L4.第二篇-第一章-軌道v03

第二篇

第一章線路

§軌道第四節(jié)軌道在路基、橋隧建筑物修成之后，就可以在上面鋪設軌道了。軌道是一個整體性工程結構，經常處于列車運行的動力作用下，所以它的各個組成部分必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，保證列車能按規(guī)定的最高速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運行。一、軌道的組成軌道包括鋼軌、軌枕、聯結零件、道床、防爬設備和道岔等

1）支承和引導車輪；2）為車輪滾動提供阻力較小的表面；3）承受車輪的作用力并傳布于軌枕；4）在電氣化鐵路和自動閉塞區(qū)段，作為軌道電路使用。1.鋼軌的功用鋼軌2.鋼軌的特點鋼軌的作用要求它應當具備足夠的剛度、韌度、硬度、頂面粗糙等特點。

剛度——抵抗由動荷載引起的撓曲變形；

韌度——防止動荷載引起鋼軌折斷；

硬度——防止被車輪壓陷或磨損太快；

頂面粗糙度——有利于機車的牽引力、制動力的實現。

作用于直線軌道鋼軌上的力主要豎直力，其結果使鋼軌撓曲，為了使鋼軌具有最佳的抗撓曲性能，鋼軌采用“工”字形斷面，由軌頭、軌腰和軌底組成。

為使鋼軌更好承受來自各方面的力，鋼軌應具有一定高度；軌頭為適應輪軌接觸，應大而厚，并具有足夠面積；為保證穩(wěn)定性，軌底應有足夠寬度和一定厚度。3、鋼軌斷面鋼軌的類型和強度以kg/m來表示。每米鋼軌的質量越重，它所承受的荷載越大世界上第一條鐵路的鋼軌為18kg/m，最重的鋼軌在美國，重達77kg/m。我國現行的鋼軌標準有50kg/m、60kg/m、75kg/m三種鋼軌的長度越長越好，既減少了接頭的沖擊和磨損，又減輕了鋪設的勞動強度。然而，由于生產制造和運輸的制約，我國目前的鋼軌標準長度有:12.5m、25m、50m、100m4、鋼軌類型及長度軌枕軌枕又稱枕木，現在所用材料不僅僅是木材，因此叫軌枕更加科學

1)承受鋼軌的垂直力、水平力。2)傳遞這二力給道床和路基。3)保持鋼軌方向、位置、軌距。1、軌枕的功用軌枕既要支承鋼軌，又要保持鋼軌的位置，還要把鋼軌傳遞來的巨大壓力再傳遞給道床。它必須具備一定的柔韌性和彈性，列車經過時，它可以適當變形以緩沖壓力，但列車經過后還得盡可能恢復原狀。

按制作材料分，有鋼筋混凝土枕和木枕兩種。木枕

鋼筋混凝土軌枕

2、軌枕的分類

按用途分，有普通軌枕、岔枕和橋枕。我國鐵路所使用的主要是預應力混凝土枕。在我國，普通軌枕長度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，長度有2.6~4.85m多種。

（1）每千米配置軌枕根數我國鐵路規(guī)定：木枕軌道：1520~1920混凝土枕軌道：1520~1840配置軌枕數示意圖3、軌枕的布置符合左下側條件之一的地段，軌道應該加強，即每千米的軌枕數需要增加。

1)混凝土枕軌道上，半徑小于600米的曲線地段；或木枕軌道、電力牽引線路，半徑小于800米的曲線地段。2)坡度大于12‰的下坡制動地段。3)長度大于等于300米的隧道地段。

木枕增加160根混凝土增加80根；當條件重合時，只增加一次，并且不能超過數目最大值。

（2）軌枕間距軌枕間距示意圖

普通軌道上，鋼軌接頭處車輪的沖擊動荷載大，接頭軌枕間距（c）應該比中間軌枕間距（a）小一些。而且，從c向a過渡時，應該有一個過渡軌枕間距（b），以適應荷載的變化。三者大小為：a>b>c。3、軌枕的布置聯結零件聯結零件包括接頭聯結零件和中間連接零件1、接頭聯結零件

作用:聯結鋼軌與鋼軌間的接頭；

組成:雙頭夾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。1、接頭聯結零件鋼軌的接頭連接過程鋼軌接頭處必須保持一定的縫隙，叫軌縫

普通軌道為適應鋼軌熱脹冷縮的需要，鋼軌接頭處必須留有一定的縫隙。預留軌縫不應太小，以免高溫時鋼軌伸長而無伸長余地；軌縫也不應太大，以免低溫時鋼軌縮短，縫隙過大，嚴重影響運行。木枕用中間聯結零件

可以分為：木枕聯結扣件和混凝土枕聯結扣件。2、中間聯結扣件把鋼軌與軌枕牢固地聯結起來，以確保鋼軌位置穩(wěn)定。我國木枕軌道地段中間聯結方式主要有混合式和分開式。鋼軌與木枕的混合式連接過程

（1）混合式

目前大量采用的聯結方式是混合式。混合式是先用道釘把墊板與木枕扣緊，然后再用道釘將鋼軌、墊板和木枕三者同時聯結?；旌鲜娇奂慵?，安裝成本低，但扣緊力不如分開式。

（2）分開式

分開式是將墊板分別與軌枕和鋼軌單獨扣緊。

分開式扣壓力大，能有效防止鋼軌的橫、縱向位移，同時便于安裝與更換，但成本高。在特殊線路與橋上線路使用。

鋼軌與木枕的混合式聯結鋼軌與木枕的分開式聯結

（1）混合式

目前大量采用的聯結方式是混合式。混合式是先用道釘把墊板與木枕扣緊，然后再用道釘將鋼軌、墊板和木枕三者同時聯結?；旌鲜娇奂慵?，安裝成本低，但扣緊力不如分開式。鋼軌與混凝土枕的聯結（3）混凝土枕聯結扣件及混凝土枕聯結方式

由于混凝土枕重量大、剛度大，因而混凝土枕扣件的性能也比木枕扣件好。

主要表現為：①扣壓力足。當鋼軌彎曲、轉動時，不會導致鋼軌沿墊板發(fā)生縱向移動。②適當的彈性。混凝土枕的彈性比木枕差許多，其彈性主要由橡膠墊板提供。③具有絕緣性能。ω型彈條扣件

道床作用：道砟間存在著空隙和摩擦力，使得軌道具有一定的彈性，這種彈性不僅能吸收機車車輛的沖擊和振動，使列車運行比較平穩(wěn)，而且大大改善了機車車輛和鋼軌、軌枕等部件的工作條件，延長了使用壽命道床指軌枕下面，路基面上鋪設的石砟（道砟）墊層

道床的材料應堅硬、不易風化、富有彈性，有利于排水，通常采用碎石、卵石、粗砂等，其中以碎石為最優(yōu)。道床分為：有砟道床無砟道床有砟道床建設費用低、噪聲小、建設周期短、修復容易無砟道床強度高、維修工作量少，適合高速行車防爬設備因列車運行時縱向力的作用，使鋼軌甚至帶動軌枕產生縱向移動，這種現象叫軌道爬行重車通行、長大下坡、進站制動都可能引起軌道爬行軌道爬行的危害——軌縫不均，軌枕歪斜，對軌道造成極大破壞，危及行車安全。防爬措施

加強鋼軌與軌枕間的扣壓力和道床的阻力安裝防爬器和防爬撐。防爬撐可采用廢舊枕木；在山區(qū)可采用石條代替。

在曲線地段，由于列車橫向力的作用，很容易引起軌距擴大。預防方法是采用軌距拉桿進行加固。道岔道岔是一種使機車車輛從一股道轉入另一股道的線路連接設備，通常在車站、編組站大量鋪設1、普通單開道岔組成：轉轍器、轍叉及護軌、連接部分（1）轉轍器

組成：兩根基本軌、兩根尖軌、轉轍機械；

作用：操作轉轍機械可以改變尖軌的位置，確定道岔的開通方向（2）轍叉及護軌包括轍叉心、翼軌、護軌作用：保證車輪安全通過兩股軌線的相互交叉處從兩翼軌最窄處到轍叉心實際尖端之間，存在一個軌線中斷的空隙，叫有害空間由于有害空間的存在，當機車車輛通過轍叉有害空間時，輪緣有可能走錯轍叉槽而引起脫軌；必須設置護軌，對列車的運行方向實行強制性的引導。為了消滅有害空間，適應列車高速運行要求，采用活動心軌道岔(1)活動心軌和尖軌是同時被扳動的；(2)當尖軌開通某一方向時，活動心軌的轍叉心軌就與開通方向一致的翼軌密貼，而與另一翼軌分開，從而消滅了有害空間，使列車安全通過道岔（3）連接部分組成：兩根直軌，兩根導曲軌；

作用：連接轉轍器和轍叉器及護軌部分，使之成為一組完整道岔。一般在圖紙上，都采用中心線形式表示道岔

道岔號數道岔因其轍叉角的大小不同，有不同的道岔號（N）

道岔號數代表了轍叉角（α）的余切值，也就是轍叉心部分直角三角形兩條直角邊FE和AE的比值，即N=ctgα=FE/AE

α越小，則N越大，導曲線半徑越大，道岔全長越長，列車過道岔平穩(wěn)且速度高；α越大，則相反。所以采用大號道岔對于列車運行是有利的。不過，道岔號數越大，道岔越長，造價就越高，占地也就越多我國鐵路主要使用的道岔：30號道岔側向通過速度80~140KM/H18號道岔側向通過速度50~80KM/H12號道岔側向通過速度50KM/H；車站側向接發(fā)客車中間站側向接發(fā)貨車9號道岔側向接發(fā)貨車其他類型道岔除了單開道岔，還有雙開道岔、三開道岔以及交分道岔

雙開道岔為Y形，即與道岔相銜接的兩股道向兩側分岔。

三開道岔如同Ψ形，同時銜接三股道，由兩組轉轍機械操縱兩套尖軌。復式交分道岔像X形，實際上相當于四組單開道岔和一副菱形交叉的組合。菱形交叉

它由兩組銳角轍叉和兩組鈍角轍叉組成，但沒有轉轍器，所以股道之間不能轉線。

渡線：使列車能從一條線路轉入到另一條線路二、軌道的類型由于每一條鐵路線運行的列車，其重量、列車密度和運行速度都不盡相同，因此，軌道強度也不同。

軌道強度與各部分的材質、強度和數量因素有關。

目前，我國鐵路有砟軌道共分成五個等級，即：特重型、重型、次重型、中型、輕型。

有砟軌道類型條件項目單位特重型重型次重型中型輕型運營條件年通過總

重密度Mt/km>5025-5015-2515-8<8最高行車速度km/h≥140≥12012010080軌

道

結

構鋼軌kg/m75|6060505050|43軌枕根數預應力混

凝土枕根/kmIII型1680-17201840II1680IIIII1680-1760II1600-1680II1520-1640木枕-18401840-17601680-17601600-1680道床厚度非滲水土路基面層cm3030252020墊層2020202015巖石、滲

水土路基3535303025長枕埋入式板式彈性支撐塊式無砟軌道結論1、確定軌道類型的因素是運營條件2、不同類型的軌道其結構不同軌枕三、無縫線路將每根50或100m長的鋼軌聯結成軌道，很顯然每隔50或100m就會有一個接頭。接頭之間還有一道軌縫，大約為6mm1、無縫線路普通無縫：無縫線路也叫長鋼軌線路。

就是把若干根標準長度的

鋼軌經焊接成為1000～2000m

而鋪設的鐵路線路跨區(qū)間無縫：移動焊軌車把標準長度鋼軌焊接成長達幾百公里的跨區(qū)間超長無縫線路

與普通線路相比，無縫線路在其長鋼軌段內消滅了軌縫，消除了車輪對鋼軌接頭的沖擊，使列車運行平穩(wěn)，延長了線路設備和機車車輛的使用壽命，減少了線路養(yǎng)護維修工作量，并能適應高速行車的要求，是軌道現代化的發(fā)展方向無縫線路在20世紀30年代開始出現，50年代以后逐步得到推廣。我國自1958年開始鋪設，經過幾十年的運營實踐，在設計、施工和養(yǎng)護維修方面積累了不少經驗。至2005年底，無縫線路長度已達4萬km，占正線軌道里程的50%如何克服長鋼軌因軌溫變化而產生的溫度力？溫度變化時,鋼軌不能自由伸縮，只能在鋼軌內部產生應力，這個力是由軌溫變化引起的，叫做溫度力，它均勻的作用在鋼軌的全長上在鐵路線上采用強大的線路阻力來鎖定軌道，限制了鋼軌的自由伸縮。實驗表明，直徑24mm的高強螺栓，六孔夾板接頭可提供40至60噸的縱向阻力鎖定鋼軌時必須正確、合理地選定鎖定軌溫，以保證無縫線路鋼軌冬天不被拉斷，夏天不致脹軌跑道式中F——溫度力

S——鋼軌斷面積，可看作定值

所以溫度力只和軌溫變化△t有關。

就北京地區(qū)來說，最高軌溫為攝氏62.6℃，最低軌溫為零下22℃度，中間軌溫為19.9℃。根據無縫線路強度和穩(wěn)定性計算得出的結果，北京地區(qū)最佳鎖定軌溫為24℃，實際允許鎖定軌溫為19℃-29℃。2、新型軌下基礎主要指：寬混凝土軌枕(又稱軌枕板)和整體道床。(1)軌

枕

板——軌枕板與普通軌枕一樣長，寬度卻大一倍。密鋪時，相鄰板塊之間的縫隙只有約18mm，幾乎把道床頂面全部覆蓋住

(2)整體道床——碎石加水泥漿或用鋼筋加混凝土直接在路基面上筑成堅固的軌道基礎，用以代替碎石道床。適合高速運行

四、軌道上兩股鋼軌的相互位置為了確保行車安全，軌道除了應具有合理的組成外，還應保持兩股鋼軌的規(guī)定距離和軌頂面的相對水平位置。1、直線部分的軌距和水平

軌距——兩股鋼軌軌頭頂面下16mm范圍內兩鋼軌作用邊之間的最小距離。國際標準軌距——1435mm

寬軌距——1520、1524、1676mm（俄羅斯、烏克蘭）

窄軌距——1000、1067mm等