城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成-軌道

第3章城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——軌道第3章城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——軌道【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【教學(xué)建議】【理論知識】

【實踐操作】

【評價跟進】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能掌握城市軌道交通系統(tǒng)中軌道的概念。

2.能說出軌道結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素和其所起的作用。

3.能有效地辨別軌道的不同部件?！窘虒W(xué)建議】1.教學(xué)場地：在教室和軌道模擬實訓(xùn)室中進行，課后可實地參觀。

2.設(shè)備要求：至少具有軌道構(gòu)成及操作模擬演示軟件1套，或仿真軌道教具1套。

3.課時要求：共6課時，其中課堂講授4課時，模擬操作2課時?！纠碚撝R】

3.1城市軌道交通軌道的概念及構(gòu)成1.軌道的概念

軌道是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。軌道是作為一個整體結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)在路基之上，直接承受列車車輛及其荷載的巨大壓力，對列車運行起著導(dǎo)向作用的一組設(shè)備。

2.軌道的構(gòu)成軌道是由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔及其他附屬設(shè)備等組成的構(gòu)筑物（如圖3－1）。圖３-1軌道構(gòu)成圖【理論知識】

3.1城市軌道交通軌道的概念及構(gòu)成3、軌道結(jié)構(gòu)與性能要求（1）軌道是城市軌道交通運營設(shè)備的基礎(chǔ)，它直接承受列車荷載，并引導(dǎo)列車運行，在列車運行的動力作用下，它的各個組成部分必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，承受來自于列車的縱向和橫向的位移推力，保證列車按照規(guī)定的速度、方向及不間斷地運行。（2）同時軌道還需具有耐久性及適量的彈性，以確保列車安全、平穩(wěn)、快速運行和乘客舒適。（3）城市軌道交通均采用電力牽引，故要求軌道結(jié)構(gòu)具有良好的絕緣性以減少雜散電流。（4）根據(jù)環(huán)境保護對沿線不同地段的減振、降噪要求，軌道應(yīng)采用相應(yīng)的減振軌道結(jié)構(gòu)。（5）從形式上看，全線軌道結(jié)構(gòu)宜統(tǒng)一形式，采用統(tǒng)一的零部件，并要求外觀整齊、維修工作量少且方便?！纠碚撝R】

3.1城市軌道交通軌道的概念及構(gòu)成（6）從技術(shù)角度出發(fā)，軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)采用成熟、先進的技術(shù)和施工工藝。（7）軌距設(shè)計要求：直線地段軌距采用標(biāo)準(zhǔn)軌距1435厘米，曲線地段軌距應(yīng)按規(guī)定加寬。（8）水平位置設(shè)計要求：直線地段兩股鋼軌的頂面應(yīng)保持同一水平，其誤差按《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定正線不得大于4厘米；曲線地段為保證行車安全和乘客舒適，曲線外軌須按規(guī)定設(shè)置超高。（9）平面曲線設(shè)計要求：為使列車能平穩(wěn)地由直線進入圓曲線或由圓曲線轉(zhuǎn)入直線，應(yīng)在直線和圓曲線之間按規(guī)定設(shè)置緩和曲線，以適應(yīng)逐步加寬軌距和設(shè)置超高的需要?！纠碚撝R】

3.2軌道結(jié)構(gòu)之一：鋼軌1.鋼軌的概念鋼軌是指兩條直線形呈平行分布，安裝在軌枕或路基之上的由鋼鐵材料制成的金屬構(gòu)筑物。鋼軌斷面形狀為“工”字形，由軌頭、軌腰、軌底三大部份組成（如圖3－2）。這個形狀，受力好、省材料，具有最佳抗彎性能。圖３-2鋼軌斷面結(jié)構(gòu)圖2.鋼軌的分類

(1)從鋼軌的斷面形狀上分

1)槽形鋼軌。2)雙頭鋼軌。3)平底鋼軌。圖３-3鋼軌斷面形狀圖【理論知識】

3.2軌道結(jié)構(gòu)之一：鋼軌

(2)從鋼軌的質(zhì)量和強度上分按鋼軌的質(zhì)量和強度不同，城市軌道交通所使用的鋼軌有如下四種(鋼軌的強度以kg/m表示，數(shù)值越大表明其所能承受的重量亦越大)：43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m共四種。

3.鋼軌的連接安裝

(1)傳統(tǒng)的連接安裝法傳統(tǒng)的連接安裝法是把20m左右一節(jié)的鋼軌固定在軌枕之上，各節(jié)鋼軌之間的接頭(稱為鋼軌接頭，亦稱接縫)，通常使用魚尾板和螺栓接合(見圖３-4)?！纠碚撝R】

3.2軌道結(jié)構(gòu)之一：鋼軌圖３-4鋼軌軌接頭圖圖【理論知知識】3.2軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之一一：鋼軌軌圖３-5伸縮縮接頭【理論知知識】3.2軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之一一：鋼軌軌(2)較較新的連連接安裝裝法該該法是持持續(xù)焊接接鋼軌，，使原本本一節(jié)一一節(jié)的鋼鋼軌經(jīng)焊焊接后成成為無縫縫鋼軌或或長鋼軌軌。4.鋼軌軌的功用用(1)防防脫護軌軌當(dāng)列列車以高高速轉(zhuǎn)彎彎時，外外彎一面面的輪緣緣受著極極大的壓壓力，為為防止輪輪緣負荷荷過重，，在內(nèi)彎彎的軌條條處會裝裝設(shè)一段段鋼軌，，使另一一邊的輪輪緣分擔(dān)擔(dān)列車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時所所產(chǎn)生的的離心力力，而通通常這附附加的軌軌條會比比正常的的軌條高高些，以以加強保保護(見見圖３-6)。。圖３-6防脫脫護軌【理論知知識】3.2軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之一一：鋼軌軌圖３-7橋上上護軌【理論知知識】3.2軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之一一：鋼軌軌(2)橋橋上護軌軌在鋼鋼軌兩側(cè)側(cè)分別裝裝設(shè)兩段段鋼軌，，以防止止列車在在橋上或或高地出出軌時繼繼續(xù)向外外沖(見見圖３-7)。。圖３-8道岔岔護軌【理論知知識】3.2軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之一一：鋼軌軌(3)道道岔護軌軌在道道岔區(qū)防防止車輪輪在岔心心處進錯錯路線而而安裝的的護軌(見圖３３-8)。5.鋼軌軌的損傷傷與維修修養(yǎng)護(1)鋼鋼軌折斷斷鋼軌軌折斷是是指鋼軌軌全截面面至少斷斷成兩部部分，或或裂縫已已經(jīng)貫通通整個軌軌頭截面面或軌底底截面，，或鋼軌軌頂面上上有較大大的掉塊塊。(2)鋼鋼軌裂紋紋鋼軌軌裂紋是是指除鋼鋼軌折斷斷之外，，鋼軌部部分材料料發(fā)生分分離，形形成裂紋紋。(3)鋼鋼軌磨耗耗鋼軌軌磨耗是是指小半半徑曲線線上鋼軌軌的側(cè)面面磨耗和和波浪磨磨耗。(4)其其他損傷傷其他他損傷如如鋼軌接接觸疲勞勞傷損、、鋼軌縱縱向疲勞勞裂紋而而導(dǎo)致剝剝離及軌軌頭因內(nèi)內(nèi)部存在在微小裂裂紋或缺缺陷而導(dǎo)導(dǎo)致的內(nèi)內(nèi)部損傷傷、軌腰腰螺栓孔孔裂紋等等。【理論知知識】3.2軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之一一：鋼軌軌【理論知知識】3.3軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之二二：軌枕枕1.軌枕枕的概念念軌軌枕枕是軌道道的基礎(chǔ)礎(chǔ)部件，，它是承承墊于鋼鋼軌之下下，將鋼鋼軌所承承受的重重量壓力力，平均均傳遞到到道床上上，同時時又能有有效地保保持鋼軌軌軌距和和方向幾幾何形位位的軌道道部件（（如圖3－9）。圖３-9軌枕枕圖３-10鋼鋼筋混凝凝土軌枕枕【理論知知識】3.3軌軌道結(jié)構(gòu)之之二：軌枕枕2.軌枕的的種類(1)軌枕枕按制造材材料分為四四種1)木枕。。2)鋼筋筋混凝土軌軌枕。3)鋼枕。4)塑料軌軌枕。(2)軌枕枕按構(gòu)造的的種類分為為三類1)橫向與與縱向軌枕枕。2)短短軌與長軌軌枕。3)寬軌枕枕。圖３-11橫向與與縱向軌枕枕【理論知識識】3.3軌軌道結(jié)構(gòu)之之二：軌枕枕圖３-12短軌枕枕與長軌枕枕【理論知識識】3.3軌軌道結(jié)構(gòu)之之二：軌枕枕圖３-13寬軌枕枕【理論知識識】3.3軌軌道結(jié)構(gòu)之之二：軌枕枕(3)軌枕枕按鋪設(shè)位位置分為三三種軌枕枕按鋪設(shè)位位置不同分分為普通軌軌枕、道岔岔區(qū)岔枕和和橋枕三種種。1)普通軌軌枕。2)道岔區(qū)的的岔枕。3)橋枕。。圖３-14岔枕【理論知識識】3.3軌軌道結(jié)構(gòu)之之二：軌枕枕圖３-15橋枕【理論知識識】3.3軌軌道結(jié)構(gòu)之之二：軌枕枕【理論知識識】3.4軌軌道結(jié)構(gòu)之之三：扣件件1.扣件的的概念與構(gòu)構(gòu)成扣扣件是是用于聯(lián)結(jié)結(jié)鋼軌與軌軌枕的零件件?？奂臉?gòu)成成：扣件由由鋼軌扣壓壓件和軌下下墊層兩部部分組成。。主要包括括：（1）彈性扣件件：用來把把鋼軌緊扣扣在枕木上上。（2）承托物：：作用是把把扣件固定定于枕木上上。（3）彈性墊板板：使鋼軌軌與枕木之之間互相絕絕緣,避免鋼軌漏漏電,并且能夠增增加軌道彈彈性（如圖圖3－16）。2.扣件的的作用扣件的主要要作用是將鋼軌固固定在軌枕枕上，保持持軌距并阻阻止鋼軌的的橫縱向移移動，并能能提供適當(dāng)當(dāng)?shù)膹椥浴??！纠碚撝R識】3.4軌軌道結(jié)構(gòu)之之三：扣件件圖３-16扣件構(gòu)構(gòu)成圖3.扣件的的種類(1)按其其結(jié)構(gòu)不同同為可分分為彈條式式扣件、扣扣板式扣件件和彈片式式扣件。圖３-17彈條式式扣件結(jié)構(gòu)構(gòu)【理論知識識】3.4軌軌道結(jié)構(gòu)之之三：扣件件圖３-18扣板式式扣件結(jié)構(gòu)構(gòu)【理論知識識】3.4軌軌道結(jié)構(gòu)之之三：扣件件圖３-19彈片式式扣件結(jié)構(gòu)構(gòu)【理論知識識】3.4軌軌道結(jié)構(gòu)之之三：扣件件(2)按扣扣件本身彈彈性分可可分為剛性性扣件和彈彈性扣件。。(3)按軌軌枕有無擋擋肩分可可分為有擋擋肩扣件和和無擋肩扣扣件。(4)其他他除上述述種類外，，還有其他他類型的特特殊扣件，，如專門用用于軌距和和水平調(diào)整整量較大的的調(diào)高扣件件及用于板板式軌道或或整體道床床等新型軌軌上的特殊殊扣件等。?！纠碚撝R識】3.4軌軌道結(jié)構(gòu)之之三：扣件件【理論知識識】3.5軌軌道結(jié)構(gòu)之之四：道床床1.道床的的概念與作作用道道床是是指路基、、橋梁或隧隧道等下部部結(jié)構(gòu)之上上，鋼軌、、軌枕之下下的碎石、、卵石層或或混凝土層層。它是鋼鋼軌或軌道道框架的基基礎(chǔ)。道床的主要要作用是支支承軌枕，，把來自軌軌枕上部的的巨大荷載載，均勻地地分布到路路基面上，，大大減少少了路基的的變形。道道床依靠本本身和軌枕枕間的摩擦擦，起到固固定軌枕的的位置，阻阻止軌枕縱縱向或橫向向的移動。。圖３-20道床斷斷面圖2.道床的的種類(1)碎石石道床碎碎石道床又又稱為有碴碴道床，是是一種比較較常見的道道床形式。。圖３-21碎石道道床斷面圖圖【理論知識識】3.5軌軌道結(jié)構(gòu)之之四：道床床圖３-22無枕式式整體道床床斷面圖【理論知識識】3.5軌軌道結(jié)構(gòu)之之四：道床床(2)整體體道床整整體道床又又稱混凝土土整體道床床，也稱無無碴道床，，是現(xiàn)代城城市軌道交交通中常用用的道床形形式。1)無枕式式整體道床床。2)軌軌枕式整體體道床。這這種道床可可分為短枕枕式和長枕枕式兩種（（如圖3－23）。圖３-23軌枕式式整體道床床斷面圖【理論知識識】3.5軌軌道結(jié)構(gòu)之之四：道床床(3)瀝青青道床瀝瀝青道床是是指為了改改善普通碎碎石道床的的散體特性性而加入乳乳化瀝青或或瀝青砂漿漿而使其穩(wěn)穩(wěn)定的一種種道床軌道道結(jié)構(gòu)形式式。1)瀝青灌灌注式道床床。2)瀝青混凝凝土面層式式道床。3)瀝青墊墊層式混凝凝土道床。。【理論知識識】3.5軌軌道結(jié)構(gòu)之之四：道床床圖３-24瀝青灌灌注式道床床斷面圖圖３-25瀝青混混凝土面層層式道床斷斷面圖【理論知識識】3.5軌軌道結(jié)構(gòu)之之四：道床床圖３-26瀝青墊墊層式混凝凝土道床斷斷面圖(4)新型型道床隨隨著城市軌軌道交通的的發(fā)展和城城市對環(huán)境境要求的不不斷提升，，原有的一一些道床形形式已經(jīng)不不太適應(yīng)城城市的發(fā)展展和需求，，于是各國國開始不斷斷研制和改改進道床結(jié)結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)現(xiàn)了一些可可以滿足新新發(fā)展、新新需求的新新型道床形形式，如減減振浮動道道床?！纠砝碚撜撝R識】】3.5軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之四四：：道道床床圖３３-27減減振振浮浮動動道道床床3.道道床床的的病病害害與與維維修修隨隨列列車車荷荷載載反反復(fù)復(fù)作作用用，，特特別別是是碎碎石石道道床床很很容容易易產(chǎn)產(chǎn)生生病病害害，，如如道道床床變變形形、、道道床床臟臟污污、、道道碴碴粉粉化化、、道道碴碴坍坍塌塌、、道道床床翻翻漿漿及及道道床床板板結(jié)結(jié)等等。。整治治道道床床病病害害是是碎碎石石道道床床軌軌道道的的主主要要養(yǎng)養(yǎng)護護維維修修工工作作之之一一，，如如搗搗固固、、清清理理、、更更換換及及補補充充道道碴碴等等。?，F(xiàn)現(xiàn)在在多多數(shù)數(shù)道道床床維維護護工工作作是是由由自自動動化化的的工工程程列列車車來來完完成成。。【理理論論知知識識】】3.5軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之四四：：道道床床道床床維維護護工工程程車車【理理論論知知識識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔1.道道岔岔的的概概念念道岔岔是是一一種種使使列列車車車車輛輛從從一一股股道道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入入另另一一股股道道的的線線路路連連接接設(shè)設(shè)備備，，通通常常在在車車站站、、車車輛輛段段和和停停車車場場大大量量使使用用。。2.道道岔岔的的構(gòu)構(gòu)成成圖３３-28道道岔岔構(gòu)構(gòu)成成【理理論論知知識識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔(1)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轍轍器器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轍轍器器包包括括轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轍轍機機械械、、尖尖軌軌、、軌軌距距拉拉桿桿及及其其他他零零配配件件等等。。1)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轍轍機機械械。。2)尖尖軌軌。。3)軌軌距距拉拉桿桿。。4)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轍轍拉拉桿桿。。5)其其他他零零配配件件。。(2)連連接接導(dǎo)導(dǎo)軌軌連連接接導(dǎo)導(dǎo)軌軌是是指指引引導(dǎo)導(dǎo)車車輪輪進進入入轍轍叉叉的的一一組組或或多多組組軌軌道道。。(3)轍轍叉叉及及護護軌軌1)轍轍叉叉。。2)護護軌軌。。3)翼翼軌軌。。4)岔岔心心。。3.道道岔岔的的組組合合形形式式與與種種類類(1)道道岔岔組組合合的的基基本本形形式式道道岔岔組組合合的的基基本本形形式式有有三三種種，，即即線線路路的的連連接接、、交交叉叉、、連連接接與與交交叉叉的的組組合合。。(2)常常用用道道岔岔的的種種類類1)單單開開道道岔岔。?！纠砝碚撜撝R識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔圖３３-29單單開開道道岔岔2)雙雙開開道道岔岔。。圖３３-30雙雙開開道道岔岔【理理論論知知識識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔圖３３-31三三開開道道岔岔【理理論論知知識識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔3)三三開開道道岔岔。。圖３３-32交交分分道道岔岔【理理論論知知識識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔4)交交分分道道岔岔。。圖３３-33交交叉叉渡渡線線【理理論論知知識識】】3.6軌軌道道結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之五五：：道道岔岔5)交交叉渡渡線。。圖３-34菱菱形交交叉【理論論知識識】3.6軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之之五：：道岔岔6)菱菱形交交叉。。4.道道岔的的扳動動方式式(1)電動動扳動動電電動扳扳動是是依靠靠電動動機的的動力力來推推動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轍拉拉桿，，從而而扳動動尖軌軌的扳扳動方方式。。(2)手手動扳動動手動動扳動是是利用人人力借杠杠桿去扳扳動尖軌軌的扳動動方式。?！纠碚撝R】3.6軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之五五：道岔岔【理論知知識】3.6軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之五五：道岔岔圖３-35道道岔號數(shù)數(shù)計算圖圖5.道岔岔的代號號道道岔岔各有其其代號，，比如9號道岔、、12號道岔、、18號道岔等等等。這這個代號號可不是是隨便排排列的，，它實際際上代表表了轍叉叉角（α）的余切切值，也也就是轍轍叉心部部分直角角三角形形兩條直直角邊FE和AE的比值，，即N=ctgα=FE/AE。N就是道岔岔號，F(xiàn)E是轍叉跟跟端長，，AE是轍叉跟跟端支距距（如圖圖3－35）。【理論知知識】3.7軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之六六：其他他附屬設(shè)設(shè)備1.防爬爬設(shè)備的的組成與與作用防爬設(shè)備備主要由由防爬器器和防爬爬支撐組組成。其作用主主要防止止軌道縱縱向和橫橫向爬行行。圖３-36防防爬器與與防爬支支撐圖３-37軌軌距桿【理論知知識】3.7軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之六六：其他他附屬設(shè)設(shè)備2.軌距距桿和軌軌撐的組組成與作作用(1)軌軌距桿軌軌距桿桿兩端固固定于軌軌底，每每隔5～～7根木木枕設(shè)一一根(見見圖３-37)。圖３-38軌軌撐桿圖圖【理論知知識】3.7軌軌道結(jié)結(jié)構(gòu)之六六：其他他附屬設(shè)設(shè)備(2)軌軌撐軌軌撐主要要用于曲曲線地段段的軌道道加強，，安設(shè)于于兩股鋼鋼軌道心心外側(cè)。。【理論知知識】3.8獨獨軌鐵鐵路軌道道結(jié)構(gòu)1.獨軌軌鐵路軌軌道結(jié)構(gòu)構(gòu)的種類類獨獨軌軌鐵路是是一種把把單軌鋪鋪設(shè)在高高架橋上上的新型型鐵路，，主要分分成兩類類，一類類是較為為常見的的是跨座座式獨軌軌鐵路，，車輛跨跨座在軌軌道梁上上行駛，，車體兩兩旁蓋過過路軌。。另一類類懸掛式式獨軌鐵鐵路，懸懸掛式是是車輛懸懸掛在軌軌道梁下下方行駛駛。2.跨座座式獨軌軌鐵路的的軌道結(jié)結(jié)構(gòu)1)跨座座式獨軌軌鐵路的的軌道通通常為支支柱上端端的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋筋混凝土土軌道梁梁，其上上鋪設(shè)鋼鋼軌，