第二章四五節(jié)

1、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。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。一、軌道的組成軌道由鋼軌、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。（一） 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。1 鋼軌的功用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。 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

2、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)。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。 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。（二） 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。 1、 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

3、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)零件接頭聯(lián)結(jié)零件鋼軌的接頭連接2. 中間聯(lián)結(jié)零件 中間聯(lián)結(jié)零件的作用： 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)零件可以分為：木枕聯(lián)結(jié)零件和混凝土枕聯(lián)結(jié)零件。 圖1-19 鋼軌與軌枕的聯(lián)結(jié)（三） 軌枕1 軌枕的功用、特點(diǎn) 1.1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。 1.2.特點(diǎn) 堅(jiān)固耐久、具有彈性、造價(jià)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 軌枕的分類

4、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 3 軌枕的布置我國普通軌枕的長度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，其長度有2.6-4.85m多種。 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（四） 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)

5、車車輛輪對對鋼軌的沖擊。道床斷面道床斷面圖1-23 道床示意簡圖 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(jià)廉物美，是我國目前使用最廣泛的道床類型。 （五） 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

6、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 a）穿銷式防爬器）穿銷式防爬器 （b b）防爬器的安裝）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（六） 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。 道岔是鐵路軌道的重要

7、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)。2.3.1 道岔的分類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）8個組成部件：轉(zhuǎn)轍器部分的基本軌、尖軌、轉(zhuǎn)轍機(jī)械； 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)

8、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 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)。2.3.2 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。 1、雙開道岔特點(diǎn)是同道岔相銜接的兩條線路各自向兩側(cè)分岔； 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

9、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 三開道岔的特點(diǎn)是同道岔相銜接的有三條線路。 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。 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2.3.3.3 道岔號數(shù) 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：AEFEctgN式

10、中式中： N N道岔號數(shù)道岔號數(shù) FEFE撤叉根端長撤叉根端長 AEAE撤叉跟端支距撤叉跟端支距轍叉角越小，N值越大，導(dǎo)曲線半徑也就越大，側(cè)線過岔速度越高。 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。 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)向允許速度二、 軌道上兩股鋼軌的相互位置 軌道幾何形位是指軌道各部分的幾

11、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。（一） 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1435 mm的稱為寬軌鐵路，如俄羅斯采用1524mm的

12、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6 mm，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0Sq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14

13、mm，最小值為9 mm，最大值為47 mm。 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。 直線地段兩股鋼軌的頂面應(yīng)保持在同一水平，高差不允許超過4mm。 3.軌底坡 在直線上鋼軌不是豎直鋪設(shè)，而要向內(nèi)傾斜1:40的坡度，稱為軌底坡。軌底坡的設(shè)置是利用鋼軌墊板做成1:40的坡度，鋼軌安置在墊板上而形成內(nèi)傾度。設(shè)置軌底坡的目的是為了鋼軌能適應(yīng)車輛的圓錐形踏面(車輪踏面接觸軌頭的主要部分為1:20的圓錐面) ， 使車輪壓力集中于鋼軌中軸線，減少軌頭偏心磨耗。 （二） 曲線部分的軌

14、距和水平 1.軌距加寬 鐵路車輛的輪對固定于轉(zhuǎn)向架上，車輛在曲線上運(yùn)行時，轉(zhuǎn)向架對于車體可以轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)向架上的車軸是平行的不能作相互轉(zhuǎn)動，其最外兩根車軸之間的距離稱為固定軸距。由于機(jī)車車輛具有固定軸距，在曲線上運(yùn)行時轉(zhuǎn)向架的縱向中心線與曲線軌道中心線并不一致，因而引起轉(zhuǎn)向架錢一輪對外側(cè)車輪輪緣和后一輪對的內(nèi)側(cè)車輪輪緣壓擠鋼軌，增加走行阻力。為了使機(jī)車車輛順利地通過曲線，因此對小半徑曲線的軌距要適當(dāng)加寬。 軌距加寬原因示意圖2.外軌超高 列車在曲線上運(yùn)行時，由于離心力的作用使曲線外軌受到較大的壓力，因而造成外軌比內(nèi)軌磨耗大，出現(xiàn)兩根鋼軌磨耗不均勻的現(xiàn)象。同時，旅客受到離心力的作用也感到不舒適，如

15、果離心力過大還可能導(dǎo)致列車傾覆。因此，為了消除這些不良影響，通常是將曲線上的外軌抬高，使機(jī)車車輛向內(nèi)傾斜，以抵消離心力的作用。外軌比內(nèi)軌高出的部分稱為超高。 超高的程度，應(yīng)使超高后機(jī)車車輛的重力Qg與離心力f的合力正好作用于兩根鋼軌中心距離S的中點(diǎn)。 這樣，兩根鋼軌的受力又相等了。 外 軌 超 高 原 理 圖 曲線外軌超高量（h），通常用下式計(jì)算：Rvh2max8 .11（mm） 鐵路技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定，外軌超高的最大值單線不得超過125mm，復(fù)線地段不得超過150 mm。外軌超高原理圖 為了確保機(jī)車車輛在鐵路線路上運(yùn)行的安全，防止機(jī)車車輛撞擊鄰近線路的建筑物和設(shè)備，而對機(jī)車車輛和接近線路的建筑

16、物、設(shè)備所規(guī)定的不允許超越的輪廓尺寸線，稱為限界。鐵路基本限界可分為機(jī)車車輛限界和建筑接近限界兩種。 機(jī)車車輛限界是機(jī)車車輛橫斷面的最大極限，它規(guī)定了機(jī)車車輛不同部位的寬度、高度的最大尺寸和底部零件至軌面的最小距離。機(jī)車車輛的任何部位，在任何情況下都不得超出機(jī)車車輛限界規(guī)定的尺寸。 建筑接近限界是一個和線路中心線垂直的橫斷面，它規(guī)定了保證機(jī)車車輛安全通行所必需的橫斷面的最小尺寸。凡靠近鐵路線路的建筑物及設(shè)備，其任何部分都不得侵入限界之內(nèi)。 機(jī)車車輛限界及直線建筑接近限界（點(diǎn)擊圖片播放動畫） 當(dāng)貨物裝車后，貨物任何部分的高度和寬度超過機(jī)車車輛限界，稱為超限貨物。按貨物超限的程度，分為一級超限、二級超限、超級超限三個級別。 由圖可知，在機(jī)車車輛限界和直線建筑限界之間，留有一定的空隙，稱為安全空間。留有安全空間的目的：一是為組織“超限貨物列車”運(yùn)行；二是為適應(yīng)運(yùn)行中的列車橫向晃動偏移和豎向上下振動，防止與鄰近的建筑物或設(shè)備發(fā)生碰撞。 4800mm：機(jī)車車輛的中部最大高度，限界規(guī)定為4800毫米 ，因此機(jī)車車輛頂部的任何裝置，如高煙囪、放置防火罩或天窗的開度等，均應(yīng)保持在4800毫米以內(nèi)，防止機(jī)車車輛頂部與橋梁、隧道上部相撞。 3400mm：機(jī)車車輛在鋼軌水平面上部1250至3600毫米范圍內(nèi) ，其