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技術專區

軌道工程

2024-10-25 501

軌道構造是軌道運輸系統的重要組成部份，其主要功能為導引車輛行駛於固定路徑、承受車輛載重並傳遞至土建構造。主要由鋼軌、扣件及道床組成，扣件包括扣夾、基鈑、鋼軌墊片、錨定組件等，道床包括軌枕、道碴、混凝土道床等。台灣高速鐵路軌道工程正線從南港至左營約350公里，全線採雙線配置並採連續長焊鋼軌方式(CWR)施築，正線高速路段線形設計速度為350km/h，曲線最小半徑5500公尺。正線之軌道型式可分為五種，主要是以日本版式軌道(J-Slab)為主，車站區及道岔段則採用雷達(Rheda) 軌道，另於南港至板橋的隧道段，為減少噪音與振動採用低振動軌道LVT(Low Vibration Track)，在左營車站地面段為道碴軌道以及臺北車站段採埋入式(Embedded)軌道，另在基地(機廠)之軌道結構型式為道碴軌道。

浮動式道床軌道（Floating Slab Track 簡稱 FST）

浮動式道床軌道係在混凝土道床下鋪設安裝彈性材料，藉此降低列車之振動傳遞至土建結構上，達到減振之效果。機場捷運之浮動式道床軌道使用之減振材料包括有橡膠類之「單一支承墊」、「帶狀支承墊」和金屬類之「鋼質彈簧」支承等三種。

「單一支承墊」浮動式道床之橡膠彈性材裝設在混凝土道床與橋面版或隧道底版之間，使混凝土道床版呈現彈性隔離狀態，其施工係先完成混凝土道床(預留隔離層)，再將道床頂升後，將單一支承墊由軌床兩側逐一置入安裝定位，再將頂昇設備移除。此外另有使用橡膠墊剪裁成適當大小之「帶狀支承墊」(條狀)，施工順序與「單一支承墊」類似，藉由橡膠的彈性變形作為振動隔離。

「鋼質彈簧」浮動式道床之減振設施包括外筒及內筒，外筒於道床施築時即與道床結合成一體，之後將內筒及調整墊片置入外筒中，再以千斤頂將內筒壓縮並將調整墊片旋轉定位。內筒中的彈簧係介於軌床與高架橋面版(或隧道仰拱)間，提供減振所需之彈性勁度。

施作實例：

道床版頂升放置單一支承墊/機場捷運軌道標

單一支承墊浮動式道床軌道鋪設完成/機場捷運軌道標

帶狀支承墊與道床版相對位置/機場捷運軌道標

帶狀支承墊浮動式道床軌道鋪設完成/機場捷運軌道標

鋼質彈簧浮動式道床軌道施工/機場捷運軌道標

鋼質彈簧浮動式道床軌道鋪設完成/機場捷運軌道標

日本版式(J-Slab)軌道

版式軌道約佔總路線長度之86.6%，約為299公里。台灣高鐵採用框式版式軌道(詳附圖)，其主要構造由上而下分別為鋼軌、日本直8R型扣件系統、預鑄混凝土軌道版、CA砂漿、路盤混凝土與防動塊等單元組成；此種軌道構造之特點是以預鑄混凝土軌道版與CA砂漿，代替傳統道碴軌道之軌枕與道碴功能。

日本版式軌道調整軌道版之位置/台灣高鐵軌道標

日本版式軌道舖設完成/台灣高鐵軌道標

雷達(Rheda)軌道

Rheda軌道係由兩個預鑄混凝土枕塊以桁架連接，鋼軌固定於枕塊形成軌框，枕塊間的桁架與軌道混凝土之鋼筋綁紮一起，經由混凝土澆注結合成一體。Rheda軌道主要組件包括JIS60鋼軌、扣件(Vossloh 300型)、Rheda軌枕、道床混凝土(Slab Concrete)、彈性膜(Elastomeric Foil)、剪力榫(Cam Plate)與橡膠墊片(Elastomeric Bearing)、以及保護層(Protection Layer)。高鐵之Rheda軌道系統，大都使用於車站站區內軌道、正線道岔區間及部分基地連接線。

Rheda軌道軌框支撐/台灣高鐵軌道標

Rheda軌道施工完成/台灣高鐵軌道標

低振動LVT軌道

高鐵於大台北都會區低速隧道路段，除道岔及台北車站站區外採用LVT軌道系統，由兩個混凝土枕塊所組成，每個混凝土枕塊下方置有彈性墊片，及以橡膠靴包覆之混凝土枕塊，固定於長銲鋼軌下方，一併澆置道床混凝土，使混凝土枕塊固著於道床混凝土中。整個LVT軌道構件包括：JIS60鋼軌、Ｖossloh W14扣件、混凝土枕塊、彈性橡膠墊、橡膠靴及軌道混凝土(如下圖)。

LVT軌道軌框組立/台灣高鐵軌道標

LVT軌道鋪設完成/台灣高鐵軌道標

道碴軌道(Ballast track)

高速鐵路臨近左營基地之高架橋終點（里程343K+103至左營站尾端止（里程約346K+300），約有3.2公里長為道碴軌道，另六家、烏日、左營基地與燕巢總機廠之廠房外軌道亦採用道碴軌道。道碴軌道之主要構造由下而上分別由路基、道碴基層(Prepared Subgrade Layer)、道碴次層(Subballast Layer)、道碴層(Ballast Layer)、軌枕(Sleeper)、鋼軌墊片(Rail Pad)、扣件及鋼軌等構件所組成。

道碴軌道軌框組立/台灣高鐵軌道標

道碴軌道鋪設完成/台灣高鐵軌道標

埋入式Embedded軌道

埋入式軌道係使用荷蘭Edilon公司發展之連續支撐軌道型式，將鋼軌埋入具有彈性之填充材料(Edilon Corkelast VA-60)中，以填充材料包覆固定鋼軌，並於鋼軌下方舖設條狀橡膠彈性墊，而此種軌道型式於高鐵正線軌道中，僅用於高鐵台北站地下月台區之四個股道總長1832公尺之路段，另於各基地廠房區亦局部使用本軌道型式。埋入式軌道主要組件包括JIS 60鋼軌、填充材料、條狀橡膠彈性墊及道床混凝土等。

埋入式軌道之鋼筋及軌槽配置/台灣高鐵軌道標

埋入式軌道鋪設完成/台灣高鐵軌道標

彈性PC軌枕防振直結無道碴軌道

施工步驟概要為：軌道中心放樣、軌道材料進場、軌枕佈放、彈性墊鈑安裝、鋼軌基鈑安裝、鋼軌扣件安裝、道床鋼筋綁紮、調整軌距、水平、高低、方向、上層及軌枕兩端鋼筋綁紮、模板組立、混凝土澆置、養生拆模等。

高雄計畫永久軌

連續長焊鋼軌

出廠之定尺鋼軌長度為25公尺(依原出廠標準長度)，運送至工地後採用電阻火花對焊(flash-butt welding)焊接成約125~200公尺之焊接鋼軌，並於現場施工鋪設完後，再以移動式電阻火花焊接之方式將焊接鋼軌間之軌縫及焊接鋼軌與道岔間之軌縫予以焊接，形成無接縫之連續長焊鋼軌。另特殊情況，例如緊急搶修、抽換長焊鋼軌、避免拉扯移動道岔或鋼軌等，部分採用熱劑焊接(鋁熱焊)之方式。