无碴轨道(香港西部铁路无碴轨道结构及减振降噪措施)

香港西铁路；无碴轨道结构；浮置板；弹性支撑块；振动；噪声

1.概观

香港西铁路(简称西铁路)是九龙铁路公司于1998年10月建成的一条为西， 新界服务的铁路。北部大容量城市客运铁路系统是香港特区成立后的第一个跨世纪工程，将西，北部与市区连接起来。西铁路一期工程包括九个车站，从南部的南昌， 九龙开始。途经美孚，荃湾，西，锦上路，元朗，朗屏，天水围和兆康，最后到达屯门站。西铁路为双线铁路，全长30.5公里，其中高架线13.4公里，地铁14.7公里，面线路2.4公里，线路走向见如图1号线。西铁路修建了一个停车场和一个总部大楼，占地32.5 hm2。西铁路的设计是每小时向一个方向发送33列火车，每列火车被组织成9列火车，最终一个方向的总客流量达到每年9000万人次。西火车的设计最高时速为130公里，行驶速度为60公里。从屯门站到南昌站仅需30分钟。为了满足城市客运交通安全、环保和少维护的要求，香港西铁路采用了浮置板轨道结构和索尼威尔低振动轨道结构等新型轨道结构。与此同时，高架桥采取了各种措施来减少振动和噪音的传播。

2.西铁无砟轨道结构

2.1浮置板轨道结构

香港西铁路采用三种轨道结构：浮置板轨道结构(FST)，用于所有高架和隧道有特殊要求的地方，总长34公里；弹性轴承座轨道结构，在隧道，使用，总长27公里；道碴轨道结构，用于一般面线路地区，包括堆场。西铁路采用的浮置板轨道结构包括预制混凝土板和现浇混凝土板。根据浮置板轨道结构的具体用途，有多达38种尺寸。其中，高架桥直线段采用的浮板轨道结构是最典型的类型，如如图2所示。其标准尺寸为1170毫米2635毫米390毫米，板重为2.9吨。从图2可以看出，作为浮板的限位装置和脱轨复位平台，轨道结构两侧浇筑了宽度为400毫米的混凝土挡土墙。挡土墙的高度等于轨道表面的高度。挡土墙的内侧距离同一侧轨道的工作边缘700毫米。挡土墙内钢筋预留在浇注桥面上，预留长度为710 mm，考虑到挡土墙温度变化引起的膨胀和收缩，挡土墙分段浇筑。

每个浮板底部设置四个直径为255毫米、厚度为75毫米的圆形垂直弹性橡胶支座，垂直橡胶支座的刚度为5 ~ 5.5千牛/毫米。为保证垂直橡胶支座不发生横向和纵向移动，在每个轨道正下方的浮板底面预留四个直径为255毫米、深度为15毫米的凹槽，垂直橡胶支座正好嵌入凹槽中。每个浮板的左右两侧各设置一个长215毫米、宽205毫米、厚75毫米的横向弹性橡胶支座，横向橡胶支座的刚度为2.9 ~ 3.2千牛/毫米。横向橡胶支座安装在铁垫板上，铁垫板用螺栓固定在浮板的侧面。每个浮板的前后两端分别设有一个长300毫米、宽150毫米、厚75毫米的方形纵向弹性橡胶支座，纵向橡胶支座的刚度为1.8 ~ 2千牛顿/毫米.为保证纵向橡胶支座不水平和垂直移动，浮板端部留有12毫米深的凹槽，两板之间留有约50毫米的间隙。纵向橡胶轴承正好嵌在两块板的端部槽中。

由于西铁路和对环境的高要求，弹性科隆蛋紧固件安装在浮板上。扣件的竖向静刚度为1215kN/mm，横向静刚度为7.510kN/mm，在0600Hz范围内，最大动静刚度比为1.4。

在对，曲线段浮置板轨道结构中，必须在线路外侧设置超高，这可以通过增加外板厚度来实现。同时，线路外侧的混凝土挡土墙也必须抬高。为了简化浇注桥面预埋钢筋的长度，所有预埋钢筋均布置在710mm的高度，矩形环筋布置在加高的矮墙处。曲线段的内挡墙等于内轨面，外挡墙的高度由两条轨顶面的延长线决定。

对于对，站附近的线路，由于列车进出站时启动和制动产生的附加力，为了防止轨道结构在附加纵向力的作用下爬行，在西铁浮板轨道结构系统的平台和两侧设置了专用的纵向约束装置，纵向约束装置的最大间距为150m。在安装纵向约束装置的浮板两侧安装一个钢制轴承。两侧挡土墙断开，留有空隙。钢支座伸入挡土墙的预留缝隙中。为了确保挡土墙的连续性，在钢支座和挡土墙之间安装了橡胶支座。两个纵向橡胶支座分别安装在安装有纵向约束装置的浮板端部上，两个横向橡胶支座分别安装在相邻浮板的左右两侧。

2.2 索尼威尔低振动轨道结构(LVT)

香港西铁路隧道及相应站线采用索尼威尔低振动轨道结构(LVT)，全长27公里，其标准断面见如图5。弹性承力块轨道是一种在混凝土道床中嵌入用橡胶靴包裹的承力块的轨道结构。根据弹性轴承座轨道结构的具体用途，西铁采用了六种轴承座和橡胶靴。支撑块在工厂预制，橡胶靴也在工厂用专用机械安装在支撑块上。橡胶靴提供了轨道的纵向和横向弹性变形，使得轨道结构在承载、动力传递和振动能量吸收方面更接近于坚实基础上的砾石轨道，从而将轨道结构的振动和噪声降低到较低的程度。西铁弹性支撑的块式轨道结构的垂直弹性由轨道下和块下的双弹性橡胶垫提供

《香港噪音条例》是世界上最严格的噪音法规之一。它规定，距离西铁路轨道中心线25米处的等效声级Leq30不应超过55db (a)，单列车通过时的瞬时值不应超过64db (a)。为了满足上述要求，KCRC组织了一个由环境工程师、结构工程师、轨道工程师和声学科学家组成的研究小组，共同设计了香港， 西，高架铁路采用的减振降噪措施，如如图6所示。具体措施如下：(1)列车配有吸音内衬和防噪音裙；在高架桥；两侧安装声屏障，采用减振降噪效果最好的轨道结构——浮板轨道；采用高弹性减振扣件—— 科隆鸡蛋扣件；在轨道旁修建挡土墙，成为第一堵隔声墙；人行道和下方的吸声装置成为第二面隔声墙。由于上述措施，西铁路已成为世界上最安静的轨道交通线路之一。根据现场测试，当一列列车通过时，瞬时噪声值为61 dB (A)，低于香港对西铁路的规定值

4.启迪

近年来，对， 香港，对居住环境的质量要求越来越高，香港西铁路的建设也顺应了这一趋势。在西铁路的设计和建设中，采用了一系列世界上最先进的技术来降低噪声和振动对对人民生活的影响，如采用了浮置板轨道、索尼威尔低振动轨道等新型轨道结构，并在包括车轮在内的车体上安装了隔声裙，满足了安全、环保、少维护的要求，体现了城市轨道交通的发展方向。西铁路不仅体现了环境保护在防止噪声和振动方面的要求，而且避免了对对自然环境的破坏，特别是西铁路将建设一个占地12hm2的湿地，供珍稀鸟类、青蛙等生物栖息。

由于西铁路项目合同金额巨大、技术复杂、施工难度大，为降低成本、降低或化解施工风险，香港西铁路项目招标模式采用多家公司联合体参与资格预审和投标。这种方式解决了香港西铁路工程中仅靠某承包商的经验或资质无法满足规范和业主要求的矛盾。因此，以联合体形式参与项目资金评审和投标已成为西铁路项目招标的一大特色，这一特色也为今后mainland China类似项目的建设提供了借鉴。

目前，中国许多城市都在建设城市轨道交通，或计划建设城市轨道交通。进入，轨道交通已进入快速发展阶段，如何解决运营轨道交通带来的噪音、振动等负面影响迫在眉睫。香港-西铁路建设中的环保措施变得非常有价值，值得内地轨道交通部门学习。