軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件

第二章軌道結(jié)構(gòu)第三章鋼軌第一部分軌道知識由NordriDesign?提供第二章軌道結(jié)構(gòu)第三章鋼軌第一部分軌道知識由Nord一、軌道結(jié)構(gòu)的組成部件及特點軌道可分為有砟軌道和無砟軌道兩大類型。1.有砟軌道：有砟軌道結(jié)構(gòu)主要由鋼軌、扣件、枕木、道砟等部分組成。1.1.鋼軌鋼軌是軌道結(jié)構(gòu)最重要的部件。1.鋼軌的功用：（1）為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動面，引導(dǎo)機車車輛前進(jìn)。（2）鋼軌要承受來自車輪巨大的垂直壓力，并以分散的形式傳給軌枕。（3）兼做軌道電路，為軌道電路提供導(dǎo)體。2.鋼軌的類型鋼軌的類型通常按照每米的質(zhì)量來分類,我國鐵路鋼軌可以分為43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m。從各個國家的經(jīng)驗來看，60——75kg/m的鋼軌用在大軸重、大運量的重載線路上；50——60kg/m的鋼軌用在列車速度小于160km/h的普通客運線路上；列車速度超過160km/h的線路應(yīng)該采用60——75kg/m的鋼軌。我國鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長度為12.5m和25m。

一、軌道結(jié)構(gòu)的組成部件及特點軌道可分為有砟軌道和無砟軌道兩大3.鋼軌的斷面：鋼軌的三個主要尺寸是鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度。對其要求有：（1）軌頭宜大而厚，并具有與車輪踏面相適應(yīng)的外形，以改善輪軌的接觸條件，提高抵抗壓陷的能力，同時具有足夠的支撐面。（2）軌腰必須有足夠的厚度和高度，具有較大的承載能力和抗彎能力。（3）軌底直接支承在軌枕頂面上。3.鋼軌的斷面：鋼軌截面尺寸及特性參數(shù)鋼軌類型43506075鋼軌高度140mm152mm176mm192mm軌頭寬度70mm70mm73mm75mm軌底寬度111mm132mm150mm150mm鋼軌截面尺寸及特性參數(shù)鋼軌類型43506075鋼軌高度1404.高速鐵路對鋼軌的要求：鋼質(zhì)潔凈、表面無基本缺陷幾何尺寸高精度、高平直度采用長定尺鋼軌、減少鋼軌的焊接接頭強韌性匹配合理、韌塑性好、焊接性能優(yōu)良4.高速鐵路對鋼軌的要求：鋼質(zhì)潔凈、表面無基本缺陷5.國內(nèi)外高速鐵路鋼軌的生產(chǎn)法國：（1）鋼胚的生產(chǎn)：生鐵脫硫預(yù)處理——氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉——除渣處理——LF爐外精煉——真空脫氣——四流連鑄——熱鋸鋼胚。（2）鋼軌軋制：連鑄鋼胚——步進(jìn)式加熱爐加熱——高壓水除磷——普通軋機開胚，萬能機軋制——鋼軌熱預(yù)彎——平立聯(lián)合矯直——鋸切，端頭精加工——平直度在線檢測——表面渦流探傷——內(nèi)部超聲波探傷——外觀檢查——入庫。（3）鋼軌精整。（4）鋼軌質(zhì)量檢測。德國：蒂森鋼軌生產(chǎn)流程：高爐鐵水——鐵水預(yù)脫硫——氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉——RH真空脫氣——6流連鑄——步進(jìn)式加熱爐加熱鋼胚——高壓水除磷——粗軋——精軋——熱鋸——步進(jìn)式冷床——立平符合錕矯——檢測中心——端頭四面壓力矯直——鋸鉆加工——檢查——入庫。5.國內(nèi)外高速鐵路鋼軌的生產(chǎn)法國：我國：隨著鐵路的發(fā)展我國已經(jīng)形成了，鋼軌斷面50kg/m、60kg/m、75kg/m系列，材質(zhì)980MPa、880MPa、780MPa。我國：1.2扣件1.2.1分類：按照扣壓形式分：彈片式、彈條式。我國的彈條Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型（用于有砟軌道）按照扣件緊固形式分：無螺栓、有螺栓。按照與道床的連接方式分：分開式、混合式。按照承受水平力方式分：無擋肩、有擋肩。常見的高鐵扣件：直結(jié)4K型，彈片式、有螺栓、混合式、有擋肩結(jié)構(gòu)。直結(jié)8K型，彈片式、有螺栓、分開式、無擋肩結(jié)構(gòu)。Voossloh型，彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩結(jié)構(gòu)。KruppECF型，彈條式、有螺栓、分開式、無擋肩結(jié)構(gòu)。PandalFastclip型，彈條式、有螺栓、分開式、無擋肩結(jié)構(gòu)。

1.2扣件1.2.1分類：我國自主研發(fā)的高鐵扣件：（1）彈條Ⅳ型、彈條Ⅴ型。

彈條Ⅳ型

彈條式、無螺栓、混合式、無擋肩我國自主研發(fā)的高鐵扣件：彈條Ⅳ型混合式、無擋肩彈條Ⅴ型彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩彈條Ⅴ型彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩WJ-7型扣件WJ-7型扣件軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件WJ-8型WJ-8型1.3枕木材料屬性分類：木制枕木；鋼筋混凝土枕木；鋼制枕木；復(fù)合材料枕木。1、普通枕木：寬度220mm；厚度160mm；長度2500mm；2、道岔枕木（普通）：寬度220mm；厚度160mm枕木；長度2600~4850mm，以150mm進(jìn)位，共計16個長度規(guī)格；3、道岔枕木（標(biāo)準(zhǔn)）：寬度240mm；厚度160mm；長度2600~4800mm，以200mm進(jìn)位，共計12個長度規(guī)格；4、橋梁枕木：寬度220mm；厚度240、260、280、300mm；長度3000mm；1.3枕木材料屬性分類：木制枕木；鋼筋混凝土枕木；鋼制枕木；1.4道砟1.4道砟軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件二、鋼軌分級使用的含義鋼軌分級使用包含兩個方面的含義：鋼國的二次或多次使用和鋼軌在一次使用中的合理倒換使用。鋼軌的二次使用是指鋼軌在繁忙線路上運營以后經(jīng)過舊軌整修，再把它鋪設(shè)到運量小的鐵路上再次作用，可以延長鋼軌的使用壽命和提高鋼軌的使用效率。重型舊軌的多次使用，可使整個非繁忙線路的設(shè)備得到顯著加強。在貨運密度小的線路上采用重型鋼軌，即使是舊軌，也將大大提高線路穩(wěn)定，并能以較少的材料和勞動力來保證軌道的正常養(yǎng)護(hù)。舊軌整修通常分為三類：綜合整形軌、一般整形軌和焊接再用長軌條。二、鋼軌分級使用的含義鋼軌分級使用包含兩個方面的含義：國外以遠(yuǎn)見卓識軌的分級管理與使用一直很重視。例如聯(lián)邦德國一直對鋼軌與通過運量和養(yǎng)護(hù)維修間的關(guān)系進(jìn)行研究，以期獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。具體分級為：新軌鋪調(diào)用于一級軌道；當(dāng)軌高降低5%時則換下鋪于二級軌道；當(dāng)軌高降低8%時則鋪設(shè)在三級軌道上。德國在實行鋼軌分級管理時，是將再用軌作為一種資源儲備。當(dāng)一條鐵路要鋪設(shè)新軌道時，應(yīng)事先考慮到有一部分要鋪設(shè)再用軌。因為用過的較重的鋼軌就相當(dāng)于較輕的新軌?，F(xiàn)代鋼軌的高質(zhì)量、耐久性和可靠性，為鋼軌的多次再用提供了可能性。鋼軌設(shè)備的運營制度應(yīng)是“隊梯式”的，鋼軌隨著其承載能力的減弱而逐步移到運量較小的區(qū)段下使用。鋼軌在一次使用中的倒換使用是鋼軌合理使用的另一方面，我國幅員文闊，鐵路線路的條件相差別很大，在同一區(qū)段線路上將軌道上下股鋼軌倒換使用或直線與曲線鋼軌倒換使用，是延長鋼軌使用壽命的另一措施。國外以遠(yuǎn)見卓識軌的分級管理與使用一直很三、鋼軌的打磨方式鋼軌打磨的目的：1）通過修正鋼軌斷面形狀，改善輪/軌接觸關(guān)系，從而減少輪/軌接觸應(yīng)力和磨耗。2）修正/控制鋼軌波磨以及低接頭。這些缺陷會增加輪軌噪音、加快車輛部件和軌道部件的惡化率，甚至造成列車限速；3）修正/控制滾動接觸疲勞缺陷。這些缺陷會增加鋼軌損傷的風(fēng)險，甚至降低超聲波鋼軌探傷的效果；4）修正/控制其他鋼軌缺陷（如車輪滾傷、壓潰、軌頭垂向及縱向裂紋）；5）減少車輪和轉(zhuǎn)向架運動的不利影響，這種情況下，會加劇鋼軌磨耗和缺陷的惡化；三、鋼軌的打磨方式鋼軌打磨的目的：6）減少噪音和振動，減少普通接頭和焊接接頭的垂向不平順，控制鋼軌波磨；7）緩和大軸重車輪作用的不利影響，改善輪/軌接觸條件；8）減少車輛橫向不穩(wěn)定性（蛇行運動）。6）減少噪音和振動，減少普通接頭和焊接接頭的垂向不平順，控制4種打磨的類型：1）矯正性打磨（缺陷打磨）：目的是消除或減少在線鋼軌的缺陷，一般采用積極打磨的工序，預(yù)先設(shè)計好打磨量（0.5mm到4-6mm之間），并且，作業(yè)間隔相對較長，通常由缺陷的嚴(yán)重程度來決定。矯正性打磨并不是非常經(jīng)濟(jì)，主要是因為需要除去鋼軌表面的大量金屬，還要求使用大量的打磨過程，減少了鋼軌的潛在使用壽命。但是，為了確保鋼軌不會在短期內(nèi)失效，矯正性打磨是非常必要的，特別是在更換鋼軌的預(yù)算較為緊張的時期。不過這種條件的鋼軌可能會導(dǎo)致列車限速。4種打磨的類型：2）過渡性打磨：目的是將矯正性打磨制度轉(zhuǎn)變成預(yù)防性或者周期性的打磨制度。這種策略需要經(jīng)歷數(shù)次打磨周期，特別是鋼軌不是很規(guī)范地養(yǎng)護(hù)的時候。3）預(yù)防性打磨或周期性打磨：由于主要的鋼軌表面缺陷已經(jīng)被矯正性打磨或過渡性打磨所消除，接下來，就可以執(zhí)行預(yù)防性打磨。這種打磨策略的目的是消除或控制鋼軌表面缺陷、保證鋼軌表面狀態(tài)和良好的外形。通常需要移除少量金屬（0.2~0.3mm），且打磨時期更為頻繁或可控。預(yù)防性打磨非常經(jīng)濟(jì)，特別是只需要去除少量金屬，減少了打磨工具的使用量，最大化地延長了鋼軌的使用壽命。2）過渡性打磨：打磨周期依靠影響鋼軌惡化率的因素：a)通過噸數(shù)；b)主要列車類型及貨物類型，即靜輪載和動輪載；c)鋼軌類型；d)軌道特征，特別是曲線曲率、超高、鋼軌支承條件；e)運營特征，特別是運行速度。4）特殊性打磨：（例如：）a)實現(xiàn)特殊的鋼軌斷面形狀，通過打磨量超過鋼軌頭部允許磨耗限度，從而延長鋼軌短期使用壽命。b)實現(xiàn)特殊的鋼軌斷面形狀從而減少車輪懸空的概率。c)實現(xiàn)一個非常平滑的鋼軌接觸表面，從而減少輪軌接觸區(qū)噪音的發(fā)生。打磨周期依靠影響鋼軌惡化率的因素：矯正性打磨（缺陷打磨）矯正性打磨（缺陷打磨）過渡性打磨過渡性打磨預(yù)防性打磨或周期性打磨預(yù)防性打磨或周期性打磨打磨機械：GMC96型鋼軌打磨列車打磨機械：GMC96型鋼軌打磨列車軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件四、整體道床和散體道床的優(yōu)缺點道床整體化就是用某些膠合材料（如瀝青砂漿、快硬水泥砂漿、某些粘性的聚合物等）和碎石道碴澆灌在一起，形成整體化道床，可以提高承載能力，使道床的下沉量比普通道床減小約90%，而且可使線路的縱向、橫向阻力增加約0.7～4倍，排水性能也大大得到改善，具有防臟、防凍、不長草的特點，頗受國內(nèi)外鐵路工程界的青睞。四、整體道床和散體道床的優(yōu)缺點道床整體化就是用某些膠合材料（清明——杜牧清明時節(jié)雨紛紛，路上行人遇斷魂。借問酒家何處有，牧童遙指杏花村。清明——杜牧清明時節(jié)雨紛紛，路上行人遇第二章軌道結(jié)構(gòu)第三章鋼軌第一部分軌道知識由NordriDesign?提供第二章軌道結(jié)構(gòu)第三章鋼軌第一部分軌道知識由Nord一、軌道結(jié)構(gòu)的組成部件及特點軌道可分為有砟軌道和無砟軌道兩大類型。1.有砟軌道：有砟軌道結(jié)構(gòu)主要由鋼軌、扣件、枕木、道砟等部分組成。1.1.鋼軌鋼軌是軌道結(jié)構(gòu)最重要的部件。1.鋼軌的功用：（1）為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動面，引導(dǎo)機車車輛前進(jìn)。（2）鋼軌要承受來自車輪巨大的垂直壓力，并以分散的形式傳給軌枕。（3）兼做軌道電路，為軌道電路提供導(dǎo)體。2.鋼軌的類型鋼軌的類型通常按照每米的質(zhì)量來分類,我國鐵路鋼軌可以分為43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m。從各個國家的經(jīng)驗來看，60——75kg/m的鋼軌用在大軸重、大運量的重載線路上；50——60kg/m的鋼軌用在列車速度小于160km/h的普通客運線路上；列車速度超過160km/h的線路應(yīng)該采用60——75kg/m的鋼軌。我國鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長度為12.5m和25m。

一、軌道結(jié)構(gòu)的組成部件及特點軌道可分為有砟軌道和無砟軌道兩大3.鋼軌的斷面：鋼軌的三個主要尺寸是鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度。對其要求有：（1）軌頭宜大而厚，并具有與車輪踏面相適應(yīng)的外形，以改善輪軌的接觸條件，提高抵抗壓陷的能力，同時具有足夠的支撐面。（2）軌腰必須有足夠的厚度和高度，具有較大的承載能力和抗彎能力。（3）軌底直接支承在軌枕頂面上。3.鋼軌的斷面：鋼軌截面尺寸及特性參數(shù)鋼軌類型43506075鋼軌高度140mm152mm176mm192mm軌頭寬度70mm70mm73mm75mm軌底寬度111mm132mm150mm150mm鋼軌截面尺寸及特性參數(shù)鋼軌類型43506075鋼軌高度1404.高速鐵路對鋼軌的要求：鋼質(zhì)潔凈、表面無基本缺陷幾何尺寸高精度、高平直度采用長定尺鋼軌、減少鋼軌的焊接接頭強韌性匹配合理、韌塑性好、焊接性能優(yōu)良4.高速鐵路對鋼軌的要求：鋼質(zhì)潔凈、表面無基本缺陷5.國內(nèi)外高速鐵路鋼軌的生產(chǎn)法國：（1）鋼胚的生產(chǎn)：生鐵脫硫預(yù)處理——氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉——除渣處理——LF爐外精煉——真空脫氣——四流連鑄——熱鋸鋼胚。（2）鋼軌軋制：連鑄鋼胚——步進(jìn)式加熱爐加熱——高壓水除磷——普通軋機開胚，萬能機軋制——鋼軌熱預(yù)彎——平立聯(lián)合矯直——鋸切，端頭精加工——平直度在線檢測——表面渦流探傷——內(nèi)部超聲波探傷——外觀檢查——入庫。（3）鋼軌精整。（4）鋼軌質(zhì)量檢測。德國：蒂森鋼軌生產(chǎn)流程：高爐鐵水——鐵水預(yù)脫硫——氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉——RH真空脫氣——6流連鑄——步進(jìn)式加熱爐加熱鋼胚——高壓水除磷——粗軋——精軋——熱鋸——步進(jìn)式冷床——立平符合錕矯——檢測中心——端頭四面壓力矯直——鋸鉆加工——檢查——入庫。5.國內(nèi)外高速鐵路鋼軌的生產(chǎn)法國：我國：隨著鐵路的發(fā)展我國已經(jīng)形成了，鋼軌斷面50kg/m、60kg/m、75kg/m系列，材質(zhì)980MPa、880MPa、780MPa。我國：1.2扣件1.2.1分類：按照扣壓形式分：彈片式、彈條式。我國的彈條Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型（用于有砟軌道）按照扣件緊固形式分：無螺栓、有螺栓。按照與道床的連接方式分：分開式、混合式。按照承受水平力方式分：無擋肩、有擋肩。常見的高鐵扣件：直結(jié)4K型，彈片式、有螺栓、混合式、有擋肩結(jié)構(gòu)。直結(jié)8K型，彈片式、有螺栓、分開式、無擋肩結(jié)構(gòu)。Voossloh型，彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩結(jié)構(gòu)。KruppECF型，彈條式、有螺栓、分開式、無擋肩結(jié)構(gòu)。PandalFastclip型，彈條式、有螺栓、分開式、無擋肩結(jié)構(gòu)。

1.2扣件1.2.1分類：我國自主研發(fā)的高鐵扣件：（1）彈條Ⅳ型、彈條Ⅴ型。

彈條Ⅳ型

彈條式、無螺栓、混合式、無擋肩我國自主研發(fā)的高鐵扣件：彈條Ⅳ型混合式、無擋肩彈條Ⅴ型彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩彈條Ⅴ型彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩WJ-7型扣件WJ-7型扣件軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件WJ-8型WJ-8型1.3枕木材料屬性分類：木制枕木；鋼筋混凝土枕木；鋼制枕木；復(fù)合材料枕木。1、普通枕木：寬度220mm；厚度160mm；長度2500mm；2、道岔枕木（普通）：寬度220mm；厚度160mm枕木；長度2600~4850mm，以150mm進(jìn)位，共計16個長度規(guī)格；3、道岔枕木（標(biāo)準(zhǔn)）：寬度240mm；厚度160mm；長度2600~4800mm，以200mm進(jìn)位，共計12個長度規(guī)格；4、橋梁枕木：寬度220mm；厚度240、260、280、300mm；長度3000mm；1.3枕木材料屬性分類：木制枕木；鋼筋混凝土枕木；鋼制枕木；1.4道砟1.4道砟軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件軌道結(jié)構(gòu)-鋼軌課件二、鋼軌分級使用的含義鋼軌分級使用包含兩個方面的含義：鋼國的二次或多次使用和鋼軌在一次使用中的合理倒換使用。鋼軌的二次使用是指鋼軌在繁忙線路上運營以后經(jīng)過舊軌整修，再把它鋪設(shè)到運量小的鐵路上再次作用，可以延長鋼軌的使用壽命和提高鋼軌的使用效率。重型舊軌的多次使用，可使整個非繁忙線路的設(shè)備得到顯著加強。在貨運密度小的線路上采用重型鋼軌，即使是舊軌，也將大大提高線路穩(wěn)定，并能以較少的材料和勞動力來保證軌道的正常養(yǎng)護(hù)。舊軌整修通常分為三類：綜合整形軌、一般整形軌和焊接再用長軌條。二、鋼軌分級使用的含義鋼軌分級使用包含兩個方面的含義：國外以遠(yuǎn)見卓識軌的分級管理與使用一直很重視。例如聯(lián)邦德國一直對鋼軌與通過運量和養(yǎng)護(hù)維修間的關(guān)系進(jìn)行研究，以期獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。具體分級為：新軌鋪調(diào)用于一級軌道；當(dāng)軌高降低5%時則換下鋪于二級軌道；當(dāng)軌高降低8%時則鋪設(shè)在三級軌道上。德國在實行鋼軌分級管理時，是將再用軌作為一種資源儲備。當(dāng)一條鐵路要鋪設(shè)新軌道時，應(yīng)事先考慮到有一部分要鋪設(shè)再用軌。因為用過的較重的鋼軌就相當(dāng)于較輕的新軌?，F(xiàn)代鋼軌的高質(zhì)量、耐久性和可靠性，為鋼軌的多次再用提供了可能性。鋼軌設(shè)備的運營制度應(yīng)是“隊梯式”的，鋼軌隨著其承載能力的減弱而逐步移到運量較小的區(qū)段下使用。鋼軌在一次使用中的倒換使用是鋼軌合理使用的另一方面，我國幅員文闊，鐵路線路的條件相差別很大，在同一區(qū)段線路上將軌道上下股鋼軌倒換使用或直線與曲線鋼軌倒換使用，是延長鋼軌使用壽命的另一措施。國外以遠(yuǎn)見卓識軌的分級管理與使用一直很三、鋼軌的打磨方式鋼軌打磨的目的：1）通過修正鋼軌斷面形狀，改善輪/軌接觸關(guān)系，從而減少輪/軌接觸應(yīng)力和磨耗。2）修正/控制鋼軌波磨以及低接頭。這些缺陷會增加輪軌噪音、加快車輛部件和軌道部件的惡化率，甚至造成列車限速；3）修正/控制滾動接觸疲勞缺陷。這些缺陷會增加鋼軌損傷的風(fēng)險，甚至降低超聲波鋼軌探傷的效果；4）修正/控制其他鋼軌缺陷（如車輪滾傷、壓潰、軌頭垂向及縱向裂紋）；5）減少車輪和轉(zhuǎn)向架運動的不利影響，這種情況下，會加劇鋼軌磨耗和缺陷的惡化；三、鋼軌的打磨方式鋼軌打磨的目的：6）減少噪音和振動，減少普通接頭和焊接接頭的垂向不平順，控制鋼軌波磨；7）緩和大軸重車輪作用的不利影響，改善輪/軌接觸條件；8）減少車輛橫向不穩(wěn)定性（蛇行運動）。6）減少噪音和振動，減少普通接頭和焊接接頭的垂向不平順，控制4種打磨的類型：1）矯正性打磨（缺陷打磨）：目的是消除或減少在線鋼軌的缺陷，一般采用積極打磨的工序，預(yù)先設(shè)計好打磨量（0.5mm到4-6mm之間），并且，作業(yè)間隔相對較長，通常由缺陷的嚴(yán)重程度來決定。矯正性打磨并不是非常經(jīng)濟(jì)，主要是因為需要除去鋼軌表面的大量金屬，還要求使用大量的打磨過程，減少了鋼軌的潛在使用壽命。但是，為了確保鋼軌不會在短期內(nèi)失效，矯正性打磨是非常必要的，特別是在更換鋼軌的預(yù)算較為緊張的時期。不過這種條件的鋼軌可能會導(dǎo)致列車限速。4種打磨的類型：2）過渡性打磨：目的是將矯正性打磨制度轉(zhuǎn)變成預(yù)防性或