第五章軌道工程

第五章軌道工程第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容第一節(jié)線路第二節(jié)站場第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)線路了解線路的概念和等級掌握鐵路線路平面和縱斷面概念掌握曲線阻力、坡道阻力、限制坡度含義重點理解限制坡度的概念了解路基的基本概念、掌握路基的排水設(shè)備了解軌道組成，主要掌握單開道岔的知識第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三一概述(一)基本概念

鐵路線路是由路基、橋隧建筑物和軌道組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。是機車車輛和列車運行的基礎(chǔ)。它直接承受機車車輛輪對傳來的壓力，為了保證列車能按規(guī)定的最高速度安全、平穩(wěn)和不間斷地運行，使鐵路運輸部門能夠質(zhì)量良好地完成客貨運輸任務(wù)，鐵路線路必須經(jīng)常保持完好狀態(tài)。

第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三（二）系統(tǒng)類型高速軌道交通（高速磁懸浮與高速鐵路）普通鐵路城市軌道交通第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三(三)鐵路主要技術(shù)標準

考慮因素：

選定鐵路主要技術(shù)標準是設(shè)計鐵路的基本決策，應(yīng)根據(jù)國家要求的年輸送能力和確定的鐵路等級，考慮沿線資源分布和國家

科技發(fā)展規(guī)劃，并結(jié)合設(shè)計線的地形、地質(zhì)、氣象等自然條件，經(jīng)過論證比選確定。

第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三鐵路主要技術(shù)標準：

設(shè)計行車速度，

線路等級、設(shè)計運量、正線數(shù)目、牽引種類、機車類型、車站分布、閉塞類型、到發(fā)線有效長度等。最重要的是線路等級。

這些標準是確定鐵路能力大小的決定因素。選用不同的標準對設(shè)計線的工程造價和運營質(zhì)量有重大影響。第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三1、設(shè)計行車速度列車在某種設(shè)計特征的路段上行駛所能保持的最大安全行車速度。第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三2、線路等級

線路等級主要用于城市間鐵路。設(shè)計鐵路時，首先要確定鐵路等級。鐵路技術(shù)標準和裝備類型都要根據(jù)鐵路等級去選定。

我國《鐵路線路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定鐵路等級應(yīng)根據(jù)在鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)和遠期的客貨運量確定。

第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三我國鐵路共分為三個等級等

級

鐵路在路網(wǎng)中的意義遠期年客貨運量Ⅰ級鐵路：在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路。≥15MtⅡ級鐵路：1.在路網(wǎng)中起骨干作用的鐵路。≤15Mt2.在路網(wǎng)中起聯(lián)絡(luò)、輔助作用的鐵路?！?.5MtⅢ級鐵路：為某一區(qū)域服務(wù)，具有區(qū)域運輸性質(zhì)的鐵路?！?.5Mt第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三3、設(shè)計運量指線路設(shè)計年度的預(yù)測客貨運量。是確定線路設(shè)計能力的重要參數(shù)。設(shè)計年度為初期（運營后3年），近期（10年），遠期（20~25年）設(shè)計運量第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三4、正線數(shù)目城市軌道交通，一般初期建成雙線，列車分上下行單向行駛。

城市間鐵路，線路依據(jù)初期運量大小和遠期運輸量增長情況，分別按單線、雙線或預(yù)留雙線設(shè)計。雙線鐵路的建設(shè)投資要比建設(shè)兩條單線投資小，但其通行能力卻比兩條單線之和大的多。第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三三線路平面鐵路線路平面定義

線路中心線在水平面上的投影，叫作鐵路線路平面。組成要素：曲線（圓曲線和緩和曲線）、直線

第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三線路平面設(shè)計因素

夾直線長度、圓曲線最小半徑及長度、緩和曲線的線形及長度。曲線上行駛時車輛的受力情況：

橫向的離心力、縱向的滑移使牽引力減小因此：列車在曲線上必須限速行駛。第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三曲線半徑的選取最小半徑：為了保證行駛速度和安全，設(shè)計時候必須考慮圓曲線的最小半徑。最大半徑：考慮工程施工，不宜超過最大半徑（普通鐵路最大半徑10000m）根據(jù)具體地形、地質(zhì)條件合理選用半徑。標準圓曲線半徑：結(jié)合鋼軌曲率大小，選用標準半徑。如10000（m）、8000m等第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三緩和曲線緩和曲線：曲率由0變化到相鄰圓曲線曲率值的曲線，在直線和圓曲線之間。作用：實現(xiàn)離心力和外軌超高的平穩(wěn)過渡線型：螺旋線、拋物線、正弦曲線等緩曲線最小長度：根據(jù)圓曲線半徑以及最高行車速度而定第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三夾直線長度夾直線：相鄰曲線之間的直線最小長度確定的原因：為列車進出曲線提供平穩(wěn)的行駛長度確定因素：與列車的行駛速度有關(guān)（約1.5～3s的車速）城市軌道交通正線上：>=20m（一節(jié)車廂）第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三四線路縱斷面

線路縱斷面定義：

線路中心線(曲線部分展直后)在垂直面上的投影線路縱斷面組成要素：

平道、坡道和鏈接坡道豎曲線。線路縱斷面設(shè)計因素：

坡度最大值、坡段的最小長度、相鄰坡度的代數(shù)差、豎曲線線型以及半徑。

坡道的陡與緩用坡度來表示。坡度的大小用千分率來表示。第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三車輛在縱坡行駛時候的受力情況

如右圖所示：坡道阻力：車質(zhì)量平行于坡道的分力:F2限制坡度：某區(qū)段上限制貨物列車質(zhì)量的坡度第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三縱坡坡度的選取根據(jù)地形起伏、機車類型、所要求的運輸能力、鄰接鐵路的牽引質(zhì)量等結(jié)合一起考慮.加力牽引坡度：牽引力增大，引起限制坡度提高。

第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三坡度折減：1、坡道和圓曲線重合時候，要對限制坡度值進行折減。2、當小曲線半徑時，計算粘著牽引力小于計算牽引力時，要進行粘降引起的坡度折減最小坡長、坡差

不宜短于遠期列車長度的一半，并取50m的倍數(shù)坡差：相鄰坡度的代數(shù)差；考慮車輛行駛平穩(wěn)、安全，盡量采取低值，在坡差到規(guī)定值時（一、二級時，3‰；三級，4‰），應(yīng)設(shè)置圓曲線。第22頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三

城市軌道交通上，沒有限制坡度和加力坡度的概念，而是把線路允許設(shè)計的最大坡度值稱之為最大坡度。在設(shè)計縱斷面時，縱坡坡度在滿足排水以及標高控制要求前提下，盡可能取低值。正線最大坡度值主要考慮行車安全、旅客舒適度、運速等因素小于等于30‰；輔線小于等于40‰最小坡度：位于地下的坡段，為了便于排水，要設(shè)計成不小于3‰的坡度。軌道坡差大于等于2‰時候，應(yīng)設(shè)置豎曲線。夾直線長度：>=50m第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三五路基承受軌道和列車荷載的地面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物路基有三種基本形式：路堤、路塹、半路堤半路塹第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三路基橫端面參數(shù)路基頂面寬度、路肩寬度，高程、邊坡、道床厚度、護道、排水溝等第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三路基排水路拱：非滲水性路基，設(shè)路拱排除地表水；滲水性路基可以不設(shè)路拱。單線做成梯形，雙線采用三角形路拱。在有可能被淹沒的地段，路肩高程＝設(shè)計水位＋波浪侵襲高度＋壅水高度＋至少0.5m。路堤邊坡和路塹邊坡，考慮路堤和路塹的整體穩(wěn)定性，按照規(guī)范設(shè)計。第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三路基排水設(shè)施

排除地面水設(shè)施：縱向排水溝、側(cè)溝和截水溝等設(shè)施。排除地下水的設(shè)施：攔截地下水，降低地下水位，采用滲溝和滲管排水設(shè)施。第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三六軌道作用：引導(dǎo)車輛、承受并擴散車輪傳下的壓力組成：鋼軌、聯(lián)結(jié)零件、軌枕和扣件、道床以及道岔強度：取決于鋼軌類型、枕軌類型和密度、道床類型和厚度等分級：根據(jù)運營條件，分為特重、重型、次重型、中型和輕型5個等級。第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三鋼軌作用:直接承受車輪的巨大壓力并引導(dǎo)車輪運行方向。要求有足夠的剛度、韌度。類型:以每米長度的重量表示，現(xiàn)行標準鋼軌類型有：>=75kg/m；60kg/m；50kg/m等。長度:鋼軌的標準長度為25m、12.5m兩種。第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三鋼軌的對接兩個鋼軌的末端用兩塊魚尾板夾住，螺栓擰緊接頭形式：按相對于枕軌的位置分為懸空式和承墊式單枕承墊式雙枕承墊式對接式錯接式目前廣泛采用的是懸接對接式第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三聯(lián)結(jié)零件接頭聯(lián)結(jié)零件

作用:聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌間的接頭；

組成:魚尾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。

第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三中間聯(lián)結(jié)零件作用：將鋼軌緊扣在軌枕上；分類：木枕用和鋼筋混凝土用。第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三枕軌一、作用:支承鋼軌，將鋼軌傳來的壓力傳遞給道床，并且還可以保持鋼軌位置和軌距。

二、類型:木枕和鋼筋混凝土枕。

木枕：彈性好，重量輕，鋪設(shè)更換方便；但消耗木材，使用壽命短。

鋼筋混凝土枕：

使用壽命長，穩(wěn)定性能高養(yǎng)護工作量小等。第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三道床

一、作用：

1.支承軌枕，把從軌枕上傳來的壓力均勻地傳給路基；2.固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向和橫向移動。3.緩和機車車輪對鋼軌的沖擊。二、使用材料：

碎石、卵石、粗砂等，其中以碎石為最優(yōu)。

我國鐵路一般都采用碎石道床。

第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三道岔

作用:使機車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備。

在車站上大量鋪設(shè)，用的最多的是單開道岔。一、普通單開道岔

(一)組成：轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護軌、連接部分。第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三1、轉(zhuǎn)轍器

組成：兩根基本軌、兩根尖軌、轉(zhuǎn)轍機械；作用：操作轉(zhuǎn)折機械可以改變尖軌的位置，確定道岔的開通方向。第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三2、轍叉以及護軌

組成：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。

有害空間：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。第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三3.連接部分

組成：兩根直軌，兩根導(dǎo)曲軌；

作用：連接轉(zhuǎn)轍器和轍叉器及護軌部分，使之成為一組完整道岔。第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三二、其他類型道岔與交叉設(shè)備1.雙開道岔

道岔銜接的兩條線路各自向兩側(cè)分岔。

2.三開道岔

可以同時銜接三條線路。

3.交分道岔

四組單開道岔和一副菱形交叉設(shè)備的結(jié)合體。

4.交叉設(shè)備

只有轍叉而無轉(zhuǎn)轍器部分，機車車輛通過交叉設(shè)備時，只能沿著原來的線路繼續(xù)運行而不能轉(zhuǎn)線。第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)站場了解車站的作用和分類掌握中間站作業(yè)和設(shè)備掌握區(qū)間段作業(yè)和設(shè)備以及特點掌握編組站作業(yè)和設(shè)備以及特點了解客運站、貨運站以及鐵路樞紐的概念第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三1、作用與任務(wù)

車站既是鐵路辦理客、貨運輸?shù)幕兀质氰F路系統(tǒng)的一個基層生產(chǎn)單位。在車站上，除辦理旅客和貨物運輸?shù)母黜椬鳂I(yè)以外，還辦

理和列車運行有關(guān)的各項工作。為了完成上述作業(yè)，車站上設(shè)有客貨運輸設(shè)備及與列車運行有關(guān)的各項技術(shù)設(shè)備，還配備了客運、貨運、

行車、裝卸等方面的工作人員。第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三2、車站分類

1、按任務(wù)量和在國家政治、經(jīng)濟的地位不同分為：特等站、一等站、二等站、三等站、四等站、五等站；全國共有五千多個車站；

2、按技術(shù)作業(yè)分為：中間站、區(qū)段站、編組站。

3、按業(yè)務(wù)性質(zhì)分為：客運站、貨運站、客貨運站。第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三(三)車站線路

車站應(yīng)設(shè)有正線、站線。

正線:直接與區(qū)間連通的線路。

站線包括了到發(fā)線、牽出線、調(diào)車線、貨物線及站內(nèi)指定用途的其他線。

第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三到發(fā)線:

用于接發(fā)旅客列車與貨物列車的線路。

牽出線:

用于進行調(diào)車作業(yè)時將車輛牽出的線路。

貨物線:

用于貨物裝卸作業(yè)的貨車停留線路。

調(diào)車線:

用于車列解體和編組并存放車輛的線路。

站內(nèi)指定用途的其他線路主要有機車走行線、車輛站修線、駝峰迂回線及駝峰禁溜線等。第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三中間站作用：為沿線城鄉(xiāng)人民及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù),提高鐵路區(qū)段通過能力，保證行車安全。主要辦理列車的到發(fā)、會讓和越行，以及客貨運業(yè)務(wù)。特點：規(guī)模較小，但數(shù)量很多第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三中間站主要作業(yè)：1、接發(fā)列車接車、發(fā)車和旅客通過列車。2、客運作業(yè)旅客的乘、降，行李包裹的承運、保管、裝卸與交付。3、貨運作業(yè)貨運的承運、保管、裝卸與交付。4、摘掛列車及調(diào)車作業(yè)沿零摘掛列車的摘掛作業(yè)，以及向貨運線、岔線取送車輛的調(diào)車作業(yè)。第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三中間站主要設(shè)備客運設(shè)備：旅客站舍、旅客站臺、雨棚和跨越設(shè)備等。貨運設(shè)備：貨物倉庫、貨物站臺和貨運室、裝卸機械等。站內(nèi)設(shè)備：到發(fā)線、牽出線和貨運線等，它們分別用于接發(fā)列車、進行調(diào)車和貨物的裝卸作業(yè)。信號及通信設(shè)備進出站信號機及通訊設(shè)備等。其他設(shè)備：在某些中間站還設(shè)有機車整備設(shè)備和列車檢查設(shè)備等。第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三中間站的布置按照到發(fā)線的相互位置分為橫列式與縱列式兩種橫列式：到發(fā)線橫向排列。優(yōu)點：站坪長度短，工程投資省，站場布置緊湊，較廣泛的采用。縱列式：上下行到發(fā)場分設(shè)在正線兩側(cè)，并縱向完全錯開。優(yōu)點：有利于組織列車不停車會車。因為站坪長度長且調(diào)車作業(yè)不便，較少采用。第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三區(qū)段站主要任務(wù)：為鄰接的鐵路區(qū)段供應(yīng)機車，并為無調(diào)中轉(zhuǎn)列車辦理規(guī)定的技術(shù)作業(yè)。區(qū)段站的作業(yè)和設(shè)備盡管在數(shù)量和規(guī)模上

都不是最大的，但是作業(yè)和設(shè)備的種類卻是較齊全的。

區(qū)段站位于鐵路網(wǎng)中各牽引區(qū)段的分界點處其設(shè)置位置影響因素：

1、機車牽引區(qū)段的長度；

2、鐵路網(wǎng)規(guī)劃；

3、地區(qū)及城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃。(一)區(qū)段站的任務(wù)和特點第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三

(二)區(qū)段站的作業(yè)旅客運轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)：旅客的乘、降，行李包裹的承運、保管、裝卸與交付。車列技術(shù)檢查與修理、更換機車等貨運運轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)：貨物的承運、保管、裝卸與交付。編組和解體區(qū)段和摘掛列車，以及向貨場專運線取送車作業(yè)等。機務(wù)業(yè)務(wù)：更換機車和乘務(wù)組，及機車檢查修理等。車輛業(yè)務(wù)：車輛檢查與修理。第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三

(三)區(qū)段站的設(shè)備客運設(shè)備：旅客站舍、旅客站臺、雨棚和跨越設(shè)備等。貨運設(shè)備：包括貨場、貨物站臺、倉庫、裝卸線等。運轉(zhuǎn)設(shè)備：①旅客列車到發(fā)線

②貨物列車到發(fā)線、調(diào)車線、牽出線、駝峰等機務(wù)設(shè)備：機務(wù)段或拆返段。車輛設(shè)備：車輛段、站修所等。其他設(shè)備：通信、照明設(shè)備等。第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三(四)區(qū)段站的布置根據(jù)上下貨物列車到發(fā)場、客貨運轉(zhuǎn)設(shè)備的相互位置，將布置形式分為三種：

橫列式、縱列式、客貨縱列式

橫列式：上下行貨物列車到發(fā)場和調(diào)車場橫向排列

縱列式：上下行到發(fā)場分設(shè)在正線兩側(cè)，并縱向完全錯開客貨縱列式：旅客運轉(zhuǎn)設(shè)備與貨物運轉(zhuǎn)設(shè)備沿正線順序布置第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三編組站編組站是鐵路網(wǎng)上辦理大量貨物列車解體和編組作業(yè)，并設(shè)有比較完善調(diào)車設(shè)備的車站。

(一)編組站的作用及任務(wù)第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三編組站在路網(wǎng)上和樞紐中的主要任務(wù)和作用如下：

1、解編各種類型的貨物列車；

2、組織和取送本地區(qū)的車流；

3、設(shè)在編組站的機務(wù)段，還需供應(yīng)列車動力，以及整備、檢修機車；

4、設(shè)在編組站的車輛段及其下屬單位(站修所、列檢所)還要對車輛進行日常維修和定期檢修等。第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三(二)編組站的作業(yè)和設(shè)備上的特點相同點：在技術(shù)作業(yè)上與區(qū)段站基本相同。不同點：區(qū)段站：主要辦理列車中轉(zhuǎn)作業(yè)(即摘掛機車、車列技術(shù)檢查)。解體編組的列車數(shù)量少，大多是區(qū)段、摘掛列車。編組站：辦理列車的解體、編組作業(yè)。解體編組列車數(shù)量多，多數(shù)是直達列車和直通列車。

1、作業(yè)上的特點：（與區(qū)段站相比）第55頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三2、設(shè)備上的特點：

從種類上看，一般與區(qū)段站一樣。不同點位于大城市郊區(qū)的編組站，可以不設(shè)客貨運設(shè)備。在機車作業(yè)和車輛作業(yè)上：調(diào)車場和調(diào)車設(shè)備的規(guī)模和能力，編組站比區(qū)段站大的多。第56頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三（三）編組站的分類路網(wǎng)性編組站：在主要鐵路干線上的交匯點處。間距一般在1000km區(qū)域性編組站：路網(wǎng)性編組站間的主要鐵路干線交匯點。間距一般600km地方性編組站：大宗貨流集散地，主要為當?shù)氐墓さV、港灣、過境車輛服務(wù)，間距300km以內(nèi)第57頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三(四)編組站的布置形式單向編組站:上下行合用或分用一套調(diào)車系統(tǒng)雙