城市軌道交通軌道結(jié)構(gòu)

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1、城市軌道軌道結(jié)構(gòu),城市軌道交通概論 第五章,一、軌道組成概述,二、鋼軌,三、軌枕,四、聯(lián)結(jié)零件,五、軌下基礎(chǔ),六、線路防爬及曲線加強(qiáng),七、軌道結(jié)構(gòu)的合理配套,軌道（圖）是由鋼軌（圖） 、軌枕（圖） 、道床、 道岔（圖）、聯(lián)結(jié)零件（圖）及防爬設(shè)備（圖）組成。,一、軌道組成概述,1 概念及作用,1）組成,2）作用,引導(dǎo)機(jī)車車輛運(yùn)行，直接承受由車輪傳來的荷載，并把它傳布給路基或橋隧建筑物。,2 組成及作用 1）鋼軌 引導(dǎo)機(jī)車車輛前進(jìn)，承受并傳遞車輪壓力，兼做軌道電 路（電氣化鐵路或自動(dòng)閉賽區(qū)間）。 2）軌枕 軌枕承受鋼軌的壓力并傳布于道床，有效地保持軌道的幾何形位。 3）聯(lián)結(jié)零件 有效地保證鋼軌與鋼

2、軌、鋼軌與軌枕間的可靠聯(lián)結(jié)，盡可能保持鋼軌的連續(xù)性與整體性。阻止鋼軌相對于軌枕的縱橫向移動(dòng)，確保軌距正常，并在機(jī)車車輛的動(dòng)力作用下，充分發(fā)揮緩沖減振性能，延緩線路殘余變形的積累。,4）防爬設(shè)備 有效地防止鋼軌與軌枕之間發(fā)生縱向的相對移動(dòng)，防止鋼軌爬行。 5）道床 軌枕基礎(chǔ)，增加軌道的彈性和縱橫向移動(dòng)的阻力，并便于排水和校正軌道的平面和縱斷面。 6）道岔 使機(jī)車車輛從一股軌道轉(zhuǎn)入或越過另一股軌道。,1 類型 鋼軌類型以每米大致質(zhì)量kg數(shù)表示。我國主要有75、60、50、43、38kg/m共五種。 應(yīng)與正線軌道類型相區(qū)別，正線軌道類型有：特重型、重型、次重型、中型、輕型共五種。,二、鋼軌（圖）,鋼

3、軌斷面, 軌頭宜肥而大，應(yīng)具有和車輪踏面相適應(yīng)的外形。 軌腰應(yīng)有足夠的厚度和高度。 軌底應(yīng)有足夠的寬度和厚度，并具有必要的剛度和抵抗銹蝕的能力。 軌身高與軌底寬之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤壐吲c軌底寬之比一般為1.151.20。,2 斷面設(shè)計(jì)原則,有Fe、C、Mn、Si、P、S等元素。,3 材質(zhì)及機(jī)械性能,1）鋼軌鋼的化學(xué)成分,主要取決于鋼軌的化學(xué)性能、物理力學(xué)性能、金屬組織及熱處理工藝。,2）機(jī)械性能, 重型化 隨著高速、重載運(yùn)輸?shù)囊?，鋼軌正向重型化發(fā)展，目前世界上最重型的鋼軌已達(dá)到77.5kg/m，線路上逐步鋪設(shè)75kg/m鋼軌。,3）鋼軌的發(fā)展趨勢, 強(qiáng)韌化 在輪載和溫度力的作用下，鋼軌產(chǎn)生復(fù)

4、雜的變形：壓縮、伸長、彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓潰、磨耗等。為使列車能夠安全、平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行，鋼軌必須保證在輪載和軌溫變化作用下，應(yīng)力和變形均不超過規(guī)定的限值。這就要求鋼軌具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性能。, 純凈化（材質(zhì)） 淬火軌對材質(zhì)純凈度的要求比普通鋼軌更高，如果不提高鋼軌的純凈度，鋼軌重型化及強(qiáng)韌化的優(yōu)勢也不能更好地發(fā)揮，因此材質(zhì)純凈化是重型化和強(qiáng)韌化的基礎(chǔ)。例如鋼軌中非金屬夾雜、鋼軌金屬薄弱區(qū)的存在等，都是鋼軌產(chǎn)生疲勞傷損的根源，以這些疲勞源為中心形成核傷，對行車安全構(gòu)成威脅。,鋼軌重型化、強(qiáng)韌化和純凈化應(yīng)當(dāng)有機(jī)地統(tǒng)一，才能獲得最佳綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。, 標(biāo)準(zhǔn)軌長度：12.5 、25 和新近出廠

5、的50m鋼軌。 縮短軌 對應(yīng)于12.5標(biāo)準(zhǔn)軌：12.46 m、12.42 m、12.38 。 對應(yīng)于25標(biāo)準(zhǔn)軌：24.96 m、24.92 m、24.84 。,4 鋼軌長度、接頭及軌縫,1）鋼軌長度, 預(yù)留軌縫：鋪軌施工時(shí)預(yù)留的軌縫稱為預(yù)留軌縫。 構(gòu)造軌縫：指受鋼軌、接頭夾板及螺栓尺寸限制，在 構(gòu)造上能實(shí)現(xiàn)的軌端最大縫隙值。, 預(yù)留軌縫的計(jì)算,2）軌縫,普通線路預(yù)留軌縫計(jì)算公式,12.5m 鋼軌在任何地區(qū)都能鋪設(shè)，25m 長鋼軌的允許鋪設(shè)地區(qū)應(yīng)滿足(冬天螺栓不受剪，夏天軌縫不頂嚴(yán)),3）允許鋪軌溫度范圍,對于60kg/m鋼軌以下的25m長的普通線路，ag=18mm，應(yīng)當(dāng)在（tZ30）（tZ30

6、）范圍內(nèi)鋪設(shè)或調(diào)整軌縫。,對于25m 鋼軌，T101.7。允許鋪軌上下限：,1）鋼軌磨耗種類 側(cè)面磨耗 鋼軌超常的側(cè)面磨耗遍及全路各主要干線。京滬線泰安段，京廣線廣水段、韶關(guān)段，隴海線三門峽段等，鋪設(shè)在曲線上股的新軌少則10個(gè)月，多則1521個(gè)月，就因磨耗超限而被迫更換，其它干線上鋼軌側(cè)磨的現(xiàn)象也很，特別是運(yùn)煤干線，磨耗速率更大。不少工務(wù)段迫于維修軌不足，往往采取調(diào)邊使用的措施以解燃煤之急。,5 鋼軌磨耗與傷損,減少側(cè)磨的途徑： 采用耐磨軌，如高硅軌，淬火軌等。 加強(qiáng)曲線養(yǎng)護(hù)，設(shè)置合理超高、軌距，保持良好的軌底坡和方向，增加線路的彈性。 減少15的曲線超高量、軌距減少2mm、把曲線里股軌底坡調(diào)

7、成1/20，外軌仍保持1/40等調(diào)整線路參數(shù)措施都可減緩曲線鋼軌磨耗。但這些措施須與保持曲線圓順和加強(qiáng)軌道維修配合進(jìn)行，方能起到應(yīng)有的作用。 iii) 曲線涂油。包括車上涂油和地面涂油兩種。,a 輪軌適量潤滑對減輕磨耗有明顯效果，但輪軌潤滑并不是萬能的。 它的效果只能通過采用優(yōu)質(zhì)鋼軌才能充分發(fā)揮，即使在輪軌極好的潤滑條件下，普通碳素軌也難以得到令人滿意的效果，我國多年來堅(jiān)持鋼軌涂油工作但效果并不明顯就充分說明了這一點(diǎn)。 b 輪軌具有一定的磨耗速率是正常現(xiàn)象，否則鋼軌的疲勞傷損將成為突出矛盾。 據(jù)日本鐵路的研究，鋼軌涂油后接觸疲勞傷損劇增，容易發(fā)生鋼軌剝離。應(yīng)有控制地進(jìn)行輪對潤滑，即35d進(jìn)行一

8、次輪對潤滑，然后15d不潤滑，使鋼軌磨耗量保持在1.5mm/億t通過總重的水平。,試驗(yàn)表明：, 波浪形磨耗（實(shí)質(zhì)上是波浪壓潰）,在主要運(yùn)煤干線，波浪磨耗成為鋼軌使用壽命的控制因素。以石太線為例，R300m的曲線上股鋼軌，只鋪用1012個(gè)月就因波磨而報(bào)廢。,一般是正常的。隨著總重的增加而增大，在曲線上由于超高設(shè)置不當(dāng)而引起。, 垂直磨耗,第一階段：鋼軌踏面外形的變化 第二階段：軌頭表面金屬的破壞 第一階段：軌頭接觸疲勞的形成,2）鋼軌接觸疲勞傷損的形成過程,軌頭核傷是最危險(xiǎn)的一種傷損形式，會(huì)在列車作用下突然斷裂，嚴(yán)重影響行車安全。 形成的內(nèi)因：鋼軌內(nèi)部材質(zhì)的缺陷。 形成的外因：外部荷載的作用。,

9、3）軌頭核傷,1）提高鋼軌材質(zhì)，防止出現(xiàn)氣孔及夾碴等不良現(xiàn)象。 鋼軌只有向重型化、強(qiáng)韌化、純凈化發(fā)展，才是解決鋼軌傷損問題的根本途徑。 2) 改善線路質(zhì)量，提高彈性，減少動(dòng)力沖擊。,4）減緩傷損措施,軌枕可以按以下方法進(jìn)行分類： 1）按使用目的劃分：普通軌枕、岔枕、橋枕 2）按材料劃分：木枕、混凝土枕、混凝土寬枕 3）按構(gòu)造及鋪設(shè)方法：橫向軌枕、縱向軌枕、短枕,三、軌枕（圖）,1 類型,1）優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 富于彈性，便于加工、運(yùn)輸和維修，電絕緣性能好，與道碴間摩擦系數(shù)大。 缺點(diǎn) 木材缺乏，價(jià)格貴，易腐朽，壽命短，不同種類軌枕彈性可能不一致。,2 木枕,普通木枕標(biāo)準(zhǔn)長度2.5m。 木岔枕2.6 4

10、.85m，級差0.15m,2）長度, 防腐處理（防腐油與煤焦油混合的油劑，即混合油），防裂，防水。 在木枕上鋪設(shè)墊板，并預(yù)鉆道釘孔。 嚴(yán)格控制木枕的含水量。 出現(xiàn)裂縫后立即采取補(bǔ)救措施。,3）延長木枕使用壽命的措施,1）類型 按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土橋枕 按結(jié)構(gòu)型式：整體式、組合式、半枕 按配筋方式：普通鋼筋混凝土枕、預(yù)應(yīng)力混凝土枕 2）尺寸 長度：2.32.7 之間，、型枕均采用2.5m。,3 混凝土枕,主要優(yōu)點(diǎn)： 縱、橫向阻力較大，提高了線路的穩(wěn)定性，可以滿足鐵路高速度、大運(yùn)量小要求； 鋪設(shè)高彈性墊層可以保證有比較均勻的彈性； 使用壽命長，可以降低鐵路軌道每年的修理費(fèi)用

11、。,4 我國混凝土枕現(xiàn)狀,軌枕尺寸,1）型軌枕（還有相當(dāng)比例） 缺點(diǎn)： 使用條件與承載能力不相匹配、結(jié)構(gòu)薄弱、養(yǎng)護(hù)維修不便。,型混凝土枕的承載能力是按韶山型機(jī)車、軸重25t、最高速度120km/h、鋪設(shè)密度1840根/km設(shè)計(jì)的。包括1984年以后設(shè)計(jì)鑒定的S-2型（1998年3月1日停產(chǎn)）、J-2型、YII-F型、TKG-II型等，從1985年后開始大量鋪設(shè)于各型軌道。 采用疲勞可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)。 難以適應(yīng)重型和特重型軌道的承載條件。 為我國目前的主型軌枕，基本適用于次重型、重型軌道。,2）型軌枕與新型軌枕（較前者有所改進(jìn)，質(zhì)量大22kg）,YII軌枕,螺旋道釘孔,螺旋道釘,類型：分為無擋肩、

12、有擋肩兩種。 較II型軌枕加寬了枕底寬度，支承面積增加17，端部面積增加20，對于提高道床的縱橫向阻力和軌道穩(wěn)定性十分有利。若以支承面積計(jì)，1600根III型軌枕的底面積約與1840根II型枕相當(dāng)。 因此，加長和加寬的III型軌枕可以減少每千米的軌枕配置根數(shù)。,3）型軌枕（設(shè)計(jì)中采用III級荷載）,主要特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)化了軌道結(jié)構(gòu)。 軌下和中間截面的設(shè)計(jì)承載能力較高。 采用無螺栓扣件的扣壓力能保持線路穩(wěn)定。,5.1 混凝土寬枕 1）優(yōu)點(diǎn) 使道床的應(yīng)力大為減少。(支承面積比普通枕增加一倍) 軌道結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)。 有利于鋪設(shè)無縫線路。（重量大，阻力大） 延長道床的清篩周期。（封閉） 維修養(yǎng)護(hù)工作

13、量少，適合于繁忙干線和車站。 寬軌枕軌道整潔美觀。,5 特種混凝土枕,混凝土寬枕尺寸,寬軌枕鋪設(shè),2）類型 主要有弦76 、筋76 、弦82 、筋82,1）優(yōu)點(diǎn) 提高了道岔的穩(wěn)定性，軌距、水平、方向等幾何尺寸容易保持，并消除了導(dǎo)曲線反超高及道岔爬行等病害，減少維修工作量約1/3。目前，全路鋪設(shè)岔枕10000組，對強(qiáng)化道岔的結(jié)構(gòu)，保證行車安全起到了積極的作用。,5.2 混凝土岔枕,2）問題 混凝土岔枕比混凝土枕受力更復(fù)雜，在轍叉等特殊部位由于承受沖擊力大，更容易發(fā)生裂紋；岔枕螺栓的固定方式是預(yù)埋尼龍?zhí)坠?，螺栓擰在套管中，在列車振動(dòng)作用下容易松動(dòng)，特別是尼龍?zhí)坠苋菀追e水，使螺栓銹蝕；扣件零配件型號

14、繁多，通用性差。 在管理工作中，混凝土岔枕的供應(yīng)是成組發(fā)運(yùn)，以50kg/m鋼軌12號單開道岔為例，每組岔枕共有26種長度、81種規(guī)格的有擋肩岔枕92根，當(dāng)個(gè)別岔枕損壞后，很難配備更換，另外，隨著運(yùn)量的增加，軌型發(fā)生變化，而由于不同軌型的混凝土岔枕不能通用，致使混凝土岔枕大量拆除下道，不能充分發(fā)揮混凝土岔枕使用壽命長的作用。,它就是在混凝土枕的混凝土中摻入一定量的鋼纖維，以提高軌枕的抗沖擊韌性和抗裂、抗拉、抗剪、抗彎、抗疲勞強(qiáng)度。其研制工作是鐵科院鐵建所和太原軌枕廠承擔(dān)的，經(jīng)過設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制和試鋪，取得了比較滿意的結(jié)果。,5.3 鋼纖維混凝土枕,5.4 混凝土橋枕 混凝土橋枕枕中部分應(yīng)保持浮碴

15、，既不能掏空，也不能進(jìn)行搗固。,1）每公里軌枕數(shù)（級差80根/km） 木枕線路：1440 1920 根/ 公里 混凝土枕線路：1440 1840 根/ 公里,6 軌枕間距,式中 L標(biāo)準(zhǔn)軌長，并考慮軌縫8mm； n 一節(jié)鋼軌下軌枕的根數(shù)，由每公里鋪設(shè)的 軌枕數(shù)換算過來； a中間軌枕間距； b過渡軌枕間距； c接頭軌枕間距。, 固定：50kg/m 及以上鋼軌，木枕取440mm、混凝土枕取540mm。,2）軌枕布置（確定a、b、c）, 計(jì)算a：,注意：b應(yīng)取最終計(jì)算值，假設(shè)值b=(a+c)/2不可使用。,以上的計(jì)算結(jié)果不一定能夠滿足使用要求，還需要對a、b、c的取值進(jìn)行如下判斷。,i) abc(首先

16、盡量滿足)（有時(shí)可能滿足不了）。 ii)a宜取mm整倍數(shù)。,3） 計(jì)算結(jié)果要求,4） 實(shí)例 某普通線路采用50kg/m鋼軌L=10.5m，軌縫取8mm，每公里鋪設(shè)PC枕1680根，求其軌枕布置的中間間距a，及過渡間距b（接頭間距c=540mm）。,解：,，取18根。,中間軌枕間距：,，取590mm。,計(jì)算軌枕根數(shù)：,過渡軌枕間距：,，故可取,滿足,1 鋼軌接頭聯(lián)結(jié)形式 1）按左右股鋼軌接頭位置劃分 相對式(對接)、相互式(錯(cuò)接) 我國采用相對式。 2）按鋼軌接頭與軌枕相對位置劃分 懸接式、單枕承墊式、雙枕承墊式 我國采用懸接式。 3）按接頭用途及工作性能劃分 普通接頭、導(dǎo)電接頭、異形接頭、絕緣

17、接頭、尖軌 接頭、凍結(jié)接頭、膠結(jié)接頭及焊接接頭。,四、聯(lián)結(jié)零件（圖）,軌道上鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓連接，稱為鋼軌接頭。,普通接頭 前后同類型鋼軌的正常聯(lián)接。 導(dǎo)電接頭 將鋼軌做為導(dǎo)電體的自動(dòng)閉塞區(qū)段，為加強(qiáng)導(dǎo)電性，在接頭處鉚上一根導(dǎo)線。 異形接頭 前后不同類型鋼軌的聯(lián)接。（又稱過渡接頭） 絕緣接頭 在自動(dòng)閉塞區(qū)段上，還需要有使信號電流不能從一個(gè)閉 塞分區(qū)傳到另一個(gè)閉塞分區(qū)的接頭裝置。,膠接接頭 在無縫線路上，軌縫用膠填滿，即膠接絕緣接頭。抗剪荷載可達(dá)1700kN以上，較為理想的絕緣接頭。 尖軌接頭 又稱伸縮接頭。是將接頭以尖軌的形式聯(lián)接，用于一些軌端伸縮量大的線路。因?yàn)樗c溫度變化有關(guān)，因

18、此又稱為溫度調(diào)節(jié)器，廣泛用于大橋上無縫線路接頭處。,凍結(jié)接頭 （上述幾種接頭結(jié)構(gòu)允許軌端伸縮） 凍結(jié)接頭就是不允許鋼軌伸縮的接頭。 焊接接頭 是指用焊接方法把鋼軌聯(lián)接成整體，有同類型軌焊接，也有不同類型軌焊成異型焊接接頭。,工務(wù)絕緣類,軌端墊板類,2 鋼軌接頭聯(lián)結(jié)零件（圖） 1）接頭夾板 我國采用的接頭夾板為斜坡支承雙頭對稱型夾板，簡稱雙頭式夾板（魚尾板）。 螺栓孔的圓形孔和長圓孔相間，共六個(gè)。 采用長圓孔的原因：便于調(diào)整軌縫。,作用聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌間的接頭；組成魚尾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。,接頭夾板斷面,2）接頭螺栓 遵照國際標(biāo)準(zhǔn)，以抗拉強(qiáng)度將螺栓分為10.9級和8.8級（相當(dāng)于抗拉強(qiáng)度為

19、10.9、8.8kgf/mm2）.,魚尾螺拴,彈性墊圈、螺母、平墊,3）螺母、彈簧墊圈等配件。,3 扣件（圖） 1）性能要求 有足夠的強(qiáng)度。 有足夠的耐久性。 有一定的彈性。 構(gòu)造簡單，便于安裝和拆卸。,2）木枕扣件 分開式 缺點(diǎn)是零件多，用鋼量大，更換鋼軌麻煩。主要用 于橋上線路。 混合式 我國木枕軌道最廣泛采用。,作用將鋼軌緊扣在軌枕上；分類木枕用和鋼筋混凝土用。,鐵墊板,3）混凝土枕扣件（圖） 性能要求 a 足夠的扣壓力 b 適當(dāng)?shù)膹椥?c 具有一定的軌距和水平調(diào)整量 d 具有絕緣性能, 扣板式扣件, 彈條型扣件 （見下頁圖） 用于標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路直線及半徑R300m曲線鋪設(shè)50kg/m、6

20、0kg/m鋼軌的預(yù)應(yīng)力混凝土枕，預(yù)應(yīng)力混凝土寬枕及直線地段整體道床的普通線路和無縫線路。 彈條有A、B兩種型號，其中A型彈條較長。,彈條型扣件,彈條A型扣件,彈條B型扣件,對于50kg/m鋼軌除14號接頭軌距擋板安裝B型彈條外，其余均安裝A型彈條。 60kg/m鋼軌則一律安裝B型彈條。,彈條II型扣件,彈條型扣件, 彈條型扣件 與彈條型扣件不同之處僅在于采用新材料。 優(yōu)點(diǎn)： 扣壓力大，強(qiáng)度安全儲(chǔ)備大，殘余變形小。適用于型或型混凝土枕的60kg/m鋼軌的線路。 適用性： 標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路直線及半徑R300m曲線鋪設(shè)60kg/m鋼軌的預(yù)應(yīng)力混凝土枕軌道。機(jī)車軸重245KN。貨車速度120km/h?？蛙?/p>

21、速度160km/h.與60kg/m鋼軌和型枕、A型枕配套使用。, 彈條型扣件 特點(diǎn)：無螺栓、無擋肩 優(yōu)點(diǎn)： a、扣壓力大 b、彈性好 c、保持軌距的能力很強(qiáng) d、養(yǎng)護(hù)工作量小。,彈條III型扣件, 防腐彈條扣件 適用遂道和運(yùn)輸環(huán)境惡劣，腐蝕嚴(yán)重線路地段。,防腐彈條扣件, 北京地鐵用DI3型扣件DI彈條 該彈條設(shè)計(jì)扣壓力8.24KN，設(shè)計(jì)彈程10.5mm,直徑18mm。用于北京地鐵線路上。, 廣州地鐵用單趾彈簧扣件：扣軌彈簧 該彈條為英國潘得路扣件PR型，直徑20mm用于廣州地鐵線路上。,1）道床的功用 2）道床材料的性能要求 質(zhì)地堅(jiān)韌，有彈性，不易壓碎和搗碎 排水性能好，吸水性差 不易風(fēng)化，不

22、易被風(fēng)吹動(dòng)或被水沖走,五、軌下基礎(chǔ),1 碎石道床,3）道碴的技術(shù)條件要求 道碴的分級使用（根據(jù)抗磨耗沖擊性能、抗壓碎性能、滲水性能來衡量道碴的質(zhì)量，將道碴分為一、二級兩種。） 道碴的級配。 道碴顆粒形狀及清潔度要求。,4）道床斷面 道床斷面具有以下主要特征： 道床厚度 頂面寬度 邊坡坡度,道床厚度 a 直線上道床厚度：鋼軌斷面處軌枕底面至基床頂面的距離。 b 曲線上道床厚度：曲線里股鋼軌斷面處軌枕底面至基床頂面的距離。（最小者為道床厚度） c 道床厚度與以下因素有關(guān)： (I) 道床彈性 (II) 道床臟污增長率 (III) 墊碴層的承載能力 (IV) 路基面的承載能力,5）道床的變形 它是軌道

23、變形的來源。道床的下沉： 初期急劇下沉 后期緩慢下沉,1）概念 用整體澆筑混凝土取代傳統(tǒng)的道床，即為整體道床，也稱為無碴軌道。,2 整體道床,2）優(yōu)點(diǎn), 整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，軌道幾何形位易于保持，有利于鋪設(shè)無縫線路及高速行車 軌道變形小，維修工作量小 減少隧道開挖面積，增加隧道或橋梁凈空，整潔美觀，堅(jiān)固耐用,3）缺點(diǎn) 工程投資費(fèi)用高 要求施工精度高 要求使用特殊的施工方法 要求使用特殊的扣件和墊層 整治病害困難,1）概念 用瀝青或其它聚合材料將散粒道碴固化成整體的道床。 2）優(yōu)點(diǎn) 下沉與永久變形小。 穩(wěn)定、支承均勻、位移阻力大。 彈性好。（減小道床壓力和振動(dòng)） 防水、防臟，整齊、美觀。 減少隧

24、道開挖面積。 大大減少維修工作量。,3 瀝青道床,4 我國常用無碴軌道結(jié)構(gòu),板式軌道是在日本新干線高速鐵路上發(fā)展起來的一種新型軌道結(jié)構(gòu)。它吸取了整體道床的優(yōu)點(diǎn)，而對其不足：如工程費(fèi)用高，施工進(jìn)度慢、一旦基礎(chǔ)變形整治困難、支承塊易松動(dòng)等，在結(jié)構(gòu)、材料及施工方法多方面進(jìn)行了研究和改進(jìn)。 板式軌道可以提高軌道的穩(wěn)定性，大大減少線路的養(yǎng)護(hù)維修工作量（也稱少維修軌道）,可節(jié)省大量的維修費(fèi)用。有資料表明,在行車速度200km/h情況下，板式軌道比有碴軌道經(jīng)濟(jì)，所增加的投資約要四年內(nèi)可以收回。,1）板式軌道,在研究板式軌道結(jié)構(gòu)時(shí)，提出了如下四個(gè)基本要求： 建筑費(fèi)要控制在有碴軌的兩倍以內(nèi)； 具有與有碴軌道相同

25、的彈性和足夠的強(qiáng)度； 施工方法較簡便，且施工日進(jìn)度為200m以上。 板式軌道可以提高軌道的穩(wěn)定性，大大減少線路的養(yǎng)護(hù)維修工作量（也稱少維修軌道）,可節(jié)省大量的維修費(fèi)用。有資料表明,在行車速度200km/h情況下，板式軌道比有碴軌道經(jīng)濟(jì)，所增加的投資約要四年內(nèi)可以收回。,彈性支承塊式無碴軌道主要由鋼軌與扣件、鋼筋混凝土支承塊、橡膠套靴、枕（塊）下橡膠墊板、混凝土道床板、隔離層及混凝土底座等組成。該種軌道已經(jīng)用于我國秦嶺等長大隧道內(nèi)。 橡膠套靴、枕下膠墊（下頁圖）可提供較大的彈性，有利于軌道的減振降噪。 混凝土底座與隧道仰拱或橋面的預(yù)留鋼筋連接，并用混凝土使之灌注成一整體結(jié)構(gòu)。 在混凝土底座兩端的

26、中部設(shè)有凹槽，以防止其縱橫向移動(dòng)。 混凝土底座還可用來設(shè)置曲線超高。 底座與道床板之間設(shè)置隔離層，便于修復(fù)道床板。 造價(jià)：250350萬元/km。,2）彈性支承塊式（短軌枕）無碴軌道,套靴,套靴大墊板,彈性支承塊式（短軌枕）無碴軌道,3）長枕埋入式軌道及雷達(dá)（Rheda2000）型軌道 由鋼軌與扣件、穿孔混凝土枕、混凝土道床板、隔離層及混凝土底座等組成，隧道內(nèi)可不設(shè)混凝土底座。,沙河特大橋長枕埋入式無碴軌道全景,沙河特大橋長枕埋入式無碴軌道結(jié)構(gòu),長枕埋入式軌道有碴與無碴過渡段,長枕埋入式無碴軌道WJ-2型扣件組裝圖,長枕埋入式無碴軌道WJ-2型扣件組裝圖-1,竣工后的長枕埋入式無碴軌道結(jié)構(gòu),竣

27、工后的長枕埋入式無碴軌道結(jié)構(gòu)-1,長枕埋入式無碴軌道過渡段,長枕埋入式無碴軌道過渡段微孔橡膠墊層,底座伸縮縫,長枕埋入式無碴軌道 底座伸縮縫,長枕埋入式無碴軌道過渡段結(jié)構(gòu)布置,4）浮置板軌道 它是將無碴軌道支承在彈性支承（橡膠或鋼彈簧）上構(gòu)成質(zhì)量彈簧系統(tǒng)，無碴軌道與隧道的仰拱或其它基礎(chǔ)隔離，這樣大大削弱了振動(dòng)向基礎(chǔ)的傳入，該軌道多用于城市軌道的地鐵和高架橋上。浮置板軌道是隔振效果非常好的軌道結(jié)構(gòu)。鋼彈簧支承的浮置板軌道在使用性能和壽命等方面優(yōu)于橡膠支承。 廣州地鐵一號線部分特殊減振地段使用了該種軌道。造價(jià)：單線600萬元/km（不包括扣件、鋼軌焊接鋪設(shè)費(fèi)用）。,浮置板式整體道床圖,縱向浮置板式

28、整體道床圖,列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生縱向水平力，使鋼軌沿著軌枕或軌道框架沿著道床頂面縱向移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為線路爬行。使鋼軌產(chǎn)生爬行的縱向水平力稱為爬行力。,六、線路防爬及曲線加強(qiáng),1 概念,1）在長大下坡、進(jìn)站地段，列車減速、限速、制動(dòng)； 2）運(yùn)量大，爬行量也大，爬行方向與列車運(yùn)行方向一致； 3）列車軸重大、速度高，則沿著運(yùn)行方向爬行也大； 4）線路狀態(tài)不良，扣件松弛，道床松散，爬行也大。,2 影響線路爬行的因素,1）提高扣件阻力：采用彈性扣件，加大力矩，防止螺栓松動(dòng)。 2）加強(qiáng)道床的搗固、夯實(shí)，以提高軌道下道床的縱向阻力。 3）安裝防爬設(shè)備（圖）（針對木枕道釘扣件，混凝土枕扣板式扣件，扣件阻力比道床縱

29、向阻力?。?。,3 措施,1）原因 橫向水平力比直線段大，會(huì)使軌距擴(kuò)大，軌道框架橫移，水平位置歪曲，軌枕擋肩損壞，養(yǎng)護(hù)維修工作量增加。 2）措施 增加軌枕配置，提高軌道框架橫向穩(wěn)定性。 安裝軌撐：防止鋼軌外傾與橫移。 安裝軌距桿：保持軌距。,4 曲線加強(qiáng),支距軌距桿,運(yùn)營條件主要由行車速度、軸重和運(yùn)量三個(gè)參數(shù)來描述。 行車速度與軌道的關(guān)系。（大重） 軸重與軌道的關(guān)系。（大重） 鐵路運(yùn)量與軌道的關(guān)系。（大重）,七、軌道結(jié)構(gòu)的合理配套,1 運(yùn)營條件和軌道結(jié)構(gòu)的關(guān)系,2 正線軌道類型,特重型、重型、次重型、中型、輕型，,選型應(yīng)按照由輕到重逐步加強(qiáng)的原則，根據(jù)近期調(diào)查的運(yùn)量及旅客最高行車速度等運(yùn)營條件按

30、表中的規(guī)定采用。 線規(guī)指出，改建既有線時(shí)，特重型、重型軌道應(yīng)采用無縫線路，有條件時(shí)宜采用超長無縫線路；次重型軌道采用無縫線路。 與運(yùn)營條件相適應(yīng) 考慮技術(shù)性 考慮經(jīng)濟(jì)性,3 軌道類型的選擇,軌枕,連接零件,軌道組成,軌道組成,鋼軌,軌道組成,鋼軌,軌枕,軌枕,軌道組成,接頭聯(lián)結(jié)零件,作用聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌間的接頭；組成魚尾板、螺栓、螺帽、彈性墊圈等。,接頭扣件,軌道組成,木枕用中間聯(lián)結(jié)零件,作用將鋼軌緊扣在軌枕上；分類木枕用和鋼筋混凝土用。,中間扣件,軌道組成,軌道是鐵路線路的組成部分，這里所指的軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等。 作為一個(gè)整體性工程結(jié)構(gòu)，軌道鋪設(shè)在路基之上，起

31、著列車運(yùn)行的導(dǎo)向作用，直接承受機(jī)車車輛及其荷載的巨大壓力。在列車運(yùn)行的動(dòng)力作用下，它的各個(gè)組成部分必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證列車按照規(guī)定的最高速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行。,概述,鋼軌用于引導(dǎo)機(jī)車車輛的車輪前進(jìn)，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌必須為車輪提供連續(xù)，平順和阻力最小的滾到曲面。 鋼軌的作用是直接承受車輪傳遞的列車及其荷載的重量，并引導(dǎo)列車的運(yùn)行方向。上部列車巨大的壓力首先就落在鋼軌的雙肩上，鋼軌必須具備足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐磨性。 鋼軌的類型和強(qiáng)度以kg/m來表示。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，重達(dá)7

32、7kg/m。我國現(xiàn)行的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)有50kg/m、60kg/m、75kg/m三種。,鋼軌,從理論上講，鋼軌的長度越長越好，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，我國目前的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長度只有12.5m和25m兩種。不過，可采取在施工現(xiàn)場把標(biāo)準(zhǔn)長度鋼軌焊接成長鋼軌和“無縫”鋼軌的方法，減少接頭，使線路更加平順。,接頭 軌道上鋼軌和鋼軌之間用夾板和螺栓連接，稱為鋼軌接頭。 接頭處的輪軌動(dòng)力很大，接頭時(shí)軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。 軌縫 為適應(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要及便于更換鋼軌，需要在街頭處預(yù)留軌縫。 預(yù)留軌縫的條件： （1）當(dāng)軌溫達(dá)到當(dāng)?shù)刈罡哕壍罍囟葧r(shí)，軌縫應(yīng)大于或等

33、于零，使軌端不受擠壓力，以防止溫度壓力太大而脹軌跑到。,鋼軌接頭和軌縫,（2）當(dāng)軌溫達(dá)到當(dāng)?shù)刈畹蛙壍罍囟葧r(shí)，軌縫應(yīng)小于或等于構(gòu)造軌縫，使接頭螺栓不受剪力，以防止接頭螺栓拉彎或者拉斷。（構(gòu)造軌縫是指受鋼軌，接頭夾板和螺栓尺寸限制，在構(gòu)造上能實(shí)現(xiàn)的軌端最大的縫隙值）。,預(yù)留軌縫的計(jì)算公式,軌枕,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，硬了不行，軟了也不行。列車經(jīng)過時(shí)，它可以適當(dāng)變形以緩沖壓力，但列車過后還得盡可能恢復(fù)原狀 軌枕按照其制造材料的不同分為木枕，混凝土枕和混合寬枕。 木枕主要優(yōu)點(diǎn)是彈性好，可緩和列車的動(dòng)力沖擊。與鋼軌的鏈

34、接較簡單。木枕缺點(diǎn)是容易腐朽、磨損、開裂、使用壽命短。 混凝土枕能保證軌枕的尺寸，提高了軌道的穩(wěn)定性，且不易受環(huán)境的影響，使用壽命長?；炷淋壵淼奶攸c(diǎn)是自重大，剛度大，軌道動(dòng)力坡度小?；炷琳淼娜秉c(diǎn)是列車通過不平順的混凝土枕時(shí)，軌道的附加動(dòng)力增大，線路的抗震能力需要提高。,聯(lián)接零件,1. 接頭夾板 夾板需要承受彎矩，傳遞縱向力，阻止鋼軌的的伸縮。因此要求需要一定的垂直和水平的剛度。我國采用最普遍的夾板的類型為斜坡支承雙頭對稱性夾板，簡稱雙頭式夾板。,鋼軌接頭聯(lián)接零件,2. 接頭螺栓、螺母和彈簧墊圈,木枕扣件 主要有分開式和混合式兩種。 1. 分開式扣件,鋼軌與軌枕聯(lián)接零件,鋼軌和軌枕之間的聯(lián)結(jié)

35、是通過中間聯(lián)結(jié)零件實(shí)現(xiàn)的。中間聯(lián)結(jié)零件叫做扣件。,分別由鋼軌，墊板，枕木聯(lián)結(jié)起來，又稱“K”式扣件。,2. 混合式扣件 混合式扣件是我國鐵路木枕軌道中應(yīng)用最廣泛的一種。主要是由道釘和五孔雙肩鐵墊板組成。,混凝土枕扣件 混凝土扣件應(yīng)具備的性能： 1.足夠的扣壓力。 2.適當(dāng)?shù)膹椥浴?3.具有一定的軌距和水平調(diào)整量。 4.要具有一定的絕緣性能。,1 扣板式扣件 扣板式扣件主要是由扣板、螺紋道釘、彈簧墊圈、鐵座和絕緣緩沖墊板組成。 扣件零件簡單，軌距調(diào)整方便。但是彈性扣壓力較低，容易產(chǎn)生松動(dòng)。,2 彈性I型扣件 彈性I型扣件主要是W型彈條、螺旋道釘、軌距擋板、擋板座和彈性橡膠墊板組成。 彈性較高，扣

36、壓力損失較少，能較好的保持軌道集合形狀。,道 床,道床的功能 道床是軌道的重要組成部分，是軌道框架的基礎(chǔ)，主要功能是： 1 承受來自軌枕的壓力并均勻地傳遞到路基面上。 2 提供軌道的縱向阻力，保持軌道穩(wěn)定。 3 提供軌道彈性，減緩和吸收輪對的沖擊個(gè)振動(dòng)。 4 提供良好的排水性能，以提高路基的承載能力，減少基床病害。 5 便于軌道養(yǎng)護(hù)作業(yè)，校正線路的平縱端面。,道床材料的要求 道碴應(yīng)具備的性能：質(zhì)地堅(jiān)韌，有彈性，不易壓碎；排水性好，吸水性差；不易風(fēng)化等。 我國主要鐵路干線上基本使用碎石道碴。,碎石道碴的技術(shù)條件 （1）道碴分級 碎石道碴可以根據(jù)性能及參數(shù)分為一級和二級。 （2）道碴級配 碎石道碴

37、屬于散粒體，其級配是指道碴中顆粒的分布。 道碴粒徑的級配對道床的物理學(xué)性能，養(yǎng)護(hù)工作量有重要影響。 （3）道碴顆粒形狀及清潔度 針狀顆粒：長度大于該顆粒平均粒徑1.8倍的顆粒。 片狀顆粒：厚度小于該顆粒平均粒徑0.6倍的顆粒。 針狀指數(shù)和片狀指數(shù)均布能超過50%。 道碴的形狀和表面狀態(tài)對道床的性能有重要的影響。,道床斷面 道床斷面主要包括道床厚度、頂面寬度和邊坡坡度三個(gè)主要特征。 1 道床厚度 道床厚度是指直線上鋼軌或曲線上內(nèi)軌中軸線下軌枕至路基頂 面的距離。與道床的厚度主要相關(guān)的因素有：道床彈性，道床的臟污增長率，墊碴曾的承載能力，路基的承載能力。 2 道床頂面寬度 道床寬處軌枕兩端的部分稱

38、為道床肩寬。道床頂面寬度和軌枕長度和道床肩寬相關(guān)。 3 道床邊坡坡度 道床邊坡的穩(wěn)定取決于道碴材料的內(nèi)摩擦角和粘聚力，也和道床肩寬有一定聯(lián)系。,道床的變形 道床作為顆粒體結(jié)構(gòu)，本身具有彈性，塑性，在外部載荷的作用下將產(chǎn)生彈性和塑性變形。 產(chǎn)生道床塑性形變的主要原因： a 道碴顆粒的相互錯(cuò)位和重新排列產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形。 b 顆粒破碎，粉化形成的顆粒變形。 在載荷重復(fù)作用下，小的變形不斷的積累，導(dǎo)致軌道下沉。 道床變形是軌道變形的主要來源。 道床的下沉式道床塑性變形隨著載荷作用逐步積累的過程。,1、鋼軌：,鋼軌的作用是：一方面在于支持并引導(dǎo)機(jī)車車輛的車輪，直接承受來自車輪的力和其它的力并傳之于軌枕，以

39、及給車輪的滾動(dòng)提供阻力最小的表面。另一方面在電氣化鐵路或自動(dòng)閉塞區(qū)段，鋼軌還起到軌道電路的作用。因此，鋼軌必須具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性能。 鋼軌的類型：鋼軌的類型是以每米長的鋼軌質(zhì)量千克表示的。目前我國鐵路上所用的鋼軌有75Kg/m、60Kg/m、50Kg/m、43Kg/m、38Kg/m等幾鐘。,鋼軌由軌頭、軌腰、以及軌底三部分組成。為了保證必要的強(qiáng)度條件，鋼軌就有足夠的高度，其頭部和底部應(yīng)有足夠的面積和高度，腰部和底部不宜太薄。 以上各種類型的鋼軌中，38Kg/m鋼軌止前已停止生產(chǎn)，60Kg/m、50Kg/m鋼軌在主要干線上鋪設(shè)，43Kg/m鋼軌在部分站線及專用線上鋪設(shè)，對于重載鐵路各特

40、別繁忙區(qū)段鐵路，則鋪設(shè)75Kg/m鋼軌,鋼軌的長度： 我國標(biāo)準(zhǔn)長度鋼軌有12.5m及25m兩種，特重型及重型軌道應(yīng)采用25m軌。 為了保證曲線鋼軌對接，線路上采用比標(biāo)準(zhǔn)長度略短的標(biāo)準(zhǔn)縮短軌，有比12.5m短40mm、80mm、120mm的三種；有比25m軌短40mm、80mm、160mm的三種。標(biāo)準(zhǔn)縮短軌鋪設(shè)在曲線內(nèi)側(cè)。 另外，由于某種需要，可能要個(gè)別插入非標(biāo)準(zhǔn)短軌。按規(guī)定，正線上插入的短軌，其長度不得小于6m，站線及專用線不得小于4.5m。,2、軌枕,軌枕的作用：軌枕承受來自鋼軌傳來的垂直力和水平力，并將這些力分布于道床上，同時(shí)有效地保持軌道的軌距、方向和位置。因此軌枕要有一定的堅(jiān)固性、耐久

41、性和彈性，同時(shí)具有足夠的阻力，以免在列車作用下發(fā)生橫向移動(dòng)。 軌枕的分類：按材質(zhì)可分為木枕和混凝土枕；按用途可分為普通軌枕、岔枕、橋枕。,木枕 其優(yōu)點(diǎn)是彈性好，易加工制作，運(yùn)輸、鋪設(shè)、養(yǎng)護(hù)及維修方便，與鋼軌的連接較簡便，絕緣性能好。其缺點(diǎn)是易腐蝕和產(chǎn)生機(jī)械磨損，使用年限短，浪費(fèi)木材。目前在正線上已基本不用，主要用于道岔及明橋面上。,木枕尺寸 木枕的長度、寬度及厚度應(yīng)符合部分要求尺寸，普通木枕分兩類：類木枕用于正線，長度250cm，高度16cm，底寬22cm；類木枕用于站線，長度250cm，高度14.5cm，底寬20cm。 道岔木枕不分類，長度為260-480cm，級差20cm。,混凝土軌枕 優(yōu)

42、點(diǎn)：材源較多，規(guī)格統(tǒng)一，軌道彈性均勻，穩(wěn)定性較木枕高，使用壽命長，不受氣候、腐朽、蟲蛀及失火影響。具有較高的道床阻力，對提高無縫線路的橫向穩(wěn)定性有利。 缺點(diǎn)：重量大，彈性差，受力大。 混凝土軌枕分類：普通混凝土軌枕、寬軌枕、混凝土岔枕、混凝土橋枕。,（1）普通混凝土軌枕 按配盤種類分為兩個(gè)系列，即S系列各J系列（“S”代表鋼絲，“J”代表鋼筋）。按承載能力分為、級。 型用于中型或輕型軌道； 型用于重型和次重型軌道； 型用于與75Kg/m鋼軌配套使用的特重 型軌道。各種類型軌枕是通過在軌枕一端頂面上的型號及廠名標(biāo)記來區(qū)別的。,（2）寬軌枕 寬軌枕的底面寬度為混凝軌枕底寬的一倍，鋪設(shè)這種軌枕，可提

43、高軌道橫向穩(wěn)定性。寬軌枕間凈距較小，每塊間隔約2.6cm，每千米鋪設(shè)1760根，能保持道床清潔，延長清篩周期，減少維修工作量。,（3）混凝土岔枕 混凝土岔枕用于道岔鋪設(shè)，岔枕長度由240cm至490cm共26級，級差10cm。岔枕一端頂面打有岔 枕編號標(biāo)印，鋪設(shè)時(shí)必須按編號順序擺放。岔枕與鋼軌的聯(lián)結(jié)所使用的扣件也與一般道岔扣件不同。此外，混凝土岔枕間距也不同于木岔枕的間距，在施工中應(yīng)特別注意。,混凝土橋枕 混凝土橋枕用于道碴橋面的鋪設(shè)，這種軌枕的特點(diǎn)是在軌枕頂面有供釘設(shè)護(hù)軌的孔眼位置，從而保橋上混凝土枕與護(hù)軌的牢固聯(lián)結(jié)。,3、聯(lián)結(jié)零件,鋼軌聯(lián)結(jié)零件分中間聯(lián)結(jié)和接頭聯(lián)結(jié)兩類。 接頭聯(lián)結(jié)指鋼軌與鋼

44、軌的聯(lián)結(jié)。包括夾板、螺栓、墊圈等。 中間聯(lián)結(jié)為鋼軌與軌枕之間的聯(lián)結(jié)，中間聯(lián)結(jié)零件通稱扣件。其主要功用是阻止鋼軌作相對于軌枕的縱橫向移動(dòng)，并保持其穩(wěn)固位置。,木枕扣件 木枕扣件有道釘墊板。 道釘有鉤頭道釘和螺紋道釘兩種 墊板按形狀有單肩、雙肩之分；按孔眼數(shù)分有三孔、四孔、五孔幾種，常用的墊板為五孔墊板。目前運(yùn)用較為普遍的還有四新墊板，扣板與軌底間采用型彈條扣件聯(lián)結(jié)。,混凝土軌枕扣件 混凝土軌枕及寬軌枕常用的扣件有兩種，即70型扣板式扣件和型彈條扣件。 （1） 70型扣板式扣件 這種扣件由扣板、鐵座、螺紋道釘、軌下絕緣緩沖墊板、墊片、及錨固部分等組成?？奂淖饔檬枪潭ㄤ撥壩恢茫３周壘?。,在混凝土

45、軌枕上，螺紋道釘是通過硫磺錨固固定在軌枕上的道釘孔中。所用的材料是以硫橫、砂子、水泥和石蠟加熱混合而成，其配合比為硫磺：砂子：水泥：石蠟1：1.5：0.5：0.03。,（2）型彈條扣件 型彈條扣件由型彈條、軌距擋板、螺紋道釘、平墊圈、擋板座、絕緣緩沖墊板組成 型彈有A型與B型之分。 A型彈條稱中間彈條，用于中間扣緊鋼軌；B型彈條稱接頭彈條，用于扣緊接頭。對于50Kg/m鋼軌，中間用A型，接頭用B型。對于60Kg/m鋼軌及75Kg/m鋼軌，一律用B型彈條。,根據(jù)鋼軌類型和軌距的不同， 型彈條扣件有四種不同號碼的軌距擋板（6、10、14、20）和四種不同號碼的擋板座（0-6、2-4、0-8、0-1

46、0）。每塊擋板座有兩個(gè)號碼，可以翻轉(zhuǎn)使用。,4、道岔,道岔是把兩股或兩股以上的軌道在平面上進(jìn)行相互連接或交叉的設(shè)備。道岔構(gòu)造復(fù)雜，零件較多，過車頻繁，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，是軌道設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)之一。 道岔的種類 單開道岔 單開道岔是主線為直線，側(cè)線向主線的左側(cè)或右側(cè)分支的道岔，站在道岔的尖軌尖端，面向跟端，側(cè)線向左分支的道岔稱為左開道岔，側(cè)線向右分支的道岔稱為右開道岔。,普通單開道岔簡圖,轉(zhuǎn)轍器,連接部分,轍叉,尖軌,導(dǎo)曲線,護(hù)軌,護(hù)軌,轍叉心,直基本軌,直股,曲股,道岔咽喉,單開道岔是各種類型道岔的主要型式 ，應(yīng)用最為普遍。單開道岔由轉(zhuǎn)轍器、連接部分及護(hù)軌組成。 單開道岔的類型 1）按鋼軌類型分類

47、： 目前我國常用的單開道有43Kg/m、50Kg/m、60Kg/m鋼軌道岔并正在試用的75Kg/m鋼軌道岔。,2）按道岔號數(shù)分類： GB1246-76規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路道岔號數(shù)系列為6、7、9、12、18和24號單開道岔。我國營業(yè)鐵路干線常用的單開道岔為9和12號，18號道岔用于側(cè)線速度較高的地段（如昆東的1111#道岔），24號道岔尚未使用，6和7號道岔為工礦企業(yè)常用的小號碼道岔。 3）按道岔平面型式分類 單開道岔按其平面型式主要有直線尖軌、直線轍叉的單開道岔；曲線尖軌、直線轍叉的單開道岔；曲線尖軌、曲線轍叉的單開道岔等。我國常用的單開道岔采用前兩種型式。,4）按轉(zhuǎn)轍器結(jié)構(gòu)型式分類 按尖軌斷

48、面型式分為普通鋼軌斷面和特種鋼軌斷面的單開道岔。 按尖軌跟端結(jié)構(gòu)型式分為間隔鐵式（活接頭式）和可彎式的單開道岔。 5）按轍叉結(jié)構(gòu)型式分類 按轍叉結(jié)構(gòu)型式，單開道岔可分為固定型和可動(dòng)心軌型單開道岔。固定型又分為鋼軌組合式、高錳鋼叉心組合式和高錳鋼整鑄式；可動(dòng)心軌型又分為鋼軌組合式和高錳鋼整鑄式的單開道岔。我國鐵路現(xiàn)在主要采用固定型轍叉的單開道岔,6）按岔枕類型分類 單開道岔按其使用的岔枕類型分為木岔枕道岔和鋼筋混凝土岔枕道岔。我國鐵路道岔現(xiàn)階段主要使用木岔枕道岔，但新線以混凝土枕道岔為主。 7）按設(shè)計(jì)年限分類 解放后我國相繼設(shè)計(jì)了“55”型、“57 ”型、“62 ”型、“75 ”型、“92 ”型

49、道岔。其中“75 ”型、“92 ”型為現(xiàn)行大量使用的道岔。,轉(zhuǎn)轍器構(gòu)造 1、轉(zhuǎn)轍器組成 轉(zhuǎn)轍器由兩根基本軌、兩根尖軌及各種聯(lián)結(jié)零件組成?；咀饔檬且龑?dǎo)車輪從一線進(jìn)入另一線,2、基本軌 基本軌的型式及作用 轉(zhuǎn)轍器基本軌由標(biāo)準(zhǔn)鋼軌斷面的鋼軌制成，一側(cè)為直基本軌，一側(cè)為曲基本軌?！?5”型及以前各型道岔尖軌采用貼尖式，基本軌軌頭不刨切；“92”型道岔尖軌采用藏尖式，基本軌軌頭需要刨切。 基本軌除承受車輪的垂直壓力外，還與尖軌共同承受車輪的橫向水平推力，并保持尖軌位置的穩(wěn)定。,基本軌的彎折 直基本軌不進(jìn)行彎折。曲基本軌應(yīng)按支距進(jìn)行彎折，以保持轉(zhuǎn)轍器軌距、方向的正確，以及尖軌和基本軌的密貼。 基本軌螺栓

50、孔 基本軌軌腰上應(yīng)設(shè)有用于聯(lián)結(jié)軌撐和轍跟設(shè)備（轍跟間隔鐵）的螺栓孔，“92型道岔還應(yīng)設(shè)聯(lián)結(jié)頂鐵的螺栓孔。螺栓孔的數(shù)量和間距一般采取直基本和曲基本軌一致的相同尺寸。曲于曲、直基本軌螺栓孔距相同，所以鋪設(shè)以后左右兩尖軌跟端和尖軌尖端相錯(cuò)幾毫米。,基本軌頂面淬火 為了增加鋼軌表面硬度，提高耐磨性并保持尖軌良好的密貼狀態(tài)，基本軌頭頂面應(yīng)進(jìn)行淬火處理?！?5“型道岔基本軌軌頭淬火處理，范圍從尖軌尖端前200mm左右處開始到尖軌軌頭刨切起點(diǎn)后100mm左右處止。對于”92“型道岔，基本軌軌頭頂面全長淬火。,3、尖軌 尖軌是轉(zhuǎn)轍器的主要組成部件之一，列車依靠尖軌的開通方向不同而進(jìn)入道岔直股或側(cè)股線路。 1）

51、尖軌類型 a、按平面型式分直線型尖軌和曲線型尖軌。 直線型尖軌的工作邊為一直線，這種尖軌可用于左開或右開單開道岔，加工制造簡單，便于修換，是我國目前采用較為廣泛的一種尖軌。其缺點(diǎn)是道岔長；尖軌尖端軌距加寬大，影響列車沿正線運(yùn)行的平穩(wěn)；轉(zhuǎn)轍角較大，當(dāng)列車逆向進(jìn)入側(cè)線時(shí)，輪緣對尖軌的沖擊較大，列車搖晃，尖軌也易磨損。,曲線型尖軌 曲線型尖軌的工作邊除尖端前部有一小段直線外，其余均為圓曲線。 曲線型尖軌又分為切線型、半切線型、割線型、半割線型四種。我國鐵路主要采用半切線型、半割線型曲線尖軌。 b、按尖軌斷面型式分普通鋼軌斷面尖軌和特種斷面鋼軌。 c、按尖軌尖端與基本軌的接觸型式分為貼尖式和藏尖式兩種

52、。 d、按尖軌跟端構(gòu)造型式分間隔鐵式和可彎式兩種。,4、轉(zhuǎn)轍器主要零件 道岔頂鐵 道岔頂鐵設(shè)置在尖軌軌頭刨切起點(diǎn)之后的尖軌或基本軌軌腰上。其作用是保持尖軌與基本軌的距離，使基本軌與尖軌共同承受水平力，并防止尖軌跳動(dòng)。 “75”型道岔頂鐵由扁鋼熱彎而成，“92”型道岔頂鐵由方鋼鍛打而成。頂鐵與軌腰應(yīng)密貼，擋間隙大于1mm時(shí)，可用頂鐵調(diào)整片調(diào)整。,軌撐 軌撐一般安設(shè)在轉(zhuǎn)轍器基本軌外側(cè)，以防止基本軌橫向移動(dòng)和外翻，起到保持軌距的作用。 “75型道岔軌撐為雙墻式，用兩個(gè)22mm的垂直螺栓與墊板相聯(lián)，用一個(gè)水平螺栓與基本軌相連。軌撐與墊板的聯(lián)結(jié)采用墊板沖長方孔上焊圓孔鐵座的形式。 “92”型道岔軌撐為可

53、調(diào)式軌撐，由軌撐、調(diào)整楔、墊板擋鐵、兩個(gè)垂直螺栓和一個(gè)水平螺栓組成。,道岔接頭鐵、拉桿及連桿 道岔接頭鐵、拉桿及連桿是連接兩尖軌，以增強(qiáng)尖軌的框架剛度，提高尖軌的定性的連接設(shè)備。拉桿與轉(zhuǎn)轍設(shè)備相連，用以轉(zhuǎn)換尖軌位置 1）接頭鐵 接頭鐵用兩個(gè)螺栓連接在尖軌軌腰上，其上設(shè)有鉸接螺栓孔與拉、連桿相連，現(xiàn)在主要使用T形接頭鐵和扁鋼邊接鐵兩 種。,2）拉桿 拉桿設(shè)在尖軌前部距尖端380mm處。在拉桿中部設(shè)四個(gè)螺栓孔連接轉(zhuǎn)轍機(jī)械的桿架，以拉動(dòng)尖軌。對于使用可彎尖軌的道岔，還應(yīng)在尖軌軌頭刨切點(diǎn)附近設(shè)第二拉桿，以保基本軌與尖軌的輪緣槽不低于65mm。單開道岔使用的拉桿有方鋼拉桿和扁鋼拉桿兩種。,3）連桿 為了

54、增強(qiáng)兩尖軌的框架鋼度，除拉桿外，還應(yīng)根據(jù)尖軌長度設(shè)置1-3根連桿。相鄰連桿的距離從尖軌尖端向后一般為1000、1500、2000mm左右，一般設(shè)到尖軌頭刨切起點(diǎn)前后。,道岔連接部分 在單開道岔中，連接前端的轉(zhuǎn)轍器與后端的轍叉及護(hù)軌部分的線路稱為道岔連接部分。連接部分分為直線連接線和曲線連接線。曲線連接邊一般稱導(dǎo)曲線。 導(dǎo)曲線構(gòu)造 導(dǎo)曲線的外軌超高：在導(dǎo)曲線上設(shè)置少量超高，對防止反超高的出現(xiàn)和保持軌距以及減輕車搖晃等有利，但由于道岔導(dǎo)曲線較短，沒有足夠的超高遞減距離，因此一般不設(shè)超高。,導(dǎo)曲線的軌底坡 設(shè)置軌底坡，對改善車輪與鋼軌的接觸條件，減少車輪對鋼軌的橫向推力及增加線路的穩(wěn)定是有利的。但在

55、道岔上設(shè)軌底坡將使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工量大，所以我國“75”型和“92”型道岔均不設(shè)軌底坡,導(dǎo)曲線的加強(qiáng) 導(dǎo)曲線加強(qiáng)設(shè)備主要有軌撐、防爬設(shè)備等 導(dǎo)曲線的支距 導(dǎo)曲線支距指直股外側(cè)鋼軌工作邊至導(dǎo)曲線外股工作邊的垂直距離。支距點(diǎn)按布置圖規(guī)定從導(dǎo)曲線起點(diǎn)在直股外側(cè)鋼軌工作邊的投影點(diǎn)開始（一般自尖軌距端開始），每2m設(shè)一個(gè)支距點(diǎn)排列。 導(dǎo)曲線支距用支距尺測量，允許誤差為2mm。,轍叉部分 轍叉部分主要包括轍叉、護(hù)軌、主軌及其它聯(lián)結(jié)零件。轍叉與護(hù)軌組成一個(gè)整體，共同配合發(fā)揮作用。 1）轍叉 轍叉按其構(gòu)造分為錳鋼整鑄式和鋼軌組成式；按翼軌與心軌的相對關(guān)系分為固定式和可動(dòng)心軌式；按平面分為直線式和曲線式以及鈍

56、角轍叉與銳角轍叉。 轍叉號也稱道岔號數(shù)，是表示轍叉角的大小的一種方式。轍叉角越大，道岔號數(shù)越小。,2）護(hù)軌 護(hù)軌的作用：一是控制車輪的動(dòng)行方向，使之正常通過“有害空間”面不錯(cuò)入輪緣槽；二是保護(hù)轍叉尖端不被輪緣沖傷。 從兩翼軌最窄處到轍叉心實(shí)際尖端之間，有一段鋼軌中斷的空隙，叫做轍叉的有害空間。 護(hù)軌是用普通鋼軌經(jīng)過刨切彎折成的，并用間隔鐵、螺栓等零件與主軌聯(lián)結(jié)。,3）其它聯(lián)結(jié)零件 錳鋼整鑄轍叉主要聯(lián)結(jié)零件有：叉跟間隔鐵、叉跟半圓頭方頸螺栓、叉跟墊板、轍叉墊板,5、道床,道床的作用是把軌枕傳來的力均勻地傳布到路基面上，固定軌枕位置，保持軌道的穩(wěn)定性，排除路基面水分，保持軌道彈性，調(diào)整軌道的平面及

57、縱斷面。 道床有碎石道床和整體道床兩種形式。 （1）碎石道床,道床石碴的粒徑過大，不利于保持彈性和進(jìn)行搗固作業(yè)。石碴一般分為三種規(guī)格：16-63mm，用于新建、大修及維修；16-40mm，用于維修；8-20mm，用于墊碴起道。同時(shí)，石碴應(yīng)避免采用同一的粒徑，要遵循一定的級配，以獲得較好的彈性模量和抗剪強(qiáng)度。,構(gòu)成道床橫斷面的三個(gè)主要因素是道床頂寬、道床厚度和道床邊坡坡度。 道床厚度：道床應(yīng)有足夠的厚度，在我國鐵路上，根據(jù)軌道類型的不同，規(guī)定道床厚度（軌枕底以下）為30-50cm。 道床頂寬：道床頂面寬度決定于軌枕長度，道床應(yīng)有適當(dāng)?shù)牟昙?，使肩部石?處于穩(wěn)定狀態(tài)，阻止石碴受列車振動(dòng)作用而從軌枕

58、下擠出，以保持道床緊密狀態(tài)和足夠的橫向阻力。在我國鐵路上，道床肩寬根據(jù)具體情況不同，定為25-30cm，曲線上應(yīng)在外側(cè)適當(dāng)加寬。 道床邊坡： 中型以上正線軌道，邊坡為1：1.75，軌型軌道及站線、專用線可采用1：1.5。,6、軌道附屬設(shè)備,軌道附屬設(shè)備主要有防爬設(shè)備、加強(qiáng)設(shè)備、明橋面設(shè)備以及平交道口 1、防爬設(shè)備 1）軌道爬行 列車運(yùn)行時(shí)，鋼軌在動(dòng)載作用下形成波浪撓曲，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)縱向水平推力，加之溫度變化，車輪制動(dòng)和車輪對接頭的沖擊作用，引起鋼軌的縱向移動(dòng)，有時(shí)還帶動(dòng)軌枕一起移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為軌道爬行。,2）防爬措施 加強(qiáng)軌道的縱向阻力：擰緊接頭螺栓，可提高接頭阻力；加強(qiáng)中間扣件聯(lián)結(jié)，可提高

59、扣件阻力；加強(qiáng)搗固，可提高道床阻力。 增設(shè)防爬設(shè)備： 防爬設(shè)備有穿銷式防爬器和防爬支撐兩種。,防爬器,防爬設(shè)備,二、軌道平順標(biāo)準(zhǔn) 軌道的平順度由幾何尺寸決定，也就是線路軌距、水平及三角坑、高低、方向。 下面分別對軌道幾何尺寸進(jìn)行介紹。 1、軌距 軌距為兩鋼軌頭部內(nèi)側(cè)間與軌道中線相垂直的距離。我國準(zhǔn)軌直線地段標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435mm，使用軌距尺在鋼軌頭部內(nèi)側(cè)頂面下16mm處進(jìn)行測量。,16mm,1435,2、水平及三角坑 1）水平 在直線軌道上，左右兩股鋼軌頂面應(yīng)位于同一水平面上，以保證列車平穩(wěn)運(yùn)行和兩股鋼軌磨耗均勻。 在曲線軌道上，為了減小離心力帶來的影響，應(yīng)在曲線外股設(shè)置超高。 水平通過軌距尺

60、進(jìn)行測量，一般習(xí)慣是直線地段以左股為基準(zhǔn)，曲線地段以曲線外股為基準(zhǔn)，道岔以直股側(cè)為基準(zhǔn)股，基準(zhǔn)股高為正，反之為負(fù)。,平面圖,立面圖,超高,2）三角坑 所謂三角坑，即在18m范圍內(nèi)，兩股鋼軌存在三個(gè)及以上的坑洼或突起。若以左股為基準(zhǔn)股，在右股上出一負(fù)一正或一正一負(fù)的交替水平差時(shí)就叫三角坑。在正或負(fù)的三個(gè)數(shù)值中符號相反，數(shù)值最大的兩數(shù)絕對值之和即為三角坑的值。例如測量出水平差為+3，+2，-4，則三角坑值為7mm。,3、高低 線路或道岔應(yīng)保持軌面平順，存在高低誤差會(huì)引起列車的垂直顛簸。前后高低是指一股鋼軌踏面在垂直面上的不平順程度。 檢查高低使用10m弦線在軌面上測量，測量時(shí)使用相同高度的兩墊塊置

61、于軌面配合測量。軌面洼時(shí)高低差為正，軌面高時(shí)高低差為負(fù),高低:鋼軌頂面平順程度。,工,鋼軌立面,厚度20mm墊塊,10米弦線,20mm,4、方向 線路或道岔的方向，直線要直、曲線要圓順。若直線不直、曲線不順則會(huì)引起列車的蛇形運(yùn)動(dòng)，在無縫線路地段，若軌道方向不良，在高溫季節(jié)還會(huì)引起脹軌跑道，嚴(yán)重威脅行車安全。 軌道方向的測量 直線地段使用10m弦、墊塊和鋼直尺進(jìn)行測量；曲線地段用20m弦緊貼鋼軌內(nèi)側(cè)踏面下16mm處測量。,直線線路軌向測量,厚度20mm墊塊,25mm,20mm,碎彎,方向+5,10米弦線,線路平面圖,左股鋼軌,道岔導(dǎo)曲線方向的好壞，應(yīng)以支距誤差程度決定。導(dǎo)曲線支距是指直股基本軌工

62、作邊至導(dǎo)曲線上股工作邊的垂直距離。 支距的檢查：檢查時(shí)，將支距尺搭軌板搭在直股基本軌上，并使搭軌板一側(cè)與支距標(biāo)記對正，移動(dòng)游框即可測量實(shí)際支距尺寸,曲線線路軌向測量,20米長弦線,正矢,5、軌底坡 軌底坡是指為使鋼軌保持一定的向內(nèi)傾斜度而必須把鋼軌底放在一定的斜面上而言 直線地段軌底坡為1：40。木枕軌道是用有1：40斜面的鐵墊板完成；混凝土枕軌道則是將軌枕承軌槽做成1：40的坡度。 軌底坡是否正確，可以從鋼軌頂面光帶位置判斷。光帶如偏向內(nèi)側(cè)，則說明軌底坡不足，反之則過大。,三、軌道靜態(tài)幾何尺寸允許偏差,第二章 鋼軌接頭,鋼軌與鋼軌之間用夾板連接，稱為接頭。接頭按構(gòu)造用途分為普通接頭與特種接頭

63、。 普通接頭：常用的為懸空式接頭。 特種接頭：按其用途的不同，有導(dǎo)型接頭、凍結(jié)接頭、絕緣接頭、膠結(jié)接頭和伸縮接頭等 按接頭相互位置分，有相對式和相互式兩種。 接頭配件由夾板、螺栓和墊圈組成。,下列位置不得設(shè)鋼軌接頭 1）明橋面小橋的全長范圍內(nèi)； 2）鋼梁端部、拱橋溫度伸縮縫和拱頂?shù)忍幥昂蟾?m范圍內(nèi)； 3）鋼梁的橫梁頂上； 4）設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器的鋼梁的溫度跨度范圍內(nèi)； 5）道口范圍內(nèi)。,軌縫 鋼軌接頭的軌縫應(yīng)根據(jù)鋼軌溫度計(jì)算確定。裝有絕緣的接頭軌縫，在最高軌溫時(shí)不應(yīng)小于6mm（絕緣片厚度），最大不應(yīng)大于構(gòu)造軌縫。 測量軌縫時(shí)，用楔形軌縫尺，由鋼軌頭部外側(cè)插入。,鋼軌接頭病害 1）淬火鋼軌端部的鞍

64、型磨耗。磨耗深度一般為1-3mm，長度一般為200-300mm，在鋪設(shè)混凝土軌枕的地段比較明顯，發(fā)展比較快。 2）低接頭。這種病害一般均發(fā)生在搗固不良地段。 3）鋼軌軌端掉塊。主要是淬火區(qū)軌頂面剝落、掉塊和螺栓孔裂紋。 4）夾板彎曲或斷裂。主要是頂部中央出現(xiàn)細(xì)小裂紋。 5）混凝土軌枕損裂。主要發(fā)生在軌下斷面。 6）道床板結(jié)、翻漿冒泥。,第三章 曲線,曲線是鐵路線路的一個(gè)重要組成部分，也是一個(gè)薄弱壞節(jié)。作好曲線的養(yǎng)護(hù)維修，提高曲線質(zhì)量，對保證列車安全、平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行，具有特別重要的意義。 1、緩和曲線 列車進(jìn)行圓曲線時(shí)，為了避免離心力的突然發(fā)生或突然消失，必須鋪設(shè)一段一個(gè)半徑逐漸變化的專門曲

65、線，把直線和圓曲線連接起來，使離心力逐漸增加或減少，這段曲線稱為緩和曲線。,緩和曲線的作用 1）增加列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。 2）減少機(jī)車車輛對軌道的沖擊，使機(jī)車車輛及軌道易于保養(yǎng)，減少其維修費(fèi)。 3）使車輛在曲線上所形成的內(nèi)接平順，使旅客感覺舒適。,2、曲線外軌超高 為了平衡列車通過曲線時(shí)的離心力，需在曲線外軌設(shè)置超高。 曲線超高的最大限度 曲線上設(shè)置超高過大時(shí)，若列車以低速度通過或停車，必會(huì)產(chǎn)生較大的向心力，甚至有傾覆的危險(xiǎn)。鐵路維修規(guī)則規(guī)定：實(shí)設(shè)最大超高，在單線上不得大于125mm，在雙線上不得大于150mm。,3、曲線軌距加寬 曲線上，為使固定軸距較大的機(jī)車車輛順利通過，并減少鋼軌的

66、側(cè)面磨耗，當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，須把軌距適當(dāng)加寬。 當(dāng)曲線半徑R350m時(shí)不需加寬；當(dāng)曲線半徑350mR300m時(shí)，軌距加寬值為5mm；當(dāng)曲線半徑R300m時(shí)，軌距加寬值為15mm。 軌距加寬遞減率一般不得大于1，困難條件下不得大于2。,普通線路鋪軌時(shí)，根據(jù)要求，正線鋼軌必須保持對接形式。在曲線上，內(nèi)股軌線比外股軌線要短，如果使用相同長度的鋼軌鋪設(shè)，則內(nèi)股鋼軌的接頭必較外股鋼軌接頭錯(cuò)前，為保持內(nèi)外股鋼軌對接，必須在內(nèi)股軌線上鋪設(shè)一定數(shù)量的縮短軌。 4、曲線縮短軌設(shè)置 普通線路鋪軌時(shí)，為了保持對接需在曲線內(nèi)股鋪設(shè)一定數(shù)量的縮短軌。,第四章 無縫線路,無縫線路是由許多標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌焊接成一定長度的長鋼軌線路，是軌道結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化的標(biāo)志。與普通線路比較，無縫線路在相當(dāng)長的一段線路上消滅了鋼軌接頭，因而具有行車平穩(wěn)、旅客舒適、節(jié)省接頭材料、降低維修費(fèi)用、延長線路設(shè)備和機(jī)車車輛使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。 無縫線路分為溫度應(yīng)力式和放散應(yīng)力式兩種。,無縫線路鋼軌焊接方式 接觸焊鋼軌焊接最主要的方式,質(zhì)量穩(wěn)定可靠； 氣壓焊工廠焊接與工地焊接； 鋁熱焊工地焊接聯(lián)合接頭、斷軌原位復(fù)焊。,各種線路阻力 保證線路正常工作的條件