轨道结构ppt课件

第四节轨道结构 1 轨道结构的组成 传统轨道结构的组成 钢轨轨枕道床连接部分 扣件 道岔附属设备 2 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 钢轨必须具备足够的强度 稳定性和耐磨性 兼有轨道电路功能 钢轨功能 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 3 类型 60 50kg m钢轨是目前我国铁路的主型钢轨 1 正线铁路和新建城市轨道大都采用60kg m钢轨 2 车场线钢轨50kg m钢轨 4 钢轨铺设 正线直线曲线半径R 200m整体道床曲线半径R 400m碎石道床无缝试车线轨底坡1 30为宜钢轨焊接 接触焊 气压焊和铝热焊 5 基本概念无缝线路也叫长钢轨线路 就是把若干根标准长度的钢轨经焊接成为1000 2000m而铺设的铁路线路 通常是在焊轨厂将无孔标准轨焊接成200 500m的轨条 再运到现场就地焊接后铺设 无缝线路 6 温度应力式无缝线路是由一根焊接长钢轨及其两端2 4根标准轨组成 并采用普通接头的形式 放散温度应力式无缝线路 又分为自动放散式和定期放散式两种 适用于年轨温差较大的地区 7 采用伸缩接头的放散温度应力式无缝线路 8 轨道上钢轨和钢轨之间用夹板和螺栓连接 称为钢轨接头 接头处的轮轨动力很大 接头时轨道结构的薄弱环节 钢轨接头 9 1 钢轨连接 轨道交通线路上的钢轨是需要连成长轨条的 钢轨与钢轨纵向连接依靠接头板来实现 10 11 钢轨连接现场 12 钢轨接头的破坏形式 折角 台阶 接缝 13 接头类型接头的联结形式按其相对于轨枕位置 可分为悬空式和承垫式两种 按两股钢轨接头相互位置来分 可分为相对式和相错式两种 我国一般采用相对悬空式 即两股钢轨接头左右对齐 同时位于两接头轨枕间 14 普通接头 普通绝缘接头 15 加强接头 胶接绝缘接头 16 异型钢轨 异型接头 哈克紧固件 17 三钢轨的 基座 钢轨必须固定在稳定的 不能变形的 基础 轨枕上 以保持一定的几何形位 轨距 水平 最普通的 应用最广的是各种类型的轨枕 木 混凝土和钢 18 1 木枕 木枕的弹性是最好的 结构是最简单的 由于资源有限 在我国除了桥上 道岔上很少使用 19 2 混凝土轨枕 20 21 砼轨枕 22 因为砼轨枕不易加工 在桥 道岔等特殊地带的轨道还只能采用木枕 而其他地段则采用砼轨枕 23 3 宽轨枕 因为砼轨枕很重 轨底压应力很大 又出现了一种宽轨枕 几乎满扑整个道床 在上海火车站等处有铺设 24 宽轨枕 25 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 26 27 28 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 29 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 30 1地铁I型弹条扣件I型弹条扣件主要是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 31 2扣板式扣件扣板式扣件主要是由扣板 螺母 平垫圈 橡胶垫板 垫片 衬垫螺纹道钉 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 32 岔区轨撑及扣板式扣件 33 34 35 36 37 扣件铸钢底板 38 39 扣件橡胶轨下垫板 40 41 潘德罗扣件 42 扣板式扣件 43 有碴轨道道床 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分压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增弹减震提供轨道弹性 起到缓冲 减震降噪的作用 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便于轨道养护作业 校正线路的平纵端面 44 道床材料的要求道碴应具备的性能 质地坚韧 有弹性 不易压碎和捣碎 排水性好 吸水性差 不易风化和被风吹动或被水冲走等 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 二级和特级道碴 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 45 道床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 46 47 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 48 5道岔 道岔是轨道部件重要的部分道岔分成连接 交叉和交叉与连接三种类型 49 50 51 1 道岔的类型 52 单开道岔的组成 53 左开单开道岔 54 有害空间 55 有害空间 56 尖轨 57 辙岔与护轨 58 辙岔与护轨 59 60 2 手动转辙机 61 手动转辙机 62 电动转辙机 63 64 65 66 3 画道岔 1 67 画道岔 2 68 画道岔 3 69 画道岔 4 70 画道岔 5 71 画道岔 6 72 画道岔 7 画道岔 8 74 画道岔 9 75 画道岔 10标明道岔各部分名称 76 5 道岔的代号及应用 77 道岔和线路编号 为便于车站生产指挥作业练习和对设备进行维修和管理 应对道岔和线路进行编号 同一车站的道岔和线路不得有相同的编号 78 1 用阿拉伯数字从车站两端由外向里依次编号 上行列车到达一端用双数 下行列车到达一端用单数 2 站内道岔 通常以车站站台中心线作为划分单数号与双数号的分界线 单线铁路站内线路 道岔编号图 编号方法 79 3 每一道岔均应编为单独的号码 对于渡线 交分道岔等处的联动道岔 应编为连续的单数或双数 如图中的1 3 5 7号道岔 4 位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔 对同一端有两个及其以上方向时 应先编主要方向的道岔号码 图6 42双线铁路站内线路 道岔编号图 80 线路的连接形式 终端连接渡线连接梯线连接平行错移连接 81 线路终端连接 在站场设计中 把相邻的两条平行线合成一条 这种连接形式叫线路终端连接 组成 一副单开道岔一条连接曲线直线段 82 平行错移连接 在车站两条平行线路间因修建站台或其他建筑物以及某种作业需要变更线路的间距时 往往采用平行错移连接 83 渡线连接 为使机车车辆能从一条线路进入另一条线路 需要设置渡线 普通渡线交叉渡线缩短渡线 84 普通渡线 85 86 交叉渡线 87 88 梯线连接 用一条线路将几条平行线路连接起来 这条线路就叫梯线 直线梯线缩短梯线复式梯线 89 90 91 92 四 线路有效长 线路间距与限界 93 概念 1 全长 车站线路一端的道岔基本轨接头至另一端道岔基本轨接头的长度 注 站内正线不计全长 2 铺轨长度 线路全长减去该线路上所有道岔的长度 3 有效长 在线路全长范围内可以停留机车车辆而不妨碍邻线行车的长度 94 2 道岔的尖轨始端 无轨道电路时 或道岔基本轨接头处的钢轨绝缘 有轨道电路时 不影响道岔转换 影响线路有效长因素 1 警冲标 不造成侧面冲突 3 出站信号机 或调车信号机 DF线或DC线 不影响司机对信号了望 4 其它因素 车挡 为尽头式线路时 挡车器 箭翎线 车辆减速器 驼峰调车场 停车器 调车场 水鹤 到发线 95 警冲标防止停留在一线上的机车车辆与邻线行驶的机车车辆发生侧面冲撞而设在两条线路交叉处适当位置的一种信号标识 96 1 警冲标位于两直线间 2 警冲标位于直线与曲线 包括道岔导曲线 间 3 查表 道岔辙叉号 线间距离S 连接曲线半径R 控制机车车辆停车位置 保证邻线行车安全 1 设置目的 2 设置地点 97 线路间距 1 概念 相邻两线路中心线间的距离称为线路间距2 要求 一方面要保证行车安全 作业安全及便利 另一方面还要考虑通行超限货物列车和两线间装设行车设备的需要 3 决定线间距的因素 1 机车车辆限界 2 建筑限界 3 超限货物装载限界 4 设置在相邻线路间有关设备的计算宽度 5 在相邻线路间办理作业的性质 4 直线地段线间距的确定 车辆限宽和安全余量 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 6车挡 轨道结构辅助设备 主要用于车站尽头线 停车线等处 最简单的做法是在尽头线端部堆上一堆沙土 碎石等 108 车挡 109 车挡 1 110 车挡 2 111 车挡 112 车挡 113 钢轨伤损的主要形式及其防治措施 钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生裂纹 折断 磨耗及其他影响和限制钢轨使用性能的病害 在复杂的运营条件下钢轨的伤损是不可避免的 伤损的原因很复杂 既有钢轨生产当中产生的缺陷 又有运输 铺设和使用过程的问题 钢轨损伤一直是铁路运输中的一个关键问题 损伤类型主要是钢轨压溃 侧磨 波磨和剥离 占钢轨损伤量的80 以上 探讨了这几种钢轨的损伤形式 认为钢轨损伤加剧主要是因为轮轨之间表面摩擦力的增加所致 提高钢轨材质是预防钢轨损伤的最主要方法 其他的钢轨伤损形式还有剥离 掉块 擦伤 轨头 轨腰 轨底 裂纹 锈蚀 焊接接头伤损等 钢轨的各种伤损状态和程度 主要取决于钢轨强度 材质 运营条件 线路条件及轨道类型等 原因错综复杂 且互为因果 对线路的管理工作者来说 做好钢轨伤损类型和原因的调查 统计分析 对减少钢轨伤损是十分必要的 114 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 混凝土枕和钢枕 从用途上看 有普枕 桥枕和岔枕 从构造和铺设上看 有横向轨枕 纵向轨枕 短枕和框架式轨枕 木枕即为木制轨枕 主要优点是弹性好 便于加工 运输和维修 有较好的电绝缘性能 并且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 混凝土枕全称是预应力钢筋混凝土轨枕 它的优点是重量大 稳定性好 有利于无缝线路的稳定性 材源较多 能保证轨枕的尺寸 提高了轨道的稳定性 平顺性 且不易受环境的影响 使用寿命长 扣件易于更换 设计 铺设的空间大 制造相对简单 可以满足铁路高速 大运量的要求 混凝土枕的缺点是弹性差 绝缘性能低 更换更困难 当列车通过不平顺的混凝土枕时 轨道的附加动力增大 目前我国使用的普通混凝土枕分为 型 由于 型枕的适用条件不同 铁路在新线建设和旧线改造 大维修中根据不同等级要求合理的分级使用 型枕主要用于重载 提速的铁路线路 如京沪 京广主要干线 型枕主要用于一般铁路等 115 联接零件 1 接头夹板夹板需要承受弯矩 传递纵向力 阻止钢轨的伸缩 因此要求有一定的垂直和水平的刚度 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 钢轨接头联接零件作用是保持轨线的连续性 并传递和承受弯矩和横向力 还要满足钢轨伸缩的要求 2 接头螺栓 螺母和弹簧垫圈 116 第五节无缝线路 117 无缝线路的技术经济效果 无缝线路可延长钢轨使用寿命 40 无缝线路可减少养护维修劳力和材料无缝线路可减少列车运行能耗铺设无缝线路的附加费用较少 118 1 基本概念无缝线路也叫长钢轨线路 就是把若干根标准长度的钢轨经焊接成为1000 2000m而铺设的铁路线路 通常是在焊轨厂将无孔标准轨焊接成200 500m的轨条 再运到现场就地焊接后铺设 概述 119 2 无缝线路的基本特点及分类 1 特点与普通线路相比 无缝线路在其长钢轨段内消灭了轨缝 从而消除了车轮对钢轨接头的冲击 使得列车运行平稳 旅客舒适 延长了线路设备和机车车辆的使用寿命 减少了线路养护维修工作量 并能适应高速行车的要求 是轨道现代化的发展方向 2 分类1 无缝线路根据处理钢轨内部温度应力方式的不同 可分为温度应力式和放散温度应力式两种类型 120 温度应力式无缝线路是由一根焊接长钢轨及其两端2 4根标准轨组成 并采用普通接头的形式 放散温度应力式无缝线路 又分为自动放散式和定期放散式两种 适用于年轨温差较大的地区 121 采用伸缩接头的放散温度应力式无缝线路 122 第六节单轨交通的轨道结构 123 单轨交通的轨道结构 跨坐式单轨交通轨道结构由轨道梁 支柱 包括托梁 基础 与道岔三部分组成 支柱的主要型式有T型 倒L型和门型等 可根据地形 用地等不同情况选择使用 跨座式单轨轨道梁与车辆断面图 124 单轨交通的轨道结构 轨道梁轨道梁为预应力钢筋混凝土结构 它是列车的运行轨道 起承载 导向 稳定车辆的作用 梁的制作标准要求较高 跨座式单轨的轨道梁有预制混凝土轨道梁和钢制轨道梁两种 大多数跨座式单轨铁路都采用标准预制混凝土轨道梁 跨度为20m 22m 断面一般采用工字型中空截面 高度为1 5m 宽度为0 85m 3 5 轨道梁采用预应力混凝土 PC 全部由专用模板制成 具有较高的精度 当跨度大于22m或轨道梁建筑高度很高时 原则上采用钢制轨道梁 钢制轨道梁断面一般采用箱型截面 125 单轨交通的轨道结构 重庆跨座式单轨交通高架轨道梁桥 126 单轨交通的轨道结构 127 单轨交通的轨道结构 128 单轨交通的轨道结构 支柱 129 单轨交通的轨道结构 道岔道岔是一种使机车车辆从一股道道转入另一股道线路的连接设备 通常在车站站 编组站站大量铺设 单轨道岔可以分为关节型道岔和关节可挠型道岔两种 前者道岔转辙时道岔梁在转折点前方形成折线线形 后者道岔转辙时可以使道岔梁连续弯成曲线线形 130 单轨交通的轨道结构 五开关节型单轨道岔 131