Translohr有軌電車軌道結構

高江寧

(上海市隧道工程軌道交通設計研究院，200235，上海∥工程師)

1 概述

自19世紀80年代以來，有軌電車系統作為城市公共交通的一種形式，在歐洲、北美和亞洲的多國大城市被采用。發展至今，其技術形式主要分為傳統有軌電車和新型有軌電車兩大類。

傳統有軌電車是指鋼輪鋼軌結合架空觸網供電的形式。20世紀初，傳統有軌電車被廣泛使用于歐美的各個大城市中，我國北京、上海、大連等多個城市也曾使用。但其在應用中存在輪軌摩擦噪聲大、軌道設置對城市道路斷面和路口交通影響大等缺陷。

針對傳統有軌電車的缺陷，已研制出新型有軌電車系統，包括加拿大ALRT系統(見圖1)、軌道公交車、法國波爾多APS系統(見圖2)和Translohr系統(見圖3)等。

目前在我國天津和上海運營的是法國Lohr公司開發的Translohr新型有軌電車系統。其中，上海張江Translohr新型有軌電車線始于軌道交通2號線張江高科站，終于張江集電港，長約8.8 km，共設15個站，平均站距587 m。該新型有軌電車系統具有以下特點:

(1)車輛采用直流750 V架空觸網供電，不污染環境空氣。

(2)車輛外形與傳統有軌電車相似，但設置膠輪承重，車輛中間設置導向輪導向，爬坡能力強，運行噪聲低。車輛采用低地板結構，方便乘客上下車，更具人性化。

(3)車輛編組由終端模塊、乘客模塊、連接模塊搭配拼接而成。搭配拼接出的車輛長度有25 m、32 m、39 m等多種規格，可根據需要的客運能力加長車輛。Translohr新型有軌電車(25 m)車輛示意圖如圖4，車輛參數見表1。

(4)導向軌軌道結構和混凝土道路建設相對簡單。

(5)具有自動駕駛控制功能，系統動力特性好、安全性高，運行時噪聲較低。

(6)建設工期短，總投資省。

從Translohr系統有軌電車特點可知，該系統車體設置了兩種類型的輪子，一種是行駛于道路路面上起承受車體重量作用的膠輪，另一種是僅起導向功能的導向輪，其導向功能由導向輪沿導向軌走行來實現，導向軌軌道結構不需要太高的承載能力。本文結合張江有軌電車工程中的軌道設計實踐，對Translohr有軌電車系統軌道結構的一些特點進行探討。

圖1 溫哥華的ALRT新型有軌電車系統

圖2 波爾多APS新型有軌電車系統

圖3 Translohr新型有軌電車系統

圖4 Translohr新型有軌電車(25 m)車輛示意圖

2 Translohr有軌電車系統的軌道結構

Translohr有軌電車導軌作為有軌電車系統的基礎設備，具有引導列車運行方向、承受車輛運行時產生的壓力和縱向力、作為回流軌傳導電流等作用。

表1 Translohr新型有軌電車(25 m)車輛參數

Translohr有軌電車正線導軌軌道結構設計主要包含導軌無縫線路設計、澆注樹脂固定導軌設計和道岔設備設計等三部分內容。

2.1 導軌無縫線路設計

Translohr有軌電車系統正線導軌采用無縫線路。標準導軌(28 kg/m)的長度為12 m，經打磨后通過氣壓焊法焊接為長鋼軌(除設置伸縮節和道岔處外)(見圖5所示)。對于曲線半徑小于300 m的地段，鋪設前需對導軌進行預校彎處理。導軌焊接為長鋼軌后，放置于混凝土路面預留導軌槽內。軌槽寬度為190 mm，高度為80 mm(見圖6)。

圖5 導軌打磨、焊接

圖6 導軌、軌槽結構斷面圖

導軌無縫線路設計中，為減少橋梁縱向溫度力對導軌的影響及導軌無縫線路溫度力對道岔設備的影響，在橋梁和道岔兩端，導軌軌道需利用特制伸縮節裝置(最大調節量為6 cm)設置伸縮縫(見圖7);在半徑小于300 m的曲線段和平交道口地段，為防止導軌無縫線路受有軌電車自身導向輪和汽車橫向作用力的影響產生移動，需要在該段導軌兩側設置加固扣件(見圖8)。

圖7 特制伸縮節裝置圖

圖8 導軌加固扣件圖

2.2 澆注樹脂固定導向鋼軌

導向鋼軌焊接成無縫長鋼軌放置于混凝土路面預留的軌道槽內后，需通過澆注特殊的樹脂材料將其固定于混凝土軌槽內(見圖9)。樹脂澆注過程中需注意如下問題:

(1)整個過程中混凝土軌槽和導軌必須始終保證表面清潔、無油脂和干燥，混凝土表面的粘著強度需大于 1.5 MPa。

(2)涂抹預處理底漆時，空氣、混凝土軌槽和導軌表面溫度應在+5～+35℃之間，混凝土表面最大濕度為8%，導軌表面須干燥。必須在24 h(表面溫度為+10～+35℃)或48 h(表面溫度為+5～+10℃)固化之后進行下道工序操作，若固化期間被水浸則需要重新涂抹。

(3)在混凝土軌槽內，分別利用三角形泡沫填充塊和絕緣墊板來調整導軌方向和高度，滿足設計要求。

(4)涂抹粘合底漆時空氣、混凝土軌槽和導軌表面溫度應在+5～+30℃之間，空氣濕度＜80%。涂抹粘合底漆后至澆注樹脂之前的工作窗口時間長短，取決于表面溫度的高低(見表2)。當工作窗口時間超過最大值，應重新涂抹粘合底漆，并開始新的計時。

(5)粘合底漆按要求涂抹后，應在澆注樹脂模具上涂抹樹脂脫模劑，干燥60 min后，澆注模具安裝在導向軌軌頭上。

(6)澆注樹脂時溫度須在+20～+30℃之間，空氣的相對濕度小于95%。

(7)樹脂固化后7 d的肖氏硬度應為55±5。

圖9 澆注樹脂固定導軌圖

表2 涂抹粘合底漆后的工作窗口時間表

2.3 道岔設備

道岔是Translohr有軌電車系統用來變換線路的開通方向的基礎設備，由1根直軌、1根曲軌、轉轍機和連接裝置等組裝在道岔盒內，分右開式和左開式兩種。

轉轍機用來改變道岔開通方向，鎖閉道岔在某一特定位置，分為手動和電動兩種。其中電動式道岔轉轍機由電動機、減速器、驅動機構、表示機構、電加熱器、整體道岔、機殼及機蓋等組成。電動式道岔轉轍機的工作原理為:電動機轉動后通過減速器推動驅動機構，帶動整體道岔轉換，轉換到位后鎖閉機構對驅動機構鎖閉，同時通過表示機構中自動開閉器的接點轉換，來控制轉轍機準確動作和信號表示的通斷。電動式道岔轉轍機的動程為110 mm，動作時間小于2.5 s，道岔側向通過速度為10 ～15 km/h。

Translohr有軌電車系統道岔整體放置于混凝土路面中預留的道岔槽(長4 054 mm×寬865 mm×高350 mm)內，采用樹脂澆注安裝于路面以下。道岔裝置在垂向和側向的誤差最大為±1 mm。道岔除轉動部分不焊接外，其余均在道岔盒內焊接在一起(見圖10)。

3 結語

Translohr新型有軌電車系統與傳統有軌電車的最大區別，就在于其車輛采用膠輪承重、導軌導向。為適應其獨特的功能需求，該系統正線導軌軌道結構采用了一些特殊的工藝和設備:在鋼軌選型上采用了斷面小和延米重量輕的鋼軌;導軌采用氣壓焊接法焊接為長鋼軌，利用特制的伸縮節在橋梁和道岔兩端設置伸縮縫，在路口和小半徑曲線段加設加固扣件;導軌、道岔及伸縮節采用特殊的底漆處理和樹脂澆注工藝固定于混凝土路面預留的導軌槽內。

圖10 電動式道岔轉轍機道岔開通正向和側向示意圖

目前Translohr有軌電車導軌軌道結構中尚有一些軌道設備和產品需從國外進口，如樹脂、處理和粘合底漆、伸縮節等，隨著該有軌電車系統在國內的進一步推廣，應加快設備和產品技術的國產化進程。

［1］LOHR Group.Translosr tranmway on tires［R］.上海:LOHR Group，2006.

［2］上海市城市建設設計研究院.上海浦東張江有軌電車項目一期工程軌道施工圖設計［R］.上海:上海市城市建設設計研究院，2008.

［3］李秋義，李陽春，李康杰，等.大連市現代有軌電車軌道結構技術方案初探［J］.中國鐵路，2000(3):41.