西南交通大學(xué)雙語課程教案

西南交通大學(xué)雙語課程教案軌道工程RailwayTrackTechnology主講教師：任娟娟鐵路軌道教案第一章軌道結(jié)構(gòu)一、教學(xué)目標1.掌握有砟軌道結(jié)構(gòu)的基本組成；2.掌握有砟軌道結(jié)構(gòu)中各個部件的功能；3.了解有砟軌道結(jié)構(gòu)中各個部件的結(jié)構(gòu)形式以及技術(shù)標準；4.了解鋼軌中普通線路預(yù)留軌縫的計算，軌枕間距計算等有關(guān)知識。二、教學(xué)過程第一講鋼軌1.鋼軌是軌道的主要部件，它的功能在于引導(dǎo)機車車輛的車輪前進，承受車輪的巨大壓力，并將所承受的荷載傳布于軌枕、道床及路基。介紹鋼軌應(yīng)當(dāng)滿足的要求：具有足夠的的剛度，以抵抗彈性撓曲變形；具有一定的韌性，防止發(fā)生折斷和損壞；具有足夠的硬度，防止磨耗太快；鋼軌頂面具有一定的粗糙度，利于機車的牽引和制動；介紹幾種常見的鋼軌斷面形式、化學(xué)成分及力學(xué)性能，比較鋼軌傷損的幾種類型，著重講解鋼軌的合理使用及鋼軌整修，打磨技術(shù)。第二講軌枕軌枕是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件，一般橫向鋪設(shè)在鋼軌下的道床上，承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床，同時有效地保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向。介紹軌枕的功能和類型，軌枕依其構(gòu)造及鋪設(shè)方法分為橫向軌枕、縱向軌枕及短軌枕等，軌枕按其使用目的分為普通軌枕、岔枕、橋枕，軌枕按其材質(zhì)分為木枕、混凝土枕和鋼枕。著重講解混凝土枕的特點及類型，特點是混凝土枕自重大，剛度大，類型包括普通鋼筋混凝土枕和預(yù)應(yīng)力混凝土枕；混凝土枕的外形及尺寸；我國混凝土枕技術(shù)特點。第三講聯(lián)結(jié)零件1.聯(lián)結(jié)零件是連接鋼軌或連接鋼軌和軌枕的部件。前者稱接頭零件，后者稱中間聯(lián)結(jié)零件（或扣件）。介紹鋼軌接頭聯(lián)結(jié)零件的組成和主要作用，組成包括夾板、螺栓、彈簧墊圈，主要作用是把接頭處的鋼軌連接起來，滿足行車要求及鋼軌伸縮的要求。著重講解鋼軌與軌枕聯(lián)結(jié)零件，也稱為扣件。分別從木枕扣件和混凝土枕扣件兩個方面講解，主要側(cè)重于混凝土枕扣件的類型、組成結(jié)構(gòu)、特點、使用范圍及性能要求等方面。第四講有砟道床1.在有砟軌道上，道床是軌枕的基礎(chǔ)，在其上以規(guī)定的間隔布置一定數(shù)量的軌枕，用以增加軌道的彈性和縱、橫向移動的阻力，便于排水和校正軌道平面和縱斷面。介紹有砟軌道道床的功能及材質(zhì)要求，道砟應(yīng)具有：質(zhì)地堅韌，有彈性，不易壓碎和搗碎，排水性能好，吸水性差等性能。客運專線道砟技術(shù)標準的主要內(nèi)容包括道砟分級、道砟級配、道砟顆粒形狀及清潔度。著重講解道床斷面的三個主要特征，道床厚度、頂面寬度及邊坡坡度。道床的變形包括彈性變形和塑性變形。道床下沉量與各種影響因素之間的關(guān)系。第二章軌道幾何形位一、教學(xué)目標1.掌握直線和曲線軌道的幾何形位及主要特征；2.掌握直線軌道幾何形位的基本要素、含義及其標準；3.了解曲線外軌設(shè)置超高的目的及其設(shè)置方法；4.了解三角坑及其對行車的危害。二、教學(xué)過程第一講機車車輛走行部分的構(gòu)造1.軌道是機車車輛運行的基礎(chǔ)，直接支承機車車輛的車輪，并引導(dǎo)其前進。軌道幾何形位正確與否，對機車車輛的安全運行、乘客的旅行舒適度、設(shè)備的使用壽命和養(yǎng)護費用起著決定性作用。介紹機車和車輛走行部分的組成，我國車輛上使用的車輪的類型及車輪的結(jié)構(gòu)分析；介紹車輪踏面的兩種形式，錐形踏面和磨耗型踏面的幾何外形，每種踏面形式的作用。第二講直線軌道的幾何形位1.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。從軌道平面位置來看軌道由直線和曲線組成。直線軌道幾何形位按照靜態(tài)與動態(tài)兩種狀況進行管理。介紹軌道幾何形位的靜態(tài)作業(yè)驗收標準；包括軌距、水平、軌向、前后高低、軌底坡。著重講解每種幾何形位靜態(tài)作業(yè)驗收標準的定義和具體要求。第三講曲線軌道的幾何形位1.機車車輛進入曲線軌道時，仍然存在保持器原有行駛方向的慣性，只是受到外軌的引導(dǎo)作用才沿著曲線軌道行駛。本節(jié)的內(nèi)容包括曲線軌距加寬、曲線軌道外軌超高、緩和曲線。介紹轉(zhuǎn)向架的內(nèi)接形式，有斜接、自由內(nèi)接、楔形內(nèi)接。曲線加寬的原則及根據(jù)車輛條件確定軌距加寬的計算；介紹外軌超高的設(shè)置及方法，主要有外軌提高法和線路中心線高度不變法。外軌超高的計算方法；介紹緩和曲線段的作用及其幾何特征，緩和曲線的幾何條件、常用緩和曲線及高次緩和曲線。第三章軌道力學(xué)分析一、教學(xué)目標1.了解軌道力學(xué)分析的目的以及作用于軌道上的力；2.掌握有砟軌道結(jié)構(gòu)豎向受力的兩種靜力分析模型及求解方法，準靜態(tài)求解方法；3.掌握軌道各部件，特別是鋼軌、軌枕及道床的受力計算；4.了解軌道動力學(xué)、車輛的脫軌條件等有關(guān)知識。教學(xué)過程第一講軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析1.概述（1）軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析作用：結(jié)構(gòu)強度檢算的理論基礎(chǔ)，軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)進行最佳匹配設(shè)計的理論依據(jù)（2）軌道力學(xué)分析主要內(nèi)容：作用在軌道上的力、軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)分析、鋼軌應(yīng)力與變形、軌枕應(yīng)力、道床應(yīng)力、路基頂面應(yīng)力。（3）作用于軌道上的力及其效果：=1\*GB3①垂向力：靜輪重、附加動力、豎向沖擊鋼軌折斷、軌頭接觸疲勞、軌頭壓潰。=2\*GB3②縱向力：制動力、溫度力、鋼軌爬行、無縫線路失穩(wěn)。=3\*GB3③橫向力：蠕滑力、導(dǎo)向力、橫向沖擊力、鋼軌側(cè)磨、車輛脫軌。（4）軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析方法：靜力分析理論，準靜態(tài)分析靜力分析理論：主要有連續(xù)支承梁模型、點支承梁模型準靜態(tài)分析：基于靜力分析基礎(chǔ)，考慮α、β動力影響因素的近似結(jié)果動力分析目前有多種分析方法，還在進一步發(fā)展中2.軌道結(jié)構(gòu)豎向靜力分析（1）軌道結(jié)構(gòu)豎向靜力分析的基本假設(shè)：=1\*GB3①軌道、機車、車輛狀態(tài)均正常良好=2\*GB3②鋼軌——等截面無限長梁，軌枕——彈性基礎(chǔ)上的短梁=3\*GB3③結(jié)構(gòu)及荷載對稱于軌道中心線=4\*GB3④忽略軌道自重（2）計算模型：連續(xù)支承梁模型-點支承梁模型更接近于實際結(jié)構(gòu)物，但求解相對繁瑣，目前在動力學(xué)分析及特殊問題求解中應(yīng)用較多。連續(xù)點支承模型-連續(xù)支承梁模型有應(yīng)用簡單方便、直觀等特點，對工程應(yīng)用有較高的應(yīng)用價值。（3）軌道基本力學(xué)參數(shù)鋼軌抗彎剛度EI：使鋼軌產(chǎn)生單位曲率所需的力矩鋼軌支座剛度D：使鋼軌支座頂面產(chǎn)生單位下沉?xí)r，所需施加于支座頂面的力，是軌下基礎(chǔ)剛度的綜合反映。鋼軌基礎(chǔ)彈性模量u：使單位長度的鋼軌基礎(chǔ)產(chǎn)生單位下沉?xí)r所需施加在其上的分布力。采用鋼軌基礎(chǔ)彈性模量就可將支座的離散支承等效成連續(xù)支承，從而可用解析法求解（4）連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁微分方程及求解=1\*GB3①梁微分方程的建立材料力學(xué)相關(guān)公式=2\*GB3②Winkler假定：鋼軌一點處基礎(chǔ)反力與該點的鋼軌位移成正比，與其他點鋼軌位移位移無關(guān)：=3\*GB3③連續(xù)基礎(chǔ)梁微分方程的建立：=4\*GB3④引入剛比系數(shù)的概念：鋼軌基礎(chǔ)彈性與鋼軌抗彎模量的比值系數(shù)。=5\*GB3⑤微分方程的解:=6\*GB3⑥軌道靜力學(xué)分析結(jié)果:鋼軌彈性位移函數(shù):鋼軌靜彎矩函數(shù):軌枕反力函數(shù):式中，Winkler地基梁解函數(shù)（影響線函數(shù)）為：位移影響函數(shù):彎矩影響函數(shù):=7\*GB3⑦軌道剛度：使鋼軌產(chǎn)生單位下沉所需的豎直荷載。（5）輪群作用下的軌道力學(xué)計算=1\*GB3①計算原理：疊加原理=2\*GB3②計算方法：在計算截面處建立坐標系，然后分別計算各輪載對計算截面處的函數(shù)影響值，在將影響值疊加起來，即為輪群影響效果3.軌道動力響應(yīng)的準靜態(tài)計算準靜態(tài)計算：名義上是動力計算，實質(zhì)上是靜力計算。當(dāng)由荷載引起的結(jié)構(gòu)本身的慣性力相對較?。ㄅc外力、反力相比）而不考慮時，可基本上按靜力分析的方法進行軌道力學(xué)計算，即準靜態(tài)計算。（1）速度系數(shù)：動輪載增量與靜輪載之比，速度系數(shù)與軌道狀態(tài)、機車類型等有關(guān)。一般采用經(jīng)驗公式進行計算，大多與行車速度成線性關(guān)系，具體取值見下表。（2）偏載系數(shù)列車通過曲線時，由于存在未被平衡的超高，產(chǎn)生偏載，使內(nèi)軌或者外軌輪載增加，其增量與靜輪載的比值稱為偏載系數(shù)，即：又靜力平衡條件可得：，代入我國機車及軌道計算參數(shù)可得：（3）橫向水平力系數(shù)橫向水平力系數(shù)就是考慮橫向水平力和偏心豎直力聯(lián)合作用下，使鋼軌承受橫向水平彎曲及扭轉(zhuǎn)，由此引起軌頭及軌底的邊緣應(yīng)力增大而引入的系數(shù)。鋼軌底部外緣彎曲應(yīng)力與中心應(yīng)力的比值叫橫向水平力系數(shù)。橫向水平力系數(shù)僅在計算鋼軌應(yīng)力的動彎矩中考慮。（4）準靜態(tài)計算公式當(dāng)速度當(dāng)速度當(dāng)速度第二講軌道部件強度計算1.鋼軌強度檢算（1）鋼軌基本應(yīng)力計算及檢驗=1\*GB3①鋼軌動彎應(yīng)力軌底拉應(yīng)力：，軌頭壓應(yīng)力：=2\*GB3②鋼軌溫度應(yīng)力無縫線路：=3\*GB3③鋼軌應(yīng)力的檢算條件：（2）局部應(yīng)力局部應(yīng)力包括接觸應(yīng)力和應(yīng)力集中等，一般不進行直接檢算。2.軌枕強度檢算（1）木枕頂面承壓應(yīng)力（2）混凝土軌枕彎矩=1\*GB3①軌枕彎矩分布與道床支承的關(guān)系：=2\*GB3②軌下截面最大正彎矩=3\*GB3③枕中截面最大負彎矩3.道床及路基面強度檢算（1）道床頂面應(yīng)力道床頂面應(yīng)力，在縱向和橫向上分布不均勻，道床頂面平均壓應(yīng)力，道床頂面上的最大應(yīng)力為（2）道床內(nèi)部應(yīng)力計算假設(shè)：道床頂面壓力均勻分布，以擴散角按直線擴散規(guī)律向下傳播，不考慮相鄰軌枕的影響。第一區(qū)域第二區(qū)域第三區(qū)域（3）路基頂面應(yīng)力=1\*GB3①道床，其中，碎石道床；篩選卵石道床；冶金礦渣道床=2\*GB3②路基面，其中，新建線路；既有線路第三講扣件力學(xué)分析、車輛脫軌條件、軌道動力學(xué)簡介扣件力學(xué)分析（1）扣件的功能要求基本要求：聯(lián)結(jié)、調(diào)整力學(xué)要求：阻力（防爬）、彈性（減振）（2）扣件剛度：扣壓件剛度和軌下膠墊剛度，這兩者為并聯(lián)關(guān)系。（3）初始扣壓力每組扣件縱向阻力：單位長度爬行阻力：（4）剛度匹配=1\*GB3①初始扣壓力：彈條初始變形≠膠墊初始變形=2\*GB3②枕上動壓力：彈條變形＝膠墊變形=3\*GB3③為保證鋼軌的穩(wěn)定，需A、防止彈條松動，Rd下壓力B、防止膠墊松弛，Rd上拔力（5）扣壓力損失扣壓力損失損失后的扣壓力2、車輛脫軌條件（1）脫軌類型：車輪爬軌脫軌：橫向力、正沖角車輪滑上脫軌：橫向力、負沖角車輪跳軌脫軌：橫向沖擊、高速車輪懸浮脫軌：輪重減載至0軌道破壞脫軌：鋼軌無法引導(dǎo)車輪（2）脫軌原因輪重減載，橫向力增大（3）車輪爬軌臨界條件K稱為脫軌系數(shù)，又稱車輪爬軌安全系數(shù)，它反映的是橫向力與垂直力的相對大小比例關(guān)系。（4）脫軌安全性指標：脫軌系數(shù)：輪重減載率：輪對橫向力3.軌道動力學(xué)簡介（1）連續(xù)支承梁軌道模型（2）彈性點支承梁軌道模型（3）輪軌系統(tǒng)模型：三、教學(xué)重點1.軌道結(jié)構(gòu)豎向受力的準靜態(tài)計算2.軌道結(jié)構(gòu)基本力學(xué)參數(shù)3.軌道部件強度檢算四、專業(yè)思想培養(yǎng)1.重點強調(diào)軌道結(jié)構(gòu)特性：荷載的重復(fù)性和周期性；結(jié)構(gòu)的組合性和散體性；維修的經(jīng)常性和周期性；2.軌道力學(xué)參數(shù)與軌道各部件的關(guān)系，需講述如何獲得軌道力學(xué)參數(shù)；3.應(yīng)結(jié)合軌道強度檢算結(jié)果分析軌道病害。4.行車安全性指標含義與現(xiàn)場應(yīng)用五、布置作業(yè)用AutoCAD畫鋼軌斷面和三維軌枕圖軌道力學(xué)分析課程作業(yè)

第四章無砟軌道一、教學(xué)目標1.掌握高速鐵路對無砟軌道的需求；2.掌握我國主型無砟軌道的結(jié)構(gòu)組成及特點。二、教學(xué)過程第一講無砟軌道發(fā)展概況高速鐵路對無砟軌道的需求（1）有砟軌道的優(yōu)缺點優(yōu)點：建設(shè)費用低、建設(shè)周期短、易修復(fù)、調(diào)整簡單、機械化維修效率高、噪音小。缺點：道砟容易流動、需不斷進行維修；道床維修量大。（2）無砟軌道的優(yōu)缺點優(yōu)點：軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量均衡、變形量小。維修工作量小；使用壽命長；軌道高度低，橋梁二期恒載小，隧道凈空低；缺點：造價高；對基礎(chǔ)要求高；振動噪聲大；整治困難國內(nèi)外無砟軌道發(fā)展概況德國博格板式無砟軌道采用先進的數(shù)控磨床加工預(yù)制軌道板上的承軌槽，采用高性能瀝青水泥砂漿提供適當(dāng)?shù)膹椥院驼辰Y(jié)，并使用高精度、快速便捷的測量系統(tǒng)。博格公司為軌道板施工研制了成套設(shè)備，使得博格板式軌道施工機械化程度高于一般軌道B?gl型無砟軌道系統(tǒng)由鋼軌、彈性扣件、預(yù)制軌道板（帶預(yù)裂縫的，打磨的，20cm厚）、瀝青水泥砂漿調(diào)整層（3cm）及水硬性支承層/底座(30cm)等部分組成，路基、橋梁及隧道地段均可應(yīng)用。(2)德國雷達軌道雷達型無砟軌道于1972年鋪設(shè)于德國比勒菲爾德至哈姆的一段線路上，以雷達車站而命名。雷達型無砟軌道最初為整體軌枕埋入式軌道，到雷達柏林（Rheda－Berlin）已經(jīng)發(fā)展為鋼筋桁梁支撐的雙塊式埋入軌道，但承載層仍然是槽型。發(fā)展到Rheda2000型時，成為由鋼筋桁架連接的雙塊埋入式軌道，其混凝土承載層改為平板。Rheda2000無砟軌道系統(tǒng)由鋼軌、高彈性扣件、改進的帶有桁架鋼筋的雙塊式軌枕、現(xiàn)澆混凝土板和下部支撐體系（水硬性混凝土支承層或底座）組成。(3)德國旭普林軌道旭普林型無砟軌道是1974年開發(fā)，在科?。ㄌm克福高速鐵路上成功鋪設(shè)了21km。Züblin型無砟軌道結(jié)構(gòu)形式基本與Rheda2000型無砟軌道結(jié)構(gòu)形式相同，但其雙塊式軌枕下部不露鋼筋，中間由鋼筋桁架相連。Züblin型無砟軌道相對于Rheda2000型無砟軌道來講，主要是通過采用不同的專用施工設(shè)備保證軌道施工質(zhì)量，對設(shè)備的加工、操作、保養(yǎng)及維護要求很嚴格。旭普林型無砟軌道研發(fā)初衷是尋求一種高度機械化的施工方法，以解決Rheda型軌枕埋入式無砟軌道傳統(tǒng)手工施工帶來的進度慢成本高的問題。(4)日本板式無砟軌道結(jié)構(gòu)日日本上世紀60年代就開始研究、鋪設(shè)板式無砟軌道。70年代板式軌道作為日本鐵路建設(shè)的國家標準進行推廣。日本無差軌道技術(shù)主要以新干線板式軌道結(jié)構(gòu)為代表。發(fā)展至今已有成熟的技術(shù)和豐富的施工經(jīng)驗，其鋪設(shè)范圍已從橋梁、隧道發(fā)展到土質(zhì)路基和道岔區(qū)，其定型的無砟軌道包括普通的A型板式軌道、框架式軌道板，早期用于土質(zhì)路基上的RA型板式軌道和特殊減振區(qū)段用的防振G型軌道板等。并根據(jù)不同的施工工況采用了不同的軌道板鋪設(shè)、CA砂漿灌注的設(shè)備。日本板式無砟軌道結(jié)構(gòu)主要為鋼筋混凝土底座上設(shè)置凸形擋臺的單元板（厚度190～200mm），在軌道板與底座之間灌注CA砂漿（厚度50～100mm）。采用鐵墊板彈性分開式扣件系統(tǒng)，無級調(diào)高充填式墊板實現(xiàn)線路高低的無級調(diào)整。在軌道板底粘貼20mm厚的微孔橡膠墊板形成減振型無砟軌道。（5）其他國家無砟軌道發(fā)展概況1）奧地利?BB-PORR板式軌道2）意大利IPA板式軌道3）英國PACT型無砟軌道4）DFST型無砟軌道5)Edilon型鋼軌埋入式無砟軌道6)BalfourBeatty型鋼軌埋入式無砟軌道（6）我國無砟軌道發(fā)展概況國內(nèi)對無砟軌道的研究始于上世紀60年代，與國外的研究幾乎同時起步。初期曾試鋪過支承塊式、短枕式、整體灌筑式等整體道床以及瀝青道床等幾種型式，正式推廣應(yīng)用的僅有軌枕嵌入式（支撐塊式）整體道床。80年代曾試鋪過瀝青整體道床，在大型客站和隧道內(nèi)試鋪，總長約10km，但并未正式推廣。另外，在京九線九江長江大橋引橋上鋪設(shè)了無砟無枕結(jié)構(gòu)，長度約7km。2000年左右秦沈客運專線無砟軌道（板上，長枕埋人式）遂渝線無砟軌道成區(qū)段試鋪（板式、雙塊式、道岔長枕埋人式、縱連式）京津（博格—CRTSⅡ型板式）、鄭西（旭普林--CRTSⅡ型雙塊式）、武廣（雷達2000--CRTSⅠ型雙塊式）、哈大（日本板式--CRTSⅠ型板式）等客運專線無砟軌道岔技術(shù)引進。第二講我國高速鐵路無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道CRTSⅠ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)由日本板式的板式無砟軌道發(fā)展而來,在遂渝試驗段、石太、廣州新客站、廣深港、廣株、哈大客專、滬寧城際等廣泛應(yīng)用。（1）結(jié)構(gòu)組成=1\*GB3①扣件：彈性分開式（無擋肩）=2\*GB3②軌道板：4962x2400x190(200)mm=3\*GB3③凸形擋臺：半徑260mm，高度250mm=4\*GB3④混泥土底座（設(shè)置超高）：=5\*GB3⑤砂漿充填層：厚度50mm，抗壓強度大于1.8MPa，彈性模量100—300MPa=6\*GB3⑥擋臺周圍樹脂：厚度40mm，抗壓強度大于7.5MPa，彈性模量10MPa（2）技術(shù)特點優(yōu)點:=1\*GB3①成套技術(shù)較成熟=2\*GB3②不同線下基礎(chǔ)上的軌道系統(tǒng)受力、傳力明確；可實現(xiàn)標準化設(shè)計，設(shè)計通用性強=3\*GB3③制造、施工較為簡單=4\*GB3④明確的層狀體系設(shè)計，方便維修，可修復(fù)性強缺點:=1\*GB3①結(jié)構(gòu)含水泥乳化瀝青砂漿、樹脂等化工材料，生產(chǎn)和施工的專業(yè)性強=2\*GB3②“自下至上”施工，鋪軌階段的軌道精調(diào)工作量大=3\*GB3③單元軌道板受溫度梯度的變化影響，易產(chǎn)生翹曲變形2.CRTSⅡ型板式無砟軌道CRTSⅡ型板式無昨軌道技術(shù)引進于德國。該系統(tǒng)吸收了軌枕埋入式無砟軌道整體性和板式軌道制作及施工便利的特點。通過在京津城際鐵路的實施，形成了我國CRTSⅡ型板式無昨軌道成套技術(shù)。（1）橋上Ⅱ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)特點結(jié)構(gòu)組成：=1\*GB3①有擋肩軌道板：長6.45m寬2.55m厚0.2m，橫向預(yù)應(yīng)力=2\*GB3②砂漿調(diào)整層厚度3cm=3\*GB3③底座板:寬度2950mm，直線地段平均厚度為190mm(梁端底座板厚140mm)=4\*GB3④底座板下面鋪設(shè)兩布一膜滑動層，厚5.4mm,其中:聚乙烯高密度薄膜，厚度為1mm,土工布采用白色聚丙烯，厚度2.2mm。=5\*GB3⑤固定齒槽:傳遞縱向力=6\*GB3⑥C型擋塊:約束底座板橫向位移，長度為600mm，寬度為400mm，高度為215mm=7\*GB3⑦D型擋塊:約束底座板橫向和豎向位移，同時約束軌道板橫向位移；長度為800mm，頂面寬度為590mm，底面寬度為400mm,直線地段高度為459mm。=8\*GB3⑧摩擦板:傳遞縱向力。寬度一般為9m，厚度為0.4m，長度根據(jù)不同橋梁結(jié)構(gòu)計算確定=9\*GB3⑨標準端刺:錨固縱向力，上部結(jié)構(gòu)沿線路縱向厚度為1m，沿線路橫向?qū)挾葹?m，高度為2.75m；下部結(jié)構(gòu)沿線路縱向為8m，沿線路橫向為9m，厚度為1m。技術(shù)特點：=1\*GB3①軌道板為橫向先張結(jié)構(gòu)，橫向按65cm寬軌枕、縱向按彈性地基梁設(shè)計，每65cm設(shè)4cm深預(yù)裂縫，承軌臺打磨處理，橫向設(shè)0.5%排水坡，板與板間通過6根直徑為20mm螺紋鋼筋進行縱向連接，解決板端部變形問題。=2\*GB3②預(yù)制軌道板和底座板為跨過梁縫的連續(xù)結(jié)構(gòu)，行車舒適度高，補償板數(shù)量少。=3\*GB3③軌道板通過在工廠預(yù)制和對承軌臺進行打磨，可獲得高精度的軌道幾何，鋼軌鋪設(shè)和調(diào)整工作量降低。軌道板在線路上位置是一一對應(yīng)具有唯一性。=4\*GB3④采用高精度的測量和軌道板精調(diào)系統(tǒng)，施工機械化程度高，人為因素干擾小。=5\*GB3⑤底座板與梁面通過設(shè)置土工布+薄膜+土工布的滑動層保持滑動狀態(tài)，釋放橋梁因溫度變化給軌道的應(yīng)力，從而在大跨橋上可取消鋼軌溫度伸縮調(diào)節(jié)器。=6\*GB3⑥在每孔橋梁的固定支座上方，通過在梁體預(yù)設(shè)錨固筋(一般為2排7根直徑28mm)和齒槽與梁體固結(jié)，傳遞縱向力。=7\*GB3⑦在梁端設(shè)置長3m、厚5cm的硬泡沫塑料板，減小梁端轉(zhuǎn)角對軌道結(jié)構(gòu)的影響。=8\*GB3⑧底座板和軌道板沿線路采用側(cè)向擋塊橫向固定，保證軌道結(jié)構(gòu)橫向和壓屈穩(wěn)定性。=9\*GB3⑨橋梁兩端的臺后路基上設(shè)置摩擦板和端刺，底座與摩擦板間鋪設(shè)土工布，摩擦系數(shù)控制在0.5—0.8之間，將橋上軌道結(jié)構(gòu)縱向力傳遞到路基。3、CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道由德國的雷達2000無砟軌道再創(chuàng)新而成，在武廣客專，合武、溫福、福廈、襄渝、太中銀等線路的長大隧道內(nèi)廣泛應(yīng)用。（1)結(jié)構(gòu)組成路基地段：采用自上至下剛度遞減的層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組成:鋼軌、扣件、道床板(含雙塊式軌枕)、水硬性支承層、基床表層、基床底層。沿線路縱向，支承層和道床板連續(xù)。橋梁地段：結(jié)構(gòu)組成:鋼軌、扣件、道床板(含雙塊式軌枕)、隔離層、底座+限位凹槽(或保護層+限位凸臺)。沿線路縱向，道床板分塊設(shè)置，裂縫處斷開。隧道地段：結(jié)構(gòu)組成:鋼軌、扣件、道床板(含雙塊式軌枕)。道床板縱向連續(xù)，在仰拱回填層上構(gòu)筑。（2)技術(shù)特點優(yōu)點:=1\*GB3①無柞軌道系統(tǒng)成套技術(shù)較為成熟，且有長期運營實踐考驗。=2\*GB3②軌道建設(shè)成本相對較低。=3\*GB3③由于“自上至下”的施工方法，與不同類型的扣件結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強。缺點:=1\*GB3①路基上連續(xù)道床板的混凝土裂紋控制難度較大。=2\*GB3②施工工效較低，施工速度慢。=3\*GB3③可修復(fù)性較差。4、CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道CRTSⅡ型雙塊式無砟軌道由德國的旭普林無砟軌道再創(chuàng)新而成，應(yīng)用于鄭西客運專線上。CRTSⅡ雙塊式無柞軌道系統(tǒng)設(shè)計方法與CRTSI型雙塊式無本質(zhì)區(qū)別。其系統(tǒng)的主要技術(shù)特點是:振動壓入式的施工方法，以提高現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的施工效率。（1）結(jié)構(gòu)組成路基地段：=1\*GB3①扣件系統(tǒng):彈性不分開式=2\*GB3②道床板:厚度240mm，寬度2800mm,C40混凝土，縱向連續(xù)配筋,縱向:18Φ20mm，橫向:1Φ16mm/65cm=3\*GB3③支承層:厚度3OOmm,C15混凝土，每隔5m切一橫向假縫，假縫深度為100mm。橋梁地段：=1\*GB3①道床板:厚度240mm，寬度2800mm，長度:4—7m,混泥土等級C40，板間橫向斷縫100mm=2\*GB3②底座:厚度160，寬度2800mm，混泥土等級C40，端部設(shè)凹槽對道床板限位，凹槽四周設(shè)橡膠墊層。=3\*GB3③保護層:厚度120mm,混泥土等級C40，橋上連續(xù)鋪設(shè)。=4\*GB3④橋梁接口:防護墻預(yù)埋與保護層的連接鋼筋。隧道地段：=1\*GB3①道床板:在隧底回填層上構(gòu)筑，厚度240mm，寬度2800mm，縱向連續(xù)，混凝土強度等級C40。=2\*GB3②隧道洞口附近，設(shè)置隧底回填層與道床板之間的連接鋼筋。（2）CRTSⅡ型雙塊式無碎軌道系統(tǒng)的技術(shù)特點優(yōu)點:=1\*GB3①施工機械化程度高，施工進度較快。=2\*GB3②施工不需工具軌，施工受環(huán)境條件影響小。=3\*GB3③軌枕采用振動方式壓入混凝土中，避免灌注過程中的軌枕底部的振搗不密實。缺點:=1\*GB3①設(shè)備規(guī)模大，施工的靈活性不強。一些區(qū)段仍需要采用軌排支撐架法施工。=2\*GB3②3.25m長的軌排通過固定架分段振動壓入，測量的多級傳遞，線路的高低平順性、方向圓順性的控制較為困難。5、CRTSⅢ型板式無砟軌道(1)成灌鐵路概況成都至都江堰鐵路主要采用CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，路基上敷設(shè)路基縱連軌道板。CRTSⅢ型路基縱連軌道板是在總結(jié)我國既有無砟軌道研究與應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新研制的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的、一種全新的軌道結(jié)構(gòu)形式。（2）CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)特點1）橋梁地段無砟軌道結(jié)構(gòu)橋梁地段CRTSⅢ型板式無柞軌道由鋼軌、彈性扣件、軌道板、自密實混凝土層、隔離層、底座等部分組成。軌道結(jié)構(gòu)高度為762mm。軌道板寬2500mm，厚210mm；自密實混凝土層厚100mm，寬度2500mm,采用C40混凝土；底座C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，寬度2900mm，直線地段厚度200m。軌道板與自密實層間設(shè)門型鋼筋。自密實層設(shè)凸臺，與底座四槽對應(yīng)設(shè)置，四槽尺寸為1000x700mm,四槽周圍設(shè)橡膠墊板。2）路基地段無砟軌道結(jié)構(gòu)路基地段CRTSⅢ型板式無柞軌道由鋼軌、彈性扣件、軌道板、自密實混凝土層、隔離層、底座等部分組成。軌道結(jié)構(gòu)高度為862mm。軌道板寬2500mm，厚210mm；自密實混凝土層寬度2500mm，厚100mm,采用C40混凝土；底座C40鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，寬度3100mm，直線地段厚度300m，每3塊板下底座為一塊，相連底座間設(shè)傳力桿結(jié)構(gòu)。軌道板與自密實層間設(shè)門型鋼筋。自密實層設(shè)凸臺，與底座凹槽對應(yīng)設(shè)置，凹槽尺寸為1000x700mm,凹槽周圍設(shè)橡膠墊板。3）CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)特點如下：=1\*GB3①路基地段采用縱連軌道結(jié)構(gòu)，增強了軌道結(jié)構(gòu)的整體性；=2\*GB3②軌道板配套采用WJ-8B型扣件系統(tǒng)，施工性和軌距保持能力較好；=3\*GB3③取消CA砂漿填充層，采用自密實混凝土，簡化施工工藝，減少對環(huán)境的污染，節(jié)約工程投資；=4\*GB3④軌道板底面預(yù)留“U”型筋與自密實混凝土層連接，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，改善了軌道板受力；=5\*GB3⑤取消了凸形擋臺結(jié)構(gòu)，采用底座凹槽限位，方便施工；=6\*GB3⑥底座和自密實混凝土之間設(shè)置隔離層，實現(xiàn)了較好的可維護性；=7\*GB3⑦優(yōu)化軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低了結(jié)構(gòu)配筋率；=8\*GB3⑧增大主型軌道板扣件間距，降低工程造價。三、教學(xué)重點1.高速鐵路對無砟軌道的需求和無砟軌道的多樣性；2.我國的主型無砟軌道結(jié)構(gòu)特點；3.CRTSⅢ型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)四、專業(yè)思想培養(yǎng)1.結(jié)合高速鐵路軌道驗收規(guī)范，說明高速鐵路對軌道結(jié)構(gòu)高平順性、高穩(wěn)定性、少維修的要求2.根據(jù)具體的軌道結(jié)構(gòu)，重點介紹軌道的傳力途徑及相應(yīng)的設(shè)計思路；3.在講課過程中，應(yīng)強調(diào)工程材料和施工方法及技術(shù)創(chuàng)新的重要性。五、布置作業(yè)1.用AutoCAD畫CRTSⅠ型、CRTSⅡ板式、雙塊式無砟軌道三維圖；2.搜集無砟軌道扣件相關(guān)資料，寫一份資料綜述。

第五章道岔一、教學(xué)目標1.了解高速道岔的關(guān)鍵技術(shù)及主要結(jié)構(gòu)，道岔的一般鋪設(shè)方法2.掌握單開道岔各部分幾何尺寸的確定原則及基本要求，掌握單開道岔總布置圖中各項幾何尺寸的計算方法。二、教學(xué)過程第一講單開道岔的幾何尺寸及總布置圖單開道岔的結(jié)構(gòu)道岔種類及用途復(fù)習(xí)單開道岔的主要結(jié)構(gòu)組成:轉(zhuǎn)轍器、連接部分、轍叉及護軌；單開道岔的主要幾何尺寸（1）道岔各部分軌距基本軌前接頭處軌距S1尖軌尖端軌距S0尖軌跟端直股及側(cè)股軌距Sh導(dǎo)曲線中部軌距Sc導(dǎo)曲線終點軌距S。（2）轉(zhuǎn)轍器幾何尺寸1)尖軌的最小輪緣槽tmin2）尖軌動程（3）導(dǎo)曲線幾何尺寸--導(dǎo)曲線支距（4）轍叉及護軌幾何尺寸。1）轍叉咽喉輪緣槽2）查照間隔D1及D23）護軌輪緣槽4）轍叉翼軌輪緣槽5）有害空間3.單開道岔總布置圖（1）曲線尖軌、直線轍叉單開道岔的計算（2）銳角固定轍叉主要幾何尺寸（3）道岔主要尺寸（4）配軌計算（5）導(dǎo)曲線支距計算第二講高速道岔及道岔鋪設(shè)方法1、提高過岔速度的措施（1）限制直向過岔速度的因素：道岔平面沖擊角、道岔結(jié)構(gòu)不平順。（2）提高直向過岔速度的措施：=1\*GB3①可動心軌轍叉代替固定轍叉=2\*GB3②彈性可彎尖軌跟端代替活接頭=3\*GB3③AT軌=4\*GB3④彈性護軌=5\*GB3⑤特種斷面翼軌=6\*GB3⑥直線軌距不加寬=7\*GB3⑦優(yōu)化牽引點布置，減少不足位移=8\*GB3⑧提高制造與鋪設(shè)精度，加強養(yǎng)護=9\*GB3⑨增加護軌、翼軌緩沖段長，減小沖擊角=10\*GB3⑩優(yōu)化心軌、尖軌降低值（3）限制直向過岔速度的因素：曲線半徑、緩和曲線、超高、平面沖擊角（4）提高側(cè)向過岔速度的措施=1\*GB3①采用大號碼道岔，以增大導(dǎo)曲線半徑（最有效）；=2\*GB3②采用對稱道岔，可提高側(cè)向通過速度30～40%；=3\*GB3③改進平面設(shè)計，如采用曲線尖軌、曲線轍叉；=4\*GB3④采用變曲率的導(dǎo)曲線，可以降低輪軌撞擊時的動能損失和減緩未被平衡離心加速度及其變化率；=5\*GB3⑤加強道岔結(jié)構(gòu)，保證有足夠的強度和穩(wěn)定性，經(jīng)常保持道岔的良好技術(shù)狀態(tài)；=6\*GB3⑥減小車輪對側(cè)線各部位鋼軌的沖擊角，如防止軌距不必要的加寬，采用切線型；=7\*GB3⑦曲線尖軌，尖軌、翼軌與護軌緩沖段選用盡可能相同的沖擊角，并且使與導(dǎo)曲線容許通過速度相配合；2、高速道岔（1）高速道岔的分類：直向高速道岔、直側(cè)向高速道岔（2）高速道岔的技術(shù)特點=1\*GB3①工電一體化的整體系統(tǒng)。=2\*GB3②安全、成熟、可靠的道岔結(jié)構(gòu)=3\*GB3③良好的國情、路情適應(yīng)性=4\*GB3④現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝與系統(tǒng)集成=5\*GB3⑤機械化、標準化與專業(yè)化的鋪設(shè)工藝=6\*GB3⑥信息化與科學(xué)化的維修管理3、道岔鋪設(shè)方法（1）有砟軌道人工鋪設(shè)道岔方法—成都鐵路局相關(guān)資料（2）有砟軌道機械鋪設(shè)道岔方法—秦沈客運專線相關(guān)資料1）道岔組裝工作臺布置。2）道岔的組裝3）道岔的裝運。4）道岔的鋪設(shè)（3）無砟軌道道岔鋪設(shè)方法遂渝線及京滬線相關(guān)資料1）平臺預(yù)組裝鋪設(shè)2）原位平臺組裝鋪設(shè)三、教學(xué)重點1.道岔幾何尺寸與總布置圖；2.高速道岔的主要技術(shù)特點；四、專業(yè)思想培養(yǎng)1.根據(jù)單開道岔主要幾何尺寸，介紹現(xiàn)場工務(wù)部門在道岔維護方面的主要工作，在介紹道岔復(fù)雜性的同時，應(yīng)強調(diào)道岔的重要性和不可或缺2.結(jié)合提高過岔速度措施的講解，自然引出研制高速道岔所需的技術(shù)措施，進而講解高速道岔的結(jié)構(gòu)特點。3.介紹施工方法時，應(yīng)提出施工方法對道岔初始狀態(tài)的影響，強調(diào)施工方法的重要性五、布置作業(yè)1.繪制12號道岔的總布置圖；2.寫出道岔主要部件的英文名稱；3.如何消除道岔的有害空間，消除有害空間后，道岔結(jié)構(gòu)還在那些方面做了改進。第六章無縫線路一、教學(xué)目標1.了解無縫線路的原理和基本理論2.掌握溫度式無縫線路計算方法。3.掌握無縫線路穩(wěn)定性分析。二、教學(xué)過程第一講基本原理1.鋼軌溫度力、伸縮位移與軌溫變化的關(guān)系2.線路縱向阻力（1）接頭阻力（2）扣件阻力道床縱向阻力3.溫度力圖（1）約束條件（2）基本溫度力圖（3）軌端伸縮量計算第二講無縫線路穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性概念（1）無縫線路特點夏季高溫季節(jié)在鋼軌內(nèi)部存在巨大的溫度壓力，容易引起軌道橫向變形，行成脹軌跑道。（2）無縫線路脹軌跑道過程持穩(wěn)階段、脹軌階段和跑道階段。（3）判斷準則能量法和靜力平衡法2.影響無縫線路穩(wěn)定性的因素（1）道床橫向阻力道床抵抗軌道框架橫向位移的阻力，防止無縫線路脹軌跑道，保證線路穩(wěn)定。（2）軌道框架剛度軌道框架自身抵抗彎曲能力的參數(shù)，軌道框架剛度愈大，彎曲變形愈小。（3）溫度壓力與軌道初始彎曲喪失穩(wěn)定性的主要因素?zé)o縫線路穩(wěn)定性計算公式（1）穩(wěn)定性統(tǒng)一公式假設(shè)軌道彎曲成各半波相同的多波形狀，僅取一個最不利的半波作為計算對象；假設(shè)軌道原始彈性彎曲為正弦曲線；將整個軌道框架簡化為鋪設(shè)于均勻介質(zhì)中的梁，梁的水平剛度即為軌道框架剛度，節(jié)點阻矩對軌道剛度的加強用β表示，則軌道橫向剛度位βEI。經(jīng)常保養(yǎng)中的不平順限值，不平順達到或超過經(jīng)常保養(yǎng)標準時，就安排線路保養(yǎng)。在最經(jīng)濟合理的條件下確定保養(yǎng)標準；（2）不等波長穩(wěn)定性計算公式不等波長穩(wěn)定性計算公式的基本假定是：軌道為無限長梁，此梁埋置在均勻介質(zhì)中；梁具有初始彎曲；梁在溫度壓力作用下，變形曲線波形與初始彎曲波形相似，但波長不等。第三講普通無縫線路設(shè)計1.確定設(shè)計鎖溫根據(jù)強度條件確定允許的降溫幅度根據(jù)穩(wěn)定條件確定允許的升溫幅度中和溫度的確定無縫線路結(jié)構(gòu)計算軌條長度伸縮區(qū)長度預(yù)留軌縫第四講橋上無縫線路1.梁軌相互作用原理和基本微分方程梁軌相互作用原理是分析橋上無縫線路縱向力產(chǎn)生的基礎(chǔ)，梁軌相對位移和線路縱向阻力作用。2.伸