城市轨道交通创新技术推广项目简介
城市轨道交通创新技术推广项目的推出起源于2006年7月19日住建部“城市轨道交通关键技术研讨会”会议纪要（建会（2006）8号），会议提出要总结我国城市轨道交通发展的成功经验，推广已取得成效的创新技术及先进工艺工法。
中国土木工程学会轨道交通分会自2006年起每年开展创新推广技术征集，并进行评选。截止目前，共发布178项城市轨道交通创新推广技术及项目。
本次从2021年2月份开始征集，共收到59项，经专家评审，共评出了“轨道交通数字勘察关键技术的研究及应用”等20项技术类项目和“青岛市地铁8号线工程北段”等8项工程类项目为城市轨道交通技术创新推广项目，在全国轨道交通建设中予以推广。其中 8项工程类技术创新项目同时作为詹天佑奖轨道交通类申报入库项目。
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轨道交通道岔整铸式滑床板的研究及应用
完成单位：
北京城建设计发展集团股份有限公司
青岛地铁集团有限公司运营分公司
浙江贝尔轨道装备有限公司
北京交通大学
杭州市地铁集团有限责任公司
南宁轨道交通集团有限责任公司
主要完成人：
陈 鹏、张宏亮、李世伟、迟胜超、辛 涛、张震远、刘 薇、王 敏、段玉振、方 津、房 斌、吕文昊、陈建伟、王朋松、费维周
主要技术特点描述
1.1国内外技术发展现状
1.1.1当前使用的道岔滑床板类型
道岔是一种能使机车、车辆从一条股道转入另一股道的轨道交通线路连接设备，是铁路轨道中的不可或缺的重要组成部分。道岔零部件众多、受力复杂、结构薄弱，尤其是转换频繁的道岔转辙器部分，列车通过时引起的轮轨间强烈的冲击及振动，会加剧车轮与尖轨、尖轨与滑床板之间的动力作用，不仅恶化了道岔的工作条件，造成道岔部分零部件使用寿命的降低，还增加了道岔养护维修工作量。
轨道交通用道岔滑床板采用焊接式结构，滑床台与底板之间通过焊接连接。
1.1.2道岔滑床板的作用及技术缺陷
道岔转辙器部位的滑床板起到了支撑尖轨、防止基本轨翻转、与基础（轨枕或道床）连接等功能，直接承受来自钢轨的荷载作用，且滑床台压舌部位承受了较大的钢轨作用力，易发生压舌断裂、台板与底板脱焊、转换失效等问题，是轨道交通道岔区的主要病害。目前，道岔滑床板在我国多条轨道交通运营线路上发生了不同程度的病害，对行车安全产生了一定影响，受到了行业内的普遍关注。
焊接式滑床板中，滑床台与底板之间通过三面围焊实现连接，生产制造中对焊接质量控制要求较高，且缺乏相应的力学性能检测手段，焊接部位易出现薄弱环节，引起滑床板病害。
1.1.3研究目的
本研究的主要目的在于研发一种轨道交通道岔整铸式滑床板，从材质、结构设计等方面提高滑床板的强度和使用寿命，减少道岔区病害。同时，针对道岔滑床板的力学性能，研究并设计出其力学特性的检测方法，以评估道岔滑床板的出厂生产质量，填补相关领域的空白。
1.2关键技术内容及技术路线
1.2.1关键技术内容
①整铸式滑床板材质及结构优化研究；
②滑床板理论分析模型的建立；
③滑床板力学特性试验设备的研究；
④室内试验方法（极限破坏试验）的研究；
⑤工艺制造过程研究。
1.2.2技术路线
①调研国内轨道交通滑床板病害，对各类病害产生的原因进行分析；
②整铸式滑床板材质研究；
③整铸式滑床板结构优化设计；
④整铸式滑床板理论分析模型的建立及受力分析；
⑤整铸式滑床板制造工艺方法研究；
⑥整铸式滑床板力学特性试验方法研究；
⑦厂内试制及样品检验；
⑧工程应用及效益评估。
1.3在环保、节能、创新方面的指标
①采用整体铸造工艺，消除了焊接烟尘对大气的污染及对工作人员的影响；
②材料强度比传统道岔滑床板提高15%以上；
③相比于传统道岔滑床板，滑床台压舌部位抗弯强度提高30%以上，滑床台与底板的连接强度提高30%以上；
④申请专利1项、发表论文1篇。
1.4主要技术特点和创新点
①与既有道岔滑床板可直接通用互换，无需大幅改造；
②滑床板力学性能优良，大幅降低了病害率；
③研发了滑床板力学特性检测设备及方法，提高了滑床板出厂质量，填补了检测领域的空白。
其他：滑床板其余配套零部件如螺旋道钉、板下垫板、轨距垫、弹条、套管等与普通焊接式滑床板完全一致，方便设计、采购、施工及维修更换。
1.5技术成果评价、取得专利、是否
编制技术规范标准等情况说明
轨道交通整铸式滑床板技术率先在青岛地铁应用，并已经过青岛地铁集团组织的权威专家鉴定，顺利完成验收。主要意见如下：
（1）整铸式滑床板消除了因焊接工艺导致的滑床板开焊及断裂等病害问题，提高了滑床板的整体强度，总体性能优于传统焊接式滑床板。
（2）整铸式滑床板具备在青岛地铁推广应用的条件。
本技术已申请发明专利一项（实质审查阶段）。
成果应用情况说明
2.1使用效果评价
青岛地铁3号线于2019年12月上线铺设整铸式滑床板，截至项目结束（2020年11月），在经历了10个多月、通过总重约12Mt的在线应用后，道岔几何状态、整铸滑床板各项几何尺寸均处于良好的工作状态，无滑床板病害发生，满足相关技术指标要求、达到了预期效果，充分验证了整铸滑床板优异的性能。经专家评审，本技术得到了业内专家的高度认可，专家一致认为：整铸式滑床板消除了因焊接工艺导致的滑床板开裂及断裂等病害问题，提高了滑床板的整体强度，总体性能优于传统焊接式滑床板。
截至目前（2021年6月），整铸式滑床板依然应用良好。
2.2市场需求分析
2.2.1既有线改造市场需求分析
截至2020年12月31日，全国（不含港澳台）共有44个城市开通运营城市轨道交通线路233条，运营里程7545.5公里。随着线路通过总重的不断增加，线路病害必将因为构件逐渐达到使用寿命而频繁发生。道岔作为轨道中的“三大薄弱环节”之首，易发生各种病害。目前，国内青岛、广州、长沙、合肥、重庆、西安等多个城市的地铁道岔均出现滑床板病害。
按传统经验，以每30km、50组道岔粗略统计，已运营线路道岔组数约12500余组，按既有线改造量为道岔总量的20%进行测算，即假定有20%的道岔存在需要更换为整铸式滑床板的需求，则共计约2500组道岔需要进行改造，按每组道岔20块滑床板计算，既有线改造采用整铸式滑床板的预期经济效益将达到6250万元。
2.2.2新建轨道交通项目市场需求分析
根据中国城市轨道交通协会“十四五”规划纲要：“十四五”期间我国城市轨道交通运营里程数将新增3000km。参照上述测算标准，新建项目若均采用整铸式滑床板，将带来约1.25亿元的市场需求。
此外，在传统的城市轨道交通运营里程逐渐趋于饱和的情况下，市域、城际铁路的大力发展也纳入了国家规划之中。“十四五”期间，仅三大区域（京津冀、长三角和粤港澳大湾区）计划新开工城际和市域（郊）铁路将达到1万公里左右，整铸式滑床板存在巨大的潜在市场需求。
以上分析可以看出，整铸式滑床板作为一种相比焊接滑床板具有显著优势的新技术，在既有线改造、新建项目中均有非常广阔的市场应用前景。
2.3与同类产品或技术的竞争力分析，成果产业化
前景分析与国内同类产品相比具有如下技术优势：
国内道岔滑床板一般采用焊接式结构，整体性差，焊接部位薄弱，易发生病害。整铸式滑床板力学性能优良，可大大提高滑床板的整体性及可靠性，有效减少滑床板病害的发生，且整铸式道岔滑床板与一般道岔滑床板可直接通用互换，生产过程污染小，因此具有较明显的技术优势及竞争力。
根据市场需求分析，整铸式滑床板技术需求量巨大，具有极佳的产业化前景。目前本项技术在青岛首次应用后，南京、重庆、杭州、西安等多个城市的新线或既有线改造项目中均采用了此项新技术，得到了业主单位的广泛认可。
经济效益和社会效益评价
3.1经济效益
单个整铸式滑床板比传统焊接式滑床板造价高约25%，以地铁常用的9号道岔为例，一组道岔采用整铸式滑床板后，造价高约5000元。但是，通过对整铸式滑床板的铺设、力学检测、理论分析推测，整铸式滑床板的使用寿命预估可达到25年以上，而疲劳分析的结论则远大于此年限。而传统的焊接式滑床板一般寿命在2.5年左右。以10年为周期测算（不考虑折现率），单组道岔若采用整铸式滑床板，仅材料费用则可节省4万余元，以双线30km线路、50组道岔为例，一条线则可节省200余万，具有良好的经济效益。
目前整铸式滑床板技术已在10余个城市推广应用，共计约1800余块滑床板更换为本项技术的整铸式滑床板。累计合同额共计约230万元。
结合市场需求分析，既有线改造预期经济效益将达到6250万元，新建城市轨道交通项目预期经济效益将达到1.25亿元，市域（郊）铁路也存在巨大的预期经济效益。
可见，整铸式滑床板技术的经济效益巨大。
3.2社会效益
整铸式滑床板力学性能优良，解决了滑床台与底板脱焊、滑床台或底板断裂以及滑床台压舌断裂等一系列滑床板病害，耐久性及使用寿命得到了显著提升，减少了道岔区的养护维修工作量及维修成本。同时，整铸式滑床板制造工艺取代了焊接工艺，生产过程污染小，符合绿色发展理念，具有良好的社会效益。
（消息由城市轨道交通网CCRM综合整合，文章来源于中国土木工程学会轨道交通分会，涉及版权请联系删除，如有转载请标明出处）
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