铁路线路基本知识

铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。铁路线路是由铁路线路是由路基路基、桥隧建筑物桥隧建筑物和和轨道轨道组成的组成的一个整体工程结构。一个整体工程结构。本章内容：本章内容：1.1 概述概述1.2 铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面1.3 铁路路基及桥隧建筑物铁路路基及桥隧建筑物1.4 轨道轨道1.5 限界限界 在建筑一条铁路之前，必须进行调查研究和勘探工作，并从若干个可供比较的方案中选出一个最优方案来进行设计。铁路建设的三个阶段：前期工作阶段：主要进行方案研究、初测和初步设计工作。基本建设阶段：主要进行定测、技术设计和施工图设计，最后进行工程施工、验交投产。投资效果反馈：铁路运营若干年后，有建设单位会同有关部门，对工程质量、技术指标和经济效益等考察验证，以评价设计和施工质量。一、铁路的勘测设计一、铁路的勘测设计1.1 概述概述二、铁路等级及主要技术标准二、铁路等级及主要技术标准 铁路主要技术标准包括：铁路主要技术标准包括：正线数目正线数目、限制坡度限制坡度、最小最小曲线半径曲线半径、牵引种类牵引种类、机车类型机车类型、机车交路机车交路、车站分布车站分布、到发线有效长度到发线有效长度和和闭塞类型闭塞类型等。这些标准是确定铁路能力等。这些标准是确定铁路能力大小的决定因素，一条铁路选用不同的标准对设计线的工大小的决定因素，一条铁路选用不同的标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，同时又是确定设计线的工程造价和运营质量有重大影响，同时又是确定设计线的工程标准和设备类型的依据。程标准和设备类型的依据。铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。1.2 铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面7 1.2 铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面线路中心线线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线是指距外轨半个轨距的铅垂线ABAB与两路肩边与两路肩边缘水平连线缘水平连线CD交点交点O的纵向连线。如下图所示：的纵向连线。如下图所示：LL/2ABDCO 线路中心线在水平面上的投影，叫做线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平铁路线路的平面面(俯视俯视)，表明线路的直、曲变化状态；，表明线路的直、曲变化状态；线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路铁路线路的纵断面的纵断面（侧视），表明线路的坡度变化。（侧视），表明线路的坡度变化。线路纵断面线路平面 1.2 铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面一、铁路线路的平面及平面图一、铁路线路的平面及平面图 铁路线路在转向处所设的曲线，铁路线路在转向处所设的曲线，圆曲线圆曲线基本组成要素有：基本组成要素有：曲线半径曲线半径R R，曲线转角曲线转角，曲线长曲线长L L，切线长度切线长度T T；缓和曲线长度缓和曲线长度L L0 0直线与圆曲线之间的过渡线。直线与圆曲线之间的过渡线。线路的平面由线路的平面由直线直线、曲线曲线（圆曲线圆曲线及及缓和曲线缓和曲线）组成。组成。线路曲线地段线路曲线地段不考虑缓和曲线时，直接根据数学公式不考虑缓和曲线时，直接根据数学公式可以得出：可以得出：tan2TRm切线长度：曲线长度：180LRm10的弧长:180RLm2 2、曲线的计算（圆曲线）、曲线的计算（圆曲线）HGF FsinGcosF 为了平衡为了平衡离心力，使内离心力，使内外两股钢轨受外两股钢轨受力均匀，垂直力均匀，垂直磨耗均等，旅磨耗均等，旅客不因离心加客不因离心加速度而感到不速度而感到不适，将外轨抬适，将外轨抬高一定程度。高一定程度。外轨超高2vFmR3 3、曲线地段的特点、曲线地段的特点:,/,hmmvkm hRm式中超高，平均行驶速度，曲线半径，。cossinFG2cossinG vGg R5sintan 在时，tansin11500,km/hm/s,Smm v取由则211.8vhR22vG vFmRg RHGF FsinGcosF外轨超高S12tanvgR21S vhgR1hS2vgR 为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小半为防止轮对被轨道楔住或挤翻钢轨，对于小半径曲线的轨距要适当径曲线的轨距要适当加宽加宽(R350m时，时，15mm)，以使机车，以使机车车辆能车辆能顺利顺利通过曲线，并使钢轨与车轮间的通过曲线，并使钢轨与车轮间的横向力横向力最小最小，减少轮轨间的，减少轮轨间的磨耗磨耗。直线152vFmR0F 圆曲线R圆曲线=R缓和曲线直线圆曲线2vFmR2vFm 为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线(或由圆曲线运行到直线）或由圆曲线运行到直线）而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线缓和曲线。0F 缓和曲线缓和曲线半径半径从从R R（或（或 R R ）；）；运行中列车的运行中列车的离心力离心力逐渐逐渐（或（或）；）；缓和曲线缓和曲线轨距加宽轨距加宽逐渐逐渐（或（或）；缓和曲线缓和曲线外轨超高外轨超高逐渐逐渐（或（或）。17=R缓和曲线直线圆曲线2vFmR2vFm0F 1811.8hRvmax11.8qhhRv211.8vhR5 5、曲线路段对运营的影响、曲线路段对运营的影响 限制列车运行速度；限制列车运行速度；增加轮轨磨耗；增加轮轨磨耗；增加轨道设备；增加轨道设备；增加轨道养护维修费用。增加轨道养护维修费用。曲线附加阻力：曲线附加阻力：机车车辆在曲线上运行时的阻力大于同样条件机车车辆在曲线上运行时的阻力大于同样条件下直线上运行的阻力，其增大部分叫曲线附加阻力，简称曲线阻下直线上运行的阻力，其增大部分叫曲线附加阻力，简称曲线阻力。力。（N/KN）Rr600 r 单位曲线阻力（N/KN）R 曲线半径（m）600 据试验得出的数据。产生原因：产生原因：机车、车辆在曲线上运行时，轮轨间的纵向和横向机车、车辆在曲线上运行时，轮轨间的纵向和横向滑动、轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于转向架转向和滑动、轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于转向架转向和侧向力作用，上下心盘等部分摩擦加剧。侧向力作用，上下心盘等部分摩擦加剧。6 6、曲线附加阻力、曲线附加阻力 经验公式：用一定的比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面上，就是铁路线路平面图。线路平面图和纵断面图是铁路勘测设计、施工和运营的重要文件。7 7、铁路线路平面图、铁路线路平面图线路平面图线路纵断面由线路纵断面由平道平道、坡道坡道及设于变坡点处的及设于变坡点处的竖曲线竖曲线组成。组成。二、铁路线路的纵断面及纵断面二、铁路线路的纵断面及纵断面图图线路纵断面由线路纵断面由平道平道、坡道坡道及设于变坡点处的及设于变坡点处的竖曲线竖曲线组成。组成。二、铁路线路的纵断面及纵断面二、铁路线路的纵断面及纵断面图图坡度指以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值.用i表示。1000 1000tanhil二、铁路线路的纵断面及纵断面二、铁路线路的纵断面及纵断面图图坡道坡度及坡道附加阻力示意图Q坡道阻力是机车、车辆的重力沿轨道下坡方向的分力。数值上=i=i（N/KN）siniWQtan()QKN1000iiWwQtan1000QaQ()N KNi=i有正负区分（1）限制坡度）限制坡度 限制坡度限制坡度是这样一种坡度：在这个坡度上，一台机车牵引是这样一种坡度：在这个坡度上，一台机车牵引列车连续上坡运行时，列车运行速度最终能够稳定在机车列车连续上坡运行时，列车运行速度最终能够稳定在机车计算速度的水平上。计算速度的水平上。又又陡陡又又长长限制坡度的选定，需要考虑以下问题：限制坡度的选定，需要考虑以下问题：首先，要确保列车运行速度不能过低。首先，要确保列车运行速度不能过低。其次，需考虑：铁路等级、地形条件、牵引种类、运输其次，需考虑：铁路等级、地形条件、牵引种类、运输要求、邻线牵引定数。要求、邻线牵引定数。（2）加力牵引坡度）加力牵引坡度 在一条铁路线的全线范围内，地形是不相同的。有在一条铁路线的全线范围内，地形是不相同的。有一般地段，有困难地段，还可能有特殊困难地段一般地段，有困难地段，还可能有特殊困难地段(如跨如跨越山岭地段越山岭地段)。在特殊困难地段，线路纵断面的设计有两个方案：在特殊困难地段，线路纵断面的设计有两个方案：A.A.可以修建隧道穿过山岭；可以修建隧道穿过山岭；B.B.也可以利用高坡也可以利用高坡(坡度值大于限制坡度数值的坡坡度值大于限制坡度数值的坡段段)跨越山岭。在这个坡段上，列车必须以双机牵引或跨越山岭。在这个坡段上，列车必须以双机牵引或多机牵引。这种坡段称为多机牵引。这种坡段称为加力牵引坡段加力牵引坡段。例如，我国京。例如，我国京张铁路的关沟段和宝成铁路的宝凤段，都采用了加力牵张铁路的关沟段和宝成铁路的宝凤段，都采用了加力牵引坡段。引坡段。（3）动能坡度）动能坡度 机车牵引按限制坡度计算的列车质量，利用列车的牵机车牵引按限制坡度计算的列车质量，利用列车的牵引力和积累的动能，以不低于机车的计算速度所闯过的、引力和积累的动能，以不低于机车的计算速度所闯过的、大于限制坡度的坡度称动能坡度。大于限制坡度的坡度称动能坡度。线路纵断面图是用一定的比例尺（水平方向为线路纵断面图是用一定的比例尺（水平方向为1:100001:10000、垂直方向为垂直方向为1:10001:1000）和规定的符号，把平面图上的线路中心）和规定的符号，把平面图上的线路中心线展直后投影到铅垂面上，并注有线路平面和纵断面有关资线展直后投影到铅垂面上，并注有线路平面和纵断面有关资料的图。料的图。线路纵断面图三、线路标志三、线路标志 （1 1）里程标里程标(公里标、半公里标公里标、半公里标)公里标从铁路线路起点开始，每走一公里设置一个；半公里标设于公里标从铁路线路起点开始，每走一公里设置一个；半公里标设于线路的半公里处。线路的半公里处。线路的标志是为线路的维修和养护和司机和车长等工作上的需要而线路的标志是为线路的维修和养护和司机和车长等工作上的需要而设置的。设置的。（2 2）曲线标）曲线标 为曲线的技术参数，在上为曲线的技术参数，在上面标明曲线的有关要素面标明曲线的有关要素(曲线曲线长度、缓和曲线长度、曲半径、长度、缓和曲线长度、曲半径、超高、加宽超高、加宽)。该标设置于圆曲线的中部，该标设置于圆曲线的中部，示意图如下：示意图如下：（3）坡度标）坡度标 表示该坡道的坡度大小及坡段长度，并用箭头表示上坡和下坡。表示该坡道的坡度大小及坡段长度，并用箭头表示上坡和下坡。坡度标设在变坡点处。坡度标设在变坡点处。（4）桥梁标）桥梁标设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程。设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程。（5）管界标管界标 设在铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段、电力设在铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段、电力段的管辖地段的分界点处，两侧标明所向的单位名称。段的管辖地段的分界点处，两侧标明所向的单位名称。通常，把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面，简通常，把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面，简称称路基断面路基断面。按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面。按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面可以分为可以分为6 6类：类：路基的断面形式路基的断面形式 1 1、路堤、路堤 路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。路堤断面简图路堤断面简图 铁路路基铁路路基是轨道的基础，承受并传递轨道的重量及列车的动载荷。是轨道的基础，承受并传递轨道的重量及列车的动载荷。1.3 铁路路基及桥隧建筑物铁路路基及桥隧建筑物 路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。路路堑堑实实物物图图 路堑断面简图路堑断面简图一、路基的断面形式一、路基的断面形式2 2、路堑、路堑 路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天然地面上。然地面上。半路堤断面简图半路堤断面简图不填不挖路基断面简图不填不挖路基断面简图4 4、半路堤半路堤 在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。一、路基的断面形式一、路基的断面形式3 3、不填不挖路基不填不挖路基 5 5、半路堑、半路堑 在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。半路堑断面简图半路堑断面简图半路堑实物图半路堑实物图一、路基的断面形式一、路基的断面形式6 6、半路堤半路堑、半路堤半路堑 经过填、挖两部分构成的路基。经过填、挖两部分构成的路基。半路堤半路堑断面简图半路堤半路堑断面简图 一、路基的断面形式一、路基的断面形式二、路基的组成二、路基的组成路路基基边边坡坡 铁路路基本体组成铁路路基本体组成路基路基路基本体路基本体路路基基顶顶面面路路肩肩路基附属路基附属设施设施1、路基顶面、路基顶面 路基顶面即路基的顶部，是铺设轨道的工作面。路基顶面即路基的顶部，是铺设轨道的工作面。根据路基顶面形状，路基顶面的形状，分为根据路基顶面形状，路基顶面的形状，分为有路拱有路拱、无路拱无路拱两种形两种形式。式。路基顶面的宽度路基顶面的宽度是指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间是指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间的距离。的距离。无路拱路基断面无路拱路基断面有路拱路基断面有路拱路基断面路基顶面宽度示意图路基顶面宽度示意图二、路基的组成二、路基的组成2 2、路肩与路基边坡、路肩与路基边坡路肩路肩：路基顶面两侧无道床覆盖的部分。：路基顶面两侧无道床覆盖的部分。路基边坡路基边坡：路肩边缘以外的斜坡。：路肩边缘以外的斜坡。路基路肩与边坡示意图路基路肩与边坡示意图 路肩的作用：路肩的作用：1 1）抵抗路基核心部分在受压力时向外发生挤动、）抵抗路基核心部分在受压力时向外发生挤动、变形，加强路基的稳定性；变形，加强路基的稳定性；2 2）防止道渣滚落于路基坡面，保持道床完整；）防止道渣滚落于路基坡面，保持道床完整；3 3）便于设置必要的线路、信号标志；）便于设置必要的线路、信号标志；4 4）供铁路现场作业人员行走，便于进行工作。）供铁路现场作业人员行走，便于进行工作。二、路基的组成二、路基的组成3 3、路基附属设施、路基附属设施排水沟排水沟 路基附属设施的作用：保证路基的强度与稳定。排水设施排水设施 地面排水设施地面排水设施汇集地表雨水，引到路基以外。汇集地表雨水，引到路基以外。例如：排水沟（见图）、截水沟等。例如：排水沟（见图）、截水沟等。地下排水设施地下排水设施截断、疏导地下水，排出路基。截断、疏导地下水，排出路基。二、路基的组成二、路基的组成路基边坡度冲刷防护路基边坡度冲刷防护防护设施防护设施 路基边坡坡面防护路基边坡坡面防护增强路基边坡的抗风化能力。增强路基边坡的抗风化能力。例如：植被防护、砌石防护等。例如：植被防护、砌石防护等。路基边坡冲刷防护路基边坡冲刷防护用于滨河、河滩、水库地段防护。用于滨河、河滩、水库地段防护。例如：植被防护、抛石防护等。例如：植被防护、抛石防护等。3 3、路基附属设施、路基附属设施挡土墙挡土墙 加固工程通过修建加固结构物加固工程通过修建加固结构物或其它措施，使路基获得稳定。或其它措施，使路基获得稳定。例如：挡土墙、扶壁、挡棚等。例如：挡土墙、扶壁、挡棚等。山体挡棚山体挡棚3 3、路基附属设施、路基附属设施 桥梁桥梁，在铁路架空的部位承托轨道。，在铁路架空的部位承托轨道。内昆线金沙江大桥内昆线金沙江大桥桥梁桥梁1 1、桥梁的作用与分类、桥梁的作用与分类 作用作用：供铁路线路跨越水流、山谷或其它建筑物的设施。：供铁路线路跨越水流、山谷或其它建筑物的设施。跨越河流跨越河流跨河桥。跨河桥。跨越山谷跨越山谷跨谷桥。跨谷桥。跨越铁路、公路跨越铁路、公路跨线桥。跨线桥。跨越市区、工业区、农作物区跨越市区、工业区、农作物区旱桥。旱桥。跨河桥跨河桥(陇海线渭河桥陇海线渭河桥)桥梁的型式很多，根据桥梁受力情况，分为5类：梁桥、拱桥、刚架桥、悬桥和组合体系桥等。跨谷桥跨谷桥(南昆线八渡南昆线八渡3号大桥号大桥)跨线桥跨线桥旱桥旱桥(西康线西康线)跨河桥组成跨河桥组成部分简单图部分简单图 2 2、桥梁组成结构、桥梁组成结构我们以跨河桥为例，其组成部分为：桥面、桥跨结构；桥墩、桥台；墩台及基础。桥梁由上部结构（桥跨）和下部结构（桥墩、桥台、墩台基础）组成。轨道传来的力，通过桥墩、桥台、基础，传递至基底面上。轨道传来的力，通过桥墩、桥台、基础，传递至基底面上。隧道隧道，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。内昆线安边内昆线安边2号隧道号隧道隧道隧道1 1、隧道的基本组成、隧道的基本组成 隧道是修筑在地层内的建筑物，隧道是修筑在地层内的建筑物，铁路隧道结构由主体建筑物和附铁路隧道结构由主体建筑物和附属建筑物组成。属建筑物组成。主体建筑物主体建筑物洞门洞门、洞身衬砌洞身衬砌。作用是保持隧道的稳定，保证。作用是保持隧道的稳定，保证列车的安全运行。列车的安全运行。附属建筑物附属建筑物避车洞避车洞、防排水设施防排水设施、通风设施通风设施。为隧道安全、。为隧道安全、养护与维修隧道的需要而设置。养护与维修隧道的需要而设置。大瑶山隧道洞门大瑶山隧道洞门秦岭隧道的洞身衬砌秦岭隧道的洞身衬砌1 1、隧道的基本组成、隧道的基本组成隧道洞口的安全隧道洞口的安全问题问题：如何防止仰坡塌方，落石堵塞洞口？：如何防止仰坡塌方，落石堵塞洞口？防排水设施 我国的隧道防排水技术，采用以我国的隧道防排水技术，采用以“排排”为主，为主，“截、堵、排截、堵、排”的综合治水方法。的综合治水方法。“截截”截断地表水、地下水流入隧道的通道。截断地表水、地下水流入隧道的通道。“堵堵”在洞身衬砌内设置防水层，防止地下水渗入隧道。在洞身衬砌内设置防水层，防止地下水渗入隧道。“排排”将洞身衬砌后的积水引入隧道，通过隧道内的水沟将洞身衬砌后的积水引入隧道，通过隧道内的水沟排出排出。2 2、铁路隧道附属建筑物、铁路隧道附属建筑物避车洞及其作用 小避车洞小避车洞保证隧道内维修人员的安全。保证隧道内维修人员的安全。大避车洞大避车洞存放工具材料。存放工具材料。隧道两侧，每隔隧道两侧，每隔60m60m设置一小洞，每隔设置一小洞，每隔300m300m设置一大洞。设置一大洞。涵洞涵洞，设置在路基下的过水建筑物。，设置在路基下的过水建筑物。设在路堤下面的填土中，是用以通过水流的一种建筑物。设在路堤下面的填土中，是用以通过水流的一种建筑物。承受通过路基传来的动力载荷，以及路基土体的土压力。承受通过路基传来的动力载荷，以及路基土体的土压力。涵洞涵洞涵洞涵洞钢轨1.4 轨道轨道防爬设备轨枕道床联结零件道岔作用：作用：轨道起着机车车辆运行的轨道起着机车车辆运行的导向导向作用，直接作用，直接承受承受由车轮传来由车轮传来的巨大压的巨大压力力，并把它，并把它传递传递给路基或桥隧建筑物。给路基或桥隧建筑物。1）支承和引导车轮；2）为车轮滚动提供阻力较小的表面；3）承受车轮的作用力并传布于轨枕；4）在电气化铁路和自动闭塞区段，作为轨道电路使用。1.1.钢轨的功用钢轨的功用2.2.钢轨的特点钢轨的特点钢轨的作用要求它应当具备足够的刚度、韧度、硬度、顶面粗糙等特点。刚度抵抗由动荷载引起的挠曲变形；韧度防止动荷载引起钢轨折断；硬度防止被车轮压陷或磨损太快；顶面粗糙度有利于机车的牵引力、制动力的实现。作用于直线轨道钢轨上的力主要竖直力，其结果使钢轨挠曲，为了使钢轨具有最佳的抗挠曲性能，钢轨采用“工”字形断面，由轨头、轨腰和轨底组成。为使钢轨更好承受来自各方面的力，钢轨应具有一定高度；轨头为适应轮轨接触，应大而厚，并具有足够面积；为保证稳定性，轨底应有足够宽度和一定厚度。3 3、钢轨断面钢轨断面 在我国，钢轨的类型以每米长度的大致质量的kg整数（kg/mkg/m）表示，现行的标准钢轨类型有：75 kg/mkg/m 、60 kg/mkg/m、50 kg/mkg/m 等。4 4、钢轨类型及长度、钢轨类型及长度 我国标准钢轨长度为及25m两种。为使钢轨接头对接，曲线内股应使用厂制缩短轨。标准轨的缩短量为40mm，80mm，120mm三种；25m标准轨的缩短量为40mm，80mm，160mm三种。5 5、轨缝、轨缝 普通轨道为适应钢轨热胀冷缩的需要，钢轨接头处必须留有一定的缝隙。预留轨缝不应太小，以免高温时钢轨伸长而无伸长余地；轨缝也不应太大，以免低温时钢轨缩短，缝隙过大，严重影响运行。2010.01182qL tt式中：计算轨缝尺寸（mm）；L钢轨长度（m）；构造轨缝，38、43、50、60、75kg/m钢轨均采用18mm；t0 更换钢轨或调整轨缝时的轨温（oC）；q2maxmin12ttt5 5、轨缝、轨缝无缝线路无缝线路 将标准长度的钢轨焊接成为长钢轨的轨道。我国一般采用25 m的钢轨先在焊轨厂焊成250500 m的长轨条，然后再运到铺轨地点，再焊成1 0002000 m的长轨条或按设计长度进行铺设。无缝线路由于消除了钢轨接缝，因而具有行车平稳、机车车辆及轨道维修费用低、使用寿命长等优点。1)承受钢轨的垂直力、水平力。2)传递这二力给道床和路基。3)保持钢轨方向、位置、轨距。1 1、轨枕的功用、轨枕的功用 坚固耐久、具有弹性、造价合理、制造维修方便。2 2、轨枕的特点、轨枕的特点u 按制作材料分，有钢筋混凝土枕和木枕两种。木枕 钢筋混凝土轨枕 3 3、轨枕的分类、轨枕的分类u 按用途分，有普通轨枕、岔枕和桥枕。我国铁路所使用的主要是预应力混凝土枕。（1）每千米配置轨枕根数我国铁路规定：木枕轨道：14401920 混凝土枕轨道：14401840配置轨枕数示意图配置轨枕数示意图4 4、轨枕的布置、轨枕的布置符合左下侧条件之一的地段，轨道应该加强，即每千米的轨枕数需要增加。1)混凝土枕轨道上，半径小于600米的曲线地段；或木枕轨道、电力牵引线路，半径小于800米的曲线地段。2)坡度大于12的下坡制动地段。3)长度大于等于300米的隧道地段。木枕增加160根 混凝土增加80根；当条件重合时，只增加一次，并且不能超过数目最大值。（2）轨枕间距轨枕间距示意图轨枕间距示意图 普通轨道上，钢轨接头处车轮的冲击动荷载大，接头轨枕间距（c）应该比中间轨枕间距（a）小一些。而且，从c向a过渡时，应该有一个过渡轨枕间距（b），以适应荷载的变化。三者大小为：abc。4 4、轨枕的布置、轨枕的布置两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。1 1、接头联结零件、接头联结零件联结零件分为接头联结零件和中间联结扣件。两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。1 1、接头联结零件、接头联结零件联结零件分为接头联结零件和中间联结扣件。钢轨的接头连接过程两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。接头联结零件接头联结零件1 1、接头联结零件、接头联结零件联结零件分为接头联结零件和中间联结扣件。可以分为：木枕联结扣件和混凝土枕联结扣件。2 2、中间联结扣件、中间联结扣件把钢轨与轨枕牢固地联结起来，以确保钢轨位置稳定。我国木枕轨道地段中间联结方式主要有混合式和分开式。（1）混合式 目前大量采用的联结方式是混合式。混合式是先用道钉把垫板与木枕扣紧，然后再用道钉将钢轨、垫板和木枕三者同时联结。混合式扣件零件少，安装成本低，但扣紧力不如分开式。钢轨与木枕的混合式连接钢轨与木枕的混合式连接过程过程 （1）混合式 目前大量采用的联结方式是混合式。混合式是先用道钉把垫板与木枕扣紧，然后再用道钉将钢轨、垫板和木枕三者同时联结。混合式扣件零件少，安装成本低，但扣紧力不如分开式。钢轨与木枕的混合式联结钢轨与木枕的混合式联结 （1）混合式 目前大量采用的联结方式是混合式。混合式是先用道钉把垫板与木枕扣紧，然后再用道钉将钢轨、垫板和木枕三者同时联结。混合式扣件零件少，安装成本低，但扣紧力不如分开式。钢轨与木枕的分开式联结钢轨与木枕的分开式联结 （2）分开式 分开式是将垫板分别与轨枕和钢轨单独扣紧。分开式扣压力大，能有效防止钢轨的横、纵向位移，同时便于安装与更换，但成本高。在特殊线路与桥上线路使用。钢轨与混凝土枕的联结钢轨与混凝土枕的联结（3）混凝土枕联结扣件及混凝土枕联结方式 由于混凝土枕重量大、刚度大，因而混凝土枕扣件的性能也比木枕扣件好。主要表现为：扣压力足。当钢轨弯曲、转动时，不会导致钢轨沿垫板发生纵向移动。适当的弹性。混凝土枕的弹性比木枕差许多，其弹性主要由橡胶垫板提供。具有绝缘性能。道床铺设在路基面上的石碴（道碴）垫层，介于轨枕与路基之间，是轨道的重要组成部分。1 1、道床的功用与材料选择、道床的功用与材料选择道床断面道床断面 1）承受来自轨枕的压力，均匀的传递到路基；2）固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动，保持轨道的稳定；3）提供轨道弹性，缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击；4）提供良好的排水性能，减少路基病害；便于轨道养护维修作业。碎石道床示意图碎石道床示意图 以碎石、矿渣、沙子等为材质构成的碎石道床，满足以上5点要求，价廉物美，是我国目前使用最广泛的道床类型。1）质地坚硬，耐压、耐磨，具有弹性；2）排水性能好，吸水度小；3）不易风化、侵蚀。2 2、道床应具备的性能、道床应具备的性能道床断面为梯形，主要有三个要素：1）道床厚度（h）:足够的厚度，确保轨道稳定。2）顶面宽度（b）：一般为3米。3）边坡坡度（i）道床纵断面示意图道床纵断面示意图3 3、道床断面、道床断面 列车运行时，车轮作用于钢轨上除产生竖直力和横向力外，还产生一个纵向水平推力，能引起钢轨的纵向移动，有时甚至带动轨枕沿着线路方向一起移动，此种现象称为轨道的爬行。通过安装防爬设备来加强接头扣件、中间扣件的扣紧力以防止爬行。防止爬行的措施防止爬行的措施 在曲线地段，由于列车横向力的作用，很容易引起轨距扩大。预防方法是采用轨距拉杆进行加固。在直线地段，由于列车纵向力的作用，轨枕可能被拉斜。预防方法是将防爬器与防爬支撑配合使用。从轨道横断面上来看，轨道的几何形位包括轨距、水平和轨底坡。在线路同一断面处左右两股钢轨顶面的高度差，简称“水平”。直线部分高差不能超过4mm。在直线上钢轨不是竖直铺设，而要向内倾斜1:40的坡度，称为轨底坡。两根钢轨轨头内侧之间的距离称为轨距。我国规定，轨距应在钢轨头部内侧顶面下16mm处测量。我国铁路主要采用1435mm的标准轨距，世界各国铁路也普遍采用1435mm的轨距。轨距宽于轨距宽于1435 mm1435 mm的称为宽轨铁路，如俄罗斯采用的称为宽轨铁路，如俄罗斯采用1524mm1524mm的宽轨铁路；轨距窄于的宽轨铁路；轨距窄于1435mm1435mm的称为窄轨铁路，我国云南省曾有从昆明至河口的的称为窄轨铁路，我国云南省曾有从昆明至河口的1000mm1000mm的窄轨铁路。的窄轨铁路。在机车车辆不断运行的情况下，轨距可能产生一定的误差，我国规定标准轨距的误差宽不得超过 6 6 mm，窄不得超过 2 2 mm。轨距示意图为保证机车车辆顺利通过小半径曲线，曲线轨距应考虑加宽。机车车辆在运行过程中，常常需要由一条线路转入另一条线路，或跨越其它线路。在就需要设置线路的连接与交叉设备，即道岔道岔。道岔道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低，与曲线曲线、接头接头并称为轨道的三大薄弱环节。右开道岔右开道岔 左开道岔左开道岔1 1、道岔的类型、道岔的类型单开道岔，是最简单、最常用的一种道岔。整个道岔对称于主线的中线或辙叉角的中分线，列车通过时无直向及侧向之分。对称道岔增大导曲线半径，提高侧线通过速度，并可缩短站场长度。三开道岔是将一个道岔纳入另一个道岔内构成（两顺向道岔），有三个辙叉，可开通三个方向。三开道岔可缩短用地；但尖轨寿命短，两普通辙叉部分不能设置护轨，且存在有害空间，车辆沿主线方向运行速度低。交分道岔是将一个单开道岔纳入另一个道岔构成（两对向道岔）。可开通四个方向，有四个辙叉（2个钝角辙叉、2个锐角辙叉）。交分道岔缩短了线路连接长度，但两钝角辙叉处存在无护轨的有害空间。三开道岔和交分道岔的共同特点是将一个道岔套到另一个道岔内，既减少用地，又起到两幅道岔的作用，故这类道岔称为复式道岔，而单开道岔和双开道岔，则称为单式道岔。2 2、道岔的组成、道岔的组成（以（以单开道岔分析）单开道岔分析）三大组成部分：转辙器部分；辙叉及护轨部分；连接部分。7 7个组成部件：个组成部件：转辙器部分的基本轨、尖轨；连接部分的直轨、导曲线轨。辙叉及护轨部分的翼轨、护轨、岔心（心轨）；请指出道岔的组成部分及组成部件。翼轨翼轨岔心岔心尖轨尖轨基本轨基本轨直轨直轨导轨导轨护轨护轨 (1)(1)转辙器部分的功用与组成转辙器部分的功用与组成 功用：引导机车车辆的行驶方向。组成：两根基本轨、两根尖轨、各种联结零件、道岔转换设备。单开道岔的转辙器部分单开道岔的转辙器部分 基本轨一般采用或25m的标准轨制成，除承受车轮的垂直压力外，还与尖轨共同承担车轮横向水平力，并保持尖轨位置稳定。尖轨是用与基本轨同类型的标准钢轨或特种断面钢轨刨制而成。尖轨依靠被刨尖的一端与基本轨紧密贴靠，以正确引导车轮的运行方向，列车靠它引进直股或侧股线路上。（2 2）辙叉与护轨部分）辙叉与护轨部分护轮轨护轮轨辙叉尖轨尖轨连接转辙器 包括辙叉、护轨、主轨（安装护轨的基本轨）及其他联结零件。辙叉辙叉由翼轨和心轨（岔心）组成。叉心两工作边的交点称为辙叉理论中心（理论尖端）；叉心实际尖端处有610mm的宽度称为实际尖端；叉心两工作边的夹角称为辙叉角。两翼轨相距最近处称辙叉咽喉。从辙叉咽喉至辙叉心轨实际尖端之间称为“有害空间”，这一段是轨线中断区段。辙叉号数辙叉号数 道岔的辙叉号码可用道岔辙叉角的余切（即辙叉的跟端长和跟端支距的比值）来确定。EFNctgAE18号、24号辙叉转角分别为9号、12号辙叉的一半。辙叉号码N越大，辙叉角 越小，侧向过岔允许速度越高。但N越大，则道岔全长越长，占地长度也越长，工程费用相应增加。护轨护轨制约车轮走向，使之安全通过“有害空间”，避免走向异侧或撞击心轨。护轨中间部分为平直线，与基本轨平行；为使车轮轮缘能顺利进入护轨轮缘槽，在护轨平直段的两端设置缓冲区。可动心轨辙叉可动心轨辙叉 可动心轨辙叉的心轨在翼轨框架范围内转换，以保持直、侧向轨线的连接，消灭了固定辙叉的“有害空间”，且直向无需设置护轨，提高列车运行的平顺性。（3 3）连接部分）连接部分 连接部分是转辙器和辙叉之间的连接线路。连接部分包括直连接线和曲连接线部分，曲连接线称导曲线。道岔始端（或称岔头）与道岔终端（或称岔尾）：尖轨尖端前基本轨端轨缝中心处称道岔始端，而辙叉根端轨缝中心处则称道岔终端。顺向过岔与逆向过岔：列车通过道岔时，凡是由道岔终端驶向道岔始端时，称顺向通过道岔，反之由始端驶向终端时，称逆向通过道岔。（4 4）其他）其他aa从尖轨前基本轨端点起到道岔的中心点距离从尖轨前基本轨端点起到道岔的中心点距离b-b-从道岔的中心点到辙叉根部距离从道岔的中心点到辙叉根部距离ab道岔全长=a+b（5 5）过岔速度及提高过岔速度的措施）过岔速度及提高过岔速度的措施影响侧向过岔速度的因素 导曲线没有设置超高和缓和曲线，且半径较小，列车未被平衡的离心加速度大。提高侧向过岔速度的途径1）增大导曲线半径、减小车轮对道岔各部位的冲击角。2）加强道岔结构。影响直向过岔速度的因素1）道岔平面冲击角的影响。2）道岔平面几何不平顺的影响。提高直向过岔速度的途径1）使用可动心轨，消灭有害空间；2）采用长护轨，减小冲击角；3）使用弹性跟端，提高道岔弹性；4）采用特种断面的钢轨；5）增设轨底坡；6）保证轨距（1435mm）均匀；7）提高轨道技术含量，采用无缝线路；8）采用新型轨下基础。为保证行车安全，凡接近线路的各种建筑物及设备，必须与线路保持一定的距离。对在线路上运行的机车车辆的横断面尺寸，也应有一定的规定。（1）机车车辆限界：规定机车车辆的高度、宽度；（2）建筑限界：对建筑物（含技术设备）作出规定；（3）超限货物最大装载限界：把超限货物的长、高、宽限定在一定范围内。1、概念 2、种类 3、限界图1.5 限界限界信号机及水鹤信号机及水鹤机车车辆限界机车车辆限界建筑限界建筑限界超限货物限界超限货物限界 当货物装车后，货物任何部分的高度和宽度超过机车车辆限界，称为超限货物。按货物超限的程度，分为一级超限、二级超限、超级超限三个级别。4、超限货物3 3、路基本体主要是由哪几部分组成的？试画图说明。、路基本体主要是由哪几部分组成的？试画图说明。习题一4 4、设置缓和曲线的目的以及缓和曲线的特征。、设置缓和曲线的目的以及缓和曲线的特征。2 2、铁路线路是由哪些组成。、铁路线路是由哪些组成。1 1、列举铁路主要技术标准。、列举铁路主要技术标准。5 5、根据钢轨的功用，推断钢轨应具备的特点。、根据钢轨的功用，推断钢轨应具备的特点。1.1.铁路主要技术标准包括：铁路主要技术标准包括：正线数目正线数目、限制坡度限制坡度、最小曲线半最小曲线半径径、牵引种类牵引种类、机车类型机车类型、机车交路机车交路、车站分布车站分布、到发线有效长到发线有效长度度和和闭塞类型闭塞类型等。等。2.2.铁路线路是由铁路线路是由路基路基、桥隧建筑物桥隧建筑物和和轨道轨道组成组成3.3.铁路路基本体，主要包括：铁路路基本体，主要包括：路基顶面、路肩、路基边坡路基顶面、路肩、路基边坡。4.4.钢轨应该具备特点是：钢轨应该具备特点是：(1)(1)刚度刚度抵抗由动荷载引起的挠曲变形；抵抗由动荷载引起的挠曲变形；(2)(2)韧度韧度防止动荷载引起钢轨折断；防止动荷载引起钢轨折断；(3)(3)硬度硬度防止被车轮压陷或磨损太快；防止被车轮压陷或磨损太快；(4)(4)顶面粗糙度顶面粗糙度有利于机车的牵引力、制动力的实现。有利于机车的牵引力、制动力的实现。5.5.为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线(或由圆曲线运或由圆曲线运行到直线）而在直线与圆曲线之间设置一过渡线。行到直线）而在直线与圆曲线之间设置一过渡线。缓和曲线半径从缓和曲线半径从R R（或（或 R R ）；）；运行中列车的离心力逐渐运行中列车的离心力逐渐（或（或）；）；缓和曲线轨距加宽逐渐缓和曲线轨距加宽逐渐（或（或）；缓和曲线外轨超高逐渐缓和曲线外轨超高逐渐（或（或）。6、钢轨的功用是什么？A.A.在电气化铁路和自动闭塞区段，作为轨道电路使用。在电气化铁路和自动闭塞区段，作为轨道电路使用。B.B.承受车轮的作用力并传布于轨枕；承受车轮的作用力并传布于轨枕；C.C.支承和引导车轮；支承和引导车轮；D.D.为车轮滚动提供阻力较小的表面；为车轮滚动提供阻力较小的表面；E.E.承受车轮的作用力并传布于轨枕与道床；承受车轮的作用力并传布于轨枕与道床；7、由于列车制动、转向，以及温度变化是轨道发生爬行的原因，请分析容易发生爬行的地段：A.A.道岔地段道岔地段 B.B.隧道地段隧道地段 C.C.长大下坡道长大下坡道 D.D.曲线地段曲线地段 E.E.车站到发线车站到发线