L4.第二篇-第一章-軌道v03

第二篇

第一章線路

§軌道第四節(jié)軌道在路基、橋隧建筑物修成之后，就可以在上面鋪設(shè)軌道了。軌道是一個(gè)整體性工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)常處于列車運(yùn)行的動(dòng)力作用下，所以它的各個(gè)組成部分必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，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。一、軌道的組成軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等

1）支承和引導(dǎo)車輪；2）為車輪滾動(dòng)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(dòng)閉塞區(qū)段，作為軌道電路使用。1.鋼軌的功用鋼軌2.鋼軌的特點(diǎn)鋼軌的作用要求它應(yīng)當(dāng)具備足夠的剛度、韌度、硬度、頂面粗糙等特點(diǎn)。

剛度——抵抗由動(dòng)荷載引起的撓曲變形；

韌度——防止動(dòng)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(dòng)力的實(shí)現(xiàn)。

作用于直線軌道鋼軌上的力主要豎直力，其結(jié)果使鋼軌撓曲，為了使鋼軌具有最佳的抗撓曲性能，鋼軌采用“工”字形斷面，由軌頭、軌腰和軌底組成。

為使鋼軌更好承受來(lái)自各方面的力，鋼軌應(yīng)具有一定高度；軌頭為適應(yīng)輪軌接觸，應(yīng)大而厚，并具有足夠面積；為保證穩(wěn)定性，軌底應(yīng)有足夠?qū)挾群鸵欢ê穸取?、鋼軌斷面鋼軌的類型和強(qiáng)度以kg/m來(lái)表示。每米鋼軌的質(zhì)量越重，它所承受的荷載越大世界上第一條鐵路的鋼軌為18kg/m，最重的鋼軌在美國(guó)，重達(dá)77kg/m。我國(guó)現(xiàn)行的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)有50kg/m、60kg/m、75kg/m三種鋼軌的長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好，既減少了接頭的沖擊和磨損，又減輕了鋪設(shè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。然而，由于生產(chǎn)制造和運(yùn)輸?shù)闹萍s，我國(guó)目前的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度有:12.5m、25m、50m、100m4、鋼軌類型及長(zhǎng)度軌枕軌枕又稱枕木，現(xiàn)在所用材料不僅僅是木材，因此叫軌枕更加科學(xué)

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、軌枕的功用軌枕既要支承鋼軌，又要保持鋼軌的位置，還要把鋼軌傳遞來(lái)的巨大壓力再傳遞給道床。它必須具備一定的柔韌性和彈性，列車經(jīng)過(guò)時(shí)，它可以適當(dāng)變形以緩沖壓力，但列車經(jīng)過(guò)后還得盡可能恢復(fù)原狀。

按制作材料分，有鋼筋混凝土枕和木枕兩種。木枕

鋼筋混凝土軌枕

2、軌枕的分類

按用途分，有普通軌枕、岔枕和橋枕。我國(guó)鐵路所使用的主要是預(yù)應(yīng)力混凝土枕。在我國(guó)，普通軌枕長(zhǎng)度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，長(zhǎng)度有2.6~4.85m多種。

（1）每千米配置軌枕根數(shù)我國(guó)鐵路規(guī)定：木枕軌道：1520~1920混凝土枕軌道：1520~1840配置軌枕數(shù)示意圖3、軌枕的布置符合左下側(cè)條件之一的地段，軌道應(yīng)該加強(qiáng)，即每千米的軌枕數(shù)需要增加。

1)混凝土枕軌道上，半徑小于600米的曲線地段；或木枕軌道、電力牽引線路，半徑小于800米的曲線地段。2)坡度大于12‰的下坡制動(dòng)地段。3)長(zhǎng)度大于等于300米的隧道地段。

木枕增加160根混凝土增加80根；當(dāng)條件重合時(shí)，只增加一次，并且不能超過(guò)數(shù)目最大值。

（2）軌枕間距軌枕間距示意圖

普通軌道上，鋼軌接頭處車輪的沖擊動(dòng)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(guò)渡時(shí)，應(yīng)該有一個(gè)過(guò)渡軌枕間距（b），以適應(yīng)荷載的變化。三者大小為：a>b>c。3、軌枕的布置聯(lián)結(jié)零件聯(lián)結(jié)零件包括接頭聯(lián)結(jié)零件和中間連接零件1、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:雙頭夾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。1、接頭聯(lián)結(jié)零件鋼軌的接頭連接過(guò)程鋼軌接頭處必須保持一定的縫隙，叫軌縫

普通軌道為適應(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要，鋼軌接頭處必須留有一定的縫隙。預(yù)留軌縫不應(yīng)太小，以免高溫時(shí)鋼軌伸長(zhǎng)而無(wú)伸長(zhǎng)余地；軌縫也不應(yīng)太大，以免低溫時(shí)鋼軌縮短，縫隙過(guò)大，嚴(yán)重影響運(yùn)行。木枕用中間聯(lián)結(jié)零件

可以分為：木枕聯(lián)結(jié)扣件和混凝土枕聯(lián)結(jié)扣件。2、中間聯(lián)結(jié)扣件把鋼軌與軌枕牢固地聯(lián)結(jié)起來(lái)，以確保鋼軌位置穩(wěn)定。我國(guó)木枕軌道地段中間聯(lián)結(jié)方式主要有混合式和分開(kāi)式。鋼軌與木枕的混合式連接過(guò)程

（1）混合式

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(shí)聯(lián)結(jié)?；旌鲜娇奂慵?，安裝成本低，但扣緊力不如分開(kāi)式。

（2）分開(kāi)式

分開(kāi)式是將墊板分別與軌枕和鋼軌單獨(dú)扣緊。

分開(kāi)式扣壓力大，能有效防止鋼軌的橫、縱向位移，同時(shí)便于安裝與更換，但成本高。在特殊線路與橋上線路使用。

鋼軌與木枕的混合式聯(lián)結(jié)鋼軌與木枕的分開(kāi)式聯(lián)結(jié)

（1）混合式

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(shí)聯(lián)結(jié)?；旌鲜娇奂慵?，安裝成本低，但扣緊力不如分開(kāi)式。鋼軌與混凝土枕的聯(lián)結(jié)（3）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。

主要表現(xiàn)為：①扣壓力足。當(dāng)鋼軌彎曲、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致鋼軌沿墊板發(fā)生縱向移動(dòng)。②適當(dāng)?shù)膹椥??；炷琳淼膹椥员饶菊聿钤S多，其彈性主要由橡膠墊板提供。③具有絕緣性能。ω型彈條扣件

道床作用：道砟間存在著空隙和摩擦力，使得軌道具有一定的彈性，這種彈性不僅能吸收機(jī)車車輛的沖擊和振動(dòng)，使列車運(yùn)行比較平穩(wěn)，而且大大改善了機(jī)車車輛和鋼軌、軌枕等部件的工作條件，延長(zhǎng)了使用壽命道床指軌枕下面，路基面上鋪設(shè)的石砟（道砟）墊層

道床的材料應(yīng)堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、富有彈性，有利于排水，通常采用碎石、卵石、粗砂等，其中以碎石為最優(yōu)。道床分為：有砟道床無(wú)砟道床有砟道床建設(shè)費(fèi)用低、噪聲小、建設(shè)周期短、修復(fù)容易無(wú)砟道床強(qiáng)度高、維修工作量少，適合高速行車防爬設(shè)備因列車運(yùn)行時(shí)縱向力的作用，使鋼軌甚至帶動(dòng)軌枕產(chǎn)生縱向移動(dòng)，這種現(xiàn)象叫軌道爬行重車通行、長(zhǎng)大下坡、進(jìn)站制動(dòng)都可能引起軌道爬行軌道爬行的危害——軌縫不均，軌枕歪斜，對(duì)軌道造成極大破壞，危及行車安全。防爬措施

加強(qiáng)鋼軌與軌枕間的扣壓力和道床的阻力安裝防爬器和防爬撐。防爬撐可采用廢舊枕木；在山區(qū)可采用石條代替。

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。道岔道岔是一種使機(jī)車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，通常在車站、編組站大量鋪設(shè)1、普通單開(kāi)道岔組成：轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護(hù)軌、連接部分（1）轉(zhuǎn)轍器

組成：兩根基本軌、兩根尖軌、轉(zhuǎn)轍機(jī)械；

作用：操作轉(zhuǎn)轍機(jī)械可以改變尖軌的位置，確定道岔的開(kāi)通方向（2）轍叉及護(hù)軌包括轍叉心、翼軌、護(hù)軌作用：保證車輪安全通過(guò)兩股軌線的相互交叉處從兩翼軌最窄處到轍叉心實(shí)際尖端之間，存在一個(gè)軌線中斷的空隙，叫有害空間由于有害空間的存在，當(dāng)機(jī)車車輛通過(guò)轍叉有害空間時(shí)，輪緣有可能走錯(cuò)轍叉槽而引起脫軌；必須設(shè)置護(hù)軌，對(duì)列車的運(yùn)行方向?qū)嵭袕?qiáng)制性的引導(dǎo)。為了消滅有害空間，適應(yīng)列車高速運(yùn)行要求，采用活動(dòng)心軌道岔(1)活動(dòng)心軌和尖軌是同時(shí)被扳動(dòng)的；(2)當(dāng)尖軌開(kāi)通某一方向時(shí)，活動(dòng)心軌的轍叉心軌就與開(kāi)通方向一致的翼軌密貼，而與另一翼軌分開(kāi)，從而消滅了有害空間，使列車安全通過(guò)道岔（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(hù)軌部分，使之成為一組完整道岔。一般在圖紙上，都采用中心線形式表示道岔

道岔號(hào)數(shù)道岔因其轍叉角的大小不同，有不同的道岔號(hào)（N）

道岔號(hào)數(shù)代表了轍叉角（α）的余切值，也就是轍叉心部分直角三角形兩條直角邊FE和AE的比值，即N=ctgα=FE/AE

α越小，則N越大，導(dǎo)曲線半徑越大，道岔全長(zhǎng)越長(zhǎng)，列車過(guò)道岔平穩(wěn)且速度高；α越大，則相反。所以采用大號(hào)道岔對(duì)于列車運(yùn)行是有利的。不過(guò)，道岔號(hào)數(shù)越大，道岔越長(zhǎng)，造價(jià)就越高，占地也就越多我國(guó)鐵路主要使用的道岔：30號(hào)道岔側(cè)向通過(guò)速度80~140KM/H18號(hào)道岔側(cè)向通過(guò)速度50~80KM/H12號(hào)道岔側(cè)向通過(guò)速度50KM/H；車站側(cè)向接發(fā)客車中間站側(cè)向接發(fā)貨車9號(hào)道岔側(cè)向接發(fā)貨車其他類型道岔除了單開(kāi)道岔，還有雙開(kāi)道岔、三開(kāi)道岔以及交分道岔

雙開(kāi)道岔為Y形，即與道岔相銜接的兩股道向兩側(cè)分岔。

三開(kāi)道岔如同Ψ形，同時(shí)銜接三股道，由兩組轉(zhuǎn)轍機(jī)械操縱兩套尖軌。復(fù)式交分道岔像X形，實(shí)際上相當(dāng)于四組單開(kāi)道岔和一副菱形交叉的組合。菱形交叉

它由兩組銳角轍叉和兩組鈍角轍叉組成，但沒(méi)有轉(zhuǎn)轍器，所以股道之間不能轉(zhuǎn)線。

渡線：使列車能從一條線路轉(zhuǎn)入到另一條線路二、軌道的類型由于每一條鐵路線運(yùn)行的列車，其重量、列車密度和運(yùn)行速度都不盡相同，因此，軌道強(qiáng)度也不同。

軌道強(qiáng)度與各部分的材質(zhì)、強(qiáng)度和數(shù)量因素有關(guān)。

目前，我國(guó)鐵路有砟軌道共分成五個(gè)等級(jí)，即：特重型、重型、次重型、中型、輕型。

有砟軌道類型條件項(xiàng)目單位特重型重型次重型中型輕型運(yùn)營(yíng)條件年通過(guò)總

重密度Mt/km>5025-5015-2515-8<8最高行車速度km/h≥140≥12012010080軌

道

結(jié)

構(gòu)鋼軌kg/m75|6060505050|43軌枕根數(shù)預(yù)應(yīng)力混

凝土枕根/kmIII型1680-17201840II1680IIIII1680-1760II1600-1680II1520-1640木枕-18401840-17601680-17601600-1680道床厚度非滲水土路基面層cm3030252020墊層2020202015巖石、滲

水土路基3535303025長(zhǎng)枕埋入式板式彈性支撐塊式無(wú)砟軌道結(jié)論1、確定軌道類型的因素是運(yùn)營(yíng)條件2、不同類型的軌道其結(jié)構(gòu)不同軌枕三、無(wú)縫線路將每根50或100m長(zhǎng)的鋼軌聯(lián)結(jié)成軌道，很顯然每隔50或100m就會(huì)有一個(gè)接頭。接頭之間還有一道軌縫，大約為6mm1、無(wú)縫線路普通無(wú)縫：無(wú)縫線路也叫長(zhǎng)鋼軌線路。

就是把若干根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的

鋼軌經(jīng)焊接成為1000～2000m

而鋪設(shè)的鐵路線路跨區(qū)間無(wú)縫：移動(dòng)焊軌車把標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼軌焊接成長(zhǎng)達(dá)幾百公里的跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線路

與普通線路相比，無(wú)縫線路在其長(zhǎng)鋼軌段內(nèi)消滅了軌縫，消除了車輪對(duì)鋼軌接頭的沖擊，使列車運(yùn)行平穩(wěn)，延長(zhǎng)了線路設(shè)備和機(jī)車車輛的使用壽命，減少了線路養(yǎng)護(hù)維修工作量，并能適應(yīng)高速行車的要求，是軌道現(xiàn)代化的發(fā)展方向無(wú)縫線路在20世紀(jì)30年代開(kāi)始出現(xiàn)，50年代以后逐步得到推廣。我國(guó)自1958年開(kāi)始鋪設(shè)，經(jīng)過(guò)幾十年的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，在設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)維修方面積累了不少經(jīng)驗(yàn)。至2005年底，無(wú)縫線路長(zhǎng)度已達(dá)4萬(wàn)km，占正線軌道里程的50%如何克服長(zhǎng)鋼軌因軌溫變化而產(chǎn)生的溫度力？溫度變化時(shí),鋼軌不能自由伸縮，只能在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這個(gè)力是由軌溫變化引起的，叫做溫度力，它均勻的作用在鋼軌的全長(zhǎng)上在鐵路線上采用強(qiáng)大的線路阻力來(lái)鎖定軌道，限制了鋼軌的自由伸縮。實(shí)驗(yàn)表明，直徑24mm的高強(qiáng)螺栓，六孔夾板接頭可提供40至60噸的縱向阻力鎖定鋼軌時(shí)必須正確、合理地選定鎖定軌溫，以保證無(wú)縫線路鋼軌冬天不被拉斷，夏天不致脹軌跑道式中F——溫度力

S——鋼軌斷面積，可看作定值

所以溫度力只和軌溫變化△t有關(guān)。

就北京地區(qū)來(lái)說(shuō)，最高軌溫為攝氏62.6℃，最低軌溫為零下22℃度，中間軌溫為19.9℃。根據(jù)無(wú)縫線路強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算得出的結(jié)果，北京地區(qū)最佳鎖定軌溫為24℃，實(shí)際允許鎖定軌溫為19℃-29℃。2、新型軌下基礎(chǔ)主要指：寬混凝土軌枕(又稱軌枕板)和整體道床。(1)軌

枕

板——軌枕板與普通軌枕一樣長(zhǎng)，寬度卻大一倍。密鋪時(shí)，相鄰板塊之間的縫隙只有約18mm，幾乎把道床頂面全部覆蓋住

(2)整體道床——碎石加水泥漿或用鋼筋加混凝土直接在路基面上筑成堅(jiān)固的軌道基礎(chǔ)，用以代替碎石道床。適合高速運(yùn)行

四、軌道上兩股鋼軌的相互位置為了確保行車安全，軌道除了應(yīng)具有合理的組成外，還應(yīng)保持兩股鋼軌的規(guī)定距離和軌頂面的相對(duì)水平位置。1、直線部分的軌距和水平

軌距——兩股鋼軌軌頭頂面下16mm范圍內(nèi)兩鋼軌作用邊之間的最小距離。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)軌距——1435mm

寬軌距——1520、1524、1676mm（俄羅斯、烏克蘭）

窄軌距——1000、1067mm等