1、城市轨道轨道结构城市轨道轨道结构城市轨道交通概论城市轨道交通概论 第五章第五章1优质教资一、轨道组成概述 二、钢轨 三、轨枕 四、联结零件 五、轨下基础 六、线路防爬及曲线加强 七、轨道结构的合理配套 2优质教资 轨道（图）是由钢轨（图）、轨枕（图）、道床、道岔（图）、联结零件（图）及防爬设备（图）组成。一、轨道组成概述 1 概念及作用1 1）组成）组成2 2）作用）作用 引导机车车辆运行，直接承受由车轮传来的荷载，并把它传布给路基或桥隧建筑物。3优质教资2 组成及作用1）钢轨 引导机车车辆前进，承受并传递车轮压力，兼做轨道电 路（电气化铁路或自动闭赛区间）。2）轨枕 轨枕承受钢轨的压力并传布
2、于道床，有效地保持轨道的几何形位。3）联结零件 有效地保证钢轨与钢轨、钢轨与轨枕间的可靠联结，尽可能保持钢轨的连续性与整体性。阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下，充分发挥缓冲减振性能，延缓线路残余变形的积累。4优质教资4）防爬设备 有效地防止钢轨与轨枕之间发生纵向的相对移动，防止钢轨爬行。5）道床 轨枕基础，增加轨道的弹性和纵横向移动的阻力，并便于排水和校正轨道的平面和纵断面。6）道岔 使机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道。5优质教资1 类型 钢轨类型以每米大致质量kg数表示。我国主要有75、60、50、43、38kg/m共五种。应与正线轨道类型相区别，
3、正线轨道类型有：特重型、重型、次重型、中型、轻型共五种。二、钢轨（图）6优质教资7优质教资8优质教资钢轨断面9优质教资 轨头宜肥而大，应具有和车轮踏面相适应的外形。轨腰应有足够的厚度和高度。轨底应有足够的宽度和厚度，并具有必要的刚度和抵抗锈蚀的能力。轨身高与轨底宽之间应有适当的比例，轨高与轨底宽之比一般为1.151.20。2 断面设计原则10优质教资有Fe、C、Mn、Si、P、S等元素。3 材质及机械性能1 1）钢轨钢的化学成分）钢轨钢的化学成分11优质教资 主要取决于钢轨的化学性能、物理力学性能、金属组织及热处理工艺。2 2）机械性能）机械性能12优质教资 重型化 随着高速、重载运输的要求，
4、钢轨正向重型化发展，目前世界上最重型的钢轨已达到77.5kg/m，线路上逐步铺设75kg/m钢轨。3 3）钢轨的发展趋势）钢轨的发展趋势13优质教资 强韧化 在轮载和温度力的作用下，钢轨产生复杂的变形：压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨耗等。为使列车能够安全、平稳和不间断地运行，钢轨必须保证在轮载和轨温变化作用下，应力和变形均不超过规定的限值。这就要求钢轨具有足够的强度、韧性和耐磨性能。14优质教资 纯净化（材质）淬火轨对材质纯净度的要求比普通钢轨更高，如果不提高钢轨的纯净度，钢轨重型化及强韧化的优势也不能更好地发挥，因此材质纯净化是重型化和强韧化的基础。例如钢轨中非金属夹杂、钢轨金属薄弱区的存
5、在等，都是钢轨产生疲劳伤损的根源，以这些疲劳源为中心形成核伤，对行车安全构成威胁。15优质教资 钢轨重型化、强韧化和纯净化应当有机地统一，才能获得最佳综合技术经济效益。16优质教资 标准轨长度：12.5、25 和新近出厂的50m钢轨。缩短轨 对应于12.5标准轨：12.46 m、12.42 m、12.38。对应于25标准轨：24.96 m、24.92 m、24.84。4 钢轨长度、接头及轨缝1 1）钢轨长度）钢轨长度17优质教资 预留轨缝：铺轨施工时预留的轨缝称为预留轨缝。构造轨缝：指受钢轨、接头夹板及螺栓尺寸限制，在 构造上能实现的轨端最大缝隙值。001()2zgaL tta 预留轨缝的计算
6、2 2）轨缝）轨缝 普通线路预留轨缝计算公式 18优质教资限制钢轨伸缩量接头阻力和基础阻力（）允许铺轨年轨温差CLCaTg2 12.5m 钢轨在任何地区都能铺设，25m 长钢轨的允许铺设地区应满足(冬天螺栓不受剪，夏天轨缝不顶严)3 3）允许铺轨温度范围）允许铺轨温度范围19优质教资 对于60kg/m钢轨以下的25m长的普通线路，ag=18mm，应当在（tZ30）（tZ30）范围内铺设或调整轨缝。22goszgoxzattLattL允许铺轨轨温上限允许铺轨轨温下限 对于25m 钢轨，T101.7。允许铺轨上下限：20优质教资1 1）钢轨磨耗种类）钢轨磨耗种类 侧面磨耗 钢轨超常的侧面磨耗遍及全
7、路各主要干线。京沪线泰安段，京广线广水段、韶关段，陇海线三门峡段等，铺设在曲线上股的新轨少则10个月，多则1521个月，就因磨耗超限而被迫更换，其它干线上钢轨侧磨的现象也很，特别是运煤干线，磨耗速率更大。不少工务段迫于维修轨不足，往往采取调边使用的措施以解燃煤之急。5 钢轨磨耗与伤损21优质教资减少侧磨的途径：i)采用耐磨轨，如高硅轨，淬火轨等。ii)加强曲线养护，设置合理超高、轨距，保持良好的轨底坡和方向，增加线路的弹性。减少15的曲线超高量、轨距减少2mm、把曲线里股轨底坡调成1/20，外轨仍保持1/40等调整线路参数措施都可减缓曲线钢轨磨耗。但这些措施须与保持曲线圆顺和加强轨道维修配合进
8、行，方能起到应有的作用。iii)曲线涂油。包括车上涂油和地面涂油两种。22优质教资a 轮轨适量润滑对减轻磨耗有明显效果，但轮轨润滑并不是万能的。它的效果只能通过采用优质钢轨才能充分发挥，即使在轮轨极好的润滑条件下，普通碳素轨也难以得到令人满意的效果，我国多年来坚持钢轨涂油工作但效果并不明显就充分说明了这一点。b 轮轨具有一定的磨耗速率是正常现象，否则钢轨的疲劳伤损将成为突出矛盾。据日本铁路的研究，钢轨涂油后接触疲劳伤损剧增，容易发生钢轨剥离。应有控制地进行轮对润滑，即35d进行一次轮对润滑，然后15d不润滑，使钢轨磨耗量保持在1.5mm/亿t通过总重的水平。试验表明：23优质教资 波浪形磨耗（
9、实质上是波浪压溃）3080mmmmm波长:发生在大半径曲线或直线上波形磨耗 波长80600:最长达2，多发生在曲线上，在以货运为主的线路上，以波浪形磨耗为主。在主要运煤干线，波浪磨耗成为钢轨使用寿命的控制因素。以石太线为例，R300m的曲线上股钢轨，只铺用1012个月就因波磨而报废。24优质教资 一般是正常的。随着总重的增加而增大，在曲线上由于超高设置不当而引起。垂直磨耗25优质教资第一阶段：钢轨踏面外形的变化第二阶段：轨头表面金属的破坏第一阶段：轨头接触疲劳的形成2）钢轨接触疲劳伤损的形成过程26优质教资 轨头核伤是最危险的一种伤损形式，会在列车作用下突然断裂，严重影响行车安全。形成的内因：
10、钢轨内部材质的缺陷。形成的外因：外部荷载的作用。3）轨头核伤27优质教资1）提高钢轨材质，防止出现气孔及夹碴等不良现象。钢轨只有向重型化、强韧化、纯净化发展，才是解决钢轨伤损问题的根本途径。2)改善线路质量，提高弹性，减少动力冲击。4）减缓伤损措施28优质教资轨枕可以按以下方法进行分类：1）按使用目的划分：普通轨枕、岔枕、桥枕2）按材料划分：木枕、混凝土枕、混凝土宽枕3）按构造及铺设方法：横向轨枕、纵向轨枕、短枕 三、轨枕（图）1 类型29优质教资1 1）优缺点）优缺点优点 富于弹性，便于加工、运输和维修，电绝缘性能好，与道碴间摩擦系数大。缺点 木材缺乏，价格贵，易腐朽，寿命短，不同种类轨枕弹
11、性可能不一致。2 木枕30优质教资普通木枕标准长度2.5m。木岔枕2.6 4.85m，级差0.15m2 2）长度）长度31优质教资 防腐处理（防腐油与煤焦油混合的油剂，即混合油），防裂，防水。在木枕上铺设垫板，并预钻道钉孔。严格控制木枕的含水量。出现裂缝后立即采取补救措施。3 3）延长木枕使用寿命的措施）延长木枕使用寿命的措施32优质教资1 1）类型）类型 按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕 按结构型式：整体式、组合式、半枕 按配筋方式：普通钢筋混凝土枕、预应力混凝土枕2 2）尺寸）尺寸 长度：2.32.7 之间，、型枕均采用2.5m。3 混凝土枕33优质教资主要优点：纵、横向阻
12、力较大，提高了线路的稳定性，可以满足铁路高速度、大运量小要求；铺设高弹性垫层可以保证有比较均匀的弹性；使用寿命长，可以降低铁路轨道每年的修理费用。4 我国混凝土枕现状34优质教资轨枕尺寸35优质教资1 1）型轨枕（还有相当比例）型轨枕（还有相当比例）缺点：使用条件与承载能力不相匹配、结构薄弱、养护维修不便。36优质教资 型混凝土枕的承载能力是按韶山型机车、轴重25t、最高速度120km/h、铺设密度1840根/km设计的。包括1984年以后设计鉴定的S-2型（1998年3月1日停产）、J-2型、YII-F型、TKG-II型等，从1985年后开始大量铺设于各型轨道。采用疲劳可靠性进行设计。难以适
13、应重型和特重型轨道的承载条件。为我国目前的主型轨枕，基本适用于次重型、重型轨道。2 2）型轨枕与新型轨枕与新型轨枕（较前者有所改进，质量大型轨枕（较前者有所改进，质量大22kg22kg）37优质教资YII轨枕螺旋道钉孔38优质教资螺旋道钉39优质教资 类型：分为无挡肩、有挡肩两种。较II型轨枕加宽了枕底宽度，支承面积增加17，端部面积增加20，对于提高道床的纵横向阻力和轨道稳定性十分有利。若以支承面积计，1600根III型轨枕的底面积约与1840根II型枕相当。因此，加长和加宽的因此，加长和加宽的IIIIII型轨枕可以减少每千米的轨枕配置根数。型轨枕可以减少每千米的轨枕配置根数。3 3）型轨枕
14、（设计中采用型轨枕（设计中采用IIIIII级荷载）级荷载）主要特点：结构合理，强化了轨道结构。轨下和中间截面的设计承载能力较高。采用无螺栓扣件的扣压力能保持线路稳定。40优质教资5.1 5.1 混凝土宽枕混凝土宽枕1 1）优点）优点 使道床的应力大为减少。(支承面积比普通枕增加一倍)轨道结构得到加强。有利于铺设无缝线路。（重量大，阻力大）延长道床的清筛周期。（封闭）维修养护工作量少，适合于繁忙干线和车站。宽轨枕轨道整洁美观。5 特种混凝土枕41优质教资混凝土宽枕尺寸42优质教资宽轨枕铺设43优质教资2 2）类型）类型主要有弦76、筋76、弦82、筋82 44优质教资1 1）优点）优点 提高了道
15、岔的稳定性，轨距、水平、方向等几何尺寸容易保持，并消除了导曲线反超高及道岔爬行等病害，减少维修工作量约1/3。目前，全路铺设岔枕10000组，对强化道岔的结构，保证行车安全起到了积极的作用。5.2 5.2 混凝土岔枕混凝土岔枕45优质教资2 2）问题）问题 混凝土岔枕比混凝土枕受力更复杂，在辙叉等特殊部位由于承受冲击力大，更容易发生裂纹；岔枕螺栓的固定方式是预埋尼龙套管，螺栓拧在套管中，在列车振动作用下容易松动，特别是尼龙套管容易积水，使螺栓锈蚀；扣件零配件型号繁多，通用性差。在管理工作中，混凝土岔枕的供应是成组发运，以50kg/m钢轨12号单开道岔为例，每组岔枕共有26种长度、81种规格的有
16、挡肩岔枕92根，当个别岔枕损坏后，很难配备更换，另外，随着运量的增加，轨型发生变化，而由于不同轨型的混凝土岔枕不能通用，致使混凝土岔枕大量拆除下道，不能充分发挥混凝土岔枕使用寿命长的作用。46优质教资 它就是在混凝土枕的混凝土中掺入一定量的钢纤维，以提高轨枕的抗冲击韧性和抗裂、抗拉、抗剪、抗弯、抗疲劳强度。其研制工作是铁科院铁建所和太原轨枕厂承担的，经过设计、试验、试制和试铺，取得了比较满意的结果。5.3 5.3 钢纤维混凝土枕钢纤维混凝土枕47优质教资5.4 5.4 混凝土桥枕混凝土桥枕 混凝土桥枕枕中部分应保持浮碴，既不能掏空，也不能进行捣固。48优质教资1 1）每公里轨枕数（级差）每公里
17、轨枕数（级差8080根根/km/km）木枕线路：1440 1920 根/公里 混凝土枕线路：1440 1840 根/公里 6 轨枕间距49优质教资32nbcLa2)3(222ancLbncLacab于是有代入上式：设式中 L标准轨长，并考虑轨缝8mm；n 一节钢轨下轨枕的根数，由每公里铺设的 轨枕数换算过来；a中间轨枕间距；b过渡轨枕间距；c接头轨枕间距。固定：50kg/m 及以上钢轨，木枕取440mm、混凝土枕取540mm。2 2）轨枕布置（确定）轨枕布置（确定a a、b b、c c）计算a a：注意：b应取最终计算值，假设值b=(a+c)/2不可使用。50优质教资 以上的计算结果不一定能够
18、满足使用要求，还需要对a、b、c的取值进行如下判断。i)abc(首先尽量满足)（有时可能满足不了）。ii)a宜取mm整倍数。3 3）计算结果要求计算结果要求51优质教资4 4）实例实例 某普通线路采用50kg/m钢轨L=10.5m，轨缝取8mm，每公里铺设PC枕1680根，求其轨枕布置的中间间距a，及过渡间距b（接头间距c=540mm）。1680 10.50817.6410001000NLn25.58921854021050822ncLa解：，取18根。中间轨枕间距：，取590mm。计算轨枕根数：52优质教资过渡轨枕间距：(3)210508540(183)5902559mmLcnab，故可取c
19、ba590mm559mm540mmabc满足53优质教资1 钢轨接头联结形式1 1）按左右股钢轨接头位置划分）按左右股钢轨接头位置划分 相对式(对接)、相互式(错接)我国采用相对式。2 2）按钢轨接头与轨枕相对位置划分）按钢轨接头与轨枕相对位置划分 悬接式、单枕承垫式、双枕承垫式 我国采用悬接式。3 3）按接头用途及工作性能划分）按接头用途及工作性能划分 普通接头、导电接头、异形接头、绝缘接头、尖轨 接头、冻结接头、胶结接头及焊接接头。四、联结零件（图）轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。54优质教资普通接头 前后同类型钢轨的正常联接。导电接头 将钢轨做为导电体的自动闭塞区段，
20、为加强导电性，在接头处铆上一根导线。异形接头 前后不同类型钢轨的联接。（又称过渡接头）绝缘接头 在自动闭塞区段上，还需要有使信号电流不能从一个闭 塞分区传到另一个闭塞分区的接头装置。55优质教资胶接接头 在无缝线路上，轨缝用胶填满，即胶接绝缘接头。抗剪荷载可达1700kN以上，较为理想的绝缘接头。尖轨接头 又称伸缩接头。是将接头以尖轨的形式联接，用于一些轨端伸缩量大的线路。因为它与温度变化有关，因此又称为温度调节器，广泛用于大桥上无缝线路接头处。56优质教资冻结接头 （上述几种接头结构允许轨端伸缩）冻结接头就是不允许钢轨伸缩的接头。焊接接头 是指用焊接方法把钢轨联接成整体，有同类型轨焊接，也有
21、不同类型轨焊成异型焊接接头。57优质教资工务绝缘类58优质教资轨端垫板类59优质教资2 钢轨接头联结零件（图）1 1）接头夹板）接头夹板 我国采用的接头夹板为斜坡支承双头对称型夹板，简称双头式夹板（鱼尾板）。螺栓孔的圆形孔和长圆孔相间，共六个。采用长圆孔的原因：便于调整轨缝。60优质教资作用联结钢轨与钢轨间的接头；组成鱼尾板、螺栓、螺帽、弹性垫圈等。61优质教资接头夹板断面62优质教资2 2）接头螺栓）接头螺栓 遵照国际标准，以抗拉强度将螺栓分为10.9级和8.8级（相当于抗拉强度为10.9、8.8kgf/mm2）.鱼尾螺拴63优质教资弹性垫圈、螺母、平垫3）螺母、弹簧垫圈等配件。）螺母、弹簧
22、垫圈等配件。64优质教资3 扣件（图）1 1）性能要求）性能要求 有足够的强度。有足够的耐久性。有一定的弹性。构造简单，便于安装和拆卸。65优质教资2 2）木枕扣件）木枕扣件 分开式 缺点是零件多，用钢量大，更换钢轨麻烦。主要用 于桥上线路。混合式 我国木枕轨道最广泛采用。66优质教资 作用将钢轨紧扣在轨枕上；分类木枕用和钢筋混凝土用。67优质教资68优质教资铁垫板69优质教资3 3）混凝土枕扣件）混凝土枕扣件（图）性能要求 a 足够的扣压力 b 适当的弹性 c 具有一定的轨距和水平调整量 d 具有绝缘性能 70优质教资 扣板式扣件71优质教资 弹条型扣件 （见下页图）用于标准轨距铁路直线及半
23、径R300m曲线铺设50kg/m、60kg/m钢轨的预应力混凝土枕，预应力混凝土宽枕及直线地段整体道床的普通线路和无缝线路。弹条有A、B两种型号，其中A型弹条较长。72优质教资弹条型扣件73优质教资弹条弹条A型扣件型扣件74优质教资弹条弹条B型扣件型扣件75优质教资 对于50kg/m钢轨除14号接头轨距挡板安装B型弹条外，其余均安装A型弹条。60kg/m钢轨则一律安装B型弹条。76优质教资弹条弹条II型扣件型扣件77优质教资弹条型扣件78优质教资 弹条型扣件 与弹条型扣件不同之处仅在于采用新材料。优点：扣压力大，强度安全储备大，残余变形小。适用于型或型混凝土枕的60kg/m钢轨的线路。适用性：
24、标准轨距铁路直线及半径R300m曲线铺设60kg/m钢轨的预应力混凝土枕轨道。机车轴重245KN。货车速度120km/h。客车速度160km/h.与60kg/m钢轨和型枕、A型枕配套使用。79优质教资 弹条型扣件特点：无螺栓、无挡肩优点：a、扣压力大 b、弹性好 c、保持轨距的能力很强 d、养护工作量小。80优质教资弹条弹条III型扣件型扣件81优质教资 防腐弹条扣件 适用遂道和运输环境恶劣，腐蚀严重线路地段。防腐弹条扣件 82优质教资 北京地铁用DI3型扣件DI弹条 该弹条设计扣压力8.24KN，设计弹程10.5mm,直径18mm。用于北京地铁线路上。83优质教资 广州地铁用单趾弹簧扣件：扣
25、轨弹簧 该弹条为英国潘得路扣件PR型，直径20mm用于广州地铁线路上。84优质教资1 1）道床的功用）道床的功用2 2）道床材料的性能要求）道床材料的性能要求 质地坚韧，有弹性，不易压碎和捣碎 排水性能好，吸水性差 不易风化，不易被风吹动或被水冲走 五、轨下基础1 碎石道床85优质教资3 3）道碴的技术条件要求）道碴的技术条件要求 道碴的分级使用（根据抗磨耗冲击性能、抗压碎性能、渗水性能来衡量道碴的质量，将道碴分为一、二级两种。）道碴的级配。道碴颗粒形状及清洁度要求。86优质教资4 4）道床断面）道床断面 道床断面具有以下主要特征：道床厚度 顶面宽度 边坡坡度87优质教资道床厚度 a 直线上道
26、床厚度：钢轨断面处轨枕底面至基床顶面的距离。b 曲线上道床厚度：曲线里股钢轨断面处轨枕底面至基床顶面的距离。（最小者为道床厚度）c 道床厚度与以下因素有关：(I)道床弹性 (II)道床脏污增长率 (III)垫碴层的承载能力 (IV)路基面的承载能力88优质教资5 5）道床的变形）道床的变形 它是轨道变形的来源。道床的下沉：初期急剧下沉 后期缓慢下沉 89优质教资1 1）概念）概念 用整体浇筑混凝土取代传统的道床，即为整体道床，也称为无碴轨道。2 整体道床90优质教资2 2）优点）优点 整体性强，稳定性好，轨道几何形位易于保持，有利于铺设无缝线路及高速行车 轨道变形小，维修工作量小 减少隧道开挖
27、面积，增加隧道或桥梁净空，整洁美观，坚固耐用 91优质教资3 3）缺点）缺点 工程投资费用高 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垫层 整治病害困难92优质教资1 1）概念）概念 用沥青或其它聚合材料将散粒道碴固化成整体的道床。2 2）优点）优点 下沉与永久变形小。稳定、支承均匀、位移阻力大。弹性好。（减小道床压力和振动）防水、防脏，整齐、美观。减少隧道开挖面积。大大减少维修工作量。3 沥青道床93优质教资4 我国常用无碴轨道结构 板式轨道是在日本新干线高速铁路上发展起来的一种新型轨道结构。它吸取了整体道床的优点，而对其不足：如工程费用高，施工进度慢、一旦基础变形整治困
28、难、支承块易松动等，在结构、材料及施工方法多方面进行了研究和改进。板式轨道可以提高轨道的稳定性，大大减少线路的养护维修工作量（也称少维修轨道）,可节省大量的维修费用。有资料表明,在行车速度200km/h情况下，板式轨道比有碴轨道经济，所增加的投资约要四年内可以收回。1 1）板式轨道）板式轨道94优质教资在研究板式轨道结构时，提出了如下四个基本要求：建筑费要控制在有碴轨的两倍以内；具有与有碴轨道相同的弹性和足够的强度；施工方法较简便，且施工日进度为200m以上。板式轨道可以提高轨道的稳定性，大大减少线路的养护维修工作量（也称少维修轨道）,可节省大量的维修费用。有资料表明,在行车速度200km/h
29、情况下，板式轨道比有碴轨道经济，所增加的投资约要四年内可以收回。95优质教资96优质教资 弹性支承块式无碴轨道主要由钢轨与扣件、钢筋混凝土支承块、橡胶套靴、枕（块）下橡胶垫板、混凝土道床板、隔离层及混凝土底座等组成。该种轨道已经用于我国秦岭等长大隧道内。橡胶套靴、枕下胶垫（下页图）可提供较大的弹性，有利于轨道的减振降噪。混凝土底座与隧道仰拱或桥面的预留钢筋连接，并用混凝土使之灌注成一整体结构。在混凝土底座两端的中部设有凹槽，以防止其纵横向移动。混凝土底座还可用来设置曲线超高。底座与道床板之间设置隔离层，便于修复道床板。造价：造价：250250350350万元万元/km/km。2 2）弹性支承块
30、式（短轨枕）无碴轨道）弹性支承块式（短轨枕）无碴轨道97优质教资套靴98优质教资套靴大垫板99优质教资弹性支承块式（短轨枕）无碴轨道100优质教资101优质教资3 3）长枕埋入式轨道及雷达（）长枕埋入式轨道及雷达（Rheda2000Rheda2000）型轨道）型轨道 由钢轨与扣件、穿孔混凝土枕、混凝土道床板、隔离层及混凝土底座等组成，隧道内可不设混凝土底座。102优质教资沙河特大桥长枕埋入式无碴轨道全景 103优质教资沙河特大桥长枕埋入式无碴轨道结构 104优质教资长枕埋入式轨道有碴与无碴过渡段 105优质教资长枕埋入式无碴轨道WJ-2型扣件组装图 106优质教资长枕埋入式无碴轨道WJ-2型扣
31、件组装图-1107优质教资 竣工后的长枕埋入式无碴轨道结构108优质教资竣工后的长枕埋入式无碴轨道结构-1 109优质教资长枕埋入式无碴轨道过渡段 110优质教资长枕埋入式无碴轨道过渡段微孔橡胶垫层 111优质教资 底座伸缩缝 长枕埋入式无碴轨道 底座伸缩缝 112优质教资113优质教资长枕埋入式无碴轨道过渡段结构布置 114优质教资4 4）浮置板轨道）浮置板轨道 它是将无碴轨道支承在弹性支承（橡胶或钢弹簧）上构成质量弹簧系统，无碴轨道与隧道的仰拱或其它基础隔离，这样大大削弱了振动向基础的传入，该轨道多用于城市轨道的地铁和高架桥上。浮置板轨道是隔振效果非常好的轨道结构。钢弹簧支承的浮置板轨道在
32、使用性能和寿命等方面优于橡胶支承。广州地铁一号线部分特殊减振地段使用了该种轨道。造价：单线广州地铁一号线部分特殊减振地段使用了该种轨道。造价：单线600600万元万元/km/km（不包括扣件、钢轨焊接铺设费用）。（不包括扣件、钢轨焊接铺设费用）。115优质教资浮置板式整体道床图116优质教资纵向浮置板式整体道床图117优质教资 列车运行时产生纵向水平力，使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动，这种现象称为线路爬行。使钢轨产生爬行的纵向水平力称为爬行力。六、线路防爬及曲线加强1 概念118优质教资1）在长大下坡、进站地段，列车减速、限速、制动；2）运量大，爬行量也大，爬行方向与列车运行方向
33、一致；3）列车轴重大、速度高，则沿着运行方向爬行也大；4）线路状态不良，扣件松弛，道床松散，爬行也大。2 影响线路爬行的因素119优质教资1）提高扣件阻力：采用弹性扣件，加大力矩，防止螺栓松动。2）加强道床的捣固、夯实，以提高轨道下道床的纵向阻力。3）安装防爬设备（图）（针对木枕道钉扣件，混凝土枕扣板式扣件，扣件阻力比道床纵向阻力小）。3 措施120优质教资1 1）原因）原因 横向水平力比直线段大，会使轨距扩大，轨道框架横移，水平位置歪曲，轨枕挡肩损坏，养护维修工作量增加。2 2）措施）措施 增加轨枕配置，提高轨道框架横向稳定性。安装轨撑：防止钢轨外倾与横移。安装轨距杆：保持轨距。4 曲线加强
34、121优质教资支距轨距杆122优质教资123优质教资124优质教资 运营条件主要由行车速度、轴重和运量三个参数来描述。行车速度与轨道的关系。（大重）轴重与轨道的关系。（大重）铁路运量与轨道的关系。（大重）七、轨道结构的合理配套1 运营条件和轨道结构的关系125优质教资2 正线轨道类型特重型、重型、次重型、中型、轻型，126优质教资 选型应按照由轻到重逐步加强的原则，根据近期调查的运量及旅客最高行车速度等运营条件按表中的规定采用。线规指出，改建既有线时，特重型、重型轨道应采用无缝线路，有条件时宜采用超长无缝线路；次重型轨道采用无缝线路。与运营条件相适应 考虑技术性 考虑经济性 3 轨道类型的选择
35、127优质教资128优质教资轨道是引导列车行驶方向、支承其载重并传递至路基（或桥轨道是引导列车行驶方向、支承其载重并传递至路基（或桥面）的线路上部建筑。面）的线路上部建筑。列车运行时，其动力作用首先通过车轮施加于钢轨上，并依列车运行时，其动力作用首先通过车轮施加于钢轨上，并依次传递至轨枕、道床、路基或（桥面）上。经过传递扩散，作用次传递至轨枕、道床、路基或（桥面）上。经过传递扩散，作用的接触面逐渐增大，单位面积上压力逐渐减小，从而保证路基在的接触面逐渐增大，单位面积上压力逐渐减小，从而保证路基在列车荷载作用下的稳定性。列车荷载作用下的稳定性。轨枕轨枕连接零件连接零件129优质教资钢轨钢轨轨道组
36、成轨道组成130优质教资钢轨钢轨轨道组成钢轨131优质教资轨枕轨枕轨枕轨道组成132优质教资接头联结零件接头联结零件作用联结钢轨与钢轨间的接头；组成鱼尾板、螺栓、螺帽、弹性垫圈等。接头扣件轨道组成133优质教资 木枕用中间联结零件作用将钢轨紧扣在轨枕上；分类木枕用和钢筋混凝土用。中间扣件轨道组成134优质教资135优质教资136优质教资 概述137优质教资钢轨用于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续，平顺和阻力最小的滚到曲面。钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量，并引导列车的运行方向。上部列车巨大的压力首先就落在钢轨的双肩上，钢轨必须具
37、备足够的强度、稳定性和耐磨性。钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重，它所承受的荷载越大。世界上第一条铁路的钢轨为18kg/m，最重的钢轨在美国，重达77kg/m。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。钢轨从理论上讲，钢轨的长度越长越好，既减少了接头的冲击 和磨损，又 减轻了铺设的劳动强度。然而，由于生产制造和运输的制约，我国目前的钢轨标准长度只有12.5m和25m两种。不过，可采取在施工现场把标准长度钢轨焊接成长钢轨和“无缝”钢轨的方法，减少接头，使线路更加平顺。138优质教资139优质教资接头轨道上钢轨和钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。接头
38、处的轮轨动力很大，接头时轨道结构的薄弱环节。轨缝为适应钢轨热胀冷缩的需要及便于更换钢轨，需要在街头处预留轨缝。预留轨缝的条件：（1）当轨温达到当地最高轨道温度时，轨缝应大于或等于零，使轨端不受挤压力，以防止温度压力太大而胀轨跑到。钢轨接头和轨缝（2）当轨温达到当地最低轨道温度时，轨缝应小于或等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防止接头螺栓拉弯或者拉断。（构造轨缝是指受钢轨，接头夹板和螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大的缝隙值）。140优质教资 预留轨缝的计算公式gzattLa21)(00141优质教资轨枕轨枕既要支承钢轨，又要保持钢轨的位置，还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具
39、备一定的柔韧性和弹性，硬了不行，软了也不行。列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状轨枕按照其制造材料的不同分为木枕，混凝土枕和混合宽枕。木枕主要优点是弹性好，可缓和列车的动力冲击。与钢轨的链接较简单。木枕缺点是容易腐朽、磨损、开裂、使用寿命短。混凝土枕能保证轨枕的尺寸，提高了轨道的稳定性，且不易受环境的影响，使用寿命长。混凝土轨枕的特点是自重大，刚度大，轨道动力坡度小。混凝土枕的缺点是列车通过不平顺的混凝土枕时，轨道的附加动力增大，线路的抗震能力需要提高。142优质教资联接零件1.接头夹板 夹板需要承受弯矩，传递纵向力，阻止钢轨的的伸缩。因此要求需要一定的垂直和水平
40、的刚度。我国采用最普遍的夹板的类型为斜坡支承双头对称性夹板，简称双头式夹板。钢轨接头联接零件2.接头螺栓、螺母和弹簧垫圈 143优质教资144优质教资 木枕扣件 主要有分开式和混合式两种。1.分开式扣件钢轨与轨枕联接零件钢轨和轨枕之间的联结是通过中间联结零件实现的。中间联结零件叫做扣件。分别由钢轨，垫板，枕木联结起来，又称“K”式扣件。145优质教资2.混合式扣件 混合式扣件是我国铁路木枕轨道中应用最广泛的一种。主要是由道钉和五孔双肩铁垫板组成。146优质教资混凝土枕扣件 混凝土扣件应具备的性能：1.足够的扣压力。2.适当的弹性。3.具有一定的轨距和水平调整量。4.要具有一定的绝缘性能。147
41、优质教资1 扣板式扣件 扣板式扣件主要是由扣板、螺纹道钉、弹簧垫圈、铁座和绝缘缓冲垫板组成。扣件零件简单，轨距调整方便。但是弹性扣压力较低，容易产生松动。148优质教资2 弹性I型扣件 弹性I型扣件主要是W型弹条、螺旋道钉、轨距挡板、挡板座和弹性橡胶垫板组成。弹性较高，扣压力损失较少，能较好的保持轨道集合形状。149优质教资道 床道床的功能 道床是轨道的重要组成部分，是轨道框架的基础，主要功能是：1 承受来自轨枕的压力并均匀地传递到路基面上。2 提供轨道的纵向阻力，保持轨道稳定。3 提供轨道弹性，减缓和吸收轮对的冲击个振动。4 提供良好的排水性能，以提高路基的承载能力，减少基床病害。5 便于轨
42、道养护作业，校正线路的平纵端面。150优质教资 道床材料的要求 道碴应具备的性能：质地坚韧，有弹性，不易压碎；排水性好，吸水性差；不易风化等。我国主要铁路干线上基本使用碎石道碴。碎石道碴的技术条件（1）道碴分级 碎石道碴可以根据性能及参数分为一级和二级。（2）道碴级配 碎石道碴属于散粒体，其级配是指道碴中颗粒的分布。道碴粒径的级配对道床的物理学性能，养护工作量有重要影响。（3）道碴颗粒形状及清洁度 针状颗粒：长度大于该颗粒平均粒径1.8倍的颗粒。片状颗粒：厚度小于该颗粒平均粒径0.6倍的颗粒。针状指数和片状指数均布能超过50%。道碴的形状和表面状态对道床的性能有重要的影响。151优质教资 道床
43、断面 道床断面主要包括道床厚度、顶面宽度和边坡坡度三个主要特征。1 道床厚度 道床厚度是指直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕至路基顶 面的距离。与道床的厚度主要相关的因素有：道床弹性，道床的脏污增长率，垫碴曾的承载能力，路基的承载能力。2 道床顶面宽度 道床宽处轨枕两端的部分称为道床肩宽。道床顶面宽度和轨枕长度和道床肩宽相关。3 道床边坡坡度 道床边坡的稳定取决于道碴材料的内摩擦角和粘聚力，也和道床肩宽有一定联系。152优质教资153优质教资 道床的变形 道床作为颗粒体结构，本身具有弹性，塑性，在外部载荷的作用下将产生弹性和塑性变形。产生道床塑性形变的主要原因：a 道碴颗粒的相互错位和重新排列
44、产生结构变形。b 颗粒破碎，粉化形成的颗粒变形。在载荷重复作用下，小的变形不断的积累，导致轨道下沉。道床变形是轨道变形的主要来源。道床的下沉式道床塑性变形随着载荷作用逐步积累的过程。154优质教资1、钢轨：钢轨的作用是：一方面在于支持并引导机车车辆的车轮，直接承受来自车轮的力和其它的力并传之于轨枕，以及给车轮的滚动提供阻力最小的表面。另一方面在电气化铁路或自动闭塞区段，钢轨还起到轨道电路的作用。因此，钢轨必须具有足够的强度、韧性和耐磨性能。钢轨的类型：钢轨的类型是以每米长的钢轨质量千克表示的。目前我国铁路上所用的钢轨有75Kg/m、60Kg/m、50Kg/m、43Kg/m、38Kg/m等几钟。
45、155优质教资 钢轨由轨头、轨腰、以及轨底三部分组成。为了保证必要的强度条件，钢轨就有足够的高度，其头部和底部应有足够的面积和高度，腰部和底部不宜太薄。以上各种类型的钢轨中，38Kg/m钢轨止前已停止生产，60Kg/m、50Kg/m钢轨在主要干线上铺设，43Kg/m钢轨在部分站线及专用线上铺设，对于重载铁路各特别繁忙区段铁路，则铺设75Kg/m钢轨156优质教资 钢轨的长度：我国标准长度钢轨有12.5m及25m两种，特重型及重型轨道应采用25m轨。为了保证曲线钢轨对接，线路上采用比标准长度略短的标准缩短轨，有比12.5m短40mm、80mm、120mm的三种；有比25m轨短40mm、80mm、
46、160mm的三种。标准缩短轨铺设在曲线内侧。另外，由于某种需要，可能要个别插入非标准短轨。按规定，正线上插入的短轨，其长度不得小于6m，站线及专用线不得小于4.5m。157优质教资2、轨枕 轨枕的作用：轨枕承受来自钢轨传来的垂直力和水平力，并将这些力分布于道床上，同时有效地保持轨道的轨距、方向和位置。因此轨枕要有一定的坚固性、耐久性和弹性，同时具有足够的阻力，以免在列车作用下发生横向移动。轨枕的分类：按材质可分为木枕和混凝土枕；按用途可分为普通轨枕、岔枕、桥枕。158优质教资 木枕木枕 其优点是弹性好，易加工制作，运输、铺设、养护及维修方便，与钢轨的连接较简便，绝缘性能好。其缺点是易腐蚀和产生
47、机械磨损，使用年限短，浪费木材。目前在正线上已基本不用，主要用于道岔及明桥面上。159优质教资 木枕尺寸木枕尺寸 木枕的长度、宽度及厚度应符合部分要求尺寸，普通木枕分两类：类木枕用于正线，长度250cm，高度16cm，底宽22cm；类木枕用于站线，长度250cm，高度14.5cm，底宽20cm。道岔木枕不分类，长度为260-480cm，级差20cm。160优质教资 混凝土轨枕混凝土轨枕 优点：材源较多，规格统一，轨道弹性均匀，稳定性较木枕高，使用寿命长，不受气候、腐朽、虫蛀及失火影响。具有较高的道床阻力，对提高无缝线路的横向稳定性有利。缺点：重量大，弹性差，受力大。混凝土轨枕分类：普通混凝土轨
48、枕、宽轨枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕。161优质教资（1）普通混凝土轨枕 按配盘种类分为两个系列，即S系列各J系列（“S”代表钢丝，“J”代表钢筋）。按承载能力分为、级。型用于中型或轻型轨道；型用于重型和次重型轨道；型用于与75Kg/m钢轨配套使用的特重 型轨道。各种类型轨枕是通过在轨枕一端顶面上的型号及厂名标记来区别的。162优质教资（2）宽轨枕 宽轨枕的底面宽度为混凝轨枕底宽的一倍，铺设这种轨枕，可提高轨道横向稳定性。宽轨枕间净距较小，每块间隔约2.6cm，每千米铺设1760根，能保持道床清洁，延长清筛周期，减少维修工作量。163优质教资（3）混凝土岔枕 混凝土岔枕用于道岔铺设，岔枕长度由2
49、40cm至490cm共26级，级差10cm。岔枕一端顶面打有岔 枕编号标印，铺设时必须按编号顺序摆放。岔枕与钢轨的联结所使用的扣件也与一般道岔扣件不同。此外，混凝土岔枕间距也不同于木岔枕的间距，在施工中应特别注意。164优质教资 混凝土桥枕 混凝土桥枕用于道碴桥面的铺设，这种轨枕的特点是在轨枕顶面有供钉设护轨的孔眼位置，从而保桥上混凝土枕与护轨的牢固联结。165优质教资3、联结零件 钢轨联结零件分中间联结和接头联结两类。接头联结指钢轨与钢轨的联结。包括夹板、螺栓、垫圈等。中间联结为钢轨与轨枕之间的联结，中间联结零件通称扣件。其主要功用是阻止钢轨作相对于轨枕的纵横向移动，并保持其稳固位置。166
50、优质教资167优质教资 木枕扣件木枕扣件 木枕扣件有道钉垫板。道钉有钩头道钉和螺纹道钉两种 垫板按形状有单肩、双肩之分；按孔眼数分有三孔、四孔、五孔几种，常用的垫板为五孔垫板。目前运用较为普遍的还有四新垫板，扣板与轨底间采用型弹条扣件联结。168优质教资 混凝土轨枕扣件混凝土轨枕扣件 混凝土轨枕及宽轨枕常用的扣件有两种，即70型扣板式扣件和型弹条扣件。（1）70型扣板式扣件 这种扣件由扣板、铁座、螺纹道钉、轨下绝缘缓冲垫板、垫片、及锚固部分等组成。扣件的作用是固定钢轨位置，保持轨距。169优质教资 在混凝土轨枕上，螺纹道钉是通过硫磺锚固固定在轨枕上的道钉孔中。所用的材料是以硫横、砂子、水泥和石
