城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成——軌道學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成(guchng)軌道軌道第一頁，共58頁。第3章城市(chngsh)軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成軌道【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【教學(xué)建議】【理論知識(shí)】【實(shí)踐操作】【評(píng)價(jià)(pngji)跟進(jìn)】第1頁/共57頁第二頁，共58頁。【學(xué)習(xí)(xux)目標(biāo)】1.能掌握城市軌道交通系統(tǒng)中軌道的概念。2.能說出軌道結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素和其所起的作用。3.能有效地辨別(binbi)軌道的不同部件。第2頁/共57頁第三頁，共58頁。【教學(xué)(jio xu)建議】1.教學(xué)場(chǎng)地：在教室和軌道模擬(mn)實(shí)訓(xùn)室中進(jìn)行，課后可實(shí)地參觀。2.設(shè)備要求：至少具有軌道構(gòu)成及操作模擬(mn)演示軟件1套，或仿真

2、軌道教具1套。3.課時(shí)要求：共6課時(shí)，其中課堂講授4課時(shí)，模擬(mn)操作2課時(shí)。第3頁/共57頁第四頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.1城市軌道交通軌道的概念(ginin)及構(gòu)成 軌道是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。軌道是作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)在路基之上，直接承受列車車輛及其荷載的巨大壓力，對(duì)列車運(yùn)行起著導(dǎo)向(do xin)作用的一組設(shè)備。 2.軌道的構(gòu)成 軌道是由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔及其他附屬設(shè)備等組成的構(gòu)筑物（如圖31）。圖-1軌道(gudo)構(gòu)成圖第4頁/共57頁第五頁，共58頁。【理論知識(shí)】 3.1城市軌道(gudo)交通軌道(gudo)的概念及構(gòu)成3、軌道結(jié)構(gòu)與性能要求 （

3、1）軌道是城市軌道交通運(yùn)營設(shè)備的基礎(chǔ)，它直接承受列車荷載，并引導(dǎo)列車運(yùn)行，在列車運(yùn)行的動(dòng)力作用下，它的各個(gè)組成部分必須具有(jyu)足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，承受來自于列車的縱向和橫向的位移推力，保證列車按照規(guī)定的速度、方向及不間斷地運(yùn)行。（2）同時(shí)軌道還需具有(jyu)耐久性及適量的彈性，以確保列車安全、平穩(wěn)、快速運(yùn)行和乘客舒適。（3）城市軌道交通均采用電力牽引，故要求軌道結(jié)構(gòu)具有(jyu)良好的絕緣性以減少雜散電流。（4）根據(jù)環(huán)境保護(hù)對(duì)沿線不同地段的減振、降噪要求，軌道應(yīng)采用相應(yīng)的減振軌道結(jié)構(gòu)。（5）從形式上看，全線軌道結(jié)構(gòu)宜統(tǒng)一形式，采用統(tǒng)一的零部件，并要求外觀整齊、維修工作量少且方便。第5頁

4、/共57頁第六頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.1城市軌道交通軌道的概念(ginin)及構(gòu)成（6）從技術(shù)角度出發(fā)，軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)采用成熟、先進(jìn)的技術(shù)和施工工藝。（7）軌距設(shè)計(jì)要求：直線地段軌距采用標(biāo)準(zhǔn)軌距1435厘米，曲線地段軌距應(yīng)按規(guī)定(gudng)加寬。（8）水平位置設(shè)計(jì)要求：直線地段兩股鋼軌的頂面應(yīng)保持同一水平，其誤差按鐵路技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定(gudng)正線不得大于4厘米；曲線地段為保證行車安全和乘客舒適，曲線外軌須按規(guī)定(gudng)設(shè)置超高。（9）平面曲線設(shè)計(jì)要求：為使列車能平穩(wěn)地由直線進(jìn)入圓曲線或由圓曲線轉(zhuǎn)入直線，應(yīng)在直線和圓曲線之間按規(guī)定(gudng)設(shè)置緩和曲線，以適應(yīng)逐步加寬軌距和

5、設(shè)置超高的需要。第6頁/共57頁第七頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.2軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之一：鋼軌1.鋼軌的概念 鋼軌是指兩條直線形呈平行分布，安裝在軌枕或路基之上的由鋼鐵材料制成的金屬(jnsh)構(gòu)筑物。 鋼軌斷面形狀為“工”字形，由軌頭、軌腰、軌底三大部份組成（如圖32）。這個(gè)形狀，受力好、省材料，具有最佳抗彎性能。圖-2鋼軌(gnggu)斷面結(jié)構(gòu)圖第7頁/共57頁第八頁，共58頁。(1)從鋼軌的斷面(dun min)形狀上分1)槽形鋼軌。 2)雙頭鋼軌。 3)平底鋼軌。圖-3鋼軌斷面(dun min)形狀圖【理論知識(shí)】 3.2軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之一：鋼軌第8頁/共57頁第九頁，共58

6、頁。(2)從鋼軌的質(zhì)量和強(qiáng)度上分按鋼軌的質(zhì)量和強(qiáng)度不同，城市(chngsh)軌道交通所使用的鋼軌有如下四種(鋼軌的強(qiáng)度以kg/m表示，數(shù)值越大表明其所能承受的重量亦越大)：43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m共四種。(1)傳統(tǒng)的連接安裝法傳統(tǒng)的連接安裝法是把20m左右一節(jié)的鋼軌固定在軌枕之上，各節(jié)鋼軌之間的接頭(稱為鋼軌接頭，亦稱接縫)，通常使用魚尾板和螺栓接合(見圖-4)?！纠碚撝R(shí)】 3.2軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之一：鋼軌第9頁/共57頁第十頁，共58頁。圖-4鋼軌(gnggu)接頭圖【理論知識(shí)】 3.2軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之一：鋼軌第10頁/共57頁第十一頁，共58頁。圖

7、-5伸縮(shn su)接頭【理論知識(shí)】 3.2軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之一：鋼軌(2)較新的連接安裝法該法是持續(xù)焊接鋼軌，使原本一節(jié)一節(jié)的鋼軌經(jīng)焊接后成為(chngwi)無縫鋼軌或長鋼軌。第11頁/共57頁第十二頁，共58頁。(1)防脫護(hù)軌當(dāng)列車以高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，外彎一面的輪緣受著極大的壓力，為防止輪緣負(fù)荷過重，在內(nèi)彎的軌條處會(huì)裝設(shè)(zhun sh)一段鋼軌，使另一邊的輪緣分擔(dān)列車轉(zhuǎn)向時(shí)所產(chǎn)生的離心力，而通常這附加的軌條會(huì)比正常的軌條高些，以加強(qiáng)保護(hù)(見圖-6)。圖-6防脫護(hù)軌【理論知識(shí)】 3.2軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之一：鋼軌第12頁/共57頁第十三頁，共58頁。圖-7橋上護(hù)軌【理論知識(shí)】 3.2軌

8、道結(jié)構(gòu)(jigu)之一：鋼軌(2)橋上護(hù)軌在鋼軌兩側(cè)分別(fnbi)裝設(shè)兩段鋼軌，以防止列車在橋上或高地出軌時(shí)繼續(xù)向外沖(見圖-7)。第13頁/共57頁第十四頁，共58頁。圖-8道岔(doch)護(hù)軌【理論知識(shí)】 3.2軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之一：鋼軌(3)道岔(doch)護(hù)軌在道岔(doch)區(qū)防止車輪在岔心處進(jìn)錯(cuò)路線而安裝的護(hù)軌(見圖-8)。第14頁/共57頁第十五頁，共58頁。(1)鋼軌折斷鋼軌折斷是指鋼軌全截面至少斷成兩部分，或裂縫已經(jīng)貫通整個(gè)軌頭截面或軌底截面，或鋼軌頂面上有較大的掉塊。(2)鋼軌裂紋鋼軌裂紋是指除鋼軌折斷之外，鋼軌部分材料發(fā)生分離，形成裂紋。(3)鋼軌磨耗鋼軌磨耗是指小

9、半徑曲線上鋼軌的側(cè)面磨耗和波浪磨耗。(4)其他損傷其他損傷如鋼軌接觸疲勞傷損、鋼軌縱向疲勞裂紋而導(dǎo)致剝離及軌頭因內(nèi)部(nib)存在微小裂紋或缺陷而導(dǎo)致的內(nèi)部(nib)損傷、軌腰螺栓孔裂紋等?！纠碚撝R(shí)】 3.2軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之一：鋼軌第15頁/共57頁第十六頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.3軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之二：軌枕1.軌枕的概念 軌枕是軌道的基礎(chǔ)部件，它是承墊于鋼軌之下，將鋼軌所承受(chngshu)的重量壓力，平均傳遞到道床上，同時(shí)又能有效地保持鋼軌軌距和方向幾何形位的軌道部件（如圖39）。圖-9軌枕(guzhn)第16頁/共57頁第十七頁，共58頁。圖-10鋼筋(gngjn)混

10、凝土軌枕【理論知識(shí)】 3.3軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之二：軌枕(1)軌枕按制造材料分為四種(s zhn)1)木枕。2)鋼筋混凝土軌枕。3)鋼枕。4)塑料軌枕。第17頁/共57頁第十八頁，共58頁。(2)軌枕按構(gòu)造的種類分為(fn wi)三類1)橫向與縱向軌枕。2)短軌與長軌枕。 3)寬軌枕。圖-11橫向(hn xin)與縱向軌枕【理論知識(shí)】 3.3軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之二：軌枕第18頁/共57頁第十九頁，共58頁。圖-12短軌枕(guzhn)與長軌枕(guzhn)【理論知識(shí)】 3.3軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之二：軌枕第19頁/共57頁第二十頁，共58頁。圖-13寬軌枕(guzhn)【理論知識(shí)】 3.3

11、軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之二：軌枕第20頁/共57頁第二十一頁，共58頁。(3)軌枕按鋪設(shè)(p sh)位置分為三種軌枕按鋪設(shè)(p sh)位置不同分為普通軌枕、道岔區(qū)岔枕和橋枕三種。1)普通軌枕。2)道岔區(qū)的岔枕。3)橋枕。圖-14岔枕【理論知識(shí)】 3.3軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之二：軌枕第21頁/共57頁第二十二頁，共58頁。圖-15橋枕【理論知識(shí)】 3.3軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之二：軌枕第22頁/共57頁第二十三頁，共58頁。【理論知識(shí)】 3.4軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之三：扣件1.扣件的概念與構(gòu)成 扣件是用于聯(lián)結(jié)鋼軌與軌枕的零件。 扣件的構(gòu)成：扣件由鋼軌扣壓件和軌下墊層兩部分組成。主要包括：（1）彈性扣

12、件：用來把鋼軌緊扣在枕木上。（2）承托物：作用是把扣件固定于枕木上。（3）彈性墊板：使鋼軌與枕木之間互相絕緣 , 避免鋼軌漏電, 并且(bngqi)能夠增加軌道彈性（如圖316）。2.扣件的作用 扣件的主要作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距并阻止鋼軌的橫縱向移動(dòng)，并能提供適當(dāng)?shù)膹椥?。?3頁/共57頁第二十四頁，共58頁。【理論知識(shí)】 3.4軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之三：扣件圖-16扣件構(gòu)成(guchng)圖第24頁/共57頁第二十五頁，共58頁。(1)按其結(jié)構(gòu)不同為可分為彈條式扣件、扣板式(bnsh)扣件和彈片式扣件。圖-17彈條式扣件結(jié)構(gòu)(jigu)【理論知識(shí)】 3.4軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之三

13、：扣件第25頁/共57頁第二十六頁，共58頁。圖-18扣板式(bnsh)扣件結(jié)構(gòu)【理論知識(shí)】 3.4軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之三：扣件第26頁/共57頁第二十七頁，共58頁。圖-19彈片(dnpin)式扣件結(jié)構(gòu)【理論知識(shí)】 3.4軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之三：扣件第27頁/共57頁第二十八頁，共58頁。(2)按扣件本身彈性分可分為剛性扣件和彈性扣件。(3)按軌枕(guzhn)有無擋肩分可分為有擋肩扣件和無擋肩扣件。(4)其他除上述種類外，還有其他類型的特殊扣件，如專門用于軌距和水平調(diào)整量較大的調(diào)高扣件及用于板式軌道或整體道床等新型軌上的特殊扣件等?！纠碚撝R(shí)】 3.4軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之三：扣件第2

14、8頁/共57頁第二十九頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床1.道床的概念與作用 道床是指路基、橋梁或隧道等下部結(jié)構(gòu)之上，鋼軌(gnggu)、軌枕之下的碎石、卵石層或混凝土層。它是鋼軌(gnggu)或軌道框架的基礎(chǔ)。 道床的主要作用是支承軌枕，把來自軌枕上部的巨大荷載，均勻地分布到路基面上，大大減少了路基的變形。道床依靠本身和軌枕間的摩擦，起到固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向的移動(dòng)。圖-20道床斷面圖第29頁/共57頁第三十頁，共58頁。(1)碎石道床碎石道床又稱為有碴道床，是一種比較(bjio)常見的道床形式。圖-21碎石(su sh)道床斷面圖【理論知識(shí)】 3.

15、5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床第30頁/共57頁第三十一頁，共58頁。圖-22無枕式整體(zhngt)道床斷面圖【理論知識(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床(2)整體(zhngt)道床整體(zhngt)道床又稱混凝土整體(zhngt)道床，也稱無碴道床，是現(xiàn)代城市軌道交通中常用的道床形式。1)無枕式整體(zhngt)道床。2)軌枕式整體(zhngt)道床。這種道床可分為短枕式和長枕式兩種（如圖323）。第31頁/共57頁第三十二頁，共58頁。圖-23軌枕(guzhn)式整體道床斷面圖【理論知識(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床第32頁/共57頁第三十三頁，共58頁。(3)瀝青道床

16、瀝青道床是指為了改善普通碎石道床的散體特性而加入乳化(rhu)瀝青或?yàn)r青砂漿而使其穩(wěn)定的一種道床軌道結(jié)構(gòu)形式。1)瀝青灌注式道床。 2)瀝青混凝土面層式道床。3)瀝青墊層式混凝土道床。【理論知識(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床圖-24瀝青(lqng)灌注式道床斷面圖第33頁/共57頁第三十四頁，共58頁。圖-25瀝青(lqng)混凝土面層式道床斷面圖【理論知識(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床圖-26瀝青(lqng)墊層式混凝土道床斷面圖第34頁/共57頁第三十五頁，共58頁。(4)新型道床隨著城市軌道交通的發(fā)展和城市對(duì)環(huán)境要求(yoqi)的不斷提升，原有的一些道床形式已經(jīng)不太適

17、應(yīng)城市的發(fā)展和需求，于是各國開始不斷研制和改進(jìn)道床結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了一些可以滿足新發(fā)展、新需求的新型道床形式，如減振浮動(dòng)道床?！纠碚撝R(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床圖-27減振浮動(dòng)(fdng)道床第35頁/共57頁第三十六頁，共58頁。3.道床的病害與維修 隨列車荷載反復(fù)作用，特別是碎石道床很容易產(chǎn)生病害，如道床變形、道床臟污、道碴粉化、道碴坍塌、道床翻漿及道床板結(jié)等。 整治(zhngzh)道床病害是碎石道床軌道的主要養(yǎng)護(hù)維修工作之一，如搗固、清理、更換及補(bǔ)充道碴等?，F(xiàn)在多數(shù)道床維護(hù)工作是由自動(dòng)化的工程列車來完成?！纠碚撝R(shí)】 3.5軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之四：道床道床維護(hù)(wih)工程車

18、第36頁/共57頁第三十七頁，共58頁。【理論知識(shí)】 3.6軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之五：道岔 道岔(doch)是一種使列車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，通常在車站、車輛段和停車場(chǎng)大量使用。圖-28道岔(doch)構(gòu)成第37頁/共57頁第三十八頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.6軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之五：道岔(1)轉(zhuǎn)轍器轉(zhuǎn)轍器包括轉(zhuǎn)轍機(jī)械、尖軌、軌距拉桿及其他零配件等。1)轉(zhuǎn)轍機(jī)械。2)尖軌。3)軌距拉桿。4)轉(zhuǎn)轍拉桿。5)其他零配件。(2)連接(linji)導(dǎo)軌連接(linji)導(dǎo)軌是指引導(dǎo)車輪進(jìn)入轍叉的一組或多組軌道。(3)轍叉及護(hù)軌 1)轍叉。2)護(hù)軌。3)翼軌。4)岔心。第38頁/

19、共57頁第三十九頁，共58頁。(1)道岔組合的基本(jbn)形式道岔組合的基本(jbn)形式有三種，即線路的連接、交叉、連接與交叉的組合。(2)常用道岔的種類1)單開道岔。【理論知識(shí)】 3.6軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之五：道岔圖-29單開道岔(doch)第39頁/共57頁第四十頁，共58頁。2)雙開道岔(doch)。圖-30雙開道岔(doch)【理論知識(shí)】 3.6軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之五：道岔第40頁/共57頁第四十一頁，共58頁。圖-31三開道岔(doch)【理論知識(shí)】 3.6軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之五：道岔3)三開道岔(doch)。第41頁/共57頁第四十二頁，共58頁。圖-32交分道岔(doc

20、h)【理論知識(shí)】 3.6軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之五：道岔4)交分道岔(doch)。第42頁/共57頁第四十三頁，共58頁。圖-33交叉渡線【理論知識(shí)】 3.6軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之五：道岔5)交叉渡線。第43頁/共57頁第四十四頁，共58頁。圖-34菱形(ln xn)交叉【理論知識(shí)】 3.6軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之五：道岔6)菱形(ln xn)交叉。第44頁/共57頁第四十五頁，共58頁。(1)電動(dòng)扳動(dòng)(bn dn)電動(dòng)扳動(dòng)(bn dn)是依靠電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來推動(dòng)轉(zhuǎn)轍拉桿，從而扳動(dòng)(bn dn)尖軌的扳動(dòng)(bn dn)方式。(2)手動(dòng)扳動(dòng)(bn dn)手動(dòng)扳動(dòng)(bn dn)是利用人力借杠桿去扳動(dòng)(b

21、n dn)尖軌的扳動(dòng)(bn dn)方式?！纠碚撝R(shí)】 3.6軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之五：道岔第45頁/共57頁第四十六頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.6軌道結(jié)構(gòu)(jigu)之五：道岔圖-35道岔號(hào)數(shù)(ho sh)計(jì)算圖5.道岔的代號(hào) 道岔各有其代號(hào)，比如9號(hào)道岔、12號(hào)道岔、18號(hào)道岔等等。這個(gè)(zh ge)代號(hào)可不是隨便排列的，它實(shí)際上代表了轍叉角（）的余切值，也就是轍叉心部分直角三角形兩條直角邊FE和AE的比值，即N=ctg=FE/AE。N就是道岔號(hào)，F(xiàn)E是轍叉跟端長，AE是轍叉跟端支距（如圖335）。第46頁/共57頁第四十七頁，共58頁。【理論知識(shí)】 3.7軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之六：其他

22、附屬設(shè)備1.防爬設(shè)備的組成與作用 防爬設(shè)備主要由防爬器和防爬支撐組成。其作用主要防止軌道縱向和橫向(hn xin)爬行。 圖-36防爬器與防爬支撐(zh chng)第47頁/共57頁第四十八頁，共58頁。圖-37軌距(u j)桿【理論知識(shí)】 3.7軌道結(jié)構(gòu)之六：其他(qt)附屬設(shè)備(1)軌距桿軌距桿兩端(lin dun)固定于軌底，每隔57根木枕設(shè)一根(見圖-37)。第48頁/共57頁第四十九頁，共58頁。圖-38軌撐桿(chn n)圖【理論知識(shí)】 3.7軌道(gudo)結(jié)構(gòu)之六：其他附屬設(shè)備(2)軌撐軌撐主要用于曲線地段的軌道加強(qiáng)，安設(shè)(nsh)于兩股鋼軌道心外側(cè)。第49頁/共57頁第五十頁，共58頁?！纠碚撝R(shí)】 3.8獨(dú)軌鐵路軌道(gudo)結(jié)構(gòu)1.獨(dú)軌鐵路軌道結(jié)構(gòu)的種類 獨(dú)軌鐵路是一種把單軌鋪設(shè)在高架橋上的新型鐵路，主要分成兩類，一類是較為常見的是跨座式獨(dú)軌鐵路，車輛跨座在軌道梁上行駛(xngsh)，車體兩旁蓋過路軌。另一類懸掛式獨(dú)軌鐵路，懸掛式是車輛懸掛在軌道梁下方行駛(xngsh)。第50頁/共57頁第五十一頁，共58頁。1)跨座式獨(dú)軌鐵路的軌道通常為支柱上端的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌道梁，其上鋪設(shè)(p sh)鋼軌，車輪自車廂的下部支承于鋼軌上。2)跨座式軌道道岔是由一定長度的道岔梁組成?！纠碚撝R(shí)】 3.8獨(dú)軌鐵路(til)軌道結(jié)構(gòu)圖-39跨座式軌道