鐵道概論-鐵路線路ppt課件

.,鐵道概論,第二章鐵路運(yùn)輸基本設(shè)備,.,1.鐵路路線2.鐵路車輛3.鐵路機(jī)車4.動車組5.鐵路車站6.信號與交通設(shè)備,.,鐵道概論,第一章鐵路線路第一節(jié)概述,.,鐵路線路是機(jī)車車輛和列車運(yùn)行的基礎(chǔ)。它直接承受機(jī)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(yùn)行，使鐵路運(yùn)輸部門能夠質(zhì)量良好地完成客貨運(yùn)輸任務(wù)，鐵路線路必須經(jīng)常保持完好狀態(tài)。鐵路線路是由路基、軌道和橋隧建筑物組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。,.,鐵路線路是由路基、軌道和橋隧建筑物組成的一個整體工程結(jié)構(gòu)。,.,在建筑一條鐵路之前，必須進(jìn)行調(diào)查研究和勘探工作，并從若干個可供比較的方案中選出一個最優(yōu)方案來進(jìn)行設(shè)計(jì)。鐵路建設(shè)的三個階段：前期工作階段：主要進(jìn)行方案研究、初測和初步設(shè)計(jì)工作?；窘ㄔO(shè)階段：主要進(jìn)行定測、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行工程施工、驗(yàn)交投產(chǎn)。投資效果反饋：鐵路運(yùn)營若干年后，有建設(shè)單位會同有關(guān)部門，對工程質(zhì)量、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益等考察驗(yàn)證，以評價設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。,鐵路的勘測設(shè)計(jì),概述,.,2.1.2鐵路等級及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),注：Mt：百萬噸,.,2.1.2鐵路等級及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括：正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、牽引種類、機(jī)車類型、機(jī)車交路、車站分布、到發(fā)線有效長度和閉塞類型等。這些標(biāo)準(zhǔn)是確定鐵路能力大小的決定因素，一條鐵路選用不同的標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計(jì)線的工程造價和運(yùn)營質(zhì)量有重大影響，同時又是確定設(shè)計(jì)線的工程標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型的依據(jù)。,.,正線：連結(jié)車站并貫穿或直股伸入車站的線路為正線。,到發(fā)線是指車站線路中能辦理列車到達(dá)和出發(fā)使用的線路。到發(fā)線有效長度是指能滿足該區(qū)段旅客列車最大編組輛數(shù)的長度。一般車站為650米到1000米左右。,.,限制坡度在一個區(qū)段上,決定一臺某一類型的機(jī)車所能牽引的貨物列車重量(最大值)的坡度,叫做限制坡度ix。,.,最小曲線半徑非專業(yè)的場合也稱為“轉(zhuǎn)彎半徑”,.,牽引種類電力牽引、內(nèi)燃牽引、蒸汽牽引三種鐵路機(jī)車亦稱作火車頭、機(jī)關(guān)車、機(jī)車頭，是鐵路中專門提供動力的車輛。,.,牽引種類電力牽引、內(nèi)燃牽引、蒸汽牽引三種,.,牽引種類電力牽引、內(nèi)燃牽引、蒸汽牽引三種,.,機(jī)車交路又稱機(jī)車牽引區(qū)段，機(jī)車牽引列車往返行駛的路段。其長度稱為機(jī)車交路距離。機(jī)車交路兩端的車站稱為區(qū)段站。按牽引區(qū)段長度分為短交路、長交路和超長交路。短交路：一個往返交路由一班乘務(wù)組承擔(dān)長交路：一個單程交路由一班乘務(wù)組承擔(dān)超長交路：一個單程交路由兩班乘務(wù)組承擔(dān),.,車站分布為了保證必要的鐵路通過能力，方便沿線的客貨運(yùn)輸，鐵路上每隔一定距離需要設(shè)置一個車站，車站把一條鐵路線劃分成若干個長度不同的區(qū)間，車站就成為相鄰區(qū)間的分界點(diǎn)，區(qū)間和分界點(diǎn)是組成鐵路的兩個基本環(huán)節(jié)。,.,閉塞類型用信號或憑證，保證列車按照規(guī)定的空間間隔制定運(yùn)行的技術(shù)方法。鐵路的閉塞裝置與信號、聯(lián)鎖裝置是保證行車安全，提高運(yùn)營效率和加強(qiáng)通過能力的重要設(shè)備。中國的基本閉塞類型有半自動閉塞和自動閉塞。閉塞類型決定車站作業(yè)間隔時分，從而影響通過能力。,.,鐵道概論,第一章鐵路線路第二節(jié)平面和縱斷面,.,鐵路線路在空間的位置是用它的中心線來表示的。線路中心線：路基橫斷面上距外軌半個軌距的鉛垂線AB與路肩水平線CD的交點(diǎn)O在縱向的連線,2.2鐵路線路的平面和縱斷面,圖21線路橫斷面,.,圖2-2線路平面圖2-3線路縱斷面,線路中心點(diǎn)在水平面上的投影，叫做鐵路線路的平面，表明線路的直、曲變化狀態(tài)；線路中心點(diǎn)展直后在鉛垂面上的投影，叫鐵路線路的縱斷面，表明線路的坡度變化。,.,.,線路平縱面設(shè)計(jì)滿足三個基本要求：,（1）必須保證行車安全和平順。主要指：不脫鉤、不斷鉤、不脫軌、不途停、不運(yùn)緩與旅客乘車舒適等（2）應(yīng)力爭節(jié)約資金。即既要力爭減少工程數(shù)量、降低工程造價；又要考慮為施工、運(yùn)營、維修提供有利條件，節(jié)約運(yùn)營支出。（3）既要滿足各類建筑物的技術(shù)要求，還要保證它們協(xié)調(diào)配合、總體布置合理。,.,2.2.1鐵路線路的平面及平面圖,（1）曲線要素的組成鐵路線路在轉(zhuǎn)向處所設(shè)的曲線為圓曲線，其基本組成要素有：曲線半徑R，曲線轉(zhuǎn)角，圓曲線長L，切線長度T，緩和曲線長度L0。,線路的平面由直線、圓曲線以及緩和曲線組成。,圖2-4線路曲線地段,1.曲線要素,.,（2）曲線要素的計(jì)算,直接根據(jù)數(shù)學(xué)公式可以得出：曲線長度：切線長度：,1）不考慮緩和曲線時,圖2-5無緩和曲線的曲線地段,2）設(shè)有緩和曲線時,圖2-6設(shè)有緩和曲線的曲線地段,0緩和曲線角L0緩和曲線長度,曲線長度:,.,2.圓曲線,小半徑曲線對運(yùn)營不利，這是因?yàn)椋?）限制列車運(yùn)行速度，增加輪軌磨耗，降低輪軌間的粘著系數(shù)，增加列車運(yùn)行阻力；2）增加輪軌設(shè)備和維修工作量，增加軌道設(shè)備和維修工作量，增加線路長度。其中，限制列車運(yùn)行速度一項(xiàng)，影響到鐵路線路的運(yùn)營能力，也是我們關(guān)注的重點(diǎn)。,（1）曲線半徑對運(yùn)營的影響,.,用數(shù)學(xué)公式表達(dá)：,（1）列車運(yùn)行速度與曲線半徑的關(guān)系,式中：V列車運(yùn)行速度，km/h；h曲線外軌超高，mm；R曲線的半徑，m,（2）曲線上列車最大限制速度,由公式可知，曲線半徑數(shù)值一定時，影響列車運(yùn)行速度的因素是曲線外軌超高度數(shù)值h。曲線外軌超高度的最大容許值，在單線鐵路上一般取150mm，另外可以考慮一定量的欠超高度，但以不影響乘客的舒適度為限。則上公式可以改寫為：,.,CantThetermisusedtoindicatetheraisingoftheouterrailoncurvedtracktoallowfasterspeedsthanifthetworailswerelevel.Cantcompensatesforthecentrifugalforcearisingfromatraintraversingacurve.,超高就是軌道兩根鐵軌不在同一水平面上。在曲線上，為了使車輛行駛平穩(wěn)，一般外側(cè)軌道要高于內(nèi)側(cè)軌道，使車輛向內(nèi)的傾斜來克服由于轉(zhuǎn)彎時的離心力。這個軌道高出的部分就叫超高。離心力和速度及轉(zhuǎn)彎半徑有關(guān)。當(dāng)半徑一定時，速度越快，離心力越大，這時要設(shè)置的超高也就越大。當(dāng)設(shè)置的比正好平衡的值小時，就是欠超高。反之就是過超高。,.,3.緩和曲線,為保證列車安全，使線路平順地由直線過渡到圓曲線或由圓曲線過渡到直線，以避免離心力的突然產(chǎn)生和消除，常需要在直線與圓曲線之間設(shè)置一個曲率半徑變化的曲線，這個曲線稱為緩和曲線，如下圖所示為設(shè)有緩和曲線的鐵路曲線。,圖2-7曲線設(shè)置,.,（1）緩和曲線的特點(diǎn),緩和曲線介于直線與圓曲線之間，是一個過渡區(qū)域。緩和曲線的特點(diǎn)為：1）曲線半徑從無窮大逐漸減小到圓曲線的半徑R，或從圓曲線的半徑R逐漸增加到無窮大；2）運(yùn)行中列車的離心力逐漸增加或逐漸降低；3）軌距加寬值逐漸增大或逐漸減?。?）曲線外軌超高逐漸增大或逐漸減小。緩和曲線的特點(diǎn)，目的都是更好地確保列車通過曲線時的安全、平順，以及乘客乘坐舒適。,.,（2）緩和曲線方程式,我國鐵路常用的緩和曲線屬于三次拋物線型，其方程式為：,式中：y緩和曲線上任意點(diǎn)的縱坐標(biāo)，m；X緩和曲線L任意點(diǎn)的橫坐標(biāo)，m；R圓曲線半徑，m；l0緩和曲線長度，m。,.,（3）緩和曲線的設(shè)置,緩和曲線應(yīng)有足夠的長度，在這個長度內(nèi)，需完成曲線的外超高順坡過程。同時，應(yīng)該滿足以下兩點(diǎn)運(yùn)營要求：,1）車輪的輪緣不致爬上內(nèi)軌，外軌超高的坡度限制為：,式中:Kmin機(jī)車或車輛最小輪緣高，mmDmax機(jī)車或車輛最大固定軸距,mm當(dāng)以輪緣最小高度28mm及最大固定軸距6.5代入，得到：,在實(shí)際取值中,i0一般不大于2，以保證車輪輪緣無爬上內(nèi)軌危險。此時計(jì)算出緩和曲線長l0為:,.,2）保證乘客乘座舒適,當(dāng)列車從直線段進(jìn)入緩和曲線范圍內(nèi)運(yùn)行時，外側(cè)車輪在外軌上逐漸升高；當(dāng)列車從圓曲線段進(jìn)入緩和曲線范圍內(nèi)運(yùn)行時，外側(cè)車輪在外軌上逐漸降低。如果升降速度過快，會引起乘客的不舒適感。設(shè)以f（mm/s)表示外側(cè)車輪升降速度，則存在如下關(guān)系式：,通常規(guī)定，在一般地段，f=32mm/s；在困難地段，f=40mm/s。可以反推出：,在選線設(shè)計(jì)中，緩和曲線的長度可以按照下表取值：,.,.,（1）定義轉(zhuǎn)向相同的相鄰兩曲線稱為同向曲線。轉(zhuǎn)向相反的相鄰兩曲線稱為反向曲線。介于兩同向曲線間或兩反向曲線間一般不太長的直線，稱為夾直線。設(shè)置夾直線的目的：保證行車運(yùn)行平順；確保乘客乘坐舒適感。,4.同向曲線、反向曲線、夾直線,圖1-5同向曲線與夾支線,圖1-6反向曲線與夾支線,.,（2）三者約束條件,1）超高的設(shè)置及其變化過程無論同向或反向曲線，曲線外軌都要設(shè)置超高，而在直線地段則不設(shè)超高。超高的變化過程是“從有到無、從無到有”。,2）超高帶來的影響超高將引起車身傾斜度和外輪豎向加速度的不斷變化，使機(jī)車車輛的轉(zhuǎn)向架彈簧發(fā)生振動和車身發(fā)生橫向搖擺。,.,3）如何克服影響為保持列車運(yùn)行的平順，保證乘客乘坐的舒適感，車身搖擺和彈簧振動應(yīng)控制在容許程度之內(nèi)。A.為了控制車身搖擺的程度，一般規(guī)定，夾直線長度應(yīng)能容納23輛客車，即5070m。B.為了控制車輛轉(zhuǎn)向架彈簧振動的程度，應(yīng)使第二次振動（車輛通過第二個曲線的ZH點(diǎn)進(jìn)入第二個曲線時）發(fā)生在第一次振動（車輛通過第一個曲線HZ點(diǎn)進(jìn)入夾直線時）消失之后。,.,在線路設(shè)計(jì)中，夾直線的最小長度值見表,.,基本阻力：列車在空曠地段沿平、直軌道運(yùn)行時所受到的阻力。包括車軸與軸承之間、輪軌之間以及鋼軌接頭對車輪的撞擊阻力等?；咀枇υ诹熊囘\(yùn)行時總是存在的。附加阻力：列車在線路上運(yùn)行時，受到的額外阻力，如坡道阻力、曲線阻力、起動阻力等。附加阻力隨列車運(yùn)行條件或線路平、縱斷面情況而定，阻力方向與列車運(yùn)行方向相反。,5.曲線附加阻力,.,曲線附加阻力：當(dāng)列車通過曲線時，由于慣性力的作用，外側(cè)車輪輪緣緊壓外軌，使其磨耗增大。又由于曲線外軌長于內(nèi)軌，外輪在外軌上的滑行等原因，運(yùn)行中的列車所受阻力比在直線上所受阻力大，兩者之差稱為曲線附加阻力。曲線附加阻力大小常用下公式計(jì)算：,（N/KN）,式中：r單位曲線阻力（N/KN）,即列車每一噸重量所攤曲線附加阻力值R曲線半徑（m）600據(jù)試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)。,.,根據(jù)可知曲線半徑愈小，曲線附加阻力愈大，還會給運(yùn)營工作帶來以下不利影響：,區(qū)間線路最小曲線半徑,（N/KN）,.,用一定的比例尺，把線路中心線及其兩側(cè)的地面情況投影到水平面上，就是鐵路線路平面圖。線路平面圖和縱斷面圖是鐵路勘測設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的重要文件。,6.鐵路線路平面圖,圖線路平面圖,.,線路縱斷面由平道、坡道及設(shè)于變坡點(diǎn)處的豎曲線組成。,2.2.2鐵路線路的縱斷面及縱斷面圖,圖2-9坡道坡度及坡道附加阻力示意圖,設(shè)L為1000m，h為6m則：坡度大小i為6.0。,.,當(dāng)列車在上坡道上運(yùn)行時，受到由坡道引起的阻力，稱為坡道附加阻力。機(jī)車車輛的質(zhì)量Q(t)的重力Qg(N)可以分解為垂直于坡道的分力N和平行于坡道的分力Wi。垂直分力N由軌道的反作用力抵消了，平行分力Wi，就成為坡道附加阻力。機(jī)車車輛的坡道附加阻力Wi可用下列公式計(jì)算：WiQgsinQgtanQgi1000Qgi,2.坡道附加阻力,列車平均每噸質(zhì)量所受到的坡度阻力稱為單位坡道阻力i，其計(jì)算公式如下：,(N/KN),.,（1）限制坡度的選定,3.限制坡度與加力牽引坡度,1）限制坡段定義限制坡度是這樣一種坡度：在這個坡度上，一臺機(jī)車牽引列車連續(xù)上坡運(yùn)行時，列車運(yùn)行速度最終能夠穩(wěn)定在機(jī)車計(jì)算速度的水平上。這就是說。這個坡度既要有一定的陡度，又要有一定的長度。,2）選定限制坡段的影響因素限制坡度的選定，需要考慮以下問題：首先，要確保列車運(yùn)行速度不能過低。其次，需考慮：鐵路等級、地形條件、牽引種類、運(yùn)輸要求、鄰線牽引定數(shù)。,.,（2）加力牽引坡度的確定,1）加力牽引坡段的定義在一條軼路線的全線范圍內(nèi)，地形是不相同的。有一般地段，有困難地段，還可能有特殊困難地段(如跨越山嶺地段)。在特殊困難地段，線路縱斷面的設(shè)計(jì)有兩個方案：A.可以修建隧道穿過山嶺；B.也可以利用高坡(坡度值大于限制坡度數(shù)值的坡段)跨越山嶺。在這個坡段上，列車必須以雙機(jī)牽引或多機(jī)牽引。這種坡段稱為加力牽引坡段。例如，我國京張鐵路的關(guān)溝段和寶成鐵路的寶鳳段，都采用了加力牽引坡段。,.,圖2-8雙機(jī)牽引,.,2）加力牽引坡度最大值的計(jì)算加力牽引坡度的最大值計(jì)算公式：,式中：Fj數(shù)臺機(jī)車計(jì)算牽引力之和，千牛；p數(shù)臺機(jī)車計(jì)算質(zhì)量之和，噸；Q單機(jī)牽引地段按限制坡度計(jì)算的牽引質(zhì)量，噸；W計(jì)算速度時機(jī)車單位基本阻力，牛/千牛；W計(jì)算速度時車輛平均單位基本阻力，牛/千牛；g重力加速度。,.,線路縱斷面圖是用一定的比例尺（水平方向?yàn)?:10000、垂直方向?yàn)?:1000）和規(guī)定的符號，把平面圖上的線路中心線展直后投影到鉛垂面上，并注有線路平面和縱斷面有關(guān)資料的圖。,4.鐵路線路縱斷面圖,圖2-9線路縱斷面圖,.,為滿足行車和線路養(yǎng)護(hù)維修的需要，在鐵路沿線設(shè)有許多用來表明鐵路建筑物及設(shè)備位置和技術(shù)狀態(tài)的標(biāo)志。線路標(biāo)志應(yīng)設(shè)在線路里程增加方向的左側(cè)機(jī)車車輛限界以外，距鋼軌頭部外側(cè)不小于2m處。曲線標(biāo)等不超過鋼軌頂面的標(biāo)志，為不妨礙某些特種車輛在工作狀態(tài)時順利通過，可設(shè)在距鋼軌頭部外側(cè)不小于1.35m處。,2.2.3線路標(biāo)志,1.線路標(biāo)志的作用線路的標(biāo)志是為線路的維修和養(yǎng)護(hù)和司機(jī)和車長等工作上的需要而設(shè)置的。,.,（1）公里標(biāo)、半公里標(biāo)是線路的里程標(biāo)。公里標(biāo)從鐵路線路起點(diǎn)開始，每走一公里設(shè)置一個；半公里標(biāo)設(shè)于線路的半公里處。,2.線路標(biāo)志的類型及設(shè)置地點(diǎn),.,（2）曲線標(biāo)為曲線的技術(shù)參數(shù)，在上面標(biāo)明曲線的有關(guān)要素(曲線長度、緩和曲線長度、曲半徑、超高、加寬)。該標(biāo)設(shè)置于圓曲線的中部，示意圖如下：,該標(biāo)設(shè)置于圓曲線的中部，示意圖如下：,.,坡度標(biāo)設(shè)在變坡點(diǎn)處。,（3）坡度標(biāo)表示該坡道的坡度大小及坡段長度，并用箭頭表示上坡和下坡。水平線表示坡度為，坡度標(biāo)設(shè)在變坡點(diǎn)處。箭頭后面的數(shù)字表示坡度值，以千分率表示，下面的數(shù)值表示這個坡度的長度，以米為單位。,.,（4）橋梁標(biāo)表示橋梁的位置（中心里程）和橋梁編號的標(biāo)志。設(shè)在橋梁中心里程（或橋頭）處，橋梁標(biāo)的標(biāo)面上注有按線路計(jì)算里程方向統(tǒng)一編排的橋梁序號和所在線路的中心里程。,.,（5）管界標(biāo)設(shè)在鐵路局、工務(wù)段、領(lǐng)工區(qū)、養(yǎng)路工區(qū)、供電段、電力段的管轄地段的分界點(diǎn)處，正面和背面分別標(biāo)明所向的單位名稱，側(cè)面注有管界的字樣。,.,鐵路路基是軌道的基礎(chǔ)，承受并傳遞軌道的重量及列車的動載荷。,2.2.4鐵路路基,1.鐵路路基特點(diǎn)：1)是鐵路線路的重要組成部分，在整個鐵道工程中占有很大比重；2)鐵路路基采用天然土、石構(gòu)筑，暴露于大自然中，不斷受到侵蝕、破壞。,圖2-10鐵路路基,.,2.鐵路路基設(shè)計(jì)要求：1)慎重對待，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營做全面考慮，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行調(diào)整；2)路基應(yīng)該具有堅(jiān)固、穩(wěn)定、耐久，可以抵抗各種自然因素的影響。,本節(jié)學(xué)習(xí)要求1、從路基橫斷面入手，學(xué)習(xí)掌握各種鐵路路基橫斷面；2、重點(diǎn)掌握鐵路路基的組成；3、關(guān)于鐵路路基穩(wěn)定性的學(xué)習(xí)。,.,通常，把垂直于線路中心線的路基橫截面稱為路基橫斷面，簡稱路基斷面。按照路基所處的地勢情況與橫斷面的形狀，路基斷面可以分為6類：,2.2.4.1路基的斷面形式,1、路堤路基設(shè)計(jì)標(biāo)高高于地面標(biāo)高，用土、石填筑而成的路基。,圖2-11路堤斷面簡圖,.,2、路塹路基設(shè)計(jì)標(biāo)高低于地面標(biāo)高，通過挖掘而形成的路基。,圖2-13路塹實(shí)物,圖2-12路塹斷面簡圖,.,3、不填不挖路基路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與地面標(biāo)高相同，軌道直接鋪設(shè)在經(jīng)過處理的天然地面上。,圖2-15半路堤斷面簡圖,圖2-14不填不挖路基斷面簡圖,4、半路堤在山岳地區(qū)，通過部分填筑而形成的路基。,.,5、半路塹在山岳地區(qū)，通過部分挖掘而形成的路基。,圖2-16半路塹斷面簡圖,圖2-17半路塹實(shí)物圖,.,6、半路堤半路塹經(jīng)過填、挖兩部分構(gòu)成的路基。,圖2-18半路堤半路塹斷面簡圖,.,2.2.4.2路基的組成,1.路基本體鐵路路基本體主要包括：路基頂面、路肩和路基邊坡。,路基是由路基本體和路基附屬設(shè)施兩部分組成。,圖2-19鐵路路基組成,.,（1）路基頂面路基頂面即路基的頂部，是鋪設(shè)軌道的工作面。根據(jù)路基頂面形狀，路基頂面的形狀，分為有路拱、無路拱兩種形式。（見圖2-20a、b）路基頂面的寬度是指從路基一側(cè)的路肩邊緣到另一側(cè)路肩邊緣之間的距離。（見圖2-21）,圖2-20b無路拱路基斷面,圖2-20a有路拱路基斷面,圖2-21路基頂面寬度示意圖,.,2.路肩與路基邊坡路肩：路基頂面兩側(cè)無道床覆蓋的部分。路基邊坡：路肩邊緣以外的斜坡。,圖2-22路基路肩與邊坡示意圖,路肩的作用：1）抵抗路基核心部分在受壓力時向外發(fā)生擠動、變形，加強(qiáng)路基的穩(wěn)定性；2）防止道渣滾落于路基坡面，保持道床完整；3）便于設(shè)置必要的線路、信號標(biāo)志；4）供鐵路現(xiàn)場作業(yè)人員行走，便于進(jìn)行工作。,.,3.路基附屬設(shè)施,圖2-23排水溝,路基附屬設(shè)施的作用：保證路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定。,（1）排水設(shè)施1）地面排水設(shè)施匯集地表雨水，引到路基以外。例如：排水溝（見圖2-23）、截水溝等。2）地下排水設(shè)施截?cái)?、疏?dǎo)地下水，排出路基。,.,圖2-24路基邊坡度沖刷防護(hù),（2）防護(hù)設(shè)施1）路基邊坡度坡面防護(hù)增強(qiáng)路基邊坡的抗風(fēng)化能力。例如：植被防護(hù)、砌石防護(hù)等。（2）路基邊坡度沖刷防護(hù)用于濱河、河灘、水庫地段防護(hù)。例如：植被防護(hù)、拋石防護(hù)等。路基邊坡防護(hù)見圖2-24。,.,圖2-26擋土墻,（3）加固工程通過修建加固結(jié)構(gòu)物或其它措施，使路基獲得穩(wěn)定。例如：擋土墻（圖2-25）、扶壁、擋棚（圖2-26）等。,圖2-25山體擋棚,.,1、路基本體主要是由哪幾部分組成的？試畫圖說明。,2、路基的附屬設(shè)施可以分為幾類，舉例說明。,本節(jié)習(xí)題,.,2.2.5橋隧建筑物,橋梁，在鐵路架空的部位承托軌道。橋梁由上部結(jié)構(gòu)（橋跨）和下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)）組成。軌道傳來的力，通過橋墩、墩臺、基礎(chǔ)，傳遞至基底面上。,圖2-27內(nèi)昆線金沙江大橋,.,隧道，鐵路穿越山嶺所開鑿的地下通道。其底部承托著軌道，四周承受著圍巖的壓力。隧道也可以代替橋梁，從河道、海峽下穿過，即水下隧道。,圖2-28內(nèi)昆線安邊2號隧道,.,涵洞，設(shè)置在路基下的過水建筑物。承受通過路基傳來的動力載荷，以及路基土體的土壓力。,圖2-29涵洞,.,本節(jié)學(xué)習(xí)要求：1、了解鐵路橋梁、隧道、涵洞的功用；2、了解鐵路橋梁、隧道、涵洞的基本技術(shù)構(gòu)造。,.,2.2.5.1鐵路橋梁,橋梁簡介1.橋梁的作用與分類作用：供鐵路線路跨越水流、山谷或其它建筑物的設(shè)施。（1）跨越河流跨河橋。（2）跨越山谷跨谷橋。（3）跨越鐵路、公路跨線橋。（4）跨越市區(qū)、工業(yè)區(qū)、農(nóng)作物區(qū)旱橋。,圖1-64跨河橋(隴海線渭河橋),.,圖1-65跨谷橋(南昆線八渡3號大橋),圖1-66跨線橋,圖1-67旱橋(西康線),.,圖1-68跨河橋組成部分簡單圖,2.橋梁結(jié)構(gòu)我們以跨河橋?yàn)槔?，其組成部分為：橋跨、橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)。,.,圖1-69連續(xù)梁橋,3.橋梁分類橋梁的型式很多，根據(jù)橋梁受力情況，分為5類：梁橋、拱橋、剛架橋、懸橋和組合體系橋等。,（1）梁橋梁橋在豎向載荷作用下只產(chǎn)生豎向反力。橋跨為梁，只受橈受剪，不受到軸向力。梁橋又分簡支梁橋、連續(xù)梁橋（見圖1-69）、懸臂梁橋。,.,圖1-70實(shí)體拱拱橋,（2）拱橋拱橋在豎向載荷下有豎向反力和橫向反力，無鉸拱橋還產(chǎn)生支座彎矩。橋跨為拱，以受壓為主，也受橈受剪。拱橋可以分為實(shí)體拱拱橋和桁拱拱橋。,.,圖1-71斜腿剛架橋,（3）剛架橋剛架橋的特點(diǎn)是橋跨與墩臺以剛性連接成一體，在豎向載荷的作用下有豎向反力和水平反力，無鉸剛架還有支撐彎矩。剛架以受橈為主，也受剪和軸向力。從造型上剛架橋可以分為門形剛架橋和斜腿剛架橋。,.,圖1-72懸橋,（4）懸橋（見圖1-72）懸橋以纜索跨過塔頂，錨定于河岸上作為承重結(jié)構(gòu)，在纜索上懸掛吊桿，吊起橋面系。纜索受拉。,.,圖1-73斜拉橋,（5）組合體系橋組合體系橋是由不同體系組合而成的橋梁。例如：系桿拱橋是由梁與拱的組合體系；斜拉橋是（見圖1-73）梁與索的組合體系。,.,2.1.5.2隧道,在崇山峻嶺間修建鐵路，為了保證現(xiàn)代化鐵路的順直、平緩，需要開鑿隧道讓鐵路穿過。我國是一個多山的國家，鐵路線上隧道長度的比重將會越來越大。,.,1.隧道的基本組成,隧道是修筑在地層內(nèi)的建筑物，鐵路隧道結(jié)構(gòu)由主體建筑物和附屬建筑物組成。主體建筑物洞門、洞身襯砌。作用是保持隧道的穩(wěn)定，保證列車的安全運(yùn)行。附屬建筑物避車洞、防排水設(shè)施、通風(fēng)設(shè)施。為隧道安全、養(yǎng)護(hù)與維修隧道的需要而設(shè)置。,.,圖1-75大瑤山隧道洞門,圖1-76秦嶺隧道的洞身襯砌,.,隧道洞口的安全（動畫）,問題：如何防止仰坡塌方，落石堵塞洞口？,.,2.隧道的襯砌結(jié)構(gòu),襯砌是用于支持隧道四周圍巖，防止其塌落的設(shè)施。隧道襯砌材料應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度、耐久性；特殊地段還要求抗凍、抗?jié)B、抗侵蝕性。,.,2.4.2.3隧道洞門,隧道洞門的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是考慮洞口位置的選擇：結(jié)合地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)情況，施工及運(yùn)營條件，洞口有關(guān)工程全面考慮。,.,3.鐵路隧道附屬建筑物,（1）避車洞及其作用小避車洞保證隧道內(nèi)維修人員的安全。大避車洞存放工具材料。隧道兩側(cè)，每隔60m設(shè)置一小洞，每隔300m設(shè)置一大洞。,（2）隧道通風(fēng)設(shè)備隧道的通風(fēng)是隧道設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。原因之一是當(dāng)蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車通過隧道時，排出有害氣體。如果隧道通風(fēng)不良，將危害旅客和鐵路工作人員的健康。隧道通風(fēng)有兩種形式：自然通風(fēng)；機(jī)械通風(fēng)。,.,（3）防排水設(shè)施我國的隧道防排水技術(shù)，采用以“排”為主，“截、堵、排”的綜合治水方法?！敖亍苯?cái)嗟乇硭?、地下水流入隧道的通道?！岸隆痹诙瓷硪r砌內(nèi)設(shè)置防水層，防止地下水滲入隧道?！芭拧睂⒍瓷硪r砌后的積水引入隧道，通過隧道內(nèi)的水溝排出。,.,2.1.5.3涵洞,涵洞設(shè)在路堤下面的填土中，是用以通過水流的一種建筑物。,.,有砟軌道,無砟軌道,高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)類型,2.2軌道,.,鋼軌,.,木質(zhì)軌枕,混凝土軌枕,軌枕,.,扣件,.,道床,.,道岔,.,道岔,.,無砟軌道,我國主要的無砟軌道類型分為三種,無砟軌道,CRTSI型,CRTSII型,板式,雙塊式,板式,雙塊式,CRTSIII型板式（我國自主設(shè)計(jì)）,.,京津城際高鐵采用的是CRTSI型雙塊式無砟軌道,.,2.2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。軌道由鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等主要部件組成。它起著機(jī)車車輛運(yùn)行的導(dǎo)向作用，直接承受由車輪傳來的巨大壓力，并把它傳布給路基或橋隧建筑物。,.,動畫,.,2.2.1鋼軌,1）支承和引導(dǎo)車輪；2）為車輪滾動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閉塞區(qū)段，作為軌道電路使用。,2.2.1.1鋼軌的功用,要充分發(fā)揮的這四點(diǎn)功用，鋼軌應(yīng)該具備哪些特點(diǎn)？,思考題目,.,2.2.1.2鋼軌的特點(diǎn)與鋼軌斷面,鋼軌的作用是直接承受車輪的巨大壓力并引導(dǎo)車輪的運(yùn)行方向，因而它應(yīng)當(dāng)具備足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐磨性。為了使鋼軌具有最佳的抗彎性能，鋼軌的斷面形狀采用“工”字形，如下圖所示，由軌頭、軌腰和軌底組成。,1.鋼軌特點(diǎn)：四個“度”剛度抵抗由動荷載引起的撓曲變形；韌度防止動荷載引起鋼軌折斷；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、制動力的實(shí)現(xiàn)。,.,2.鋼軌斷面,(1)斷面形狀鋼軌斷面的造型統(tǒng)一為“工”字形,鋼軌斷面圖,(2)斷面特點(diǎn),軌底較寬有利于保證鋼軌穩(wěn)定,鋼軌斷面的組成(動畫),.,鋼軌的作用是直接承受車輪的巨大壓力并引導(dǎo)車輪的運(yùn)行方向，因而它應(yīng)當(dāng)具備足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐磨性。為了使鋼軌具有最佳的抗彎性能，鋼軌的斷面形狀采用“工”字形，如下圖所示，由軌頭、軌腰和軌底組成。,鋼軌斷面圖,.,在我國，鋼軌的類型或強(qiáng)度以每米長度的大致質(zhì)量（公斤數(shù)）表示，現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌類型有：75公斤米、60公斤米、50公斤米。鋼軌的長度長一些好，可以減少接頭的數(shù)置，列車運(yùn)行平穩(wěn)并可節(jié)省接頭零件和線路的維修費(fèi)用，但是由于加工條件和運(yùn)輸條件的限制，一根鋼軌的軋制長度是有限的。目前我國鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長度有25米和12.5米兩種，對于75公斤米鋼軌只有25米長一種。此外，還有專供曲線地段鋪設(shè)內(nèi)軌用的標(biāo)準(zhǔn)縮短軌若干種。,.,2.2.1.3鋼軌長度、鋼軌接頭、軌縫,1.鋼軌長度我國制造的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌，長度有25米與12.5米兩種。2.鋼軌接頭普通軌道的接頭，通常用螺栓、夾板等連接。3.軌縫鋪軌時，需要在鋼軌接頭處預(yù)留軌縫。軌縫要求：(1)高溫時，鋼軌膨脹不會導(dǎo)致軌道擠壓變形；(2)低溫時，鋼軌收縮不會導(dǎo)致接頭拉壓變形。軌縫作用：適應(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要。,.,思考題目：鋼軌接頭如何應(yīng)付鋼軌的熱脹冷縮,.,4.軌縫計(jì)算公式,軌縫的計(jì)算通常使用經(jīng)驗(yàn)公式：,式中：計(jì)算軌縫尺寸（毫米）；tmax最高鋼軌溫度（當(dāng)?shù)貧v年最高氣溫加20攝氏度）；t鋪軌時的鋼軌溫度（攝氏度）；L鋼軌長度（米）；c阻力限制的鋼軌伸縮量（毫米）（12.5米鋼軌取12毫米，25米鋼軌取34毫米）,.,本節(jié)習(xí)題,1、鋼軌的功用是什么？A.在電氣化鐵路和自動閉塞區(qū)段，作為軌道電路使用。B.承受車輪的作用力并傳布于軌枕；C.支承和引導(dǎo)車輪；D.為車輪滾動提供阻力較小的表面；E.承受車輪的作用力并傳布于軌枕與道床；,2、根據(jù)鋼軌的功用，推斷鋼軌應(yīng)具備的特點(diǎn)。,3、計(jì)算：某地鋪軌，選用12.5米鋼軌，鋪軌時測得軌溫為41度，當(dāng)?shù)刈罡邭鉁貫?4度，求應(yīng)該預(yù)留的軌縫大小。,.,2.2.2軌枕,2.2.2.1軌枕的功用、特點(diǎn),根據(jù)下圖，試推測軌枕的功用。并說明軌枕應(yīng)具備的特點(diǎn)。,1.功用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。,.,2.特點(diǎn)堅(jiān)固耐久、具有彈性、造價合理、制造維修方便。可以認(rèn)為，軌枕是介于鋼軌與道床之間，承受來自鋼軌的各向壓力，并將壓力彈性地均布于道床的設(shè)施。,.,2.2.2.2軌枕的分類,軌枕按照制作材料分，主要有鋼筋混凝土枕和木枕兩種。我國鐵路所使用的主要是預(yù)應(yīng)力混凝土枕。,木枕,鋼筋混凝土軌枕,.,思考題,鐵路線路在不同地段，選用的軌枕是不相同的。例如，在橋梁、隧道、道岔處使用的軌枕就同一般線路上使用的軌枕有區(qū)別。因此，木枕和混凝土枕，根據(jù)不同場合的用途，可以分為：（提示：5選3）A.普通枕B.一般枕C.岔枕D.橋枕E.隧枕,.,2.2.2.3軌枕的布置,1.每千米配置軌枕數(shù)每千米配置的軌枕根數(shù)，由運(yùn)量、行車速度、線路等級條件決定。力求在最經(jīng)濟(jì)條件下，保證軌道具有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。,我國鐵路規(guī)定：(1)木枕軌道，每千米軌枕數(shù)最多為1920根，最少為1440根；(2)混凝土枕軌道，每千米軌枕數(shù)最多為1840根，最少為1440根。,圖1-17配置軌枕數(shù)示意圖,.,符合右下側(cè)條件(藍(lán)字表示)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,.,2.軌枕間距的計(jì)算,圖1-18軌枕間距示意圖,到目前為止，你對軌枕的了解有多少普通軌道上，軌枕間的距離一樣不？,普通軌道上，鋼軌接頭處車輪的沖擊動荷載大，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，應(yīng)該有一個過渡軌枕間距（b），以適應(yīng)荷載的變化。三者大小為：abc。,.,c一般是給定的：木枕為440mm，混凝土枕為540mm。由上圖可知：,式中：L每節(jié)鋼軌長度（含一個軌縫寬度8mm）n每節(jié)鋼軌下軌枕根數(shù),.,1、軌枕的功用是什么？它應(yīng)該具備什么特點(diǎn)？,3、計(jì)算：某一地區(qū)修建地方鐵路，鋼軌選用25m標(biāo)準(zhǔn)軌，軌枕選用混凝土枕。在一般地段，要求每千米軌枕數(shù)為1600根?，F(xiàn)有一長1100m的隧道，計(jì)算在該隧道內(nèi)鋪軌需要的軌枕數(shù)目,并求出軌枕的三個間距a、b、c。,2、軌枕按照其材質(zhì)可以分為哪兩類？這兩類軌枕各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么，以及改進(jìn)措施是什么？,.,2.2.3.1聯(lián)結(jié)零件,聯(lián)結(jié)零件分為接頭聯(lián)結(jié)零件和中間聯(lián)結(jié)零件。接頭聯(lián)結(jié)零件：兩節(jié)鋼軌的末端，用接頭聯(lián)結(jié)零件聯(lián)結(jié)。先用兩塊魚尾板夾住鋼軌，然后用螺栓擰緊。為防止螺栓松動，在螺帽與魚尾板之間，加有彈簧墊圈。,接頭聯(lián)結(jié)零件,鋼軌的接頭連接動畫,.,2.2.3.2中間聯(lián)結(jié)扣件,中間聯(lián)結(jié)扣件的作用：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。根據(jù)軌枕的性質(zhì)，中間聯(lián)結(jié)扣件可以分為：木枕聯(lián)結(jié)扣件和混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件。從分類上我們可以推測，不同的軌枕，存在不同的聯(lián)結(jié)方式。,圖1-19鋼軌與軌枕的聯(lián)結(jié),.,1.木枕扣件及木枕聯(lián)結(jié)方式目前，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。（1）混合式（見圖1-20）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聯(lián)結(jié)?；旌鲜娇奂慵伲惭b成本低，但扣緊力不如分開式。,鋼軌與木枕的混合式連接（動畫）,圖1-20鋼軌與木枕的混合式聯(lián)結(jié),.,（2）分開式（見圖1-21）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，同時便于安裝與更換，但成本高。在特殊線路與橋上線路使用。,圖1-21鋼軌與木枕的分開式聯(lián)結(jié),.,2.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。,圖1-21鋼軌與混凝土枕聯(lián)結(jié),主要表現(xiàn)為：1、扣壓力足。當(dāng)鋼軌彎曲、轉(zhuǎn)動時，不會導(dǎo)致鋼軌沿墊板發(fā)生縱向移動。2、適當(dāng)?shù)膹椥??；炷琳淼膹椥员饶菊聿钤S多，其彈性主要由扣件提供。3、具有絕緣性能。,.,2.2.4道床,道床介于軌枕與路基之間，是軌道的重要組成部分。道床是鋪設(shè)在路基面上的石碴（道碴）墊層。主要作用是支承軌枕，把從軌枕上部的壓力均勻地傳遞給路基；并固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向移動；緩和機(jī)車車輛輪對對鋼軌的沖擊。,道床斷面,圖1-23道床示意簡圖,2.2.4.1道床的功用與材料選擇,.,1.道床的功用：,1）承受來自軌枕的壓力，均勻的傳遞到路基；2）提供軌道的橫、縱向力，保持軌道的穩(wěn)定；3）提供軌道彈性，減緩、吸收輪軌的沖擊、振動；4）提供良好的排水性能，減少路基病害；5）便于軌道養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)。,圖1-24碎石道床示意圖,以碎石、礦渣、沙子等為材質(zhì)構(gòu)成的碎石道床，滿足以上5點(diǎn)要求，價廉物美，是我國目前使用最廣泛的道床類型。,.,2.道床應(yīng)具備的性能,圖1-24碎石道床示意圖,1）質(zhì)地堅(jiān)硬，耐壓、耐磨，具有彈性；2）排水性能好，吸水度?。?）不易風(fēng)化、侵蝕。,.,2.2.4.2道床斷面,道床斷面為梯形，主要有三個要素：,1）道床厚度（h）:足夠的厚度，有利于減小基面應(yīng)力，降低發(fā)生永久變形的可能，確保軌道穩(wěn)定。2）頂面寬度（b）：一般為3米。3）邊坡坡度（i）,圖1-25道床縱斷面示意圖,.,1、道床的的功用有：A.承受來自鋼軌的壓力，均勻的傳遞到路基；B.提供軌道的橫、縱向力，保持軌道的穩(wěn)定；C.提供軌道彈性，減緩、吸收輪軌的沖擊、振動；D.提供良好的排水性能，減少路基病害；E.便于軌道養(yǎng)護(hù)維修作業(yè),本節(jié)習(xí)題,2、根據(jù)道床功用，描述其應(yīng)該具備的性能。A.質(zhì)地堅(jiān)硬，耐壓、耐磨；B.耐高溫，抗熱性好；C.不易風(fēng)化、侵蝕；D.排水性能好，吸水度??；E.具有良好彈性。,.,2.2.5防爬設(shè)備,1.爬行的定義列車運(yùn)行時，車輪作用于鋼軌上除產(chǎn)生豎直力和橫向力外，還產(chǎn)生一個縱向水平推力，能引起鋼軌的縱向移動，有時甚至帶動軌枕沿著線路方向一起移動，此種現(xiàn)象稱為軌道的爬行。,.,1.防止爬行的措施防止爬行，需要加強(qiáng)接頭扣件、中間扣件的扣緊力?？劬o力的加強(qiáng)，是通過安裝防爬設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。在直線地段，由于列車縱向力的作用，軌枕可能被拉斜。預(yù)防方法是將防爬器與防爬支撐配合使用。,圖1-26石質(zhì)防爬器,（a）穿銷式防爬器,（b）防爬器的安裝,（c）防爬器,.,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。,圖1-27軌距拉桿,.,1、由于列車制動、轉(zhuǎn)向，以及溫度變化是軌道發(fā)生爬行的原因，請分析容易發(fā)生爬行的地段：A.道岔地段B.隧道地段C.長大下坡道D.曲線地段E.車站到發(fā)線,本節(jié)習(xí)題,.,2.3道岔,什么是道岔？機(jī)車車輛在運(yùn)行過程中，常常需要由一條線路轉(zhuǎn)入另一條線路，或跨越其它線路。在就需要設(shè)置線路的連接與交叉設(shè)備，即道岔。,道岔是鐵路軌道的重要組成部分。由于道岔數(shù)量多、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。,.,道岔的分類及功用：1、線路的連接設(shè)備引導(dǎo)鐵路機(jī)車車輛由一條線路進(jìn)入另一條線路。,2、線路的交叉設(shè)備引導(dǎo)機(jī)車車輛由一條線路跨越另一條線路。,圖1-29線路連接道岔,圖1-30線路交叉道岔,.,3、連接與交叉設(shè)備既可以引導(dǎo)鐵路機(jī)車車輛由一條線路進(jìn)入另一條線路，也能夠引導(dǎo)機(jī)車車輛由一條線路跨越另一條線路。,圖1-31線路連接、交叉道岔,.,本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容與知識要點(diǎn)：,1.我國最常見的道岔是普通單開道岔，簡稱單開道岔，屬于第1類道岔，即線路的連接設(shè)備。單開道岔構(gòu)造相對簡單，具有一定的代表性，是本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。2.在了解和掌握單開道岔的基本特征之后，我們需要了解其它類型的道岔；3.道岔是軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)之一，限制列車運(yùn)行速度。最后，我們學(xué)習(xí)提高列車過岔速度的措施。,.,2.3.1單開道岔構(gòu)造,2.3.1.1單開道岔的概述,單開道岔是最簡單、最常用的一種道岔。,普通單式道岔的組成1基本軌；2尖軌；3翼軌；4護(hù)軌,1.單開道岔的組成（1）三大組成部分：轉(zhuǎn)轍器部分；轍叉及護(hù)軌部分；連接部分。,.,（2）7個組成部件：轉(zhuǎn)轍器部分的基本軌、尖軌；轍叉及護(hù)軌部分的翼軌、護(hù)軌、岔心；連接部分的直軌、導(dǎo)曲線軌。,圖1-33單開道岔結(jié)構(gòu)與名稱,.,轉(zhuǎn)轍器：包括兩根尖軌和兩根基本軌，是引導(dǎo)機(jī)車車輛轉(zhuǎn)線的部分。連接部分：包括兩根直軌和兩根導(dǎo)曲線軌。它是將轉(zhuǎn)轍器和翼軌聯(lián)結(jié)起來的部分。轍叉及護(hù)軌：轍叉設(shè)在兩條鋼軌的交叉處，其作用是使運(yùn)行在一條鋼軌上的列車車輪的輪緣能越過另一條鋼軌。,1.單開道岔各組成部分的功能,.,思考題,圖1-34單開道岔組成部分一,請指出道岔的組成部分及組成部件。（見圖1-34、1-35、1-36）,.,圖1-35單開道岔組成部分一,.,2.3.1.2單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分,1.轉(zhuǎn)轍器部分的功用與組成功用：引導(dǎo)機(jī)車車輛的行駛方向。組成：兩根基本軌、兩根尖軌、各種聯(lián)結(jié)零件、道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備。,圖1-37單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分,.,2.基本軌（圖1-37中圖示B）基本軌是用12.5米或25米標(biāo)準(zhǔn)軌經(jīng)過適當(dāng)加工制成。主線基本軌為直線。側(cè)線基本軌為折線或曲線型,圖1-37單開道岔的轉(zhuǎn)轍器部分,3.尖軌（圖1-37中圖示A）尖軌是轉(zhuǎn)轍器部分最重要的組成部件。通過轉(zhuǎn)轍機(jī)械的作用，兩根尖軌往復(fù)擺動，從而引導(dǎo)機(jī)車車輛進(jìn)入主線或側(cè)線行駛。,.,2.3.1.3轍叉與護(hù)軌部分,轍叉與護(hù)軌部分由主軌、護(hù)軌、翼軌、岔心四個部件構(gòu)成。其中，翼軌和岔心是轍叉的主要構(gòu)成部分。（見圖1-38）,圖1-38轍叉與護(hù)軌部分組成示意圖,轍叉構(gòu)造及基本術(shù)語（動畫）,.,從兩翼軌最窄處到轍叉心實(shí)際尖端之間，存在著一段軌線中斷的空隙，叫做轍叉的有害空間。當(dāng)機(jī)車車輛通過轍叉有害空間時，輪緣有走錯轍叉槽而引起脫軌的可能，因此，必須設(shè)置護(hù)軌，對車輪的運(yùn)行方向?qū)嵭袕?qiáng)制性的引導(dǎo)。,.,2.護(hù)軌正確地引導(dǎo)機(jī)車車輛輪對的走向，防止其撞擊轍叉叉心，使列車平順、安全地通過有害空間。（見圖1-39）,圖1-39道岔護(hù)軌,.,可動心軌轍叉的心軌與尖軌同時扳動（如圖），心軌尖端總是同一根翼軌密貼而同另一根翼軌分離，這樣就不存在有害空間。使行車平穩(wěn)而安全，消除了列車直向過岔速度的限制。,可動心軌撤叉,3.活動心軌轍叉,.,1、單開道岔的組成部分有：A.岔心部分B.轉(zhuǎn)轍器部分C.基本軌部分D.轍叉及護(hù)軌部分E.連接部分2、什么是有害空間？對鐵路行車有何影響？可以采取什么措施減少有害空間的影響？,本節(jié)習(xí)題,.,2.3.2其他類型道岔與交叉設(shè)備,除了單開道岔以外，還有對稱雙開道岔、三開道岔、交分道岔和菱形交叉。,雙開道岔的特點(diǎn)是同道岔相銜接的兩條線路各自向兩側(cè)分岔；它的優(yōu)點(diǎn)是（與單開道岔相比）：,轍叉號碼相同時，其導(dǎo)曲線半徑較大；轍叉號碼相同時，其道岔全長較短。由于對稱道岔的這些優(yōu)點(diǎn)，常被使用在駝峰編組場的頭部或尾部，即工業(yè)企業(yè)的廠內(nèi)線，組織不停車會車的雙線插入段。,雙開道岔,.,1.單式對稱道岔又稱為對稱道岔，是單開道岔的一種特殊形式。整個道岔對稱于主線的中線或轍叉角的中分線，列車通過時無直向及側(cè)向之分。,圖1-41單式對稱道岔(重慶站),.,三開道岔的特點(diǎn)是同道岔相銜接的有三條線路，每副三開道岔都有四根尖軌。優(yōu)點(diǎn)：長度較短；缺點(diǎn)：（尖軌削弱較多，轉(zhuǎn)轍器使用壽命短；兩普通轍叉在主線內(nèi)方無法設(shè)置護(hù)軌，機(jī)車車輛沿主線不能高速運(yùn)行。,雙開、三開道岔,2.三開道岔,.,3.交分道岔交分道岔有單式、復(fù)式之分。復(fù)式交分道岔相當(dāng)于兩組對向鋪設(shè)的單開道岔，實(shí)現(xiàn)不平行股道的交叉。交分道岔具有道岔長度短，開通進(jìn)路多以及兩個主要行車方向均為直線等優(yōu)點(diǎn)。,圖1-42交分道岔,.,將一個單開道岔納入另一個單開道岔內(nèi)，就成為交分道岔。它代替了兩個單開道岔的作用，且占地長度較短，特別是連接幾條平行線路時，比單開道岔連接的長度縮短更為顯著。,一組交分道岔存在四個“有害空間”，正線上由于列車運(yùn)行速度較高，使用交分道岔其安全性就較差，也不好養(yǎng)護(hù)，故盡量不用。為消除“有害空間”可采用活動心軌鈍角轍叉的交分道岔。,交分道岔,.,三開道岔和交分道岔的共同特點(diǎn)是將一個道岔套到另一個道岔內(nèi)，既減少用地，又起到兩幅道岔的作用，故這類道岔稱為復(fù)式道岔，而單開道岔和雙開道岔，則稱為單式道岔。,除了各種道岔外，在線路上還有一種交叉設(shè)備。常用的菱有兩個銳角轍叉和兩個鈍角撤叉。但交叉沒有轉(zhuǎn)轍器，所以它和道岔不同，機(jī)車車輛只能在原來的線路上通過交叉后繼續(xù)前進(jìn)，而不能轉(zhuǎn)線。,菱形交叉,.,2.3.3過岔速度及提高過岔速度的措施,列車在通過道岔時的過岔速度，是控制列車行車速度的重要因素之一。列車的過岔速度，包括側(cè)向通過速度和直向通過速度。,2.3.3.1側(cè)向通過速度,對于單開道岔而言，側(cè)向過岔速度包括轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線、轍叉、岔后連接線路這四部分的通過速度。長期的實(shí)踐表明，側(cè)向過岔速度主要由轉(zhuǎn)轍器部位和導(dǎo)曲線部位的通過速度決定。,1-43單開道岔組成部分示意圖,.,1.影響側(cè)向過岔速度的因素導(dǎo)曲線沒有設(shè)置超高和緩和曲線，且半徑較小，列車未被平衡的離心加速度大。,什么是超高？列車通過曲線時，需要提供向心力F保證列車受力基本均衡?？赏ㄟ^設(shè)置外軌道超高來提供向心力F，平衡列車受力。道岔的導(dǎo)曲線部分沒有設(shè)置超高，因此導(dǎo)致列車未被平衡的離心力大，影響列車側(cè)向過岔速度。,圖1向心力,圖2外軌超高提供向心力,.,2.基本參數(shù)的確定目前，在道岔設(shè)計(jì)中，采用三個參數(shù)：1）動能損失（）2）未被平衡的離心加速度（）3）未被平衡的離心加速度增量（）,3.提高側(cè)向過岔速度的途徑1）增大導(dǎo)曲線半徑、減小車輪對道岔各部位的沖擊角。2）加強(qiáng)道岔結(jié)構(gòu)。,.,2.3.3.2直向過岔速度,1.影響直向過岔速度的因素1）道岔平面沖擊角的影響。2）道岔平面幾何不平順的影響。,2.直向過岔速度的范圍根據(jù)我國運(yùn)營實(shí)踐并結(jié)合一定的理論分析，依據(jù)道岔的結(jié)構(gòu)狀況，直向過岔速度限制為同等級區(qū)間線路容許速度的80%90%。,.,3.提高直向過岔速度的途徑1）使用可動心軌，消滅有害空間；2）采用長護(hù)軌，減小沖擊角；3）使用彈性跟端，提高道岔彈性；4）采用特種斷面的鋼軌；5）增設(shè)軌底坡；6）保證軌距（1435mm）均勻；7）提高軌道技術(shù)含量，采用無縫線路；8）采用新型軌下基礎(chǔ)。,.,2.3.3.3道岔號數(shù)及列車過岔速度,道岔因其轍叉角的不同，有不同的道岔號（N），道岔號數(shù)表明了道岔各部分的主要尺寸。對于道岔號我們習(xí)慣用轍叉角（）的余切值來表示，如上圖，即：,式中：N道岔號數(shù)FE撤叉根端長AE撤叉跟端支距,.,現(xiàn)場檢測道岔號數(shù)的最簡單方法是用腳量法，即先在轍叉心軌頂面上找出一腳長的寬度處，然后由此向前量至轍叉理論尖端處是幾腳，就是幾號道岔。,道岔號測量法,.,道岔是線路提高速度的主要控制因素之一。列車通過道岔的速度分為直向過岔速度與側(cè)向過岔速度兩種。,轍叉角越小，N值越大，導(dǎo)曲線半徑也就越大，側(cè)線過岔速度越高。,目前我國鐵路上大多使用9、12、18號三個型號道岔，它們所允許的側(cè)向通過速度分別為30、45、80公里/小時。,常用道岔有關(guān)尺寸及側(cè)向允許速度,.,2.3.4軌道的幾何形位,軌道幾何形位是指軌道各部分的幾何形狀、相對位置和基本尺寸。從軌道橫斷面上來看，軌道的幾何形位包括軌距、水平、外軌超高和軌底坡。軌道的兩股鋼軌之間應(yīng)保持一定的距離，位保證機(jī)車車輛順利通過小半徑曲線，曲線軌距應(yīng)考慮加寬。兩股鋼軌的頂面應(yīng)置于同一水平差。從軌道的縱斷面上看，軌道的幾何形位包括軌道的前后高低。鋼軌頂面在縱向上應(yīng)保持一定的平順度，為行車平穩(wěn)創(chuàng)造條件。,.,2.3.4.1直線部分的軌距和水平,1.軌距,兩根鋼軌軌頭內(nèi)側(cè)之間的距離稱為軌距。我國規(guī)定，軌距應(yīng)在鋼軌頭部內(nèi)側(cè)頂面下16mm處測量。我國鐵路主要采用1435mm的標(biāo)準(zhǔn)軌距,世界各國鐵路也普遍采用1435mm的軌距。軌距寬于1435mm的稱為寬軌鐵路，如俄羅斯采用1524mm的寬軌鐵路。軌距窄于1435mm的稱為窄軌鐵路。我國云南省尚有從昆明至河口的1000mm的窄軌鐵路。在機(jī)車車輛不斷運(yùn)行的情況下,軌距可能產(chǎn)生一定的誤差，我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)軌距的誤差寬不得超過6mm，窄不得超過2mm。,.,軌距應(yīng)大于輪對寬度(輪對的兩輪緣外側(cè)距)。輪對的輪緣與鋼軌之間應(yīng)留有一定的活動間隙，稱為游間。,軌距輪對寬度活動量,式中，S為軌距(mm)；q為輪對寬度(mm),輪對與鋼軌的相互位置,軌距示意圖,鋼軌與輪緣間留有游間是為了輪緣能在兩根鋼軌間自由滾動，而不會被卡住，并減少輪軌磨耗和運(yùn)行阻力。但游間過大又會增加車輛運(yùn)行時的橫向擺動，即車輛蛇行運(yùn)動幅度。我國規(guī)定游間正常值為14mm，最小值為9mm，最大值為47mm。,.,2.水平在線路同一斷面處左右兩股鋼軌頂面的高度差，簡稱“水平”。軌距和水平均用道尺來測量。通常每6.25m檢查一處，即每節(jié)12.5m鋼軌的接頭及中間各檢查一處。直線地段兩股鋼軌