軌枕、聯(lián)接零件、軌下基礎(chǔ)及軌道結(jié)構(gòu)的配套

軌道結(jié)構(gòu)三、軌枕四、聯(lián)結(jié)零件五、軌下基礎(chǔ)六、線路防爬及曲線加強七、軌道結(jié)構(gòu)的合理配套一、軌道組成概述

(復(fù)習(xí))二、鋼軌

(復(fù)習(xí))軌枕可以按以下方法進(jìn)行分類：

1）按使用目的劃分：普通軌枕、岔枕、橋枕2）按材料劃分：木枕、混凝土枕、鋼枕3）按構(gòu)造及鋪設(shè)方法：橫向軌枕、縱向軌枕、短枕

三、軌枕1類型1）優(yōu)缺點優(yōu)點富于彈性，便于加工、運輸和維修，電絕緣性能好，與道碴間摩擦系數(shù)大。缺點木材缺乏，價格貴，易腐朽，壽命短，不同種類軌枕彈性可能不一致。

2木枕普通木枕標(biāo)準(zhǔn)長度2.5m。

木岔枕2.6～4.85m，級差0.15m(舊道岔)，16級木岔枕2.6～4.90m，級差0.20m(新設(shè)計)，24級(混凝土岔枕2.6～4.80m，級差0.10m，12級)2）長度①防腐處理（防腐油與煤焦油混合的油劑，即混合油），防裂，防水。②在木枕上鋪設(shè)墊板，并預(yù)鉆道釘孔。③嚴(yán)格控制木枕的含水量。④出現(xiàn)裂縫后立即采取補救措施。3）延長木枕使用壽命的措施1）類型按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土橋枕

按結(jié)構(gòu)型式：整體式、組合式、半枕按配筋方式：普通鋼筋混凝土枕、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土枕3混凝土枕Ⅱ型混凝土枕承軌槽按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土橋枕Ⅲ型混凝土枕承軌槽混凝土岔枕(單位；mm)混凝土橋枕（單位：mm）為設(shè)護軌梭頭，增加螺栓孔

按結(jié)構(gòu)型式：整體式、組合式、半枕（短枕）按配筋方式：普通鋼筋混凝土枕、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土枕按施加預(yù)應(yīng)力方式：預(yù)應(yīng)力混凝土枕又可分為先張法和后張法兩種。我國采用先張法生產(chǎn)混凝土枕。2）主要優(yōu)點①縱、橫向阻力較大，提高了線路的穩(wěn)定性，可以滿足鐵路高速度、大運量的要求；②鋪設(shè)高彈性墊層可以保證有比較均勻的彈性；③使用壽命長，可以降低鐵路軌道每年的修理費用。3）尺寸長度：2.3～2.7ｍ之間，Ｉ、Ⅱ型枕均采用2.5m。①Ⅰ型軌枕（還有相當(dāng)比例）缺點：使用條件與承載能力不相匹配、結(jié)構(gòu)薄弱、養(yǎng)護維修不便。4)我國混凝土枕現(xiàn)狀

Ⅱ型混凝土枕的承載能力是按韶山型機車、軸重25t、最高速度120km/h、鋪設(shè)密度1840根/km設(shè)計的。包括1984年以后設(shè)計鑒定的S-2型（1998年3月1日停產(chǎn)）、J-2型、YII-F型、TKG-II型等，從1985年后開始大量鋪設(shè)于各型軌道。①

采用疲勞可靠性進(jìn)行設(shè)計。②

難以適應(yīng)重型和特重型軌道的承載條件。③

為我國目前的主型軌枕，基本適用于次重型、重型軌道。②Ⅱ型軌枕與新Ⅱ型軌枕（較前者有所改進(jìn)，質(zhì)量大22kg）螺旋道釘

類型：分為無擋肩、有擋肩兩種。較II型軌枕加寬了枕底寬度，支承面積增加17％，端部面積增加20％，對于提高道床的縱橫向阻力和軌道穩(wěn)定性十分有利。若以支承面積計，1600根III型軌枕的底面積約與1840根II型枕相當(dāng)。因此，加長和加寬的III型軌枕可以減少每千米的軌枕配置根數(shù)。③Ⅲ型軌枕（設(shè)計中采用III級荷載）無擋肩Ⅲ型枕預(yù)埋鐵座主要特點：①

結(jié)構(gòu)合理，強化了軌道結(jié)構(gòu)。②

軌下和中間截面的設(shè)計承載能力較高。③

采用無螺栓扣件的扣壓力能保持線路穩(wěn)定。

4特種混凝土枕4.1混凝土寬枕寬軌枕鋪設(shè)優(yōu)點：①

使道床的應(yīng)力大為減少。(支承面積比普通枕增加一倍)②

軌道結(jié)構(gòu)得到加強。③

有利于鋪設(shè)無縫線路。（重量大，阻力大）④

延長道床的清篩周期。（封閉）⑤

維修養(yǎng)護工作量少，適合于繁忙干線和車站。⑥

寬軌枕軌道整潔美觀。1）優(yōu)點提高了道岔的穩(wěn)定性，軌距、水平、方向等幾何尺寸容易保持，并消除了導(dǎo)曲線反超高及道岔爬行等病害，減少維修工作量約1/3。目前，全路鋪設(shè)岔枕10000組，對強化道岔的結(jié)構(gòu)，保證行車安全起到了積極的作用。

4.2混凝土岔枕2）問題混凝土岔枕比混凝土枕受力更復(fù)雜，在轍叉等特殊部位由于承受沖擊力大，更容易發(fā)生裂紋；岔枕螺栓的固定方式是預(yù)埋尼龍?zhí)坠?，螺栓擰在套管中，在列車振動作用下容易松動，特別是尼龍?zhí)坠苋菀追e水，使螺栓銹蝕；扣件零配件型號繁多，通用性差。在管理工作中，混凝土岔枕的供應(yīng)是成組發(fā)運，以50kg/m鋼軌12號單開道岔為例，每組岔枕共有26種長度、81種規(guī)格的有擋肩岔枕92根，當(dāng)個別岔枕損壞后，很難配備更換，另外，隨著運量的增加，軌型發(fā)生變化，而由于不同軌型的混凝土岔枕不能通用，致使混凝土岔枕大量拆除下道，不能充分發(fā)揮混凝土岔枕使用壽命長的作用。它就是在混凝土枕的混凝土中摻入一定量的鋼纖維，以提高軌枕的抗沖擊韌性和抗裂、抗拉、抗剪、抗彎、抗疲勞強度。其研制工作是鐵科院鐵建所和太原軌枕廠承擔(dān)的，經(jīng)過設(shè)計、試驗、試制和試鋪，取得了比較滿意的結(jié)果。4.3鋼纖維混凝土枕4.4混凝土橋枕混凝土橋枕枕中部分應(yīng)保持浮碴，既不能掏空，也不能進(jìn)行搗固。5軌枕間距設(shè)該鋼軌下軌枕的根數(shù)為n，n=N×L圖中：L——鋼軌長度（考慮8mm的軌縫值）;c——接頭軌枕間距（1個）;

b——過渡軌枕間距（2個）;

a——中間軌枕間距（n－3個）.a、b、c

之間滿足關(guān)系式：a>b>c(n－3)abbccL(n－3)abbccLL=c+2b+(n-3)aa、b、c

、L之間滿足關(guān)系式：1）每公里軌枕數(shù)（級差80根/km）

木枕線路：1440～1920根/公里

混凝土枕線路：1440～1840根/公里式中

L——標(biāo)準(zhǔn)軌長，并考慮軌縫8mm；

n——一節(jié)鋼軌下軌枕的根數(shù)，由每公里鋪設(shè)的軌枕數(shù)換算過來；

a——中間軌枕間距；

b——過渡軌枕間距；

c——接頭軌枕間距。①

Ｃ固定：50kg/m及以上鋼軌，木枕取440mm、混凝土枕取540mm。2）軌枕布置（確定a、b、c）②

計算a：注意：b應(yīng)取最終計算值，假設(shè)值b=(a+c)/2不可使用。以上的計算結(jié)果不一定能夠滿足使用要求，還需要對a、b、c的取值進(jìn)行如下判斷。i)a>b>c(首先盡量滿足)；ii)a宜取５mm整倍數(shù)。3）計算結(jié)果要求4）實例某普通線路采用50kg/m鋼軌L=10.5m，軌縫取8mm，每公里鋪設(shè)PC枕1680根，求其軌枕布置的中間間距a，及過渡間距b（接頭間距c=540mm）。

解：，取18根。中間軌枕間距：，取590mm。計算軌枕根數(shù)：過渡軌枕間距：，故可取滿足四、聯(lián)接零件（圖）軌道上鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓連接，稱為鋼軌接頭。鋼軌聯(lián)接零件分為：

①聯(lián)接鋼軌與鋼軌的接頭扣件

②聯(lián)接鋼軌與軌枕的中間扣件(簡稱扣件)。1鋼軌接頭聯(lián)結(jié)形式1）按左右股鋼軌接頭位置劃分相對式(對接)、相互式(錯接)

我國采用相對式。只有一些非標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌或舊雜鋼軌，在站線上使用錯接，并要求錯開距離應(yīng)大于3.0m。錯開對齊2）按鋼軌接頭與軌枕相對位置劃分懸接式、單枕承墊式、雙枕承墊式

我國采用懸接式。3）按接頭用途及工作性能劃分

普通接頭、導(dǎo)電接頭、異型接頭、絕緣接頭、尖軌接頭、凍結(jié)接頭、膠結(jié)接頭及焊接接頭。異型接頭前后不同類型鋼軌的聯(lián)接。（又稱過渡接頭）

有兩種情況：

1、采用異型夾板連接；

2、采用異型鋼軌連接。采用異型夾板軌底高度不一樣異型夾板：夾板截面不一樣異型接頭前后不同類型鋼軌的聯(lián)接。（又稱過渡接頭）異型軌：軌端焊接不同軌型截面大截面小膠接接頭在無縫線路上，軌縫用膠填滿，即膠接絕緣接頭?？辜艉奢d可達(dá)1700kN以上，是較為理想的絕緣接頭。尖軌接頭又稱伸縮接頭。是將接頭以尖軌的形式聯(lián)接，用于一些軌端伸縮量大的線路。因為它與溫度變化有關(guān)，因此又稱為溫度調(diào)節(jié)器，廣泛用于大橋上無縫線路接頭處。凍結(jié)接頭（上述幾種接頭結(jié)構(gòu)允許軌端伸縮）凍結(jié)接頭就是不允許鋼軌伸縮的接頭。焊接接頭是指用焊接方法把鋼軌聯(lián)接成整體，有同類型軌焊接，也有不同類型軌焊成異型焊接接頭。2鋼軌接頭聯(lián)結(jié)零件（圖）1）接頭夾板我國采用的接頭夾板為斜坡支承雙頭對稱型夾板，簡稱雙頭式夾板（魚尾板）。螺栓孔的圓形孔和長圓孔相間，共六個。采用長圓孔的原因：便于調(diào)整軌縫。3扣件（圖）1）性能要求①

有足夠的強度。②

有足夠的耐久性。③

有一定的彈性。④

構(gòu)造簡單，便于安裝和拆卸。2）木枕扣件①

分開式缺點是零件多，用鋼量大，更換鋼軌麻煩。主要用于橋上線路。②

混合式我國木枕軌道最廣泛采用。木枕混合式扣件3）混凝土枕扣件（圖）

①

性能要求

a足夠的扣壓力

b適當(dāng)?shù)膹椥?/p>

c具有一定的軌距和水平調(diào)整量

d具有絕緣性能

②扣板式扣件③

彈條Ⅰ型扣件

（見下頁圖）用于標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路直線及半徑R≥300m曲線鋪設(shè)50kg/m、60kg/m鋼軌的預(yù)應(yīng)力混凝土枕，預(yù)應(yīng)力混凝土寬枕及直線地段整體道床的普通線路和無縫線路。

彈條有A、B兩種型號，其中A型彈條較長。對于50kg/m鋼軌除14號接頭軌距擋板安裝B型彈條外，其余均安裝A型彈條。

60kg/m鋼軌則一律安裝B型彈條。④

彈條Ⅱ型扣件與彈條Ⅰ型扣件不同之處僅在于采用新材料。優(yōu)點：扣壓力大，強度安全儲備大，殘余變形小。適用于Ⅱ型或Ⅲ型混凝土枕的60kg/m鋼軌的線路。適用性：標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路直線及半徑R≥300m曲線鋪設(shè)60kg/m鋼軌的預(yù)應(yīng)力混凝土枕軌道。機車軸重245KN。貨車速度120km/h?？蛙囁俣?60km/h.與60kg/m鋼軌和Ⅱ型枕、ⅢA型枕配套使用。

⑤

彈條Ⅲ型扣件特點：無螺栓、無擋肩優(yōu)點：

a、扣壓力大

b、彈性好

c、保持軌距的能力很強

d、養(yǎng)護工作量小。彈條III型扣件（無擋肩）⑥

防腐彈條扣件適用遂道和運輸環(huán)境惡劣，腐蝕嚴(yán)重線路地段。防腐彈條扣件

⑦

北京地鐵用DIⅥ3型扣件DI彈條該彈條設(shè)計扣壓力8.24KN，設(shè)計彈程10.5mm,直徑18mm。用于北京地鐵線路上。⑧

廣州地鐵用單趾彈簧扣件：扣軌彈簧該彈條為英國潘得路扣件PR型，直徑20mm用于廣州地鐵線路上。1）道床的功用2）道床材料的性能要求①

質(zhì)地堅韌，有彈性，不易壓碎和搗碎②

排水性能好，吸水性差③

不易風(fēng)化，不易被風(fēng)吹動或被水沖走

五、軌下基礎(chǔ)1碎石道床3）道碴的技術(shù)條件要求①

道碴的分級使用（根據(jù)抗磨耗沖擊性能、抗壓碎性能、滲水性能來衡量道碴的質(zhì)量，將道碴分為一、二級兩種。）②

道碴的級配。③

道碴顆粒形狀及清潔度要求。

4）道床斷面道床斷面具有以下主要特征：①

道床厚度②

頂面寬度③

邊坡坡度道床厚度

a直線上道床厚度：鋼軌斷面處軌枕底面至基床頂面的距離。

b曲線上道床厚度：曲線里股鋼軌斷面處軌枕底面至基床頂面的距離。（最小者為道床厚度）

c道床厚度與以下因素有關(guān)：

(I)道床彈性

(II)道床臟污增長率

(III)墊碴層的承載能力

(IV)路基面的承載能力5）道床的變形它是軌道變形的來源。道床的下沉：①

初期急劇下沉②

后期緩慢下沉

1）概念用整體澆筑混凝土取代傳統(tǒng)的道床，即為整體道床，也稱為無碴軌道。

2整體道床2）優(yōu)點①

整體性強，穩(wěn)定性好，軌道幾何形位易于保持，有利于鋪設(shè)無縫線路及高速行車②

軌道變形小，維修工作量?、?/p>

減少隧道開挖面積，增加隧道或橋梁凈空，整潔美觀，堅固耐用

3）缺點①

工程投資費用高②

要求施工精度高③

要求使用特殊的施工方法④

要求使用特殊的扣件和墊層⑤

整治病害困難1）概念用瀝青或其它聚合材料將散粒道碴固化成整體的道床。2）優(yōu)點①

下沉與永久變形小。②

穩(wěn)定、支承均勻、位移阻力大。③

彈性好。（減小道床壓力和振動）④

防水、防臟，整齊、美觀。⑤

減少隧道開挖面積。⑥

大大減少維修工作量。

3瀝青道床4我國常用無碴軌道結(jié)構(gòu)板式軌道是在日本新干線高速鐵路上發(fā)展起來的一種新型軌道結(jié)構(gòu)。它吸取了整體道床的優(yōu)點，而對其不足：如工程費用高，施工進(jìn)度慢、一旦基礎(chǔ)變形整治困難、支承塊易松動等，在結(jié)構(gòu)、材料及施工方法多方面進(jìn)行了研究和改進(jìn)。板式軌道可以提高軌道的穩(wěn)定性，大大減少線路的養(yǎng)護維修工作量（也稱少維修軌道）,可節(jié)省大量的維修費用。有資料表明,在行車速度200km/h情況下，板式軌道比有碴軌道經(jīng)濟，所增加的投資約要四年內(nèi)可以收回。1）板式軌道在研究板式軌道結(jié)構(gòu)時，提出了如下四個基本要求：①建筑費要控制在有碴軌的兩倍以內(nèi)；②具有與有碴軌道相同的彈性和足夠的強度；③施工方法較簡便，且施工日進(jìn)度為200m以上。板式軌道可以提高軌道的穩(wěn)定性，大大減少線路的養(yǎng)護維修工作量（也稱少維修軌道）,可節(jié)省大量的維修費用。有資料表明,在行車速度200km/h情況下，板式軌道比有碴軌道經(jīng)濟，所增加的投資約要四年內(nèi)可以收回。

彈性支承塊式（短軌枕）無碴軌道2）彈性支承塊式（短軌枕）無碴軌道彈性支承塊式無碴軌道主要由鋼軌與扣件、鋼筋混凝土支承塊、橡膠套靴、枕（塊）下橡膠墊板、混凝土道床板、隔離層及混凝土底座等組成。該種軌道已經(jīng)用于我國秦嶺等長大隧道內(nèi)。①橡膠套靴、枕下膠墊（下頁圖）可提供較大的彈性，有利于軌道的減振降噪。②混凝土底座與隧道仰拱或橋面的預(yù)留鋼筋連接，并用混凝土使之灌注成一整體結(jié)構(gòu)。③在混凝土底座兩端的中部設(shè)有凹槽，以防止其縱橫向移動。④混凝土底座還可用來設(shè)置曲線超高。⑤底座與道床板之間設(shè)置隔離層，便于修復(fù)道床板。造價：250～350萬元/km。

4）浮置板軌道它是將無碴軌道支承在彈性支承（橡膠或鋼彈簧）上構(gòu)成質(zhì)量——彈簧系統(tǒng)，無碴軌道與隧道的仰拱或其它基礎(chǔ)隔離，這樣大大削弱了振動向基礎(chǔ)的傳入，該軌道多用于城市軌道的地鐵和高架橋上。浮置板軌道是隔振效果非常好的軌道結(jié)構(gòu)。鋼彈簧支承的浮置板軌道在使用性能和壽命等方面優(yōu)于橡膠支承。廣州地鐵一號線部分特殊減振地段使用了該種軌道。造價：單線600萬元/km（不包括扣件、鋼軌焊接鋪設(shè)費用）。

列車運行時產(chǎn)生縱向水平力，使鋼軌沿著軌枕或軌道框架沿著道床頂面縱向移動，這種現(xiàn)象稱為線路爬行。使鋼軌產(chǎn)生爬行的縱向水平力稱為爬行力。六、線路防爬及曲線加強1概念1）在長大下坡、進(jìn)站地段，列車減速、限速、制動；2）運量大，爬行量也大，爬行方向與列車運行方向一致；3）列車軸重大、速度高，則沿著運行方向爬行也大；4）線路狀態(tài)不良，扣件松弛，道床松散，爬行也大。

2影響線路爬行的因素1）提高扣件阻力：采用彈性扣件，加大力矩，防止螺栓松動。2）加強道床的搗固、夯實，以提高軌道下道床的縱向阻力。3）安裝防爬設(shè)備（針對木枕道釘扣件，混凝土枕扣板式扣件，扣件阻力比道床縱向阻力?。?。

3措施穿銷式防爬器軌卡穿銷1）原