鐵路線路基礎(chǔ)知識(shí)

1、鐵路線路基礎(chǔ)知識(shí)一、軌枕軌枕的功能與類型1、軌枕的功能1. 承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床2. 有效地保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向。2、對(duì)軌枕的要求1. 具有必要的堅(jiān)固性、彈性和耐久性，并能便于固定鋼 軌2. 具有抵抗縱向和橫向位移的能力3、軌枕分類1. 按構(gòu)造及鋪設(shè)方法分： 橫向軌枕； 縱向軌枕； 短枕等2. 按材質(zhì)分：木枕；混凝土枕；鋼枕。3. 按使用部位分：普通枕；橋枕；岔枕等。4. 按結(jié)構(gòu)形式分：整體式；組合式；半枕；寬軌枕等。4、木枕：優(yōu)點(diǎn)1. 易加工、運(yùn)輸、鋪設(shè)、養(yǎng)護(hù)維修a 彈性好，可緩沖列車的動(dòng)力沖擊作用b 與鋼軌聯(lián)結(jié)較簡單c 良好的絕緣性2. 缺點(diǎn)a 消耗大

2、量優(yōu)質(zhì)木材，價(jià)格較高b 易腐蝕、磨損，使用壽命短c 強(qiáng)度、彈性不均混凝土枕：a 優(yōu)點(diǎn)b 縱、橫向阻力較大c 剛度大，軌底撓度較平順，動(dòng)力坡度小d 高彈性墊層保證軌道彈性均勻e 使用壽命長，降低養(yǎng)修費(fèi)用f 節(jié)約木材h缺點(diǎn)：不平順處，軌道附加動(dòng)力增大， 對(duì)軌下部件的彈 性要求更高混凝土枕：分類II型：包括弦15B、弦61A、弦65B、69型、79型、S-1 型和 J-1 型III型：包括S-2型、J-2型、YU -F型、TKG-D型等IIII 型：新研制的與 75kg/m 鋼軌配套的混凝土枕I型、型、川型。（強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)）I型、型長度 2.5m,川型2.6m （有檔肩、無檔肩兩 種）III 型混凝

3、土枕的特點(diǎn)：l 結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)化了軌道結(jié)構(gòu)l 增大了軌下和中間截面的設(shè)計(jì)承載力l 采用無螺栓扣件，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量混凝土枕的鋪設(shè)數(shù)量及布置軌枕間距 , 每公里軌枕根數(shù) . 軌枕間距如何取合理呢？ （道床, 鋼軌, 線路設(shè)備條件 ,行車速度 , 運(yùn)量）思考：軌枕密一些，道床、路基面、鋼軌以及軌枕本身 受力都可小一些。同時(shí)，使軌距、方向易于保持，對(duì)行車速 度高的地段尤為重要。太密則不經(jīng)濟(jì)，而且凈距過小，也會(huì)影響搗固質(zhì)量（川型軌枕枕間距0.6m，客運(yùn)專線無碴軌道 0.6250.650m ）混凝土枕的鋪設(shè)數(shù)量及布置：l 下列地段應(yīng)增加軌枕的鋪設(shè)數(shù)量：1. 半徑RW 800m的曲線地段（含兩端緩和曲線）

4、；2. 坡度大于12%。的下坡地段；3. 長度等于或大于300m且鋪設(shè)木枕的隧道內(nèi)。l 軌道加強(qiáng)地段每千米增加的軌枕數(shù)量和最多鋪設(shè)根數(shù) 應(yīng)符合表 2-15 。二、聯(lián)結(jié)部件接頭聯(lián)結(jié)部件鋼軌接頭：軌道上鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓連接。接頭處輪軌動(dòng)力作用大，養(yǎng)護(hù)維修工作量大，是軌道結(jié)構(gòu)的 薄弱環(huán)節(jié)之一。l 形式： 接頭的聯(lián)結(jié)形式按其相對(duì)于軌枕位置，可分為懸空式和 承墊式兩種。按兩股鋼軌接頭相互位置來分，可分為相對(duì)式和相錯(cuò)式 兩種。l 我國一般采用相對(duì)懸空式， 即兩股鋼軌接頭左右對(duì)齊， 同時(shí)位于兩接頭軌枕間。按其性能又可分為普通接頭、異形接頭、絕緣接頭、焊 接接頭、導(dǎo)電接頭、伸縮接頭、凍結(jié)接頭、以及安

5、全保護(hù)裝 置等。 另有過橋魚尾板（石家莊鐵路分局）、代替鼓包的新夾板?？奂 作用： 保持鋼軌在軌枕等軌下基礎(chǔ)上的正確位置及鋼軌與軌 枕的可靠聯(lián)結(jié)，阻止鋼軌的縱橫向移動(dòng)，為軌道結(jié)構(gòu)提供一 定的彈性，減輕振動(dòng)，延緩軌道殘余變形累積。l 分類：（ 1）按扣壓件區(qū)分：剛性和彈性之分；（ 2）按承軌槽區(qū)分：有擋肩和無擋肩之分；（ 3）按軌枕區(qū)分：有木枕扣件和混凝土枕扣件之分；（ 4）按軌枕、墊板及扣壓件的聯(lián)結(jié)方式區(qū)分：不分開式和分開式之分；軌道結(jié)構(gòu)對(duì)扣件的一般要求： 保持軌距能力強(qiáng) 具有足夠的防爬阻力 較高的彈性，減少振動(dòng) 零部件精度高、可靠性好 較大的調(diào)高能力和調(diào)距能力 結(jié)構(gòu)簡單，少維修，長壽命 良

6、好的電絕緣性能和適應(yīng)氣候性能 混凝土扣件我國常用的幾種混凝土枕扣件：l彈性I型扣件（由 3形彈條、螺旋道釘、軌距擋板、擋板座及彈性橡膠墊板等組成）I彈性口型扣件（有螺栓，需靠扭力扳手上緊） ： W型宀1型：材質(zhì)差些，V0咼出不多（最早德國） H型材質(zhì)好些，兩端高出較多。I彈性川型扣件（由彈條、預(yù)埋鐵座，絕緣軌距塊和橡 膠墊板組成）彈條 III 型扣件特點(diǎn)I 最早英國，潘得爾扣件I 扣壓力大、彈性好，取消了混凝土枕檔肩，保持軌距的能力很強(qiáng)l 取消了螺栓連接的方式，大大減少了扣件的養(yǎng)護(hù)維修 量扣件的使用條件：l 正線軌道使用的扣件應(yīng)符合表 2-19 的規(guī)定；l 站線混凝土枕軌道宜采用彈性扣件，木枕

7、軌道宜采用 分開式扣件；l 扣件的初始扣壓力及彈程應(yīng)符合表 2-20 的規(guī)定；l 鋪設(shè)混凝土寬枕或無砟道床的軌道，可采用調(diào)高量較 大的彈性扣件; 鋪設(shè)無縫線路的特大、大橋可采用小阻力扣件；l 混凝土枕軌道的軌下橡膠墊板應(yīng)與扣件配套使用。 我國有砟軌道扣板式扣件我國無砟軌道扣件p 秦嶺隧道整體道床用彈性扣件pWJ-1 型扣件pWJ-2 型扣件p 彈條 I 、II 型彈性分開式扣件 WJ-3 型扣件p 彈條 III 型彈性分開式扣件 WJ-4 型扣件 城軌交通軌道扣件DT型系列扣件，科隆蛋扣件，先鋒扣件系統(tǒng)。世界各國有砟軌道扣件系統(tǒng)概況 各國鐵路針對(duì)具體的運(yùn)營條件與線路條件，采用不同的 扣件型式。

8、以下主要介紹日本、德國、英國、法國等國家高速鐵路所采用的扣件系統(tǒng)。p 日本 102 型扣件p英國PANDRO扣件e系列FAST扣件p德國VOSSLOH口件W14型p法國NABLA扣件國外無砟軌道扣件由于無碴軌道對(duì)扣件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特殊要求，各國鐵路針對(duì)具體的運(yùn)營條件與線路條件，采用不同的扣件型式。 p荷蘭無碴軌道扣件 DEp 日本無碴軌道扣件直結(jié) 4 型直結(jié) 5 型直結(jié) 7 型直結(jié) 8 型直結(jié) 8k 型p德國VOSSLO無碴軌道扣件336 型 300 型 DFF300型 DFF14型p德國RST無碴軌道扣件p英國PANDRO無碴軌道扣件 FAST型 SFC型p前蘇聯(lián)無碴軌道扣件 K E型橋上板式軌

9、道扣件三、道床（有砟）有砟軌道道床的功能l 承受來自軌枕的壓力并均勻地傳遞到路基面上，使之不超過路基面的容許應(yīng)力；l 提供軌道的縱橫向阻力，保持軌道的穩(wěn)定；l 提供軌道彈性，減緩和吸收輪軌的沖擊和振動(dòng)；l 提供良好的排水性能，以提高路基的承載能力及減少 基床病害；l 便于軌道養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)，校正線路的平縱斷面。 法、日等仍然采用散體道床結(jié)構(gòu)。道砟材料及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)l 材質(zhì)：碎石、天然級(jí)配卵石、篩選卵石、粗砂、中砂 及熔爐礦砟等；l 分級(jí)：一級(jí)、二級(jí)，京滬特級(jí)；l 級(jí)配l粒徑：2570mm一般），粒徑越小，強(qiáng)度、排水差；l 接觸面積大，吸收動(dòng)能能力強(qiáng)I高速鐵路：2550mm 思考：為什么？l 形狀：正

10、方形最好，長方形次之，片狀最差。 碎石道床碎石道床斷面包括道床厚度、頂面寬度及邊坡坡度 道床幾何尺寸l 厚度：3050cm,曲線上應(yīng)量測里股（外側(cè)有堆高）。秦沈線一般30cm,路基面有級(jí)配碎石。膠新線有的鋪有底碴 （沙石） 部分地段道碴厚度不足。 非滲水土路基的道床厚度不小于 30cm。巖石、滲水土路基的道碴厚度不小于 35cm。l 肩寬： 一般 25 30cm無縫線路45cm （堆高15cm,增大阻力，穩(wěn)定。）l 坡度： 1:1.5 或 1:1.75瀝青道床l 瀝青道床是用瀝青或其他聚合材料將散粒道碴固化成 整體或用瀝青混凝土代替碎石道床的一種新型軌下基礎(chǔ)。其 主要特點(diǎn)：道床下沉量和永久變形

11、的積累比碎石道床小得多；道床穩(wěn)定性好、支承均勻、縱、橫向位移阻力大，軌道 幾何形位易于保持；具有較好的彈性，可減緩機(jī)車車輛的動(dòng)力沖擊作用，道 床壓力和振動(dòng)明顯降低；可大大減少維修工作量，達(dá)到“少維修”的目的。l 瀝青道床按其使用材料和施工方法，可分為鋪裝式瀝 青道床和填充式瀝青道床兩類。碎橡膠道床石棉道床與碎石道床相比，石棉道床具有以下優(yōu)點(diǎn)： 極大的防臟能力； 可靠地保持線路的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量和費(fèi)用； 縱、橫向阻力大，保持線路穩(wěn)定，減少線路爬行，防 止無縫線路脹軌跑道； 成本低。無砟軌道 （ 整體道床 ） 概念也稱無砟軌道，是一種在堅(jiān)實(shí)基底上直接澆筑混凝 土以取代傳統(tǒng)道碴層的軌下基

12、礎(chǔ)。l 應(yīng)用于l 鐵路隧道l 無砟橋梁上l 有特殊需要、基礎(chǔ)又經(jīng)過適當(dāng)處理的土質(zhì)路基上l 常見類型l 板式軌道、雙塊式軌道、長枕埋入式軌道、彈性支承 軌道等結(jié)構(gòu)型式。優(yōu)點(diǎn)：l 整體性強(qiáng)，軌道幾何形位易于保持，穩(wěn)定性好；l 軌道變形很小，發(fā)展較慢，有利于鋪設(shè)無縫線路及高 速行車；l 減少養(yǎng)護(hù)維修工作量，改善勞動(dòng)工作條件l 減少隧道的開挖面積，增加隧道或橋梁凈空（減輕重 量）l 外觀整潔美觀，堅(jiān)固耐久。l 缺點(diǎn)：l 整體道床工程投資費(fèi)用高l 要求較高的施工精度和特殊的施工方法l 對(duì)扣件和墊層也有特殊要求l 在運(yùn)營過程中，一旦出現(xiàn)病害，整治非常困難l 振動(dòng)噪聲大。整體道床高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)選型原則

13、：施工性維護(hù)性動(dòng)力性適應(yīng)性經(jīng)濟(jì)性我國高速鐵路無砟軌道的應(yīng)用秦沈客運(yùn)專線雙何特大橋上板式無砟軌道 , 秦沈線沙河 橋長枕式無砟軌道 , 遂渝線鋪設(shè)的板式無砟軌道 , 遂渝線鋪 設(shè)的雙塊式無砟軌道 , 遂渝線鋪設(shè)的橋上縱連板式無砟軌道 遂渝線鋪設(shè)的岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道 , 武廣客運(yùn)專線綜合 試驗(yàn)段路橋過渡段上無砟軌道 , 武廣客運(yùn)專線綜合試驗(yàn)段路 塹區(qū)無砟軌道四、線路防爬及曲線加強(qiáng)一軌距桿主要用于設(shè)軌道電路的小半徑曲線用以保持軌距二軌撐三防爬設(shè)備l 線路爬行l(wèi) 原因l 列車運(yùn)行時(shí)縱向的作用l 危害l 軌縫不均，軌枕歪斜l 對(duì)軌道造成極大破壞，危及行車安全l 防爬措施l 安裝防爬器和防爬撐四護(hù)軌軌

14、道過渡段第二節(jié)過渡段產(chǎn)生原因l 混凝土整體道床軌道與普通軌道銜接處軌道彈性不同l 影響行車平穩(wěn)、旅客舒適l 過渡形式l 短木枕過渡段（如大連現(xiàn)代有軌電車）l 采用道砟（或級(jí)配碎石）及砟下混凝土基礎(chǔ)厚度漸變的形式（如秦沈線、上海地鐵一號(hào)線等）l 道床厚度漸變方式（如南京地鐵）l 采用混凝土寬軌枕瀝青道床進(jìn)行過渡等等l 支承塊式：塊下剛度改變來調(diào)整。 客運(yùn)專線無砟軌道過渡段設(shè)計(jì) 1設(shè)計(jì)原則（1）下部結(jié)構(gòu)的過渡段應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)過渡段錯(cuò)開鋪設(shè)， 錯(cuò)開的間距根據(jù)運(yùn)行速度和結(jié)構(gòu)形式確定。（2）不同軌道結(jié)構(gòu)間的過渡段區(qū)域不得有工地焊接接 頭, 并應(yīng)盡量避免廠焊（或基地焊）接頭。（3）無砟軌道和有砟軌道間過渡段

15、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn) 剛度分級(jí)過渡，保證縱向偏差降到最低程度。（ 4）過渡段不同結(jié)構(gòu)物間的預(yù)測差異沉降不應(yīng)大于5mm，預(yù)測沉降引起沿線路方向的折角不應(yīng)大于 1/1000 。2工程措施（1）自不同軌道結(jié)構(gòu)分界點(diǎn)開始，水硬性支承層向有砟軌道延伸10m,同時(shí)滿足有砟軌道道砟厚度的要求。（2）與有砟軌道相鄰的最后一塊縱連軌道板下部設(shè)置 厚度為 30cm 的 C40 級(jí)混凝土底座代替混凝土支承層,軌道 板與底座間設(shè)置 16 根錨栓連接。（3）過渡段范圍設(shè)置 60kg/m 的輔助軌及配套扣件,輔 助軌長度為25（無砟軌道范圍約 5m有砟軌道范圍約20m 輔助軌與基本軌中心距為 520mm。（4）自軌道結(jié)構(gòu)分界

16、點(diǎn)開始向有砟軌道約45m范圍內(nèi)，采用道砟膠分別按全部（枕下道砟、砟肩、軌枕盒） 、部分（枕下道砟、砟肩）及局部（枕下道砟）方式粘結(jié)道床。（ 5）自不同軌道結(jié)構(gòu)分界點(diǎn)向有砟軌道列車運(yùn)行0.5s距離內(nèi)，分別采用 27kN/mm 40kN/mm 55kN/mm的 Vossloh 扣件系統(tǒng)進(jìn)行三級(jí)過渡。五、城軌無砟軌道結(jié)構(gòu) 城市軌道交通中常見無砟軌道結(jié)構(gòu)形式 u 整體道床式軌道 u 直線電機(jī)軌道 u 彈性支撐塊式軌道 u 梯形軌枕軌道 u 鋼彈簧浮置板軌道 其中后幾種主要用于減振降噪要求較高的地段。 整體道床無砟軌道l 特點(diǎn)l 設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟l 結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，現(xiàn)場施工作業(yè)靈活l 在地鐵中得到

17、廣泛的應(yīng)用l 應(yīng)用l 地下線（隧道）大量采用短枕式整體道床l 高架線（橋上）大量采用短枕承臺(tái)式整體道床 彈性支撐塊式整體道床無砟軌道l 概念l 在短枕外（或長軌枕端部）包一個(gè)具有豎向和橫向彈 性的橡膠套， 橡膠套內(nèi)短枕下 （或長軌枕端部） 設(shè)橡膠墊板。l 應(yīng)用l 北京、廣州及上海地鐵均已鋪通運(yùn)營多年l 法國 VSB 軌道，已鋪設(shè) 350 公里l美國Sonneville 公司的LVT軌道，已鋪設(shè) 260公里 梯形軌枕無砟軌道l 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)制梯形軌枕由 2 根混凝土縱梁及 連接縱梁的 3 根鋼管形成一個(gè)整體l 梯形軌枕下設(shè)減振裝置有板型、球型、角形等多種， 分別適用不同條件l 有很好的減振

18、效果l 實(shí)質(zhì)：彈簧質(zhì)量隔振系統(tǒng)l 將軌道固定在鋼筋混凝土整體道床上，道床再放在主 要由鋼彈簧組成的隔振器上組成系統(tǒng)l 是目前減振軌道系統(tǒng)中最先進(jìn)的一種l 適用于地鐵中減振等級(jí)要求最高的地段思考：l 土質(zhì)路基上整體道床的結(jié)構(gòu)有何特殊要求？l 橋上整體道床結(jié)構(gòu)有何特殊要求？l 路基上：基底處理、板端與板縫連接、防迷流、軌道 絕緣、排水、與下部基礎(chǔ)的連接.l 橋上：防迷流、軌道絕緣、與下部基礎(chǔ)的連接（與橋梁共同變形、徐變影響）城市軌道交通整體道床防迷流等l 提高扣件的絕緣性能，軌下和鐵墊板下各設(shè)絕緣橡膠 墊板，橡膠墊板邊緣應(yīng)盡量避免形成水膜而導(dǎo)電；I道床低于軌枕承軌槽面 30mm避免扣件污染，提高絕 緣程度；I 道床布筋與排流筋結(jié)合設(shè)置， 提高軌道的絕緣性能 （道 床中的縱向鋼筋在道床塊兩端以橫向箍筋焊連作為排迷流 箍筋網(wǎng)，并焊接引