轨道桥在轨道交通类院校中的设计与应用研究——以重庆公共运输职业学院为例

文/王敬 周宗明

铁路的高速发展为轨道交通类职业院校带来了新的发展机遇，本文根据轨道桥在本校实训基地的建设情况，浅谈在轨道桥中所采用的钢轨、扣件等关键部件的构造及轨道桥的应用情况，为学生提供专业的实训设备，从而对标行业标准，加快促进产教融合，构建新型职业教育，为铁路培养优秀的技能人才。

1.背景

铁路运输在我国交输运输领域中占据重要的地位。为适应铁路的大发展，轨道交通类职业院校开设了与之相关的专业以满足轨道行业的用人需求。这就需要改善实训教学的条件，对标企业岗位标准，提高学生的专业素养。

2.问题分析

作为轨道交通类职业院校，通过购置铁路的退役车型开展教学是作为培养学生综合素养的重要举措。而不同车型的停放及专业实训作业的开展是培养专业技能人才的前提。现有车型的放置是直接在轨道车辆的底部挖了一个深约1.65米的检查坑，称为壁式检查坑，其目的是检查相关车辆的车底部分，为了完成其底部检查作业程序，检修人员需弯腰进入检查坑仰头进行检查或者操作。当需要对机车和车辆左右侧进行检查作业程序时，相关作业人员只能弯腰或者蹲下进行检查作业。鉴于铁路机车和车辆的行走长度较长（一般为20～30米），可以看出其劳动强度非常大。因此，如何在轨道交通类职业院校有限的场地内开展不同车型的整体检查作业程序，让学校的实训室真正变为检修车间，提高学生的专业技能和职业素养，对标行业标准，是轨道交通类院校亟待解决的问题。

传统的璧式检查坑逐渐被轨道桥取代，从应用优势来看，轨道桥的设计强度大，结构布局合理，操作性强，在轨道交通中发挥着越来越重要的作用[2]。为促进轨道相关专业融合实训，本文根据轨道桥在轨道交通领域的应用情况，结合我校的专业建设，浅谈轨道桥在我校实训基地的设计与应用，从而提高学生的实践动手能力，为企业提供优秀技能人才。

3.轨道桥结构

本校轨道桥的结构设计是由轨道支柱、Ⅱ型弹条扣件、60kg/m 钢轨、铁垫板等组成的连续结构，形状类似多跨连续桥梁。轨道支柱采用C30混凝土浇筑，使用60kg/m 钢轨，通过Ⅱ型弹条扣件与铁垫板固定，通过两条T型螺栓将铁垫板与轨道支柱上座板连接组成轨道结构，轨道桥端部与库外线路由整体道床连接，中部设检查地沟，下部设置排水沟。图1为重庆公共运输职业学院实训基地轨道桥。

图1 重庆公共运输职业学院实训基地轨道桥

4.设计思路

目前行业使用的轨道桥的轨道支柱有钢结构和混凝土结构两种，我校实训基地轨道桥的设计结合学校的专业特点采用混凝土结构。鉴于本校专业主要围绕轨道交通行业来设置，需要考虑到不同专业不同实训设备的共性，满足本校的多种专业实训通融的问题。例如，我校开设了铁道机车运用与维护专业，实训设备是从铁路局采购的退役SS3机车；动车组检修技术专业，实训室设备是仿真CHR2A动车组；铁道车辆技术专业，实训室设备是铁路局退役的25G客车以及城市轨道车辆应用技术，实训设备是即将购置的AS型地铁列车。因此，轨道桥设计应考虑其不同的技术结构参数，满足上述四种车型的停放及实训项目开展的需要，还需要满足远期相关设备进出库的要求。同时在设计上所选用的钢轨类型、基本尺寸和安装形式也应满足各种车型开展检查作业的诸多要求。此外，轨道桥的使用要满足以下条件：钢轨安装平稳不松动，减少维修工作量；减少动车运行时的振动和噪音；便于安装和调整轨距，控制轨距能力强；轨道与支柱绝缘良好，保证电网安全[1]。

4.1承载设计依据。在本校轨道交通多网融合实训基地设计过程中，考虑到需要与现有的实训场地相融、不破坏消防通道布局，满足学校的远期规划等因素最终确定建设地址，鉴于学校实训室目前的实训室设备有CHR2A动车组、SS3机车、25G客车、AS型地铁车辆等实训设备，四种不同类型实训设备均需在轨道桥上开展实训项目，因此按照总重最大的SS3机车作为承载设计标准，SS3机车总重是138T，轴重是23T，进出库速度设计在10km/h以下，根据相关行业标准，确定垂直载荷的取值。轨道桥根据多网融合实训基地的位置，确定设计长度为62.5m，以库内轨顶标高为±0m，为兼顾四种车型的停放，方便实训项目的开展，确定地面标高以动车组最高的标准-0.95m来设计，轨道桥端部与库外线路由整体道床连接，中部设检查地沟，检修人员站在地沟内可以方便学生实训项目的开展。

4.2横向载荷满足要求。不同车型停放在轨道桥上只进行专业检查训练，不考虑运行速度，不做蛇形运动，轮缘对轨枕的横向力很小，为保证安全运行，每根轨道支柱取最大横向力10kN进行计算和验证[1]。

4.3钢轨的选用规格。轨道桥所用的钢轨是采用现场通用的技术标准，结合多网融合实训基地的长度，选择使用12.5m 长，60kg/m 的标准钢轨，钢轨接头采用鱼尾板连接固定，根据铁路技术管理规程的规定，钢轨接头的预留应根据钢轨的长度、当地历史最高轨温和最低轨温，更换钢轨或者调整钢轨接头时的轨温经计算确定。由于轨道桥在室内，属于恒温状态，在安装、调试轨道时，预留的轨缝为6mm，这样可以减少钢轨的静态偏差。

4.4扣件的选用要求。随着我国铁路客运高速化、货运重载化的发展，货运列车的轴重和载重的增加会导致轨道结构及下部基础承受更大的作用力，进而会造成轨道部件的损坏及寿命降低，轨道结构及下部基础的性能良好及较好的稳定性是重载铁路长期安全运行的基础，而轨道结构几何状态的维持主要依靠扣件[5]。随着我校与铁路局校企合作、产教融合的不断深化，我校的专业实训项目围绕企业的发展来开发，因此选用30 t轴重重载铁路W J-12型扣件是为学校进行专业建设和对接企业标准的重要举措。W J-12型扣件设置有螺母、平垫圈、T形螺栓、W 4型弹条、轨距挡板、预埋铁座、绝缘轨距块、轨下垫板、轨下调高垫板、轨距挡板下调高垫板和钢筋混凝土支撑块等部件，以此满足相关专业实训项目的开展，培养学生的实践动手能力。扣件基本单元如图2所示。

4.5混凝土支柱设计。针对国内目前对混凝土结构轨道桥和钢结构轨道桥的应用情况，结合学校的实训特点，采用混凝土结构轨道桥。在设计过程中，要求将轨道桥地基挖到基岩，用C15混凝土浇筑100mm厚的垫层，在此基础上浇筑500mm厚的素水泥作为基础，轨道支柱设计尺寸400mm*400mm，在施工作业中，先进行钢筋安装绑扎，采用C30混凝土两次浇筑，第一次是土建浇筑，距检修坑顶部300mm 采用二次浇筑，用来预埋扣件螺栓，保证施轨道桥的施工质量。

4.6排水沟的设计。为满足学校25G客车检修实训作业的要求，根据《铁路客车车辆设备设计规范TB10029-2002》的规定，车辆段和整备线应设置检查沟，检查沟内应有良好的排水和低压照明设施，安全有效的排水措施不仅可以改善工作环境，还可以减少对周围环境和水体的影响，对环境保护起到很大作用[4]。沟槽采用轨道桥结构形式，两侧为钢筋混凝土桥墩，盖板为600*400*40的高分子材料，沟槽内底与轨道顶部的高差为1.3米。两条沟之间设置下沉式地面，地面与轨道顶部的高度差为0.85米，外面设置一条明沟，以保证地面冲洗水和污水的排放。

5.轨道桥应用

5.1现场的应用情况。目前轨道桥在大功率机车检修段、铁路客车检修段、动车段和地铁车辆段内都有使用，其中动车段和地铁车辆段中的应用最为广泛，通过采用架空钢轨的方式，提高检修的作业空间，方便检修作业人员对车辆底部或者机车走行部的检修作业，为列车检修提供良好的工作环境，确保作业人员的人身安全和提高作业的效率[3]。

5.2校内的应用。由于学校开设了铁道机车运用与维护专业、动车组检修技术专业、铁道车辆技术专业、城市轨道车辆应用技术专业等，轨道桥在设计时考虑了专业的共性问题，针对铁道机车运用与维护专业，可以利用轨道桥完成司机的整备作业，包括对走行部的检查和机车下部检查，同时可以满足相关的机车实训及铁路局的培训要求；针对动车组检修技术专业，可以根据动车段现场要求，开展动车组一二级修，以及相关的认知实训；针对铁道车辆技术专业，可在轨道桥上利用铁路25G客车，开展相关检修实训；针对城市轨道车辆应用技术，可以满足对车辆的走行部检查，1+X乘务考试，以及相关的实训教学，同时为适应铁路的发展，针对重载列车，可以开展部分重载设备实训项目，比如扣件，可以开展扣件的挡块及垫片的调整实训，根据调轨数据对扣件进行更换，拆除扣件螺丝，确保扣件更换能达到预期的目的。

6.结语

近年来随着轨道交通行业的快速发展，轨道桥在各检修车间越来越普及，在动车段、地铁车辆段、铁路客车段以及大功率机车检修段中的应用越来越广泛，技术也相对成熟，逐步替代了传统的壁式检查坑，提高了作业效率和生产安全。作为轨道类职业院校，应紧跟企业的步伐，适应企业的发展节奏，不能停留在传统的思维上止步不前。因此，通过对轨道桥的设计与施工，阐述了本校多网融合实训基地轨道桥的结构以及设计理念，以多网融合为出发点，将铁道机车运用与维护专业、动车组检修技术专业、城市轨道车辆应用技术专业以及铁道车辆技术专业有机融合起来，有助于提高学生的动手能力，将学校实训基地与企业生产车间有机结合，加深产教融合，促进校企协作，构建现代新型职业教育，培养一批优秀的综合技能人才。

引用出处

[1]慈金柱,刘国辉,吴钢,孙明武.动车检修基地轨道桥设计研究[J].铁道建筑,2013(02):20-22.

[2]冯凯.钢结构轨道桥在地铁车辆基地中的应用[J].智能城市,2021,7(01):126-127.

[3]迂军杰.轨道桥在地铁车辆基地的应用分析[J].智能城市,2021,7(22):151-152.

[4]雷辉,邓学军.浅析铁路整备、检修地沟的排水设计[J].黑龙江科技信息,2010(09):222+153.

[5]蔡世生,郄录朝,崔树坤,张欢,李子睿,刘炳彤,贺志文.重载铁路W J-12型扣件TPEE垫板结构优化设计[J].铁道建筑,2022,62(09):39-42.