軌道幾何形位教學(xué)課件

1、2022/10/151第五章 軌道幾何形位 track geometry幾何形位： 是指軌道各個部件的幾何形狀、相對位置和基本尺寸。 目的是保證機車車輛在軌道上安全、平穩(wěn)、不間斷地運行。2022/10/111第五章 軌道幾何形位 2022/10/152第一節(jié) 機車車輛基本知識rolling stocks機車車輛LocomotivePulled stockpassenger vehicle freight vehicle鐵路機車的分類：運用和牽引動力來劃分從運用上分，有客運機車、貨運機車和調(diào)車機車 2022/10/112第一節(jié) 機車車輛基本知識rolli2022/10/153牽引動力 蒸汽：內(nèi)燃

2、：東方紅型內(nèi)燃機車東風(fēng)、東風(fēng)2、東風(fēng)3型內(nèi)燃機車東風(fēng)4型內(nèi)燃機車 東風(fēng)5、東風(fēng)6、東風(fēng)7型內(nèi)燃機車東風(fēng)8型內(nèi)燃機車東風(fēng)9型、東風(fēng)10型內(nèi)燃機車東風(fēng)11型、東風(fēng)12型內(nèi)燃機車 電力：韶山1、韶山2、韶山3型電力機車韶山4、韶山5、韶山6型電力機車韶山7電力機車韶山8型、韶山9型電力機車國產(chǎn)交流傳動電力機車 2022/10/113牽引動力 蒸汽：2022/10/154內(nèi)燃動車組和電動車組國產(chǎn)內(nèi)燃動車組國產(chǎn)電動車組高速電動車組國產(chǎn)擺式動車組 動力分散，一種叫動力集中 2022/10/114內(nèi)燃動車組和電動車組國產(chǎn)內(nèi)燃動車組2022/10/155車輛按用途分：客車和貨車硬座車、軟座車、硬臥車、軟臥車、

3、餐車、行李車、郵政車等。常見的貨車則有平車、敞車、棚車、罐車、保溫車等。按車輛的軸數(shù)分：四軸車、六軸車、八軸車等。軸數(shù)越多，車輪也越多，載重量就越大。按車輛的載重分：貨車有50噸、60噸、75噸、90噸等不同的載重量。 2022/10/115車輛按用途分：客車和貨車硬座車、軟2022/10/156車輛的基本構(gòu)造五大部分組成：車體車底架走行部車鉤緩沖裝置制動裝置2022/10/116車輛的基本構(gòu)造五大部分組成：2022/10/157轉(zhuǎn)向架組成bogies輪對側(cè)架和搖枕軸箱油潤裝置彈簧減振裝置基礎(chǔ)制動裝置 2022/10/117轉(zhuǎn)向架組成bogies輪對2022/10/158機車車輛的運動形態(tài)與類

4、型(1)沿軌道縱向的振動，稱為伸縮運動(x方向)；(2)車體的橫向振動，稱為側(cè)擺運動(y方向)；(3)車體的上下振動，稱為沉浮運動(z方向)；(4)車體繞垂直軸(z軸)的振動，稱為搖頭運動(又稱蛇行運動)；(5)車體繞縱向水平軸(x軸)的振動，稱為側(cè)滾運動；(6)車體繞橫向水平軸(y軸)的振動，稱為點頭運動。 我國常用機車車輛類型見P153表5-22022/10/118機車車輛的運動形態(tài)與類型(1)沿軌道2022/10/159本節(jié)總結(jié)軌道的組成；轉(zhuǎn)向架構(gòu)造及分類；輪對的組成及尺寸；錐形踏面優(yōu)點；2022/10/119本節(jié)總結(jié)軌道的組成；2022/10/1510第二節(jié) 軌道幾何形位的基本要素軌道

5、幾何形位五要素：軌距水平前后高低方向軌底坡2022/10/1110第二節(jié) 軌道幾何形位的基本要素軌道幾2022/10/15111、軌距gauge1）定義：兩股鋼軌頭部內(nèi)側(cè)作用邊，軌頂面以下16mm處與線路中心線相垂直的距離。2022/10/11111、軌距gauge1）定義：兩股鋼軌2022/10/15122)量測：靜態(tài)：道尺 動態(tài)：軌道檢查車（軌檢車）3）標(biāo)準(zhǔn)軌距：1435mm 誤差：+6，-2mm4）軌距不平順22022/10/11122)量測：靜態(tài)：道尺2022/10/15132、水平cross level 1）定義：兩股鋼軌頂面在直線上水平，曲線上保持一定超高。2）目的：保持兩股鋼軌受

6、力均勻3）量測：道尺與軌檢車4）水平不平順規(guī)定：4mm誤差 變化率：小于12022/10/11132、水平cross level 1）2022/10/1514三角坑（扭曲不平順）twist 左右兩股鋼軌頂面相對于軌道平面發(fā)生的扭曲狀態(tài)量測基長：18m，現(xiàn)行工務(wù)規(guī)則：6.25m。1m1mm2022/10/1114三角坑（扭曲不平順）twist 2022/10/1515三角坑示意圖危害：引起車輛側(cè)滾和側(cè)擺，輪載變動，車輛傾覆脫軌，危及行車安全，必須立即消除。2022/10/1115三角坑示意圖危害：引起車輛側(cè)滾和側(cè)擺2022/10/15163、前后高低Track Profile1）定義：線路縱向平

7、順情況2）量測：10m弦 4mm不平順2022/10/11163、前后高低Track Profil2022/10/15173）高低不平順irregularitya）靜態(tài)：鋼軌磨耗，軌枕腐爛，道床下沉b）動態(tài)（動力型不平順）： 接頭支承剛度削弱 軌枕失效或扣件松脫 道床暗坑或空吊板 道床板結(jié)或松散 短波不平順，增大輪軌作用力，長波不平順降低旅客舒適度。2022/10/11173）高低不平順irregularit2022/10/15184、方向Track Alignment1）定義：線路中心線的方向center line2）量測：直線：10m弦chords4mm 曲線：20m弦3）方向不平順危害：

8、misalignment 橫向力增加 容易脫軌 脹軌跑道2022/10/11184、方向Track Alignmen2022/10/15195、軌底坡1）定義：鋼軌底面對軌枕頂面的傾斜度（內(nèi)傾度）2）目的：cant 車輪壓力集中于鋼軌中軸線上 減小荷載偏心矩 降低軌腰應(yīng)力 避免軌頭與軌腰連接處發(fā)生縱裂2022/10/11195、軌底坡1）定義：鋼軌底面對軌枕頂2022/10/1520第三節(jié) 曲線軌道軌距加寬widening目的：為了減少磨耗，使轉(zhuǎn)向架順暢通過加寬方法：曲線內(nèi)軌內(nèi)移，外軌不動2022/10/1120第三節(jié) 曲線軌道軌距加寬wideni2022/10/1521一、機車車輛內(nèi)接通過方

9、式（1）斜接通過（2）自由接通過（3）楔接通過2022/10/1121一、機車車輛內(nèi)接通過方式（1）斜接通2022/10/1522二、軌距加寬計算原理1、按機車最大固定軸距順利通過最小半徑曲線的條件確定軌距（楔接通過）2、按車輛自由內(nèi)接的方式通過曲線確定固定軸距與全軸距2022/10/1122二、軌距加寬計算原理1、按機車最大固2022/10/1523機車楔接通過軌距加寬計算2022/10/1123機車楔接通過軌距加寬計算2022/10/1524參數(shù)說明：最大尺寸的機車輪對尺寸，查P151表5-1，1422mm2022/10/1124參數(shù)說明：最大尺寸的機車輪對尺寸，查2022/10/1525

10、確定軌距加寬量計算出來需要的最大軌距與標(biāo)準(zhǔn)軌距比較如果需要的軌距大于標(biāo)準(zhǔn)軌距則要加寬如果需要的軌距小于等于標(biāo)準(zhǔn)軌距無需加寬加寬量等于2022/10/1125確定軌距加寬量計算出來需要的最大軌距2022/10/15262、按車輛自由內(nèi)接計算加寬量X1：瞬時轉(zhuǎn)動中心位置2022/10/11262、按車輛自由內(nèi)接計算加寬量X1：瞬2022/10/1527三、曲線軌道最大容許軌距按安全條件限制最大加寬考慮最小尺寸輪對不掉道2022/10/1127三、曲線軌道最大容許軌距按安全條件限2022/10/1528回顧：一、為什么曲線加寬？如何加寬？二、加寬計算原理（1、2、3）三、轉(zhuǎn)向架內(nèi)接通過曲線方式：四、

11、機車楔接通過計算加寬五、車輛自由內(nèi)接計算加寬六、安全條件限制最大加寬2022/10/1128回顧：一、為什么曲線加寬？如何加寬？2022/10/1529第四節(jié) 曲線外軌超高 super elevation目的：平衡離心力，使內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻，垂直磨耗均等，旅客不因離心加速度而感到不適。2022/10/1129第四節(jié) 曲線外軌超高 2022/10/1530作用在車體上的離心力2022/10/1130作用在車體上的離心力2022/10/1531超高計算公式：計算結(jié)果取整，取為5mm整倍數(shù)。2022/10/1131超高計算公式：計算結(jié)果取整，取為5m2022/10/1532超高計算原則：按兩股鋼

12、軌受力均勻計算超高；按旅客舒適條件檢算超高；按安全條件限制最大超高。目的：平衡離心力，使內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻，垂直磨耗均等，旅客不因離心加速度而感到不適。設(shè)置方法：外軌抬高，在高速鐵路和城市軌道交通的圓形隧道內(nèi)等上是外軌抬高內(nèi)軌降低。2022/10/1132超高計算原則：按兩股鋼軌受力均勻計算2022/10/15331、按兩股鋼軌受力均勻計算超高計算公式：均衡速度：1）既有線：考慮速度和質(zhì)量的加權(quán)平均速度2）新線：最高設(shè)計行車速度的80%2022/10/11331、按兩股鋼軌受力均勻計算超高計算公2022/10/15342、按旅客舒適條件檢算超高未被平衡的離心加速度：1）若2022/10/11

13、342、按旅客舒適條件檢算超高未被平衡的2022/10/1535人體對 極為敏感，的容許范圍為：一般： 特殊困難：則未被平衡離心加速度要小于則：2022/10/1135人體對 極為敏感，的容許范圍為：2022/10/1536同理：若其他速度檔的欠超高和過超高見P166表5-62022/10/1136同理：若其他速度檔的欠超高和過超高見2022/10/15373、曲線軌道外軌超高最大值的規(guī)定1）穩(wěn)定系數(shù)定義2022/10/11373、曲線軌道外軌超高最大值的規(guī)定12022/10/15383、按安全條件限制最大超高2）偏心距與欠超高關(guān)系2022/10/11383、按安全條件限制最大超高2）偏心20

14、22/10/15393、按安全條件限制最大超高3）曲線上臨時停車所有的實設(shè)超高都為過超高。我國鐵路規(guī)定最大外軌超高為150mm。 規(guī)定穩(wěn)定系數(shù)2022/10/11393、按安全條件限制最大超高3）曲線2022/10/15404、曲線軌道上最高行車速度曲線是軌道的薄弱環(huán)節(jié)：限速2022/10/11404、曲線軌道上最高行車速度曲線是軌道2022/10/1541本節(jié)總結(jié)：1、超高設(shè)置目的，方法；2、超高計算原則；3、超高計算公式；4、均衡速度計算方法；5、未被平衡的離心加速度及限值；6、欠超高和過超高；7、穩(wěn)定系數(shù)與偏心距；8、曲線上臨時停車的穩(wěn)定系數(shù)；9、曲線上最高行車速度。2022/10/11

15、41本節(jié)總結(jié)：1、超高設(shè)置目的，方法；2022/10/1542第五節(jié) 緩和曲線目的：1）為了使ZH和HZ點離心慣性力不致突然產(chǎn)生和消失； 2）為了使軌距加寬和外軌 超高在緩和曲線范圍內(nèi)逐漸變化。 2022/10/1142第五節(jié) 緩和曲線目的：1）為了使ZH2022/10/1543一、緩和曲線幾何形位的要求1、坐標(biāo)要求2、偏角要求3、曲率要求4、曲率變化率 要求5、 的要求2022/10/1143一、緩和曲線幾何形位的要求1、坐標(biāo)要2022/10/1544 1、坐標(biāo)要求 2、偏角要求 3、曲率要求ZH（直緩點） HY（緩圓點） 要求 （0，0） （x0,y0) 連 0 續(xù) 0 1/R 變 化20

16、22/10/1144 1、坐標(biāo)要求 2、偏角要求2022/10/15454、超高順坡要求直線型超高順坡曲線型超高順坡直線型超高順坡在ZH和HY點處，存在折角2022/10/11454、超高順坡要求直線型超高順坡直線型2022/10/15465、車軸角加速度時變率在ZH和HY處角加速度不突然產(chǎn)生消失2022/10/11465、車軸角加速度時變率在ZH和HY處2022/10/1547緩和曲線線型條件符號始點（ZH）l=0終點（HY）l=l0始點至終點變化0y0001/R連續(xù)變化00002022/10/1147緩和曲線線型條件符號始點（ZH）l=2022/10/1548三、常用緩和曲線1、滿足坐標(biāo)、

17、偏角、曲率要求的緩和曲線線型下面推導(dǎo)緩和曲線方程：2022/10/1148三、常用緩和曲線1、滿足坐標(biāo)、偏角、2022/10/1549偏角表示的緩和曲線方程2022/10/1149偏角表示的緩和曲線方程2022/10/1550坐標(biāo)表示的緩和曲線方程2022/10/1150坐標(biāo)表示的緩和曲線方程2022/10/1551用坐標(biāo)表示的緩和曲線方程 2022/10/1151用坐標(biāo)表示的緩和曲線方程 2022/10/1552放射螺旋線（三次拋物線）特點：直線型超高順坡在緩和曲線起點（ZH）和終點（HY）點符合坐標(biāo)、偏角和曲率要求，其余要求不滿足是我國常用緩和曲線2022/10/1152放射螺旋線（三次拋

18、物線）特點：直線型2022/10/1553二、國內(nèi)外提出的緩和曲線2022/10/1153二、國內(nèi)外提出的緩和曲線2022/10/15542022/10/11542022/10/1555四、緩和曲線長度計算原則1、按安全條件確定緩和曲線長度；2、按舒適條件確定緩和曲線長度。計算結(jié)果取為10m整倍數(shù)，然后比較1、2結(jié)果取大的一個作為緩和曲線的長度。2022/10/1155四、緩和曲線長度計算原則2022/10/15561、按安全條件確定緩和曲線長度直線型超高順坡2022/10/11561、按安全條件確定緩和曲線長度直線型2022/10/15571、按安全條件確定緩和曲線長度曲線型超高順坡：找坡度

19、最大的點。坡度2022/10/11571、按安全條件確定緩和曲線長度曲線型2022/10/1558按安全條件確定緩和曲線長度找到曲線最大坡度的點，要求該坡度小于限制坡度，即其中2022/10/1158按安全條件確定緩和曲線長度找到曲線最2022/10/15592、按舒適條件確定緩和曲線長度車輪在外軌上的升高速度（超高時變率）取為10m的整倍數(shù)2022/10/11592、按舒適條件確定緩和曲線長度車輪在2022/10/1560本節(jié)總結(jié)1、設(shè)置緩和曲線的目的2、緩和曲線幾何形位的要求（五點）3、緩和曲線直線與曲線型超高順坡4、常用緩和曲線方程及特點5、緩和曲線長度確定原則（安全、舒適）6、什么是超

20、高時變率、加速度時變率7、緩和曲線長度是10m的整倍數(shù)2022/10/1160本節(jié)總結(jié)1、設(shè)置緩和曲線的目的2022/10/1561第六節(jié) 縮短軌計算我國的接頭型式：相對懸空式接頭規(guī)定接頭相錯量：直線：不大于40mm曲線：標(biāo)準(zhǔn)縮短軌縮短量： 比25m短40、80、160mm 比12.5m短40、80、120mm2022/10/1161第六節(jié) 縮短軌計算我國的接頭型式：相2022/10/1562一、縮短量計算2022/10/1162一、縮短量計算2022/10/1563曲線內(nèi)軌縮短量2022/10/1163曲線內(nèi)軌縮短量2022/10/1564曲線總縮短量2022/10/1164曲線總縮短量20

21、22/10/1565二、縮短軌的數(shù)量及其配置計算總縮短量選縮短軌（）計算內(nèi)軌縮短軌根數(shù)（N）計算外軌標(biāo)準(zhǔn)軌根數(shù)（M）比較N與M，N要小于M配置縮短軌計算的一般過程2022/10/1165二、縮短軌的數(shù)量及其配置計算總縮短量2022/10/1566選取縮短軌查表2-3-9，書上P89根據(jù)外軌標(biāo)準(zhǔn)軌長度，選取縮短量小的縮短軌其縮短量即為2022/10/1166選取縮短軌查表2-3-9，書上P892022/10/1567計算內(nèi)軌縮短軌根數(shù)N2022/10/1167計算內(nèi)軌縮短軌根數(shù)N2022/10/1568計算外軌標(biāo)準(zhǔn)軌根數(shù)M2022/10/1168計算外軌標(biāo)準(zhǔn)軌根數(shù)M2022/10/1569配置縮

22、短軌方法：順公里方向，從緩和曲線起點（ZH）開始，逐根配置。計算縮短量與實際縮短量比較接頭相錯量不大于縮短量的一半2022/10/1169配置縮短軌方法：順公里方向，從緩和曲2022/10/1570縮短軌布置圖2022/10/1170縮短軌布置圖2022/10/1571步驟1：繪制表格表頭如下：接頭號數(shù)由緩和曲線或圓曲線起點至各接頭的距離（m）計算總縮短量 （mm）鋼軌類別實際縮短量mm接頭錯開量mm附注12342022/10/1171步驟1：繪制表格表頭如下：接頭號數(shù)由2022/10/1572步驟2：外軌標(biāo)準(zhǔn)軌接頭編號方法：順公里方向依次編號1，2，3-2022/10/1172步驟2：外軌標(biāo)

23、準(zhǔn)軌接頭編號方法：順公2022/10/1573步驟3：計算各個接頭處對應(yīng)的內(nèi)軌要求縮短量原則：分成三大段 1）第一緩和曲線 2）圓曲線 3）第二緩和曲線三段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式不同。2022/10/1173步驟3：計算各個接頭處對應(yīng)的內(nèi)軌要求2022/10/1574各段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式第一緩和曲線2022/10/1174各段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式第一緩和曲2022/10/1575各段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式圓曲線2022/10/1175各段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式圓曲線2022/10/1576各段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式第二緩和曲線上任一接頭處的內(nèi)軌要求縮短量：為整個曲線內(nèi)軌縮短量減去第二緩

24、和曲線該接頭對應(yīng)與第二緩和曲線終點的縮短量。2022/10/1176各段曲線內(nèi)軌縮短量計算公式第二緩和曲2022/10/1577本節(jié)總結(jié)縮短軌設(shè)置目的縮短量計算公式縮短軌計算步驟縮短軌縮短量選取內(nèi)外軌數(shù)量計算各個曲線段縮短量計算方法縮短軌布置方法作業(yè)：縮短軌布置2022/10/1177本節(jié)總結(jié)縮短軌設(shè)置目的作業(yè)：縮短軌布2022/10/1578第七節(jié) 曲線方向整正繩正法：利用曲線正矢與曲線之間關(guān)系，改正正矢，使其恢復(fù)原來設(shè)計曲率，通過相應(yīng)撥量，撥正到原來位置。2022/10/1178第七節(jié) 曲線方向整正繩正法：利用曲線2022/10/1579繩正法基本原理曲線上，以外軌為基準(zhǔn)軌，每10m一個測點，用20m弦測量正矢，與設(shè)計正矢比較，偏差不超過下表，否則撥正。2022/10/1179繩正法基本原理曲線上，以外軌為基準(zhǔn)軌2022/10/1580一、圓曲線計劃正矢的計算計劃正矢：經(jīng)整正后各測點正矢要求達到