城市軌道交通軌道結構

第五章 城市軌道交通的軌道結構第一節(jié) 概述第二節(jié) 鋼軌與連接零件第三節(jié) 軌枕第四節(jié) 扣件第五節(jié) 道碴道床第六節(jié) 無碴道床第七節(jié) 道岔第八節(jié) 車擋第九節(jié) 無縫線路第十節(jié) 其他類型軌道結構 第一節(jié) 概述軌道的作用： 軌道作為主要的線路設備，給行駛的列 車提供導向和承載的作用。 第一節(jié) 概述 城市軌道交通使用較多的軌道結構： 有碴軌道 無碴軌道 兩種軌道結構在使用性能、適應環(huán)境、養(yǎng)護維修、造價和運營費用等方面有不同的特點和優(yōu)勢。 第一節(jié) 概述 軌道結構由鋼軌、軌枕、連接零件、道床和防爬器、軌距拉桿及其他附屬設備等組成。 不同的軌道部件，其功能和受力情況各不相同。 軌道結構應具有足夠的強度和穩(wěn)定性、耐久性、 絕緣性和彈性， 且便于養(yǎng)護維修，以確保列車安全運行和乘客乘坐舒適。 第一節(jié) 概述 第一節(jié) 概述 城市軌道交通線路在城市地域內，在設計軌道結構時，比城市之間的大鐵路需要更多地考慮以下問題： 1、軌道結構應采取減振措施，最大限度地減輕振動和噪聲的不良影響。 2、一般應采用較強的軌道結構，以減少維修。 3、鋼軌與軌下基礎要有較高的絕緣性能，以減少軌道電路的電流漏泄。 4、受空間位置限制，城市軌道交通線路中曲線區(qū)段占很大比例，曲線鋼軌的磨耗相對較大，故應采用耐磨性能好的鋼軌，運營時鋼軌還應涂抹潤滑油，以減少鋼軌的磨耗。 第二節(jié) 鋼軌與連接零件 鋼軌是軌道結構的主要部件。它與列車車輪直接接觸，具有以下幾方面的功能： （1）、為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動表面，并引導車輛前進。 （2）、承受來自車輪的垂直、水平橫向和縱向的作用力。 （3）、在電氣化線路上，作為供電系統(tǒng)的回流線路及信號系統(tǒng)的軌道電路的載體。 第二節(jié) 鋼軌與連接零件一、鋼軌的類型、斷面和性能 鋼軌的類型以每米質量的近似值表示，分為43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m。 重量愈大的斷面尺寸就愈大，機械指標就愈高。 我國生產(chǎn)的鋼軌斷面尺寸圖見教材P96圖5-2。鋼軌長度有12.5m和25m兩種。 鋼軌材質的化學成分及機械性能見教材P97表5-2。 第二節(jié) 鋼軌與連接零件 第二節(jié) 鋼軌與連接零件二、鋼軌的連接 線路上每根鋼軌兩端都要用夾板和相鄰的鋼軌連接，連接處稱為鋼軌接頭。 鋼軌接頭的零件包括夾板、螺栓、螺母、彈簧墊圈等。 鋼軌夾板的形狀見教材P98圖5-4。 鋼軌接頭分為普通接頭、異形接頭、導電接頭、絕緣接頭、凍結接頭、焊接接頭、尖軌接頭等。 第二節(jié) 鋼軌與連接零件 第二節(jié) 鋼軌與連接零件 第二節(jié) 鋼軌與連接零件絕緣接頭 第二節(jié) 鋼軌與連接零件二、鋼軌的傷損 鋼軌在使用過程中常常發(fā)生裂紋、折斷、磨耗等傷損，傷損的鋼軌線路將影響車輛行駛的平穩(wěn)性，嚴重時將影響行車安全。 常見的幾種傷損為 1、接頭處螺栓孔裂紋 2、軌頭核傷 3、軌頭剝離 4、鋼軌磨耗 第三節(jié) 軌枕 軌枕是軌下基礎的重要部件。它的功能是支承鋼軌，保持軌距和軌道方向，并將鋼軌受到的各種作用力傳遞到道床上。 第三節(jié) 軌枕軌枕的分類： 按鋪設方法分為橫向軌枕、縱向軌枕、短軌枕和寬軌枕。 按使用的場所分為用于區(qū)間線路上的普通軌枕、用于道岔上的岔枕和用于無碴橋上的橋枕。 按其材料分為木枕和混凝土軌枕。 第三節(jié) 軌枕木 枕 第三節(jié) 軌枕混凝土軌枕 第四節(jié) 扣件 連接鋼軌和軌枕的中間連接零件稱為扣件。 扣件的作用是將鋼軌固定在軌枕上，一保持軌距并阻止鋼軌相對于軌枕的縱向和橫向的移動。 扣件分為木枕扣件、混凝土軌枕扣件和無碴軌枕扣件。 第四節(jié) 扣件木枕扣件 第四節(jié) 扣件混凝土軌枕扣件 第四節(jié) 扣件 第四節(jié) 扣件混凝土軌枕扣件 第五節(jié) 道碴道床 用石碴鋪筑形成的道床稱為道碴道床。 道碴道床的優(yōu)點是造價低、彈性好、易于維修以恢復軌道形態(tài)，但缺點是自重大、不易保持軌道幾何形態(tài)、維修工作量大、容易臟污。 用作道碴的材料有碎石、熔爐礦渣、篩選卵石等。材料要滿足質地堅韌，吸水度低，排水性能好，耐凍性強，不易風化，不易壓碎、搗碎和磨碎，不易被風吹動和被水沖走的要求。 第五節(jié) 道碴道床 第五節(jié) 道碴道床 第六節(jié) 無碴軌道 新建的城市軌道交通線路普遍采用無碴的整體道床。它沒有道碴層，是用混凝土或鋼筋混凝土澆灌在堅實的基礎上形成的整體形式的道床。 第六節(jié) 無碴軌道 第六節(jié) 無碴軌道 第六節(jié) 無碴軌道 第六節(jié) 無碴軌道 整體道床的主要優(yōu)缺點： 1、軌道穩(wěn)定性好，養(yǎng)護維修工作量極少。 2、結構簡單，外表整潔美觀。 3、道床厚度比道碴道床小，可以減小隧道的凈空高度。 4、混凝土為現(xiàn)場灌注，避免了廠制構件的運輸。 5、整體道床發(fā)生病害時，修復較為困難。 6、施工精度要求較高。 7、道床彈性較差，扣件的形式較復雜。 第七節(jié) 道岔 使列車由一條線路轉向另一條線路運行的設備稱為道岔。 道岔的基本類型有： 普通單開道岔 單式對稱道岔 三開道岔 交分道岔 交叉渡線 第七節(jié) 道岔單開道岔原理圖 第七節(jié) 道岔單開道岔的組成一、轉轍部分轉轍器 轉轍器由兩根基本軌、兩根尖軌、各種連接零件和道岔轉轍機構組成 常見的道岔轉轍機構分為機械式和電動式兩種。 道岔轉轍機構必須具備轉換（改變道岔方向）、鎖閉和顯示三種功能。 第七節(jié) 道岔二、轍叉及護軌部分 設置于道岔主線軌與側線軌相交處、使車輪從一股軌道越過另一股軌道的設備。 轍叉由、心軌、基本軌、翼軌、護軌和連接零件組成。三、連接部分 連接轉轍器和轍叉的軌道稱為道岔的連接部分。 第七節(jié) 道岔 第七節(jié) 道岔 第七節(jié) 道岔 第七節(jié) 道岔 第七節(jié) 道岔 城市軌道交通基本采用雙線線路，線路中間站通常不設配線，一般也沒有線路的交叉和連接。故道岔設備主要用于：設有渡線和折返線的車站以及站場和車輛段內。 第八節(jié) 車擋 車擋設置在線路盡頭線末端，用于阻止由于操作不當時車輛沖出線路盡頭發(fā)生事故。 國外的車擋有磁力式、液壓式和滑動式幾種。 國內地鐵線路采用的車擋有： 1、沙堆彎軌式 2、DT型車擋 3、緩沖滑動式車擋 第八節(jié) 車擋 第八節(jié) 車擋 第九節(jié) 無縫線路 無縫線路是指將標準長度的鋼軌焊接起來成為沒有軌縫的線路。 第九節(jié) 無縫線路一、為什么要采用無縫線路 普通線路為防止鋼軌熱脹冷縮使鋼軌變形，在鋼軌接頭的地方要預留一定的縫隙，這種縫隙成為軌縫。 由于鋼軌在接頭處的幾何誤差以及軌縫的存在，鋼軌接頭是軌道結構中的薄弱環(huán)節(jié)，列車通過時會產(chǎn)生很大的沖擊力，對軌道結構產(chǎn)生很大的破壞作用。采用無縫線路則能最大限度地減少鋼軌接頭，因此得到了廣泛應用。 第九節(jié) 無縫線路二、無縫線路解決鋼軌熱脹冷縮的方法 無縫線路是采用彈簧扣件將鋼軌扣死在道床上，用道床阻力阻止鋼軌隨溫度產(chǎn)生長度變化，這樣在鋼軌內部必然產(chǎn)生溫度應力。只要能將溫度應力控制在允許的范圍內，并采取各種措施提高軌道框架的剛性，就能阻止鋼軌的變形。 第九節(jié) 無縫線路三、無縫線路放散溫度應力的方法 1、在線路上隔一定的長度留出一段緩沖區(qū)，緩沖區(qū)內保留有縫鋼軌接頭。 2、設置鋼軌伸縮器。 3、按季節(jié)放松全部扣件讓鋼軌自由伸縮后再扣緊全部扣件。 第九節(jié) 無縫線路 第九節(jié) 無縫線路 第九節(jié) 無縫線路 第九節(jié) 無縫線路 第十節(jié) 其它類型軌道結構一、獨軌線路的軌道結構二、磁浮線路的軌道結構