1、第二章 轨道几何形位内容提要内容提要一、轨道几何形位概述二、机车车辆走行部分的构造三、直线轨道的几何形位四、曲线轨距加宽五、曲线轨道外轨超高六、轨道不平顺七、轨道不平顺功率谱密度（一）定义 道轨道几何形位是指：轨道结构各部分的几何形状、相对位置、基本尺寸。一、轨道几何形位概述一、轨道几何形位概述（二）分类1、从平面上看：轨道由以下组成：轨道由以下组成： 直线； 曲线； 缓和曲线：一般在直线与圆曲线之间有一条曲率渐变的缓和曲线相连接。 要求：要求：轨道的方向必须正确，直线部分应保持笔直，曲线部分应具有相应的圆顺度。 2、从横断面上看：轨距及轨距加宽：轨道的两股钢轨之间应保持一定的距离，为保证机车
2、车辆顺利通过曲线，曲线轨距应考虑加宽。水平：两股钢轨的顶面应置于同一水平面（直线）或保持一定水平差（曲线）。 超高：曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定的超高，以使车体重力的向心分力抵消其曲线运行的离心力。 轨底坡：为保证有锥形踏面的车轮荷载作用下钢轨顶面受力均匀，轨道的两股钢轨均应向内倾斜铺设，形成适当的轨底坡。 一、轨道几何形位概述（二）分类3、从纵断面上看：轨道的前后高低 钢轨顶面在纵向上应保持一定的平顺度，为行车平稳创造条件。 轨道不平顺是引起列车振动、轮轨作用力增大的主要根源，对列车平稳舒适和行车安全都有重要的影响，是轨道方面直接限制行车速度的主要因素。 （三）管理形式轨道几何形位
3、按照静态与动态两种状况进行管理。静态几何形位 是轨道不行车时的状态，可采用道尺及小型轨道检查车等工具测量。动态几何形位 动态几何形位是行车条件下的轨道状态，可采用轨道检查车测量。 我国铁路轨道几何形位的管理，实行静态管理与动态管理相结合的模式。一、轨道几何形位概述（四）意义 轨道几何形位的正确与否，对机车车辆的安全运行、乘客旅行的舒适度、设备的使用寿命和养护费用起着决定性的作用。 轨道几何形位的超限是引起机车车辆掉道、爬轨以及倾覆的直接因素。 轨道的几何形位因素直接影响机车车辆的横向及竖向加速度，并产生相应的惯性力。在高速铁路和快速铁路中，随着运行速度的提高，影响特别显著。 二、机车车辆走行部
4、分的构造2.1 2.1 机车车辆基础知识简介机车车辆基础知识简介 2.2 2.2 转向架的构造和类型转向架的构造和类型 2.3 2.3 轮对轮对 2.4 2.4 机车车辆运动形态与类型机车车辆运动形态与类型 二、机车车辆走行部分的构造 机车车辆由车体与走行等部分组成：车体车体转向架转向架 转向架的主要功能是：将车体荷载均匀分配于轮对，保证机车车辆顺利通过曲线，并降低轮振动对车体的影响。 车体用以载人、载货或安置动力设备，走行部分将车体荷载传递至轨道，并在轨道上走行。19世纪的铁路车辆是直接将轮对安装在车厢下，所以车辆的运行性能差，车辆载重量也较小。现代机车车辆的走行部分基本上都采用转向架结构。
5、二、机车车辆走行部分的构造2.1 2.1 机车车辆基础知识简介机车车辆基础知识简介 （1）按用途分：客运机车、货运机车和调车机车（2）按牵引动力分：蒸汽、内燃、电力 蒸汽：建设机车 内燃：东方红型内燃机车 东风、东风2东风12型内燃机车 电力：韶山1韶山9型电力机车 国产交流传动电力机车内燃动车组和电动车组：国产内燃动车组、国产电动车组、高速电动车组、国产摆式动车组。二、机车车辆走行部分的构造2.1 2.1 机车车辆基础知识简介机车车辆基础知识简介 （1）按用途分：客车、货车（2）按车辆的轴数分：四轴车、六轴车、八轴车等 轴数越多，车轮也越多，载重量就越大。 客车：硬座车、软座车、硬卧车、软卧
6、车、餐车、行李车、邮政车等 货车：平车、敞车、棚车、罐车、保温车等（3）按车辆的载重分：货车有50吨、60吨、70吨、80吨、88吨、96吨、107吨等不同的载重量（4）按车辆的轴重分：21吨、23吨、25吨、28吨、30吨、33吨等2.2 2.2 转向架的构造和类型转向架的构造和类型 二轴客车转向架二轴客车转向架 构架构架 轮对轮对 二、机车车辆走行部分的构造二、机车车辆走行部分的构造二、机车车辆走行部分的构造二、机车车辆走行部分的构造三轴转向架二、机车车辆走行部分的构造二、机车车辆走行部分的构造 （1 1）轮对轴箱装置）轮对轴箱装置：轮对沿着钢轨滚动，除传递车辆：轮对沿着钢轨滚动，除传递车
7、辆重力外，还传递轮轨之间的各种作用力，其中包括牵引力和重力外，还传递轮轨之间的各种作用力，其中包括牵引力和制动力等。制动力等。轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动。 （2）弹性悬挂装置）弹性悬挂装置：为减少线路不平顺和轮对运动对为减少线路不平顺和轮对运动对车体的各种动态影响（如垂向振动，横向振动等），车体的各种动态影响（如垂向振动，横向振动等），转向架转向架在轮对与构架（侧架）之间或构架（侧架）与车体（摇枕）在轮对与构架（侧架）之间或构架（侧架）与车体（摇枕）之间，设有弹性悬挂装
8、置。前者称为轴箱悬挂装置（又称第之间，设有弹性悬挂装置。前者称为轴箱悬挂装置（又称第一系悬挂），后者称为摇枕（中央）悬挂装置（又称第二系一系悬挂），后者称为摇枕（中央）悬挂装置（又称第二系悬挂）。悬挂）。目前，我国大多数货车转向架只设有摇枕悬挂装置，目前，我国大多数货车转向架只设有摇枕悬挂装置，客车转向架既设有摇枕悬挂装置，又设有轴箱悬挂装置。弹客车转向架既设有摇枕悬挂装置，又设有轴箱悬挂装置。弹性悬挂装置包括弹簧装置、减振装置和定位装置等。性悬挂装置包括弹簧装置、减振装置和定位装置等。二、机车车辆走行部分的构造1.1.转向架的构造转向架的构造 （3 3）构架或侧架）构架或侧架：构架（侧架）将
9、转向架各零、：构架（侧架）将转向架各零、部件组成一个整体，是转向架的基础。所以它不仅仅部件组成一个整体，是转向架的基础。所以它不仅仅承受、传递各作用力及载荷，而且它的结构、形状和承受、传递各作用力及载荷，而且它的结构、形状和尺寸大小都应满足各零、部件的结构、形状及组装的尺寸大小都应满足各零、部件的结构、形状及组装的要求（如应满足制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位要求（如应满足制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位装置等安装的要求）。装置等安装的要求）。 二、机车车辆走行部分的构造 （4 4）基础制动装置）基础制动装置：为使运行中的车辆能在规定的距离范围内停车，必须安装制动装置，其作用是传递和放大制动缸
10、的制动力，使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力（即制动力），从而使机车车辆承受前进方向的阻力，产生制动效果。二、机车车辆走行部分的构造二、机车车辆走行部分的构造 （5）转向架支承车体的装置）转向架支承车体的装置：转向架支承车体的方式（又可称为转向架的承载方式）不同，使得转向架与车体相连接部分的结构及形式也各有所异，但都应满足两个基本要求：安全可靠地支承车体，承载并传递各作用力（如垂向力、振动力等）；为使车辆顺利通过曲线，车体与转向架之间应能绕不变的旋转中心相对转动。 转向架的承载方式可以分为心盘集中承载心盘集中承载、非心盘承载非心盘承载和和心盘部分承载心盘部分承载三种
11、。三种。 （1）按轴数分类）按轴数分类：机车有二轴、三轴和四轴转向机车有二轴、三轴和四轴转向架。车辆有二轴、三轴和多轴转向架。车轴在转向架上的架。车辆有二轴、三轴和多轴转向架。车轴在转向架上的排列形式称轴列式或轴式。我国东风型内燃机车和韶山排列形式称轴列式或轴式。我国东风型内燃机车和韶山型电力机车为三轴转向架，其轴式为型电力机车为三轴转向架，其轴式为3030（或（或C0C0），），其中，其中，C表示表示3，脚注，脚注0表示有牵引电动机驱动的动轮轴；北表示有牵引电动机驱动的动轮轴；北京型内燃机车为二轴转向架，其轴式为京型内燃机车为二轴转向架，其轴式为2020（或（或B0B0），），其中，其中，B
12、表示表示2，我国客货车辆多为二轴转向架。为了适应，我国客货车辆多为二轴转向架。为了适应我国重载运输发展的要求，正在研制单节大功率八轴内燃我国重载运输发展的要求，正在研制单节大功率八轴内燃机车，即两台四轴转向架。比较理想的轴式为机车，即两台四轴转向架。比较理想的轴式为B0B0B0B0，即由两台二轴转向架组合而成一台四轴转向架，车，即由两台二轴转向架组合而成一台四轴转向架，车辆则采用多转向架或转向架群。辆则采用多转向架或转向架群。 2.2.转向架的类型转向架的类型二、机车车辆走行部分的构造东风东风11（DF11）型内燃机车）型内燃机车二、机车车辆走行部分的构造一系弹簧悬挂一系弹簧悬挂 （2）按弹簧
13、装置形式）按弹簧装置形式分类：机车和车辆可分为分类：机车和车辆可分为一系和二系弹簧悬挂装置。一系悬挂转向架适用于一系和二系弹簧悬挂装置。一系悬挂转向架适用于低速机车和货车车辆，二系悬挂转向架适用于中高低速机车和货车车辆，二系悬挂转向架适用于中高速机车和客车车辆。速机车和客车车辆。二系弹簧悬挂二系弹簧悬挂 二、机车车辆走行部分的构造 （3）按行车速度）按行车速度分类：有高速转向架，速度分类：有高速转向架，速度在在200km/h以上；普通转向架，速度在以上；普通转向架，速度在120km/h以以下。下。 重要概念重要概念 （1 1）全轴距）全轴距: :同一机车车辆最前位和最后位车轴同一机车车辆最前位
14、和最后位车轴中心间水平距离中心间水平距离B BA-A-车辆全长车辆全长B-B-全轴距全轴距C-C-车辆定距车辆定距D-D-固定轴距固定轴距二、机车车辆走行部分的构造 （2 2）车辆定距）车辆定距: :车辆前后两转向架上车体支承间车辆前后两转向架上车体支承间的距离的距离C C （3 3）固定轴距）固定轴距: :同一转向架上始终保持平行的最同一转向架上始终保持平行的最前位和最后位车轴中心间水平距离前位和最后位车轴中心间水平距离D D2.3 2.3 轮对轮对 轮对是由一根车轴和两个相同的车轮组成。轮对是由一根车轴和两个相同的车轮组成。在轮轴接合部位采用在轮轴接合部位采用过盈过盈配合，使两者牢固地结配
15、合，使两者牢固地结合在一起，绝不允许有任何松动现象发生，以保合在一起，绝不允许有任何松动现象发生，以保证行车安全。证行车安全。 二、机车车辆走行部分的构造 轮对承担车辆全部重力，且在轨道上高轮对承担车辆全部重力，且在轨道上高速运行，同时还承受着从车体、钢轨两方面传速运行，同时还承受着从车体、钢轨两方面传递来的其它各种静、动作用力，受力很复杂。递来的其它各种静、动作用力，受力很复杂。因此，因此，对轮对的要求是对轮对的要求是：二、机车车辆走行部分的构造 应有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行； 应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下，自重最小，并具有一定弹性，以减小轮轨之间的相
16、互作用力； 应具备阻力小和耐磨性好的优点，以降低牵引动力损耗并提高使用寿命； 应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，还应具备必要的抵抗脱轨的安全性。 目前我国铁路车辆上使用的车轮绝大多数是整目前我国铁路车辆上使用的车轮绝大多数是整体辗钢轮，它包括踏面、轮缘、轮辋、幅板和轮毂体辗钢轮，它包括踏面、轮缘、轮辋、幅板和轮毂等部分等部分。1 1踏面；踏面；2 2轮缘；轮缘；3 3轮辋；轮辋；4 4幅板；幅板；5 5轮毂；轮毂；6 6轮箍；轮箍；7 7扣环；扣环；8 8轮心。轮心。 二、机车车辆走行部分的构造 踏面踏面：车轮与钢轨的接触面；：车轮与钢轨的接触面； 轮缘轮缘：突出的圆弧部分，是保持车
17、辆沿钢轨运：突出的圆弧部分，是保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨的重要部分；行，防止脱轨的重要部分； 车轮内侧面车轮内侧面：轮缘内侧面的竖直面；：轮缘内侧面的竖直面； 车轮外侧面车轮外侧面：与车轮内侧面相对的竖直面；：与车轮内侧面相对的竖直面； 车轮宽度车轮宽度：车轮内外两侧面之间的距离；：车轮内外两侧面之间的距离； 轮辋轮辋：车轮上踏面下最外的一圈；：车轮上踏面下最外的一圈； 轮毂轮毂：轮与轴互相配合的部分；：轮与轴互相配合的部分； 幅板幅板：联接轮辋与轮毂的部分，幅板上有两个：联接轮辋与轮毂的部分，幅板上有两个圆孔，便于轮对在切削加工时与机床固定并供圆孔，便于轮对在切削加工时与机床固定并供搬运轮
18、对之用。搬运轮对之用。 二、机车车辆走行部分的构造车车轮轮内内侧侧面面车车轮轮外外侧侧面面车轮踏面车轮踏面 机车锥型踏面机车锥型踏面 二、机车车辆走行部分的构造 车轮踏面需要制成一定的斜度车轮踏面需要制成一定的斜度，其作用是：，其作用是： (1)(1)便于轮对通过曲线。车辆在曲线上运行，由于离心力的便于轮对通过曲线。车辆在曲线上运行，由于离心力的作用，轮对偏向外轨。在外轨上滚动的车轮与钢轨接触的部分作用，轮对偏向外轨。在外轨上滚动的车轮与钢轨接触的部分直径较大，而沿内轨滚动的车轮与钢轨接触部分直径较小，其直径较大，而沿内轨滚动的车轮与钢轨接触部分直径较小，其大直径的车轮沿外轨行走的路程长，小直
19、径的车轮沿内轨行走大直径的车轮沿外轨行走的路程长，小直径的车轮沿内轨行走的路程短，正好与曲线区段线路的外轨长内轨短的情况相适应，的路程短，正好与曲线区段线路的外轨长内轨短的情况相适应，便于轮对顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。便于轮对顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。 (2)(2)便于轮对自动调中。在直线线路上运行的车辆，其中心便于轮对自动调中。在直线线路上运行的车辆，其中心线与轨道中心线如不一致，则轮对在滚动过程中能自动纠正其线与轨道中心线如不一致，则轮对在滚动过程中能自动纠正其偏离位置。偏离位置。 (3)(3)保持踏面磨耗沿宽度方向的均匀性。保持踏面磨耗沿宽度方向的均匀性。 从上述
20、分析可知，车轮必须制成有斜度的锥形踏面，但其从上述分析可知，车轮必须制成有斜度的锥形踏面，但其自动调中的功能，又成为轮对乃至整个车辆发生自激自动调中的功能，又成为轮对乃至整个车辆发生自激蛇行运动蛇行运动的原因。的原因。二、机车车辆走行部分的构造轮对蛇行运动轮对蛇行运动二、机车车辆走行部分的构造两种车轮踏面锥型、磨耗型两种车轮踏面锥型、磨耗型 锥型踏面有两个斜度，即锥型踏面有两个斜度，即1:20和和1:10，前者位于轮缘内，前者位于轮缘内侧侧48100mm范围内，是轮轨的主要接触部分，后者位于范围内，是轮轨的主要接触部分，后者位于距内侧距内侧100mm以外部分。踏面的最外侧有以外部分。踏面的最外
21、侧有R=6mm的圆弧，的圆弧，以便于通过小半径曲线，也便于通过辙叉。以便于通过小半径曲线，也便于通过辙叉。车车辆辆锥锥型型踏踏面面二、机车车辆走行部分的构造 磨耗型踏面是在改进锥型踏面的基础上发展起磨耗型踏面是在改进锥型踏面的基础上发展起来的。各国车辆运行情况证明，锥型踏面车轮的初来的。各国车辆运行情况证明，锥型踏面车轮的初始形状，随着运行过程的磨损成一定形状（与钢轨始形状，随着运行过程的磨损成一定形状（与钢轨断面相匹配），随后车轮与钢轨的磨耗都变得缓慢，断面相匹配），随后车轮与钢轨的磨耗都变得缓慢，其形状也趋于稳定。实践证明，车轮踏面若制成类其形状也趋于稳定。实践证明，车轮踏面若制成类似磨耗
22、后的稳定形状，即磨耗型踏面，可明显减少似磨耗后的稳定形状，即磨耗型踏面，可明显减少轮与轨的磨耗，并延长使用寿命，减少车轮修复旋轮与轨的磨耗，并延长使用寿命，减少车轮修复旋切的材料，减少换轮、旋轮的检修工作量。磨耗型切的材料，减少换轮、旋轮的检修工作量。磨耗型踏面可减少轮轨接触应力，保持车辆直线运行的横踏面可减少轮轨接触应力，保持车辆直线运行的横向稳定，有利于曲线通过。向稳定，有利于曲线通过。二、机车车辆走行部分的构造车辆磨耗型踏面车辆磨耗型踏面二、机车车辆走行部分的构造 车轮名义直径车轮名义直径：钢轮在离轮缘内侧钢轮在离轮缘内侧70mm处测量所得的直径处测量所得的直径。车轮直径的大小，对车辆的
23、影响各有利弊。轮径小，可以降车轮直径的大小，对车辆的影响各有利弊。轮径小，可以降低车辆重心，增大车体容积，减小车辆簧下质量，缩小转向低车辆重心，增大车体容积，减小车辆簧下质量，缩小转向架固定轴距，但其阻力增加，轮轨接触应力增大，加速踏面架固定轴距，但其阻力增加，轮轨接触应力增大，加速踏面磨耗；小直径车轮通过轨道凹陷和接缝也产生较大的振动。磨耗；小直径车轮通过轨道凹陷和接缝也产生较大的振动。轮径大的优缺点则与之相反。所以，车轮直径尺寸的选择，轮径大的优缺点则与之相反。所以，车轮直径尺寸的选择，应视具体情况而定。应视具体情况而定。我国货车标准轮径为我国货车标准轮径为840mm，客车标准，客车标准轮
24、径为轮径为915mm。 踏面的测量线：踏面的测量线：通过踏面上距车轮内侧面一定距离的一点通过踏面上距车轮内侧面一定距离的一点作一水平线。作一水平线。 轮缘高度轮缘高度f：测量线至轮缘顶点的距离。测量线至轮缘顶点的距离。 轮缘厚度轮缘厚度d：距测量线距测量线10mm处量得的厚度。处量得的厚度。二、机车车辆走行部分的构造3428测量线测量线轮缘高度轮缘高度轮缘厚度轮缘厚度车轮名义直径车轮名义直径70二、机车车辆走行部分的构造轮背内侧距离轮背内侧距离T：轮对上左右两车轮内侧面之间的距离。：轮对上左右两车轮内侧面之间的距离。轮对宽度轮对宽度q q ：轮背内侧距离加上两个轮缘厚度（：轮背内侧距离加上两个
25、轮缘厚度（2 2d）称为轮对宽度：称为轮对宽度：dTq2+=二、机车车辆走行部分的构造 轮对宽度必须与轨距相配合。为使机车车辆安全通过轨轮对宽度必须与轨距相配合。为使机车车辆安全通过轨道，所有轮对都应有标准的宽度，只容许很少的制造公差。道，所有轮对都应有标准的宽度，只容许很少的制造公差。 铁路技术管理规程铁路技术管理规程规定，我国机车车辆轮对的主要规定，我国机车车辆轮对的主要尺寸如下：尺寸如下：二、机车车辆走行部分的构造2.4 2.4 机车车辆运动形态与类型机车车辆运动形态与类型 (1) 沿轨道纵向的振动，称为伸缩运动沿轨道纵向的振动，称为伸缩运动(x方向方向)(2) 车体的横向振动，称为侧摆
26、运动车体的横向振动，称为侧摆运动(y方向方向)(3) 车体的上下振动，称为沉浮运动车体的上下振动，称为沉浮运动(z方向方向)(4)车体绕垂直轴车体绕垂直轴(z轴轴)的振动，称为摇头运动的振动，称为摇头运动(又称蛇行运动又称蛇行运动)(5)车体绕纵向水平轴车体绕纵向水平轴(x轴轴)的振动，称为侧滚运动的振动，称为侧滚运动(6)车体绕横向水平轴车体绕横向水平轴(y轴轴)的振动，称为点头运动。的振动，称为点头运动。二、机车车辆走行部分的构造 如果不考虑车体的扭转和挠曲振动，把车体看成是如果不考虑车体的扭转和挠曲振动，把车体看成是一个刚体，则在空间有六个自由度的运动：一个刚体，则在空间有六个自由度的运
27、动：三、直线轨道的几何形位 直线轨道几何形位要素有：直线轨道几何形位要素有：3.1 3.1 轨距轨距三、直线轨道的几何形位 轨距轨距是钢轨顶面下是钢轨顶面下16mm处两股钢轨作用边处两股钢轨作用边之间的距离。轨距用道尺或其它工具测量。之间的距离。轨距用道尺或其它工具测量。 轨距16mm?因为钢轨头部外形由不同半因为钢轨头部外形由不同半径的复曲线所组成，钢轨底径的复曲线所组成，钢轨底面设有轨底坡，钢轨向内倾面设有轨底坡，钢轨向内倾斜，车轮轮缘与钢轨侧面接斜，车轮轮缘与钢轨侧面接触点发生在钢轨顶面下触点发生在钢轨顶面下1016mm之间。所以，我国之间。所以，我国铁路技术管理规程铁路技术管理规程规定
28、轨规定轨距测量部位在钢轨顶面下距测量部位在钢轨顶面下16mm处。在此处，轨距一处。在此处，轨距一般不受钢轨磨耗和肥边的影般不受钢轨磨耗和肥边的影响，便于轨道维修工作的实响，便于轨道维修工作的实施。施。量测工具：量测工具：静态：道尺、轨检小车静态：道尺、轨检小车动态：轨检车动态：轨检车三、直线轨道的几何形位三、直线轨道的几何形位 轨距静态和动态容许偏差值见下表。轨距变化应缓和轨距静态和动态容许偏差值见下表。轨距变化应缓和平顺，其变化率：正线、到发线不应超过平顺，其变化率：正线、到发线不应超过 2（规定递减部（规定递减部分除外），站线和专用线不得超过分除外），站线和专用线不得超过3，即在，即在1m
29、长度内的长度内的轨距变化值，正线、到发线不得超过轨距变化值，正线、到发线不得超过2mm，站线和专用线，站线和专用线不得超过不得超过3mm。高速相关规范规定轨距变更率小于高速相关规范规定轨距变更率小于1。有有碴碴轨轨道道静静态态几几何何形形位位容容许许偏偏差差管管理理值值（mm） 项项 目目 轨轨 距距 160 km/hV200 km/h 2 120 km/hV160 km/h +4,-2 100 km/hV120 km/h +6,-2 V100 km/h 及及到到发发线线 +6,-2 其其他他站站线线 +6,-2 注： 1 轨距偏差不含曲线上按规定设置的轨距加宽值， 但最大轨距 （含加宽值和偏
30、差）不得超过 1456 mm。 三、直线轨道的几何形位 为使机车车辆在线路上两股钢轨间正常运行，机车车辆的轮对宽度应适当小于轨距。 当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨的作用边时，另一个车轮轮缘与另一股钢轨作用边之间便形成一定的间隙，这个间隙称为游间游间。Sq游游间间示示意意图图 轨距轨距轮对宽度轮对宽度游间游间 = S-q三、直线轨道的几何形位 轨距和轮对宽度都规定有容许的最大值和最小轨距和轮对宽度都规定有容许的最大值和最小值。若轨距最大值为值。若轨距最大值为 ，最小值为，最小值为 ，轮，轮对宽度最大值为对宽度最大值为 ，最小值为，最小值为 ，则，则 游间最大值：游间最大值： 游间最小值：游间最
31、小值： 我国机车车辆的轮轨游间见下表：我国机车车辆的轮轨游间见下表：maxSminSmaxqminqminmaxmaxqSmaxminminqS3-5 轮轮轨轨游游间间表表 轮轨游间 值（mm） 车 轮 名 称 最 大 正 常 最 小 机 车 轮 45 16 11 车 辆 轮 47 14 9 三、直线轨道的几何形位 轮轨游间轮轨游间的大小，对列车运行的平稳性和轨道的稳定性有的大小，对列车运行的平稳性和轨道的稳定性有重要的影响。如重要的影响。如增大，则列车运行的蛇行幅度加大，作用增大，则列车运行的蛇行幅度加大，作用于钢轨上的横向力增长，动能损失加大，从而加剧轮轨磨耗于钢轨上的横向力增长，动能损失
32、加大，从而加剧轮轨磨耗和轨道变形，严重时将引起撑道脱线，危及行车安全。如和轨道变形，严重时将引起撑道脱线，危及行车安全。如太小，将增加行车阻力和轮轨磨耗，严重时还可能楔住轮对、太小，将增加行车阻力和轮轨磨耗，严重时还可能楔住轮对、挤翻钢轨或导致爬轨事件，危及行车安全。挤翻钢轨或导致爬轨事件，危及行车安全。 为了提高列车运行的平稳性和线路的稳定性，减少轮轨磨耗为了提高列车运行的平稳性和线路的稳定性，减少轮轨磨耗和动能损失，确保行车安全，游间和动能损失，确保行车安全，游间值需限制在一个合理的值需限制在一个合理的范围内。根据我国现场测试和养护维修经验，认为减小直线范围内。根据我国现场测试和养护维修经
33、验，认为减小直线轨距有利。轨距按轨距有利。轨距按1434 mm1434 mm或或1433mm1433mm控制，尽管轨头有少量控制，尽管轨头有少量侧磨发生，但可延缓达到轨距超限的时间，有利于提高行车侧磨发生，但可延缓达到轨距超限的时间，有利于提高行车平稳性，延长维修周期。随着行车速度的日益提高，目前世平稳性，延长维修周期。随着行车速度的日益提高，目前世界上一些国家正致力于通过试验研究的方法寻求游间界上一些国家正致力于通过试验研究的方法寻求游间的合的合理取值。理取值。三、直线轨道的几何形位3.2 3.2 水平水平 水平水平是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。 在直
34、线地段，两股钢轨顶面应置于同一水平面上，以使在直线地段，两股钢轨顶面应置于同一水平面上，以使两股钢轨受载均匀，保持列车平稳运行。水平用道尺或其它两股钢轨受载均匀，保持列车平稳运行。水平用道尺或其它工具测量。轨道工具测量。轨道“水平水平”的容许偏差见下表。的容许偏差见下表。 三、直线轨道的几何形位三、直线轨道的几何形位三、直线轨道的几何形位160 km/hV200 km/h 轨轨道道动动态态管管理理值值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高低（mm） 4 6 8 11 轨向（mm） 4 5 7 8 轨距（mm） +4，2 +5，3 +6，4 +8，6 水水平平（mm） 4
35、6 8 10 扭曲 （mm） （基长 6.25m） 4 5 6 8 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.10 0.10 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位120 km/hV160 km/h 轨轨道道动动态态管管理理值值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高低（mm） 5 6 10 15 轨向（mm） 4 5 8 12 轨距（mm） +5，2 +6，4 +10，7 +15，8 水水平平（mm） 5 6 10 14 扭曲（mm） （基长 6.25m） 4 5 8 12 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.1
36、5 0.20 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位100 km/hV120 km/h 轨道动态管理值轨道动态管理值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高低（mm） 7 8 12 20 轨向（mm） 7 8 10 16 轨距（mm） +7，5 +8，6 +12，8 +20，10 水平（水平（mm） 7 8 12 18 扭曲（mm） （基长 6.25m） 7 8 10 14 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.15 0.20 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位V100
37、km/h 轨道动态管理值轨道动态管理值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高低（mm） 11 12 16 22 轨向（mm） 9 10 14 20 轨距（mm） +11，5 +12，6 +16，8 +24，10 水平（水平（mm） 11 12 16 22 扭曲（mm） （基长 6.25m） 9 10 12 16 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.15 0.20 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位 两股钢轨的顶面偏差值，沿线路方向的变化率不可太大。在两股钢轨的顶面偏差值，沿线路方向的变化率不可太大。在1m距离内，
38、距离内，这个变化不可超过这个变化不可超过1mm，否则即使两股钢轨的水平偏差不超过容许范围，否则即使两股钢轨的水平偏差不超过容许范围，也会引起机车车辆的剧烈摇晃。也会引起机车车辆的剧烈摇晃。 实践中有二种性质不同的钢轨水平偏差，对行车的危害程度也不相同。实践中有二种性质不同的钢轨水平偏差，对行车的危害程度也不相同。一种偏差称为一种偏差称为水平差水平差，这就是在一段规定的距离内，一股钢轨的顶面始终比，这就是在一段规定的距离内，一股钢轨的顶面始终比另一股高，高差值超过容许偏差值。另一种称为另一股高，高差值超过容许偏差值。另一种称为三角坑三角坑，又称为，又称为“扭曲扭曲”，其含义是在一段规定的距离内，
39、先是左股钢轨高于右股，后是右股高于左股，其含义是在一段规定的距离内，先是左股钢轨高于右股，后是右股高于左股，高差值超过容许偏差值，而且两个最大水平误差点之间的距离，不足高差值超过容许偏差值，而且两个最大水平误差点之间的距离，不足18m。我国铁路检测三角坑的基准线长（基长）为我国铁路检测三角坑的基准线长（基长）为6.25m，但在，但在18m距离内不得有距离内不得有超过相关规定。超过相关规定。 在一般情况下，超过容许限值的水平差，只是引起车辆摇晃和两股钢轨在一般情况下，超过容许限值的水平差，只是引起车辆摇晃和两股钢轨的不均匀受力，并导致钢轨不均匀磨耗。但如果在延长不足的不均匀受力，并导致钢轨不均匀
40、磨耗。但如果在延长不足18m的距离内的距离内出现水平差超过出现水平差超过4mm的三角坑，将使同一转向架的四个车轮，只有三个正的三角坑，将使同一转向架的四个车轮，只有三个正常压紧钢轨，还有一个形成减载或悬空。如果恰好在这个车轮上出现较大常压紧钢轨，还有一个形成减载或悬空。如果恰好在这个车轮上出现较大的横向力，就可能使浮起的车轮只能以它的轮缘贴紧钢轨，在最不利的情的横向力，就可能使浮起的车轮只能以它的轮缘贴紧钢轨，在最不利的情况下甚至可能爬上钢轨，引起脱轨事故。三角坑对于行车的平稳性和安全况下甚至可能爬上钢轨，引起脱轨事故。三角坑对于行车的平稳性和安全性有显著的影响，是轨道几何形位重点控制的指标之
41、一。性有显著的影响，是轨道几何形位重点控制的指标之一。三、直线轨道的几何形位水平偏差水平偏差三角坑三角坑三角坑三角坑三、直线轨道的几何形位有有碴碴轨轨道道静静态态几几何何形形位位容容许许偏偏差差管管理理值值（mm） 项目 高低 轨向 水平 扭扭曲曲(基基长长（6.25m） 轨距 160 km/hV200 km/h 3 3 3 3 2 120 km/hV160 km/h 4 4 4 4 +4，2 100 km/hV120 km/h 4 4 4 4 +6，2 V100 km/h 及到发线 4 4 4 4 +6，2 其他站线 5 5 5 5 +6，2 测量弦长 10m 注: 三角坑偏差不含曲线超高顺
42、坡造成的扭曲量，检查三角坑时基长为 6.25 m，但在延长 18 m 的距离内无超过表列的三角坑。 160 km/hV200 km/h轨轨道道动动态态管管理理值值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高低（mm） 4 6 8 11 轨向（mm） 4 5 7 8 轨距（mm） +4，2 +5，3 +6，4 +8，6 水平（mm） 4 6 8 10 扭扭曲曲（mm） （基基长长6.25m） 4 5 6 8 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.10 0.10 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位三、直线轨道的几何形位100
43、 km/hV120 km/h 轨道动态管理值轨道动态管理值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高低（mm） 7 8 12 20 轨向（mm） 7 8 10 16 轨距（mm） +7，5 +8，6 +12，8 +20，10 水平（mm） 7 8 12 18 扭曲（扭曲（mm） （基长（基长 6.25m） 7 8 10 14 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.15 0.20 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位V100 km/h 轨轨道道动动态态管管理理值值 超 限 等 级 项 目 管 理 目 标 值 级 级 级 高
44、低（mm） 11 12 16 22 轨向（mm） 9 10 14 20 轨距（mm） +11，5 +12，6 +16，8 +24，10 水平（mm） 11 12 16 22 扭扭曲曲（mm） （基基长长 6.25m） 9 10 12 16 车体垂向加速度（g） 0.10 0.10 0.15 0.20 车体横向加速度（g） 0.06 0.06 0.10 0.15 三、直线轨道的几何形位3.3 3.3 方向方向 方向方向是指轨道中心线在水平面上的平顺性。是指轨道中心线在水平面上的平顺性。 经过运营的直线轨道并非直线，而是有许多波长为经过运营的直线轨道并非直线，而是有许多波长为1020m的曲线所组成
45、，因其曲度很小，故通常不易察觉。若直线的曲线所组成，因其曲度很小，故通常不易察觉。若直线不直则必然引起列车的蛇行运动。在行驶快速列车的线路上，不直则必然引起列车的蛇行运动。在行驶快速列车的线路上，轨道方向对行车的平稳性具有特别重要的影响，是行车轨道方向对行车的平稳性具有特别重要的影响，是行车平稳性平稳性的控制因素。的控制因素。轨向可用弦线、轨检小车和轨检车测得轨向可用弦线、轨检小车和轨检车测得. 三、直线轨道的几何形位无缝无缝线路线路胀轨胀轨跑道跑道后的后的轨道轨道状态状态 在无缝线路地段，若轨道方向不良，还可能在在无缝线路地段，若轨道方向不良，还可能在高温季节引发胀轨跑道事故（轨道发生明显的
46、不规高温季节引发胀轨跑道事故（轨道发生明显的不规则横向位移），严重威胁行车安全。则横向位移），严重威胁行车安全。三、直线轨道的几何形位三、直线轨道的几何形位三、直线轨道的几何形位3.4 3.4 高低高低 前后高低前后高低是指轨道沿线路方向的竖向平顺性。是指轨道沿线路方向的竖向平顺性。 静态高低不平顺静态高低不平顺：新建或经过大修的轨道，即使其轨面是平：新建或经过大修的轨道，即使其轨面是平顺的，但经过一段时间列车运行后，由于路基状态、道床捣固坚顺的，但经过一段时间列车运行后，由于路基状态、道床捣固坚实程度、以及钢轨磨耗的不一致性，将产生不均匀下沉，致使轨实程度、以及钢轨磨耗的不一致性，将产生不均
47、匀下沉，致使轨面前后高低不平，即在有些地段（往往在钢轨接头附近）下沉较面前后高低不平，即在有些地段（往往在钢轨接头附近）下沉较多，出现坑洼，这种不平顺，称为静态高低不平顺。多，出现坑洼，这种不平顺，称为静态高低不平顺。轨面三、直线轨道的几何形位 动态高低不平顺动态高低不平顺：有些地段，从表面上看，轨面是平顺的，：有些地段，从表面上看，轨面是平顺的，但实际上轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙（间隙超过但实际上轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙（间隙超过2mm时称时称为吊板），或轨枕底与道碴之间存在间隙（间隙超过为吊板），或轨枕底与道碴之间存在间隙（间隙超过2mm时称为时称为空板或暗坑），或轨道基础弹性的
48、不均匀（路基填筑的不均匀、空板或暗坑），或轨道基础弹性的不均匀（路基填筑的不均匀、道床弹性的不均匀等），当列车通过时，这些地段的轨道下沉不道床弹性的不均匀等），当列车通过时，这些地段的轨道下沉不一致，也会产生不平顺，这种不平顺称为动态高低不平顺。一致，也会产生不平顺，这种不平顺称为动态高低不平顺。 随着高速铁路的发展，动态不平顺已受到广泛关注。随着高速铁路的发展，动态不平顺已受到广泛关注。 动态高低不平顺动态高低不平顺吊板吊板暗坑暗坑三、直线轨道的几何形位 当车轮通过轨道不平顺地段时，动力效应增加。根据运营经验，连续三当车轮通过轨道不平顺地段时，动力效应增加。根据运营经验，连续三个空吊板可以使
49、钢轨受力增加一倍以上。一般说来，长度在个空吊板可以使钢轨受力增加一倍以上。一般说来，长度在4m以下的不平以下的不平顺，将引起机车车辆对轨道产生较大的破坏作用，明显加速道床变形，是养顺，将引起机车车辆对轨道产生较大的破坏作用，明显加速道床变形，是养路工作的重点控制对象。路工作的重点控制对象。 长度在长度在100300mm范围内的不平顺，主要起因于钢轨波浪型磨耗、焊范围内的不平顺，主要起因于钢轨波浪型磨耗、焊接接头低塌、或轨面擦伤。通过该处的车轮，对轨道形成冲击作用，行车速接接头低塌、或轨面擦伤。通过该处的车轮，对轨道形成冲击作用，行车速度愈高，冲击愈大。度愈高，冲击愈大。 例如，根据沪宁线混凝土
50、轨枕道床板结地段的一个试验，将钢轨人为地例如，根据沪宁线混凝土轨枕道床板结地段的一个试验，将钢轨人为地打磨成如下图所示的不平顺（模拟焊接接头打塌后的形状），列车以打磨成如下图所示的不平顺（模拟焊接接头打塌后的形状），列车以90km/h的速度通过时，一个动轮产生的冲击力达到的速度通过时，一个动轮产生的冲击力达到300kN左右，接近于左右，接近于3倍倍静轮重。因轨道检查车对其难以检测，养路工作中应加强管理。静轮重。因轨道检查车对其难以检测，养路工作中应加强管理。 350mm3mm三、直线轨道的几何形位有有碴碴轨轨道道静静态态几几何何形形位位容容许许偏偏差差管管理理值值（mm） 项项目目 高高低低
