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(shè)軌道了。軌道是一個(gè)整體性工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)常處于列車運(yùn)行的動(dòng)力作用下，所以它的各個(gè)組成部分必須具有足夠的強(qiáng)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(yùn)行。一、軌道的組成軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等

1）支承和引導(dǎo)車輪；2）為車輪滾動(dòng)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(dòng)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(diǎn)鋼軌的作用要求它應(yīng)當(dāng)具備足夠的剛度、韌度、硬度、頂面粗糙等特點(diǎn)。

剛度——抵抗由動(dòng)荷載引起的撓曲變形；

韌度——防止動(dòng)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(jī)車的牽引力、制動(dòng)力的實(shí)現(xiàn)。

作用于直線軌道鋼軌上的力主要豎直力，其結(jié)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(yīng)具有一定高度；軌頭為適應(yīng)輪軌接觸，應(yīng)大而厚，并具有足夠面積；為保證穩(wěn)定性，軌底應(yīng)有足夠?qū)挾群鸵欢ê穸取?、鋼軌斷面鋼軌的類型和強(qiáng)度以kg/m來表示。每米鋼軌的質(zhì)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(dá)77kg/m。我國現(xiàn)行的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)有50kg/m、60kg/m、75kg/m三種鋼軌的長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好，既減少了接頭的沖擊和磨損，又減輕了鋪設(shè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。然而，由于生產(chǎn)制造和運(yùn)輸?shù)闹萍s，我國目前的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度有:12.5m、25m、50m、100m4、鋼軌類型及長(zhǎng)度軌枕軌枕又稱枕木，現(xiàn)在所用材料不僅僅是木材，因此叫軌枕更加科學(xué)

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(jīng)過時(shí)，它可以適當(dāng)變形以緩沖壓力，但列車經(jīng)過后還得盡可能恢復(fù)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(yù)應(yīng)力混凝土枕。在我國，普通軌枕長(zhǎng)度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，長(zhǎng)度有2.6~4.85m多種。

（1）每千米配置軌枕根數(shù)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(shù)示意圖3、軌枕的布置符合左下側(cè)條件之一的地段，軌道應(yīng)該加強(qiáng)，即每千米的軌枕數(shù)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(dòng)地段。3)長(zhǎng)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(dāng)條件重合時(shí)，只增加一次，并且不能超過數(shù)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(dòng)荷載大，接頭軌枕間距（c）應(yīng)該比中間軌枕間距（a）小一些。而且，從c向a過渡時(shí)，應(yīng)該有一個(gè)過渡軌枕間距（b），以適應(yīng)荷載的變化。三者大小為：a>b>c。3、軌枕的布置聯(lián)結(jié)零件聯(lián)結(jié)零件包括接頭聯(lián)結(jié)零件和中間連接零件1、接頭聯(lián)結(jié)零件

作用:聯(lián)結(jié)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(lián)結(jié)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(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要，鋼軌接頭處必須留有一定的縫隙。預(yù)留軌縫不應(yīng)太小，以免高溫時(shí)鋼軌伸長(zhǎng)而無伸長(zhǎng)余地；軌縫也不應(yīng)太大，以免低溫時(shí)鋼軌縮短，縫隙過大，嚴(yán)重影響運(yùn)行。木枕用中間聯(lián)結(jié)零件

可以分為：木枕聯(lián)結(jié)扣件和混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件。2、中間聯(lián)結(jié)扣件把鋼軌與軌枕牢固地聯(lián)結(jié)起來，以確保鋼軌位置穩(wěn)定。我國木枕軌道地段中間聯(lián)結(jié)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(lián)結(jié)方式是混合式?；旌鲜绞窍扔玫泪敯褖|板與木枕扣緊，然后再用道釘將鋼軌、墊板和木枕三者同時(shí)聯(lián)結(jié)?；旌鲜娇奂慵伲惭b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(dú)扣緊。

分開式扣壓力大，能有效防止鋼軌的橫、縱向位移，同時(shí)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(lián)結(jié)鋼軌與木枕的分開式聯(lián)結(jié)

（1）混合式

目前大量采用的聯(lián)結(jié)方式是混合式?；旌鲜绞窍扔玫泪敯褖|板與木枕扣緊，然后再用道釘將鋼軌、墊板和木枕三者同時(shí)聯(lián)結(jié)。混合式扣件零件少，安裝成本低，但扣緊力不如分開式。鋼軌與混凝土枕的聯(lián)結(jié)（3）混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件及混凝土枕聯(lián)結(jié)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(xiàn)為：①扣壓力足。當(dāng)鋼軌彎曲、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致鋼軌沿墊板發(fā)生縱向移動(dòng)。②適當(dāng)?shù)膹椥?。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(jī)車車輛的沖擊和振動(dòng)，使列車運(yùn)行比較平穩(wěn)，而且大大改善了機(jī)車車輛和鋼軌、軌枕等部件的工作條件，延長(zhǎng)了使用壽命道床指軌枕下面，路基面上鋪設(shè)的石砟（道砟）墊層

道床的材料應(yīng)堅(jiān)硬、不易風(fēng)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(shè)費(fèi)用低、噪聲小、建設(shè)周期短、修復(fù)容易無砟道床強(qiáng)度高、維修工作量少，適合高速行車防爬設(shè)備因列車運(yùn)行時(shí)縱向力的作用，使鋼軌甚至帶動(dòng)軌枕產(chǎn)生縱向移動(dòng)，這種現(xiàn)象叫軌道爬行重車通行、長(zhǎng)大下坡、進(jìn)站制動(dòng)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(duì)軌道造成極大破壞，危及行車安全。防爬措施

加強(qiáng)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(kuò)大。預(yù)防方法是采用軌距拉桿進(jìn)行加固。道岔道岔是一種使機(jī)車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，通常在車站、編組站大量鋪設(shè)1、普通單開道岔組成：轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護(hù)軌、連接部分（1）轉(zhuǎn)轍器

組成：兩根基本軌、兩根尖軌、轉(zhuǎn)轍機(jī)械；

作用：操作轉(zhuǎn)轍機(jī)械可以改變尖軌的位置，確定道岔的開通方向（2）轍叉及護(hù)軌包括轍叉心、翼軌、護(hù)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(shí)際尖端之間，存在一個(gè)軌線中斷的空隙，叫有害空間由于有害空間的存在，當(dāng)機(jī)車車輛通過轍叉有害空間時(shí)，輪緣有可能走錯(cuò)轍叉槽而引起脫軌；必須設(shè)置護(hù)軌，對(duì)列車的運(yùn)行方向?qū)嵭袕?qiáng)制性的引導(dǎo)。為了消滅有害空間，適應(yīng)列車高速運(yùn)行要求，采用活動(dòng)心軌道岔(1)活動(dòng)心軌和尖軌是同時(shí)被扳動(dòng)的；(2)當(dāng)尖軌開通某一方向時(shí)，活動(dòng)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(dǎo)曲軌；

作用：連接轉(zhuǎn)轍器和轍叉器及護(hù)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(hào)數(shù)道岔因其轍叉角的大小不同，有不同的道岔號(hào)（N）

道岔號(hào)數(shù)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(dǎo)曲線半徑越大，道岔全長(zhǎng)越長(zhǎng)，列車過道岔平穩(wěn)且速度高；α越大，則相反。所以采用大號(hào)道岔對(duì)于列車運(yùn)行是有利的。不過，道岔號(hào)數(shù)越大，道岔越長(zhǎng)，造價(jià)就越高，占地也就越多我國鐵路主要使用的道岔：30號(hào)道岔側(cè)向通過速度80~140KM/H18號(hào)道岔側(cè)向通過速度50~80KM/H12號(hào)道岔側(cè)向通過速度50KM/H；車站側(cè)向接發(fā)客車中間站側(cè)向接發(fā)貨車9號(hào)道岔側(cè)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(cè)分岔。

三開道岔如同Ψ形，同時(shí)銜接三股道，由兩組轉(zhuǎn)轍機(jī)械操縱兩套尖軌。復(fù)式交分道岔像X形，實(shí)際上相當(dāng)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(zhuǎn)轍器，所以股道之間不能轉(zhuǎn)線。

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

軌道強(qiáng)度與各部分的材質(zhì)、強(qiáng)度和數(shù)量因素有關(guān)。

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

有砟軌道類型條件項(xiàng)目單位特重型重型次重型中型輕型運(yùn)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(jié)

構(gòu)鋼軌kg/m75|6060505050|43軌枕根數(shù)預(yù)應(yīng)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(zhǎng)枕埋入式板式彈性支撐塊式無砟軌道結(jié)論1、確定軌道類型的因素是運(yùn)營條件2、不同類型的軌道其結(jié)構(gòu)不同軌枕三、無縫線路將每根50或100m長(zhǎng)的鋼軌聯(lián)結(jié)成軌道，很顯然每隔50或100m就會(huì)有一個(gè)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(zhǎng)鋼軌線路。

就是把若干根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的

鋼軌經(jīng)焊接成為1000～2000m

而鋪設(shè)的鐵路線路跨區(qū)間無縫：移動(dòng)焊軌車把標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼軌焊接成長(zhǎng)達(dá)幾百公里的跨區(qū)間超長(zhǎng)無縫線路

與普通線路相比，無縫線路在其長(zhǎng)鋼軌段內(nèi)消滅了軌縫，消除了車輪對(duì)鋼軌接頭的沖擊，使列車運(yùn)行平穩(wěn)，延長(zhǎng)了線路設(shè)備和機(jī)車車輛的使用壽命，減少了線路養(yǎng)護(hù)維修工作量，并能適應(yīng)高速行車的要求，是軌道現(xiàn)代化的發(fā)展方向無縫線路在20世紀(jì)30年代開始出現(xiàn)，50年代以后逐步得到推廣。我國自1958年開始鋪設(shè)，經(jīng)過幾十年的運(yùn)營實(shí)踐，在設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)維修方面積累了不少經(jīng)驗(yàn)。至2005年底，無縫線路長(zhǎng)度已達(dá)4萬km，占正線軌道里程的50%如何克服長(zhǎng)鋼軌因軌溫變化而產(chǎn)生的溫度力？溫度變化時(shí),鋼軌不能自由伸縮，只能在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這個(gè)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(zhǎng)上在鐵路線上采用強(qiáng)大的線路阻力來鎖定軌道，限制了鋼軌的自由伸縮。實(shí)驗(yàn)表明，直徑24mm的高強(qiáng)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(shí)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(guān)。

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(jù)無縫線路強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算得出的結(jié)果，北京地區(qū)最佳鎖定軌溫為24℃，實(shí)際允許鎖定軌溫為19℃-29℃。2、新型軌下基礎(chǔ)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(zhǎng)，寬度卻大一倍。密鋪時(shí)，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(jiān)固的軌道基礎(chǔ)，用以代替碎石道床。適合高速運(yùn)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(yīng)具有合理的組成外，還應(yīng)保持兩股鋼軌的規(guī)定距離和軌頂面的相對(duì)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(nèi)兩鋼軌作用邊之間的最小距離。國際標(biāo)準(zhǔn)軌距——1435mm

寬軌距——1520、1524、1676mm（俄羅斯、烏克蘭）

窄軌距——1000、1067mm等