梁梁端過軌。②不在同一片梁過軌，分支或干線電纜建議采用從橋梁梁端過軌。對于箱梁，也可采取從梁體外緣或梁身穿洞方式。

(4)對于改造工程、有擴建的橋梁工程，如采用有砟軌道，過軌方式參照結論第(3)點。如采用無砟軌道，過軌方式參照結論第(2)點。

(5)對于改造工程，站場規(guī)模無變化時，可考慮既有電纜過軌使用既有梁縫或軌道伸縮縫等。分支或干線電纜建議從橋梁梁端過軌。

(6)過軌鋼管、橋架、吊籃、孔洞等設施應有足夠余量，滿足后期改造和設備大修需求。

(7)設計時應結合工程特點，合理選用過軌方案。應加強與橋梁和軌道專業(yè)的設計溝通，必要時需聽取建設和運營部門的意見。

(8)大型高架車站其他管線過軌方式可參照本研究結論。