直線和曲線軌道市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

軌道由直線軌道和曲線軌道組成。要求：直線部分軌道方向應(yīng)保持筆直，曲線部分軌道應(yīng)含有對(duì)應(yīng)圓順度。軌道幾何形位：軌道各部分幾何形狀、相對(duì)位置和基本尺寸要求等，稱為軌道幾何形位。

意義：軌道幾何形位正確是否，對(duì)機(jī)車車輛安全運(yùn)行、乘客旅行舒適度以及設(shè)備使用壽命和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用起著決定性作用。第二章直線與曲線軌道10/10/1第1頁第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用輪對(duì)側(cè)架軸箱彈性懸掛裝置制動(dòng)裝置

車輛轉(zhuǎn)向架組成一、機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)車輛走行部分（轉(zhuǎn)向架）組成

10/10/2第2頁

輪對(duì)是機(jī)車車輛走行部分主要部件，由一根車軸和兩個(gè)相同車輪組成。

踏面：車輪和鋼軌接觸面。1、輪對(duì)第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/3第3頁錐形踏面：母線是直線，由1：20和1：10兩段斜坡組成，可降低橫向力影響，增加行車平衡性，確保踏面磨耗較均勻。磨耗型踏面：曲線形，與鋼軌頂面基本吻合，增大了輪軌接觸面，降低應(yīng)力、磨耗，改進(jìn)經(jīng)過曲線轉(zhuǎn)向性能。踏面形式(a)機(jī)車輪踏面(b)車輛輪踏面第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/4第4頁輪緣：指車輪踏面內(nèi)側(cè)制成凸緣。作用：確保車輪沿鋼軌滾動(dòng)時(shí)不致脫軌。車輪寬度：車輪內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面之間距離。踏面測(cè)量線：經(jīng)過路面上距車輪內(nèi)側(cè)面一定距離一點(diǎn)水平線。輪緣高度：指由踏面測(cè)量線至輪緣頂點(diǎn)距離。輪緣厚度：由測(cè)量線向下10mm處量得輪緣厚度。輪對(duì)寬度q：指輪背內(nèi)側(cè)距離T加上2個(gè)輪緣厚度d。q=T+2d第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/5第5頁某型貨車轉(zhuǎn)向架2、轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架是把兩或兩個(gè)以上輪對(duì)用專門構(gòu)架組成一小車，每節(jié)車體支承在兩個(gè)轉(zhuǎn)向架上。

作用：承受車體重量，傳遞輪軸牽引力，并使各軸重均勻分配；使車輛順利經(jīng)過曲線；減振、傳遞牽引力和制動(dòng)力，以提升列車牽引效率和確保列車在要求距離內(nèi)停車。第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/6第6頁3、機(jī)車車輛軸距全軸距：指同一車體最前位和最終位車軸中心間水平距離。

第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/7第7頁固定軸距：同一車架或轉(zhuǎn)向架上一直保持平行最前位和最終位車軸中心間水平距離。是控制機(jī)車車輛能否順利經(jīng)過小半徑曲線控制原因。車輛定距：車輛前后兩走行部分上車體支承間距離。第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/8第8頁輪軌之間作用力二、輪軌間相互作用

車輪與鋼軌間作用力主要包含豎向力、橫向水平力和縱向水平力。軌道越平順，行車越平穩(wěn)，車輪作用于軌道破壞力也越小。

第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/9第9頁1.豎向力豎向力是指車輪靜輪載和動(dòng)輪載增量，是軌道所受主要荷載。2.橫向水平力是指軌道平面上與軌道方向垂直水平力。是鋼軌側(cè)面磨耗和列車脫軌事故直接原因。3.縱向水平力縱向水平力是指沿軌道方向水平力。是造成鋼軌波形磨耗、軌道爬行等病害直接原因。第一節(jié)

機(jī)車車輛走行部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輪軌間相互作用10/10/10第10頁軌道幾何形位：軌道各部分幾何形狀、相對(duì)位置和基本尺寸要求等，稱為軌道幾何形位。軌距水平前后高低方向軌底坡直線地段軌道幾何形位要素第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/11第11頁一、軌距定義：鋼軌頂面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌作用邊之間最小距離。軌距測(cè)量方法：靜態(tài)：道尺、軌檢小車動(dòng)態(tài)：軌道檢驗(yàn)車（俗稱軌檢車）道尺第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/12第12頁標(biāo)準(zhǔn)軌距：1435mm軌距允許偏差見下表速度（km/h）軌距允許偏差值(mm)有砟軌道無砟軌道V≤120+6、-2+3、-2120＜v≤160+4、-2±2軌距改變率：正線、到發(fā)線≯2‰，站線、專用線≯3‰。軌檢小車第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/13第13頁游間：當(dāng)輪正確一個(gè)車輪輪緣緊貼一股鋼軌作用邊時(shí)，另一個(gè)車輪輪緣與另一股鋼軌作用邊間形成間隙稱游間。游間輪軌游間示意圖車輪名稱輪軌游間值(mm)最大正常最小機(jī)車輪451611車輛輪47149輪軌游間允許值以下表第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/14第14頁二、水平1、定義：線路左右兩股鋼軌頂面相對(duì)高差。要求在直線上水平，曲線上保持一定超高。2、目標(biāo)：保持列車平穩(wěn)運(yùn)行，兩股鋼軌受力均勻3、量測(cè)：道尺、軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)儀（軌檢小車）與軌檢車4、水平不平順要求：正線及到發(fā)線≯4mm誤差站線≯5mm誤差改變率：小于1‰第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/15第15頁水平差：指在一段要求距離內(nèi)，一股鋼軌頂面一直比另一股高，且高差值超出允許偏差值。

危害：車輛搖擺、兩股鋼軌不均勻受力，鋼軌不均勻磨耗。危害：引發(fā)車輛側(cè)滾和側(cè)擺，輪載變動(dòng)，車輛傾覆脫軌，危及行車安全，必須馬上消除。三角坑（扭曲不平順）：左右兩股鋼軌頂面相對(duì)于

軌道平面發(fā)生扭曲狀態(tài)。第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/16第16頁三、前后高低

定義：指軌道沿線路方向縱向平順情況。

靜態(tài)不平順：因道床累積變形、路基不均勻下沉、木枕腐朽、三角坑和彈性不均勻等原因，使軌面出現(xiàn)高低不平。

動(dòng)態(tài)不平順：軌面表面上看平順，但在鋼軌與鐵墊板或軌枕之間存在間隙（間隙超出2mm時(shí)稱為吊板），或軌枕與道砟之間有空隙（空隙超出2mm時(shí)稱為空板或暗坑），或軌道彈性不均勻，當(dāng)列車經(jīng)過時(shí)，軌面下沉形成不平順，稱動(dòng)態(tài)不平順。第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/17第17頁

危害：長不平順使車輪對(duì)鋼軌產(chǎn)生附加動(dòng)壓力，降低旅客舒適度；短不平順使車輪對(duì)鋼軌產(chǎn)生振動(dòng)沖擊力。不平順會(huì)加速道床變形，進(jìn)而擴(kuò)大不平順，并加劇輪軌動(dòng)力作用，形成惡性循環(huán)。

測(cè)量：10m弦測(cè)量矢度（扣除豎曲線影響）正線及到發(fā)線≯4mm站線≯5mm不平順第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/18第18頁四、方向1、定義：又稱軌向，是指軌道中心線在水平面上平順性2、要求：直線應(yīng)該順直，曲線應(yīng)該圓順3、危害：引發(fā)列車蛇行，影響列車運(yùn)行安全和平穩(wěn)；在無縫線路地段可能引發(fā)脹軌跑道，威脅行車安全。4、測(cè)量：直線用l0m弦沿軌頭內(nèi)側(cè)邊測(cè)量正矢正線及到發(fā)線≯4mm站線≯5mm第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/19第19頁五、軌底坡1、定義：鋼軌底面與軌枕頂面之間形成橫向坡（內(nèi)傾度）。2、作用：﹡車輪壓力集中于鋼軌中軸線上﹡減小荷載偏心矩，提升鋼軌橫向穩(wěn)定性﹡降低軌腰彎曲應(yīng)力，減輕軌頭不均勻磨耗﹡防止軌頭與軌腰連接處發(fā)生縱裂﹡減輕軌頭不均勻磨耗，延長鋼軌使用壽命第二節(jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/20第20頁3、軌底坡設(shè)置方法：理論上與踏面斜度相同1：20,鐵路實(shí)際采取1：40；城軌采取1：304、軌底坡大小判別：依據(jù)軌頂面車輪碾磨形成光帶位置判定。光帶偏離軌頂中心向內(nèi)：軌底坡不足向外：軌底坡過大居中：軌底坡適當(dāng)?shù)诙?jié)直線地段軌道幾何形位及標(biāo)準(zhǔn)10/10/21第21頁第三節(jié)曲線地段軌道機(jī)車車輛能改變方向沿曲線行駛原因：曲線外軌引導(dǎo)作用。一、曲線軌距加寬

曲線軌距加寬原因：為使機(jī)車車輛順利經(jīng)過曲線而不被楔住或擠開軌道，減小輪軌間橫向作用力，降低輪軌磨耗，使轉(zhuǎn)向架順通暢過。加寬方法：曲線內(nèi)軌內(nèi)移，外軌不動(dòng)10/10/22第22頁1、機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架經(jīng)過曲線內(nèi)接方式（1）斜接：轉(zhuǎn)向架外側(cè)最前位輪輪緣與外軌作用邊接觸，最終位內(nèi)輪輪緣與內(nèi)軌作用邊接觸。（2）自由內(nèi)接：轉(zhuǎn)向架外側(cè)最前位輪輪緣與外軌作用邊接觸，其它車輪輪緣與鋼軌無接觸。(a)斜接經(jīng)過(b)自由內(nèi)接經(jīng)過(c)楔接經(jīng)過第三節(jié)曲線地段軌道10/10/23第23頁（3）楔形內(nèi)接：轉(zhuǎn)向架外側(cè)最前位和最終位外側(cè)輪輪緣同時(shí)與外軌作用邊接觸，內(nèi)側(cè)中間車輪輪緣與內(nèi)軌作用邊接觸。（4）正常強(qiáng)制內(nèi)接：為防止車輛以楔形內(nèi)接形式經(jīng)過曲線，對(duì)楔形內(nèi)接所需軌距增加最小游間二分之一δmin/2。列車經(jīng)過曲線時(shí)，大部分處于自由內(nèi)接經(jīng)過狀態(tài)

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/24第24頁2、曲線軌道軌距加寬確定加寬確定標(biāo)準(zhǔn)：（1）按占列車大多數(shù)車輛以自由內(nèi)接方式經(jīng)過曲線條件來確定軌距；（2）按機(jī)車最大固定軸距以正常強(qiáng)制內(nèi)接順利經(jīng)過最小曲線半徑條件驗(yàn)算軌距；（3）車輪踏面在軌頭上覆蓋量大于300mm，以確保車輪不掉道；（4）為簡化軌道鋪設(shè)工作，加寬檔數(shù)應(yīng)盡可能少。第三節(jié)曲線地段軌道10/10/25第25頁則軌距加寬值式中S0為直線軌距1435mm。

1）依據(jù)車輛條件確定軌距加寬兩軸轉(zhuǎn)向架自由內(nèi)接第三節(jié)曲線地段軌道10/10/26第26頁依據(jù)機(jī)車條件檢算軌距加寬2）依據(jù)機(jī)車條件檢算軌距加寬式中：——最大輪對(duì)寬度——前后兩端車軸在外輪處所形成矢距——中間兩內(nèi)輪在內(nèi)軌作用邊上形成矢距

——直線軌道輪軌間最小游間。第三節(jié)曲線地段軌道10/10/27第27頁3）由安全條件確定曲線軌道最大軌距加寬后，必須確保行車安全，不致使機(jī)車車輛掉道，曲線軌道最大軌距為1450mm。曲線軌距加寬標(biāo)準(zhǔn)鐵路城市軌道交通曲線半徑(m)軌距加寬(mm)遞減率曲線半徑(m)軌距加寬(mm)遞減率R≥3500<1‰，困難條件下站線<2‰B型車A型車<2‰，困難條件下<3‰350>R≥3005200≥R>150510R<30015150≥R>1001015第三節(jié)曲線地段軌道10/10/28第28頁二、曲線軌道外軌超高外軌超高度指曲線外軌頂面與內(nèi)軌頂面水平高度之差。作用：平衡離心力，使內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻，垂直磨耗均勻，滿足旅客舒適感，提升線路橫向穩(wěn)定性，確保行車安全。

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/29第29頁1、外軌超高確定1）按基本平衡條件確定外軌超高車體上離心力很小時(shí)有得：即：（mm）注：式中v單位為m/s第三節(jié)曲線地段軌道10/10/30第30頁（1）新線設(shè)計(jì)確定超高采取平均速度并取列車速度單位為km/h，得應(yīng)設(shè)置超高：（2）運(yùn)行線超高確定考慮速度和質(zhì)量加權(quán)平均速度外軌超高按5mm整倍數(shù)進(jìn)行設(shè)置

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/31第31頁未被平衡超高列車以速度V（m/s）經(jīng)過曲線時(shí)，要求設(shè)置超高為，而實(shí)際設(shè)置超高為

未被平衡超高

為離心加速度與向心加速度之差，當(dāng)時(shí)，

，超高設(shè)置不足，稱為欠超高

反之，當(dāng)時(shí)，存在多出向心力，此時(shí)超高設(shè)置過大，稱為過超高或余超高。

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/32第32頁人體對(duì)未被平衡加速度（離心或向心）極為敏感，其允許范圍為： 普通：特殊困難：則未被平衡超高應(yīng)滿足第三節(jié)曲線地段軌道10/10/33第33頁我國鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范要求曲線欠超高及欠超高與過超高之和允許值以下表所表示：

列車速度欠超高允許值欠超高與過超高之和允許值一般困難一般困難160<v≤200≤60≤80≤110≤130120<v≤160≤70≤90≤120≤140v≤120≤75≤90≤125≤140第三節(jié)曲線地段軌道10/10/34第34頁穩(wěn)定系數(shù)定義3）按安全條件確定曲線軌道外軌超高最大值第三節(jié)曲線地段軌道10/10/35第35頁偏心矩與未平衡超高關(guān)系最不利情況是在曲線上暫時(shí)停車，此時(shí)外軌超高全是過超高，即我國鐵路要求最大外軌超高為150mm。因，

所以

故

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/36第36頁方法：外軌提升法和線路中心高度不變法外軌提升法：是保持內(nèi)軌標(biāo)高不變而只抬高外軌方法。線路中心高度不變法：是內(nèi)外軌分別各降低和抬高超高值二分之一而確保線路中心標(biāo)高不變方法。2．曲線軌道超高設(shè)置方法

曲線超高應(yīng)在整個(gè)緩解曲線內(nèi)順完。順坡坡度普通不應(yīng)大于1/（10）第三節(jié)曲線地段軌道10/10/37第37頁曲線是軌道微弱步驟，經(jīng)過曲線列車最高速度受到未被平衡允許超高度［Δh］限制3、曲線軌道上最高行車速度采取未被平衡超高度允許值來限速，是確保行車安全一項(xiàng)主要指標(biāo)。V取km/h

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/38第38頁三、緩解曲線1、緩解曲線作用及其幾何特征緩解曲線：是在直線和圓曲線之間設(shè)置一段曲率半徑逐步改變曲線。作用：為了使ZH和HZ點(diǎn)離心慣性力不致突然產(chǎn)生和消失。

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/39第39頁幾何特征：緩解曲線是一條曲率和超高都逐步改變空間曲線。1）坐標(biāo)要求2）偏角要求3）曲率要求2、緩解曲線幾何形位要求

ZHHY始點(diǎn)終點(diǎn)之間要求（0，0）（x0，y0）0連續(xù)改變01/R第三節(jié)曲線地段軌道10/10/40第40頁4）超高要求（起終點(diǎn)間超高應(yīng)以順坡方式連續(xù)改變）直線型超高順坡曲線型超高順坡直線型超高順坡在ZH和HY點(diǎn)處，存在折角曲線型超高順坡在ZH和HY點(diǎn)處第三節(jié)曲線地段軌道10/10/41第41頁在ZH和HY處鋼軌對(duì)車體傾轉(zhuǎn)作用力不突然產(chǎn)生消失，要求：5）車軸角加速度時(shí)變率第三節(jié)曲線地段軌道10/10/42第42頁緩解曲線線型條件符號(hào)始點(diǎn)（ZH）l=0終點(diǎn)（HY）l=l0始點(diǎn)至終點(diǎn)改變0y0001/R連續(xù)改變0000第三節(jié)曲線地段軌道10/10/43第43頁1）滿足坐標(biāo)、偏角、曲率要求緩解曲線線型3、慣用緩解曲線第三節(jié)曲線地段軌道10/10/44第44頁2）坐標(biāo)表示緩解曲線方程參數(shù)方程式：上兩式即放射螺旋線方程式（略去高次項(xiàng)即為三次拋物線）是我國慣用緩解曲線方程式。優(yōu)點(diǎn)：鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修較易，緩解曲線長度較短；缺點(diǎn)：直線形超高順坡，一直點(diǎn)存在折角，影響行車平穩(wěn)性

第三節(jié)曲線地段軌道10/10/45第45頁4、高次緩解曲線滿足表2-6中前四項(xiàng)或全部五項(xiàng)要求緩解曲線通稱為高次緩解曲線

，可適應(yīng)高速行車需要。

幾個(gè)高次緩解曲線第三節(jié)曲線地段軌道10/10/46第46頁計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)1、按安全條件確定緩解曲線長度； 2、按舒適條件確定緩解曲線長度。a、外輪升降速度限制條件；b、加速度時(shí)變率限制條件（高鐵需計(jì)算）。計(jì)算結(jié)果取為10m整倍數(shù)，然后比較1、2結(jié)果,取大一個(gè)作為緩解曲線長度。5、緩解曲線長度第三節(jié)曲線地段軌道10/10/47第47頁1）按安全條件確定緩解曲線長度直線型超高順坡第三節(jié)曲線地段軌道10/10/48第48頁曲線型超高順坡：找坡度最大點(diǎn)。曲線型超高順坡第三節(jié)曲線地段軌道10/10/49第49頁a、外軌升高或降低速度限制（超高時(shí)變率）注：h為圓曲線外軌超高，單位為米，l0結(jié)果取為10m整倍數(shù)2）按舒適條件確定緩解曲線長度第三節(jié)曲線地段軌道10/10/50第50頁3）緩解曲線長度實(shí)際選取要求《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》要求普通鐵路緩解曲線長度應(yīng)依據(jù)曲線半徑、路段旅客列車設(shè)計(jì)速度和工程條件確定，應(yīng)優(yōu)先采取表2-8要求數(shù)值，但最小緩解曲線長度不得小于表2-9要求數(shù)值。b、加速度時(shí)變率限制條件（高鐵需計(jì)算）第三節(jié)曲線地段軌道10/10/51第51頁我國接頭型式：相對(duì)懸空式接頭設(shè)置原因：曲線地段外股軌線比內(nèi)股線長，為了使曲線上接頭保持相對(duì)，需在內(nèi)股軌線上鋪入適量廠制縮短軌。

允許接頭相錯(cuò)量：直線：小于40mm曲線：小于40mm＋縮短軌縮短量二分之一。標(biāo)準(zhǔn)縮短軌縮短量：比25m分別短40、80、160mm比12.5m分別短40、80、120mm第三節(jié)曲線地段軌道10/10/52第52頁1、選配縮短軌類型

縮短軌長度公式：依據(jù)計(jì)算結(jié)果參考下表選取縮短量小縮短軌。曲線半徑(m)縮短軌縮短量（mm）25m鋼軌12.5m鋼軌4000～1000408040—800～500801604080450～250160—80120200——120—第三節(jié)曲線地段軌道10/10/53第53頁2、內(nèi)軌縮短量計(jì)算第三節(jié)曲線地段軌道10/10/54第54頁第三節(jié)曲線地段軌道10/10/55第55頁整個(gè)曲線上所需縮短軌根數(shù)：

3、縮短軌數(shù)量為選取單根縮短軌縮短量為計(jì)算曲線內(nèi)軌總縮短量N應(yīng)按四舍五入取整，且不能大于外股軌線上鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)軌根數(shù)N0，不然應(yīng)改用縮短量更大縮