市域铁路双块式无砟轨道结构形式与造价分析

陈 珊

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉 430063）

市域铁路，是近年来在大中城市发展起来的新型交通方式，具有速度快、运量大、公交化等特点的客运专线铁路[1]。市域铁路通常运营里程为50～100km，运营速度为120～160km/h，站间距2.5～5km，介于干线铁路及城市轨道交通之间，兼具干线铁路及城市轨道交通的功能与特征[2-3]。但作为铁路线路关键工程，市域铁路的特点决定其轨道结构既不能直接照搬干线铁路，不经济，满足不了其特殊的减振要求；也不能直接照搬城市轨道交通，无法保证在相对高速的运营条件下轨道结构的安全、可靠性要求[4-5]。市域铁路的轨道结构必须结合其运营特点、施工条件、经济性等多个方面进行综合研究后确定。

1 市域铁路轨道结构设计要求

1.1 列车动荷载小

市域铁路属运营速度120～160km/h的客运专线铁路，没有货运列车的大轴重，产生的动载系数也不及高速列车，因而其列车动荷载相对较小，标准轴重不超过170kN。

1.2 减振降噪要求高

铁路在运行过程中，车轮撞击、车辆振动均会产生巨大的噪音震动，因而要求轨道设计必须采取减振降噪措施，减少噪声污染。市域铁路相比城市轨道交通运行速度更快，列车轴重更大，且多为高架线路，穿过人口稠密地区多，相比干线铁路，线路周边存在更多环境敏感点，可以说市域铁路对轨道减振降噪的要求比干线铁路和城市轨道交通更高。

2 市域铁路轨道结构选型

市域铁路行车高密度，维修工作只能在夜间进行，考虑减小维修工作量，降低维修噪声等因素，市域铁路轨道结构优先选择无砟道床形式。无砟道床从施工工艺可以分为预制板式和现浇式，现浇式又有弹性支撑块式、短枕式、长枕式和双块式。弹性支撑块式由于不能应用于露天区间，铺设范围受限制，因而不考虑。

2.1 预制板式无砟道床

预制板式无砟道床有CRTSⅠ型板、CRTSⅡ型板、CRTSⅢ型板。轨道板在制板厂生产精加工，外形美观，质量易于保证，道床结构整体性强，稳定性好，运抵现场后直接铺装。预制板式无砟道床在干线铁路中有广泛应用，近些年国内个别城市轨道交通线路中也有推广试用。然而需设立专门的制板厂，对于规模较小线路，经济效益较差，同时预制板式道床轨道结构高度较大，用于桥梁地段时二期恒载较大。

2.2 短枕式无砟道床

短轨枕在工厂预制，轨枕底部设外露钢筋以加强与道床混凝土的联结，通过现场浇筑道床混凝土，使短轨枕与道床成为一体，构成无砟道床。短枕式无砟道床设计、施工技术成熟，在国内城市轨道交通中广泛使用。但是在轨排组装及现浇混凝土时需采用整套特殊钢轨支撑架，施工中轨底坡不易控制，调整作业量大，施工效率相对较低，整体性也差，主要运用于速度标准较低的城市轨道交通线路。

2.3 长枕式无砟道床

长轨枕在工厂预制，轨枕预留道床纵向钢筋穿筋孔，通过现场浇筑道床混凝土，使长轨枕与道床成为一体，构成无砟道床。两股钢轨通过长轨枕连接为一个整体，轨排整体性强，施工速度快，精度也更易保证。长枕式无砟道床在早期国内客专及部分城际铁路有所运用，目前也是我国城市轨道交通道床结构使用趋势之一。但由于轨枕与现浇道床间新老混凝土结合面大，施工控制不好时，结合面处易出现缝隙、裂纹病害。

2.4 双块式无砟道床

双块式无砟道床主要由双块式轨枕、现浇钢筋混凝土道床等组成，在我国高速铁路、城际铁路中广泛应用，是一种先进、成熟的无砟道床结构形式。双块式轨枕既具有短轨枕重量轻、与现浇道床间新老混凝土结合面小的优点，又具有长轨枕轨排架整体性强的优点，道床混凝土捣固作业方便，施工快捷，施工调整工作量小，且质量易于保证，施工精度较高。综合比较后，推荐市域铁路采用双块式无砟轨道。

3 双块式无砟轨道结构形式

在既有的双块式无砟轨道设计体系基础上，结合市域铁路无砟轨道结构设计要求，提出高架线和地面线采用单元板结构，地下线采用道床板连续结构，同时高架线取消底座，降低轨道结构高度，减小二期恒载。

3.1 高架线

高架线双块式无砟轨道横断面如图1所示，采用单层结构，混凝土直接浇筑于梁面上，形成道床板，道床板与桥梁间通过梁面预埋连接钢筋连接。道床板采用C40混凝土，厚度320mm，宽度2.8m，标准单元板长5～7m，单元板间设置100mm伸缩结构缝。

图1 高架线双块式无砟轨道横断面示意图

3.2 地面线

地面线双块式无砟轨道横断面如图2所示，采用双层结构，先在路基表层浇筑施工钢筋混凝土底座板，底座板上设置线位凹槽，然后在底座板上施工道床板。道床板与底座均采用C40混凝土，道床板厚度305mm，底座厚度270mm，宽度2.8m，标准单元板长5～7m，单元板间设置100mm伸缩结构缝。

图2 地面线双块式无砟轨道横断面示意图

3.3 地下线

地下线双块式无砟轨道横断面如图3所示，采用单层结构，混凝土直接浇筑于隧道回填面或结构面上，形成道床板。道床板采用C40混凝土，厚度320mm，宽度2.8m。隧道变形缝处道床板断开设计，设置宽20mm伸缩结构缝。

图3 地下线双块式无砟轨道横断面示意图

4 不同地段双块式无砟轨道结构造价

基于上述结构形式，以某市域铁路为例，对不同地段双块式无砟轨道结构进行设计，并对造价进行了分析。该市域铁路线路全长55.19km，其中高架线45.75km，地面线0.35km，地下线7.33km，设计速度120km/h。

根据不同地段的双块式无砟轨道数量，统计了不同地段的单公里造价，如表1所示。从表1可以看出，高架线双块式无砟轨道单公里造价和地下线有所差异，但不超过500万元/km；地面线由于采用双层结构，道床板及底座厚度575mm，导致造价较高，架线和地下线增加，单公里造价达到648万元/km。根据项目环境影响报告书，市域铁路在环境敏感点要求采取减振降噪措施。高等减振段采用隔离式减振垫减振方案，轨道结构由双块式无砟道床板、弹性减振垫层、底座板构成。道床板底部设置限位凸台、对应底座部位设置限位凹槽以限制道床板纵横向位移，保证道床结构的稳定。不同地段的高等减振双块式无砟轨道结构类似，单公里数量区别不大。从表1中也可以看出，高架线、地面线和地下线高等减振段双块式无砟轨道单公里造价略有差异，不超过1200万元/km。

表1 不同双块式无砟轨道单铺轨公里造价 单位：万元/km

5 结束语

文章结合市域铁路轨道结构设计要求，对轨道结构进行选型，提出了不同地段双块式无砟轨道结构形式，并以某市域铁路为例，对不同地段双块式无砟轨道造价进行了分析，以期对其他市域铁路的轨道设计提供参考。

（1）对比目前在干线铁路和城市轨道交通中成功应用的各种无砟轨道形式，从结构安全、经济、施工、维修等方面综合考虑，推荐采用双块式无砟轨道。

（2）在既有的双块式无砟轨道结构基础上，提出高架线和地面线采用单元板结构，地下线采用道床板连续结构，同时高架线取消底座。

（3）高架线和地下线双块式无砟轨道单公里造价不超过500万元/km，地面线采用双层结构，单公里造价为648万元/km。高架线、地面线和地下线高等减振段双块式无砟轨道单公里造价略有差异，不超过1200万元/km。