第六章軌道幾何形位

1、 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 1直線軌道幾何形位直線軌道幾何形位 2曲線超高設(shè)置曲線超高設(shè)置 3緩和曲線設(shè)置緩和曲線設(shè)置 軌道幾何形位軌道幾何形位是指軌道各部分的幾何形狀、是指軌道各部分的幾何形狀、相對(duì)位置和基本尺寸。相對(duì)位置和基本尺寸。 軌道平面位置包括直線、圓曲線、緩和曲線。軌道平面位置包括直線、圓曲線、緩和曲線。軌道的方向必須正確，直線部分應(yīng)保持筆直，軌道的方向必須正確，直線部分應(yīng)保持筆直，曲線部分應(yīng)具有與曲率相適應(yīng)的圓順度。曲線部分應(yīng)具有與曲率相適應(yīng)的圓順度。 從軌道橫斷面上來看，軌道的幾何形位包括從軌道橫斷面上來看，軌道的幾何形位包括軌距、水平、外軌超高和軌底坡軌距、水平、外軌超高和軌底坡。第

2、一節(jié)第一節(jié) 機(jī)車車輛走行部分構(gòu)造機(jī)車車輛走行部分構(gòu)造 一、輪對(duì)一、輪對(duì)機(jī)車的走行部分由車架、輪對(duì)、軸箱、彈簧裝置、機(jī)車的走行部分由車架、輪對(duì)、軸箱、彈簧裝置、轉(zhuǎn)向架及其它部件組成。轉(zhuǎn)向架及其它部件組成。 車輛的走行部分是轉(zhuǎn)向架，由側(cè)架、軸箱、彈性懸車輛的走行部分是轉(zhuǎn)向架，由側(cè)架、軸箱、彈性懸掛裝置、制動(dòng)裝置、輪對(duì)以及其它部件組成。掛裝置、制動(dòng)裝置、輪對(duì)以及其它部件組成。 輪對(duì)是機(jī)車車輛走行部分的基本部件，由一根車軸輪對(duì)是機(jī)車車輛走行部分的基本部件，由一根車軸和兩個(gè)相同的車輪組成。和兩個(gè)相同的車輪組成?？蛙囖D(zhuǎn)向架的基本構(gòu)造示意圖客車轉(zhuǎn)向架的基本構(gòu)造示意圖1側(cè)架；側(cè)架； 2輪對(duì)；輪對(duì)；3軸箱潤(rùn)滑裝

3、置；軸箱潤(rùn)滑裝置；4液壓減震器；液壓減震器；5基礎(chǔ)制動(dòng)裝置；基礎(chǔ)制動(dòng)裝置；6搖枕；搖枕；7螺旋圓彈簧螺旋圓彈簧 我國(guó)車輛上使用的車輪有整體輪和輪箍輪兩種，我國(guó)車輛上使用的車輪有整體輪和輪箍輪兩種，但絕大多數(shù)是整體輪，它由踏面、輪緣、輪輻、幅但絕大多數(shù)是整體輪，它由踏面、輪緣、輪輻、幅板和輪轂等部分組成，如圖板和輪轂等部分組成，如圖61所示。車輪和鋼軌所示。車輪和鋼軌接觸的面稱為踏面。接觸的面稱為踏面。圖圖61車輪車輪1踏面；踏面；2輪緣；輪緣；3輪輞；輪輞；4輻板；輻板；5輪轂；輪轂；6輪箍；輪箍；7扣環(huán)；扣環(huán)；8輪心輪心車輪踏面（錐形踏面）車輪踏面（錐形踏面）車輪踏面（磨耗型踏面）車輪踏面（

4、磨耗型踏面） 磨耗型車輪踏面磨耗型車輪踏面是曲線型踏面，將踏面制成與鋼是曲線型踏面，將踏面制成與鋼軌頂面基本吻合的曲線形狀，增大了輪軌接觸面積，軌頂面基本吻合的曲線形狀，增大了輪軌接觸面積，可以減輕輪軌磨耗、降低輪軌接觸應(yīng)力并可改善通可以減輕輪軌磨耗、降低輪軌接觸應(yīng)力并可改善通過曲線的轉(zhuǎn)向性能。過曲線的轉(zhuǎn)向性能。 為防止車輪脫軌，為防止車輪脫軌，在踏面內(nèi)側(cè)制成凸在踏面內(nèi)側(cè)制成凸緣如右圖突起部分緣如右圖突起部分所示，稱為所示，稱為輪緣輪緣。 輪輪緣緣車輛轉(zhuǎn)向架車輛轉(zhuǎn)向架 車輪位于兩股鋼軌內(nèi)側(cè)的豎直面，稱為車輪內(nèi)側(cè)面，車輪位于兩股鋼軌內(nèi)側(cè)的豎直面，稱為車輪內(nèi)側(cè)面，車輪另一側(cè)的豎直面稱為車輪外側(cè)面。

5、車輪內(nèi)側(cè)面與外車輪另一側(cè)的豎直面稱為車輪外側(cè)面。車輪內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面之間的距離稱為側(cè)面之間的距離稱為車輪寬度車輪寬度(輪幅寬輪幅寬)。 qT+2d 通過踏面上距車輪內(nèi)側(cè)面一定距離的一點(diǎn)，畫一水平通過踏面上距車輪內(nèi)側(cè)面一定距離的一點(diǎn)，畫一水平線，稱為踏面的測(cè)量線。由測(cè)量線至輪緣頂點(diǎn)的距離稱線，稱為踏面的測(cè)量線。由測(cè)量線至輪緣頂點(diǎn)的距離稱為輪緣高度。由測(cè)量線向下為輪緣高度。由測(cè)量線向下10mm處量得的輪緣厚度，處量得的輪緣厚度，稱為車輪的稱為車輪的輪緣厚度輪緣厚度(d)。 輪對(duì)上左右兩車輪內(nèi)側(cè)輪對(duì)上左右兩車輪內(nèi)側(cè)面之間的距離，稱為輪對(duì)面之間的距離，稱為輪對(duì)的的輪背內(nèi)側(cè)距離輪背內(nèi)側(cè)距離(T)。這個(gè)。這

6、個(gè)距離再加上二個(gè)輪緣厚度距離再加上二個(gè)輪緣厚度稱為稱為輪對(duì)寬度輪對(duì)寬度(q)如圖所示。如圖所示。 二、轉(zhuǎn)向架二、轉(zhuǎn)向架 同一車體最前位和最后位的車軸中心間水平距離，同一車體最前位和最后位的車軸中心間水平距離，稱為稱為全軸距全軸距。 同一車架或轉(zhuǎn)向架上始終保持平行的最前位和同一車架或轉(zhuǎn)向架上始終保持平行的最前位和最后位車軸中心間水平距離，稱為最后位車軸中心間水平距離，稱為固定軸距固定軸距。 車輛前后兩走行部分上車體支承間的距離稱為車輛前后兩走行部分上車體支承間的距離稱為車輛定距車輛定距。 應(yīng)當(dāng)注意，固定軸距和車輛定距是兩應(yīng)當(dāng)注意，固定軸距和車輛定距是兩個(gè)不同的概念，固定軸距是機(jī)車車輛能否順利通個(gè)

7、不同的概念，固定軸距是機(jī)車車輛能否順利通過小半徑曲線的控制因素，車輛定距是轉(zhuǎn)向架中過小半徑曲線的控制因素，車輛定距是轉(zhuǎn)向架中心間距，除長(zhǎng)大車外，多在心間距，除長(zhǎng)大車外，多在18m之內(nèi)。之內(nèi)。固定軸距固定軸距車輛定距車輛定距全軸距全軸距第二節(jié)第二節(jié) 直線軌道的幾何形位直線軌道的幾何形位 一、軌距一、軌距 目前世界上的鐵路軌距，分為標(biāo)準(zhǔn)軌距、寬軌距和目前世界上的鐵路軌距，分為標(biāo)準(zhǔn)軌距、寬軌距和窄軌距三種。標(biāo)準(zhǔn)軌距尺寸為窄軌距三種。標(biāo)準(zhǔn)軌距尺寸為1435mm。大于標(biāo)準(zhǔn)軌。大于標(biāo)準(zhǔn)軌距的稱為寬軌距，小于標(biāo)準(zhǔn)軌距的稱為窄軌距。距的稱為寬軌距，小于標(biāo)準(zhǔn)軌距的稱為窄軌距。 軌距用道尺測(cè)量，容許偏差符合規(guī)范規(guī)

8、定。軌距用道尺測(cè)量，容許偏差符合規(guī)范規(guī)定。 軌距變化應(yīng)和緩平順，其變化率：正線、到發(fā)線不軌距變化應(yīng)和緩平順，其變化率：正線、到發(fā)線不應(yīng)超過應(yīng)超過2(規(guī)定遞減部分除外規(guī)定遞減部分除外)，站線和專用線不得超，站線和專用線不得超過過3，即在，即在1m長(zhǎng)度內(nèi)的軌距變化值：正線、到發(fā)線長(zhǎng)度內(nèi)的軌距變化值：正線、到發(fā)線不得超過不得超過2mm，站線和專用線不得超過，站線和專用線不得超過3mm。 為使機(jī)車車輛能在線路上兩股鋼軌剛順利通過，輪為使機(jī)車車輛能在線路上兩股鋼軌剛順利通過，輪對(duì)寬度應(yīng)小于軌距。當(dāng)輪對(duì)的一個(gè)車輪輪緣緊貼一股對(duì)寬度應(yīng)小于軌距。當(dāng)輪對(duì)的一個(gè)車輪輪緣緊貼一股鋼軌的作用邊時(shí)，另一個(gè)車輪輪緣與另一

9、股鋼軌作用鋼軌的作用邊時(shí)，另一個(gè)車輪輪緣與另一股鋼軌作用邊之間便形成一定的間隙，這個(gè)間隙稱為游間。邊之間便形成一定的間隙，這個(gè)間隙稱為游間。 為了提高列車運(yùn)行的平穩(wěn)為了提高列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和線路的穩(wěn)定性，減少輪軌性和線路的穩(wěn)定性，減少輪軌磨耗和動(dòng)能損失，確保行車安磨耗和動(dòng)能損失，確保行車安全，需要把游間限制在一個(gè)合全，需要把游間限制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。理的范圍內(nèi)。 根據(jù)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為減小直線根據(jù)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為減小直線軌距有利。改道時(shí)軌距按軌距有利。改道時(shí)軌距按1434mm或或1433mm控制，控制，盡管軌頭有少量側(cè)磨發(fā)生，但達(dá)到軌距超限的時(shí)間得盡管軌頭有少量

10、側(cè)磨發(fā)生，但達(dá)到軌距超限的時(shí)間得以延長(zhǎng)，有利于提高行車平穩(wěn)性，延長(zhǎng)維修周期。以延長(zhǎng)，有利于提高行車平穩(wěn)性，延長(zhǎng)維修周期。 二、水平二、水平 水平水平是指線路左右兩股鋼軌頂面的相對(duì)高差。是指線路左右兩股鋼軌頂面的相對(duì)高差。 在直線地段，兩股鋼軌頂面應(yīng)位于同一水平面上，在直線地段，兩股鋼軌頂面應(yīng)位于同一水平面上，使兩股鋼軌所受荷載均勻，以保持列車平穩(wěn)運(yùn)行。水使兩股鋼軌所受荷載均勻，以保持列車平穩(wěn)運(yùn)行。水平用道尺或其它工具測(cè)量。線路維修時(shí)，兩股鋼軌頂平用道尺或其它工具測(cè)量。線路維修時(shí)，兩股鋼軌頂面水平誤差不得超過規(guī)定值。面水平誤差不得超過規(guī)定值。 兩股鋼軌頂面的水平偏差值，沿線路方向的變化率兩股鋼軌

11、頂面的水平偏差值，沿線路方向的變化率不可太大。在不可太大。在1m距離內(nèi)，這個(gè)變化不可超過距離內(nèi)，這個(gè)變化不可超過1mm，否則即使兩股鋼軌的水平偏差不超過允許范圍，也將否則即使兩股鋼軌的水平偏差不超過允許范圍，也將引起機(jī)車車輛的劇烈搖晃。引起機(jī)車車輛的劇烈搖晃。 三、軌向三、軌向 軌向軌向是指軌道中心線在水平面上的平順性。是指軌道中心線在水平面上的平順性。 若直線不直則必然引起列車的蛇行運(yùn)動(dòng)。在行駛快速若直線不直則必然引起列車的蛇行運(yùn)動(dòng)。在行駛快速列車的線路上，線路方向?qū)π熊嚨钠椒€(wěn)性具有特別重要列車的線路上，線路方向?qū)π熊嚨钠椒€(wěn)性具有特別重要的影響。的影響。 在無縫線路地段，若軌道方向不良，還可

12、能在高溫季在無縫線路地段，若軌道方向不良，還可能在高溫季節(jié)引發(fā)脹軌跑道事件節(jié)引發(fā)脹軌跑道事件(軌道發(fā)生明顯的不規(guī)則橫向位移軌道發(fā)生明顯的不規(guī)則橫向位移)，嚴(yán)重威脅行車安全。嚴(yán)重威脅行車安全。 修規(guī)修規(guī)規(guī)定：直線方向必須目視平順，用規(guī)定：直線方向必須目視平順，用10m弦測(cè)弦測(cè)量，正線上正矢不得超過允許值。量，正線上正矢不得超過允許值。 四、前后高低四、前后高低 軌道沿線路方向的豎向平順性稱為軌道沿線路方向的豎向平順性稱為前后高低前后高低。 新鋪或經(jīng)過大修后的線路，即使其軌面是平順的，新鋪或經(jīng)過大修后的線路，即使其軌面是平順的，但是經(jīng)過一段時(shí)間列車運(yùn)行后，由于路基不均勻沉陷、但是經(jīng)過一段時(shí)間列車運(yùn)

13、行后，由于路基不均勻沉陷、道床搗固密實(shí)程度、扣件松緊、枕木腐朽和鋼軌磨耗道床搗固密實(shí)程度、扣件松緊、枕木腐朽和鋼軌磨耗的不一致性，就會(huì)產(chǎn)生不均勻下沉，造成軌面前后高的不一致性，就會(huì)產(chǎn)生不均勻下沉，造成軌面前后高低不平，即在有些地段低不平，即在有些地段(往往在鋼軌接頭附近往往在鋼軌接頭附近)下沉較下沉較多，出現(xiàn)坑洼，這種不平順，稱為多，出現(xiàn)坑洼，這種不平順，稱為靜態(tài)不平順靜態(tài)不平順； 有些地段，從表面上看，軌面是平順的，但實(shí)際有些地段，從表面上看，軌面是平順的，但實(shí)際上軌底與鐵墊板或軌枕之間存在間隙上軌底與鐵墊板或軌枕之間存在間隙(間隙超過間隙超過2mm時(shí)稱為吊板時(shí)稱為吊板)，或軌枕底與道碴之間

14、存在空隙，或軌枕底與道碴之間存在空隙(空隙超空隙超過過2mm時(shí)稱為空板或暗坑時(shí)稱為空板或暗坑)，或軌道基礎(chǔ)彈性的不均，或軌道基礎(chǔ)彈性的不均勻勻(路基填筑的不均勻，道床彈性的不均勻等路基填筑的不均勻，道床彈性的不均勻等)，當(dāng)列，當(dāng)列車通過時(shí)，這些地段的軌道下沉不一致，也會(huì)產(chǎn)生不車通過時(shí)，這些地段的軌道下沉不一致，也會(huì)產(chǎn)生不平順，這種不平順稱為平順，這種不平順稱為動(dòng)態(tài)不平順動(dòng)態(tài)不平順，隨著高速鐵路的，隨著高速鐵路的發(fā)展，動(dòng)態(tài)不平順已廣泛受到關(guān)注。發(fā)展，動(dòng)態(tài)不平順已廣泛受到關(guān)注。 經(jīng)過維修或大修的軌道，要求目視平順，前后高經(jīng)過維修或大修的軌道，要求目視平順，前后高低偏差用低偏差用10m弦量測(cè)的最大矢

15、度值不應(yīng)超過允許值。弦量測(cè)的最大矢度值不應(yīng)超過允許值。線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值項(xiàng)項(xiàng) 目目max160kmh正正線線160kmhmax120kmh正線正線max120kmh正線及到發(fā)線正線及到發(fā)線其他站線其他站線作業(yè)作業(yè)驗(yàn)收驗(yàn)收經(jīng)常經(jīng)常保養(yǎng)保養(yǎng)臨時(shí)臨時(shí)補(bǔ)修補(bǔ)修作業(yè)作業(yè)驗(yàn)收驗(yàn)收經(jīng)常經(jīng)常保養(yǎng)保養(yǎng)臨時(shí)臨時(shí)補(bǔ)修補(bǔ)修作業(yè)作業(yè)驗(yàn)收驗(yàn)收經(jīng)常經(jīng)常保養(yǎng)保養(yǎng)臨時(shí)臨時(shí)補(bǔ)修補(bǔ)修作業(yè)作業(yè)驗(yàn)收驗(yàn)收經(jīng)常經(jīng)常保養(yǎng)保養(yǎng)臨時(shí)臨時(shí)補(bǔ)修補(bǔ)修軌距軌距(mm)+2-2+4-2+6-4+4-2+6-4+8-4+6-2+7-4+9-4+6-2+9-4+10-4水平水平(mm)358468461058

16、11高低高低(mm)3584684610581l軌向軌向(直線直線)(mm)34746846105811三角坑三角坑(扭曲扭曲)(mm)緩和曲緩和曲線線346456457578直線和直線和圓曲線圓曲線3464684695810注：注：軌距偏差不含曲線上按規(guī)定設(shè)置的軌距加寬值，但最大軌距軌距偏差不含曲線上按規(guī)定設(shè)置的軌距加寬值，但最大軌距(含加寬值和偏差含加寬值和偏差)不不得超過得超過1456mm； 軌向偏差和高低偏差為軌向偏差和高低偏差為10m弦測(cè)量的最大矢度值；弦測(cè)量的最大矢度值； 三角坑偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量，檢查三角坑時(shí)基長(zhǎng)為三角坑偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量，檢查三角坑時(shí)

17、基長(zhǎng)為 6.25m，但在，但在延長(zhǎng)延長(zhǎng)18m的距離內(nèi)無超過表列的三角坑；的距離內(nèi)無超過表列的三角坑； 專用線按其他站線辦理。專用線按其他站線辦理。 五、軌底坡五、軌底坡 由于車輪踏面與鋼軌頂面主要接觸部分是由于車輪踏面與鋼軌頂面主要接觸部分是1:20的斜坡，的斜坡，為了使鋼軌軸心受力，鋼軌也應(yīng)有一個(gè)向內(nèi)的傾斜度，為了使鋼軌軸心受力，鋼軌也應(yīng)有一個(gè)向內(nèi)的傾斜度，因此軌底與軌道平面之間應(yīng)形成一個(gè)橫向坡度，稱之為因此軌底與軌道平面之間應(yīng)形成一個(gè)橫向坡度，稱之為軌底坡軌底坡。 我國(guó)鐵路在我國(guó)鐵路在1965年以前，軌底坡定為年以前，軌底坡定為1:20。1965年年以后，我國(guó)鐵路的軌底坡統(tǒng)一改為以后，我國(guó)

18、鐵路的軌底坡統(tǒng)一改為1:40。 軌底坡設(shè)置是否正確，可根據(jù)鋼軌頂面上由車輪碾軌底坡設(shè)置是否正確，可根據(jù)鋼軌頂面上由車輪碾磨形成的光帶位置來判定。磨形成的光帶位置來判定。 如光帶偏離軌頂中心向內(nèi)，說明軌底坡不足；如光帶偏如光帶偏離軌頂中心向內(nèi)，說明軌底坡不足；如光帶偏離軌頂中心向外，說明軌底坡過大；如光帶居中，說明軌離軌頂中心向外，說明軌底坡過大；如光帶居中，說明軌底坡合適。底坡合適。 線路養(yǎng)護(hù)工作線路養(yǎng)護(hù)工作中，可根據(jù)光帶中，可根據(jù)光帶位置調(diào)整軌底坡位置調(diào)整軌底坡的大小。的大小。第三節(jié)第三節(jié) 曲線軌距加寬曲線軌距加寬 機(jī)車車輛進(jìn)入曲線軌道時(shí)，仍然存在保持其原有行駛機(jī)車車輛進(jìn)入曲線軌道時(shí)，仍然存

19、在保持其原有行駛方向時(shí)慣性，只是受到外軌的引導(dǎo)作用力才沿著曲線軌方向時(shí)慣性，只是受到外軌的引導(dǎo)作用力才沿著曲線軌道行駛。在小半徑曲線，為使機(jī)車車輛順利通過曲線而道行駛。在小半徑曲線，為使機(jī)車車輛順利通過曲線而不致被楔住或擠開軌道，減小輪軌間的橫向作用力，以不致被楔住或擠開軌道，減小輪軌間的橫向作用力，以減少輪軌磨耗，軌距要適當(dāng)加寬。加寬軌距，系將曲線減少輪軌磨耗，軌距要適當(dāng)加寬。加寬軌距，系將曲線軌道內(nèi)軌向曲線中心方向移動(dòng)，曲線外軌的位置則保持軌道內(nèi)軌向曲線中心方向移動(dòng)，曲線外軌的位置則保持與軌道中心半個(gè)軌距的距離不變。曲線軌距的加寬值與與軌道中心半個(gè)軌距的距離不變。曲線軌距的加寬值與機(jī)車車輛

20、轉(zhuǎn)向架在曲線上的幾何位置有關(guān)。機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架在曲線上的幾何位置有關(guān)。 一、轉(zhuǎn)向架的內(nèi)接形式一、轉(zhuǎn)向架的內(nèi)接形式 由于輪軌游間的存在，機(jī)車車輛的車架或轉(zhuǎn)向架通過由于輪軌游間的存在，機(jī)車車輛的車架或轉(zhuǎn)向架通過曲線軌道時(shí)，可以占有不同的幾何位置，有著不同的內(nèi)曲線軌道時(shí)，可以占有不同的幾何位置，有著不同的內(nèi)接形式。主要呈現(xiàn)以下四種內(nèi)接形式：接形式。主要呈現(xiàn)以下四種內(nèi)接形式： 1斜接斜接 2自由內(nèi)接自由內(nèi)接 3楔形內(nèi)接楔形內(nèi)接 4正常強(qiáng)制內(nèi)接正常強(qiáng)制內(nèi)接 對(duì)楔形內(nèi)接所需軌距增加對(duì)楔形內(nèi)接所需軌距增加min/ 2。 二、曲線軌距加寬的確定原則二、曲線軌距加寬的確定原則 根據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，以自由內(nèi)接最為有利，但

21、機(jī)車車輛根據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，以自由內(nèi)接最為有利，但機(jī)車車輛的固定軸距長(zhǎng)短不一，不能全部滿足自由內(nèi)接通過。為的固定軸距長(zhǎng)短不一，不能全部滿足自由內(nèi)接通過。為此，確定軌距加寬必須滿足如下原則：此，確定軌距加寬必須滿足如下原則： 1保證占列車大多數(shù)的車輛能以自由內(nèi)接形式通過保證占列車大多數(shù)的車輛能以自由內(nèi)接形式通過曲線；曲線； 2保證固定軸距較長(zhǎng)的機(jī)車通過曲線時(shí)，不出現(xiàn)楔保證固定軸距較長(zhǎng)的機(jī)車通過曲線時(shí)，不出現(xiàn)楔形內(nèi)接，但允許以正常強(qiáng)制內(nèi)接形式通過；形內(nèi)接，但允許以正常強(qiáng)制內(nèi)接形式通過； 3保證車輪不掉道，即最大軌距不超過容許限度。保證車輪不掉道，即最大軌距不超過容許限度。 三、根據(jù)車輛條件確定軌距加寬三

22、、根據(jù)車輛條件確定軌距加寬 我國(guó)絕大部分的車輛轉(zhuǎn)向架是兩軸轉(zhuǎn)向架。當(dāng)兩軸我國(guó)絕大部分的車輛轉(zhuǎn)向架是兩軸轉(zhuǎn)向架。當(dāng)兩軸轉(zhuǎn)向架以自由內(nèi)接形式通過曲線時(shí)，前軸外輪輪緣與外轉(zhuǎn)向架以自由內(nèi)接形式通過曲線時(shí)，前軸外輪輪緣與外軌的作用邊接觸，后軸占據(jù)曲線垂直半徑的位置。則自軌的作用邊接觸，后軸占據(jù)曲線垂直半徑的位置。則自由內(nèi)接形式所需最小軌距為：由內(nèi)接形式所需最小軌距為： 0maxfqSfSf = qmax + f0式中式中Sf 自由內(nèi)接所需軌距；自由內(nèi)接所需軌距； qmax 最大輪對(duì)寬度；最大輪對(duì)寬度； f0 外矢距，其值為外矢距，其值為 RLf220其中其中 L轉(zhuǎn)向架固定軸距，轉(zhuǎn)向架固定軸距， R曲線半

23、徑。曲線半徑。以以S0表示直線軌距，則曲線軌距加寬值表示直線軌距，則曲線軌距加寬值e應(yīng)為：應(yīng)為： e = Sf S0 現(xiàn)以我國(guó)目前主型客車現(xiàn)以我國(guó)目前主型客車“202”型轉(zhuǎn)向架為例。型轉(zhuǎn)向架為例。 設(shè)設(shè)R350m，L2.4m，qmax1424mm，則：，則：28100035021000422220.).(RLfmmSf = qmax + f0=1424+8=1432mm 由以上計(jì)算可見，曲線半徑為由以上計(jì)算可見，曲線半徑為350m及以及以上的曲線，軌距不需加寬。上的曲線，軌距不需加寬。 四、曲線軌道的最大允許軌距四、曲線軌道的最大允許軌距 曲線軌道的最大軌距，應(yīng)切實(shí)保障行車安全，不使曲線軌道的

24、最大軌距，應(yīng)切實(shí)保障行車安全，不使其掉道。在最不利情況下，當(dāng)輪對(duì)的一個(gè)車輪輪緣緊貼其掉道。在最不利情況下，當(dāng)輪對(duì)的一個(gè)車輪輪緣緊貼一股鋼軌時(shí)，另一個(gè)一股鋼軌時(shí)，另一個(gè)車輪踏面與鋼軌的接車輪踏面與鋼軌的接觸點(diǎn)即為車輪踏面的觸點(diǎn)即為車輪踏面的變坡點(diǎn)。變坡點(diǎn)。 由此，曲線上容由此，曲線上容許最大軌距由下式許最大軌距由下式計(jì)算：計(jì)算： Smax= dmin+Tmin r +a r s數(shù)值代入得：數(shù)值代入得： Smax=22+1350-2+100-12-21456mm 因軌距的容許偏因軌距的容許偏差不得超過差不得超過6mm，所以：所以：曲線軌道最大曲線軌道最大容許軌距應(yīng)為容許軌距應(yīng)為1450mm，即最大

25、允，即最大允許加寬許加寬15mm。 鐵路線路修理規(guī)則鐵路線路修理規(guī)則規(guī)定；新建、改建及線路大修規(guī)定；新建、改建及線路大修或成段更換軌枕地段，按下表規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行曲線軌距或成段更換軌枕地段，按下表規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行曲線軌距加寬。曲線軌距加寬應(yīng)在整個(gè)緩和曲線內(nèi)遞減，如無緩加寬。曲線軌距加寬應(yīng)在整個(gè)緩和曲線內(nèi)遞減，如無緩和曲線則在直線上遞減，遞減率不得大于和曲線則在直線上遞減，遞減率不得大于1。特殊條。特殊條件下，不得大于件下，不得大于2。 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 一、外軌超高的作用及設(shè)置方法一、外軌超高的作用及設(shè)置方法 作用：作用：鋼軌受力均勻鋼軌受力

26、均勻旅客舒適旅客舒適提高線路穩(wěn)定性、安全性提高線路穩(wěn)定性、安全性外軌超高外軌超高： 是曲線外是曲線外 軌頂面與內(nèi)軌頂面軌頂面與內(nèi)軌頂面 的水平高度之差。的水平高度之差。 設(shè)置方法：設(shè)置方法：第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 外軌提高法外軌提高法、線路中心高度不變法線路中心高度不變法。 外軌提外軌提高法高法線路中線路中心高度心高度不變法不變法第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 二、外軌超高值的計(jì)算二、外軌超高值的計(jì)算第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 離心力離心力 C = m v2

27、 / R 曲線超高的大小由列車通過時(shí)離心力的大小確定。曲線超高的大小由列車通過時(shí)離心力的大小確定。 將將 V=3.6v，S為兩股鋼為兩股鋼軌中心距，軌中心距，S=1500mm，g=9.81m/s2，代入，代入式得：式得：ShGC GSCh gRSvmgRSmvGSCh 22RVRVgRSvGSCh22228 .1181. 96 . 31500 (mm) 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 RVh2008 .11 取平均速度取平均速度V0 ， (mm)第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 平均速度平均速度V0的確定：的確定

28、：1全面考慮每一次列車的速度和重力來計(jì)算全面考慮每一次列車的速度和重力來計(jì)算V0 NGNGVGNGNGNVGNVGNVGNVnnnnn222112222221110式中式中 N 一晝夜通過的各類相同速度和牽引重量的列車一晝夜通過的各類相同速度和牽引重量的列車 次數(shù)；次數(shù)； G 各類列車總重量各類列車總重量(kN)； V 實(shí)測(cè)各類列車速度實(shí)測(cè)各類列車速度(km/h)。 max0VV 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 2在新線設(shè)計(jì)與施工時(shí)，采用的平均速度在新線設(shè)計(jì)與施工時(shí)，采用的平均速度V0 式中式中 Vmax 預(yù)計(jì)該地段最大行車速度預(yù)計(jì)該地段最大行車速度(

29、km/h)； 一般地段采用一般地段采用0.80，單線上、下行速度懸殊地段，單線上、下行速度懸殊地段 可采用可采用0.65。規(guī)定規(guī)定：圓曲線外軌超高按圓曲線外軌超高按5mm整倍數(shù)設(shè)置。整倍數(shù)設(shè)置。V0 稱作加權(quán)平均速度，簡(jiǎn)稱稱作加權(quán)平均速度，簡(jiǎn)稱均方根速度均方根速度(VJF)。 三、外軌未被平衡的超高三、外軌未被平衡的超高 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 h0RVhq- - 2max8 .11 當(dāng)當(dāng)VV0時(shí)，時(shí)，h= hh0 ；V V0 h =RVhhg2min08 .11- - V V0時(shí)：時(shí)： 當(dāng)當(dāng)V 120km/h個(gè)別特殊情況下已設(shè)置個(gè)別特殊情況下

30、已設(shè)置90(不含不含)110mm可暫時(shí)保留，但應(yīng)逐步改造?？蓵簳r(shí)保留，但應(yīng)逐步改造。hg的實(shí)質(zhì)：的實(shí)質(zhì)：第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 限制速度差，控制低速列車對(duì)鋼軌限制速度差，控制低速列車對(duì)鋼軌磨耗及線路變形的影響。磨耗及線路變形的影響。hg一般不得大于一般不得大于30mm，困難時(shí)不得大于，困難時(shí)不得大于50mm。 線規(guī)線規(guī)、修規(guī)修規(guī)對(duì)對(duì)hg的規(guī)定：的規(guī)定：hg的影響的影響內(nèi)軌垂直磨耗加劇，軌頭壓寬、飛邊；內(nèi)軌垂直磨耗加劇，軌頭壓寬、飛邊；外軌側(cè)磨依舊；外軌側(cè)磨依舊； 四、外軌最大超高的允許值四、外軌最大超高的允許值 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾

31、何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 設(shè)曲線外軌為設(shè)曲線外軌為hmax。對(duì)應(yīng)有：對(duì)應(yīng)有：v，R，O。 若某車以若某車以 v1 v 通過通過時(shí)：時(shí)： 四、外軌最大超高的允許值四、外軌最大超高的允許值 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 設(shè)曲線外軌為設(shè)曲線外軌為hmax。對(duì)應(yīng)有：對(duì)應(yīng)有：v，R，O。 若某車以若某車以 v1 v 通過通過時(shí)：時(shí)： 其穩(wěn)定程度可采用穩(wěn)其穩(wěn)定程度可采用穩(wěn)定系數(shù)定系數(shù) n 來表示：來表示：eSeSn2/2 e 合力偏心距合力偏心距(mm) 四、外軌最大超高的允許值四、外軌最大超高的允許值 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲

32、線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 eSn2 分析：分析：n =1， ，臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)2Se n 1， ，穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定狀態(tài)2Se n值愈大，穩(wěn)定性愈好值愈大，穩(wěn)定性愈好第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 e與與h的關(guān)系：的關(guān)系：SAAOCOO ShHe 設(shè)設(shè)H為車輛重心到軌面的高度，貨車為為車輛重心到軌面的高度，貨車為2220mm，客車為客車為2057.5mm。hSHe hHSeSn 222 根據(jù)我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，為保根據(jù)我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，為保證行車安全，證行車安全，n 值不應(yīng)小于值不應(yīng)小于3。hHSn 22 線規(guī)線規(guī)、修規(guī)修規(guī)規(guī)定：規(guī)定： Vmax16

33、0km/h地段實(shí)地段實(shí)設(shè)最大超高設(shè)最大超高單線為單線為125mm，雙線為雙線為150mm。檢驗(yàn)：檢驗(yàn)：1542220215002 3 . 3 (大于大于3，滿足要求，滿足要求)第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 分分 析析hHSn 22 舉例分析：舉例分析：5952220215002 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 Vmax=144km/h，R=340m，h0=125mmh =hq02max8 .11hRV- - 1253401448 .112- - =595(mm)結(jié)論：結(jié)論：傾傾 覆覆=0.85hq第六章第六章

34、 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 五、曲線軌道上的超高限速五、曲線軌道上的超高限速 任何一條曲線軌道，均按一定的平均速度設(shè)置超高。任何一條曲線軌道，均按一定的平均速度設(shè)置超高。在既定的超高條件下，通過該曲線的列車最高速度必在既定的超高條件下，通過該曲線的列車最高速度必定受到末被平衡的容許超高度定受到末被平衡的容許超高度hq的限制，其最高行的限制，其最高行車速度車速度Vmax 應(yīng)為應(yīng)為:RhhVq8110.max第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 同理，通過該曲線的最低行車速度同理，通過該曲線的最低行車速度 Vmin 應(yīng)為應(yīng)為:

35、當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，按最大超高度當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，按最大超高度150mm計(jì)算，曲計(jì)算，曲線上的超高限速與半徑的關(guān)系如下：線上的超高限速與半徑的關(guān)系如下： =75mm時(shí)，時(shí)， =90mm時(shí)，時(shí)，RhhVg8110.min-qh qh RRV3 . 48 .1175150max RRV5 . 48 .1190150max 第六章第六章 軌道幾何形位軌道幾何形位 曲線軌道外軌超高曲線軌道外軌超高 一般情況下，曲線上的超高限速按下式計(jì)算：一般情況下，曲線上的超高限速按下式計(jì)算：RV25. 4max RV3 . 4max 第五節(jié)第五節(jié) 緩和曲線緩和曲線一、緩和曲線的作用及其幾何特征一、緩和曲線的作用及其幾

36、何特征 行駛于曲線軌道的機(jī)車車輛，出現(xiàn)一些與直線運(yùn)行駛于曲線軌道的機(jī)車車輛，出現(xiàn)一些與直線運(yùn)行顯著不同的受力特征。如曲線運(yùn)行的離心力，外軌行顯著不同的受力特征。如曲線運(yùn)行的離心力，外軌超高不連續(xù)形成的沖擊力等。為使上述諸力不致突然超高不連續(xù)形成的沖擊力等。為使上述諸力不致突然產(chǎn)生和消失，以保持列車曲線運(yùn)行的平穩(wěn)性，需要在產(chǎn)生和消失，以保持列車曲線運(yùn)行的平穩(wěn)性，需要在直線與圓曲線軌道之間設(shè)置一段曲率半徑和外軌超高直線與圓曲線軌道之間設(shè)置一段曲率半徑和外軌超高度均逐漸變化的曲線，稱為緩和曲線。當(dāng)緩和曲線連度均逐漸變化的曲線，稱為緩和曲線。當(dāng)緩和曲線連接設(shè)有軌距加寬的圓曲線時(shí)，緩和曲線的軌距是呈線接

37、設(shè)有軌距加寬的圓曲線時(shí)，緩和曲線的軌距是呈線性變化的。性變化的。 概括起來，緩和曲線具有以下幾何特征：概括起來，緩和曲線具有以下幾何特征： (1)緩和曲線連接直線和半徑為緩和曲線連接直線和半徑為R的圓曲線，其曲率的圓曲線，其曲率由零至由零至1/R逐漸變化。逐漸變化。 (2)緩和曲線的外軌超高，由直線上的零值逐漸增至緩和曲線的外軌超高，由直線上的零值逐漸增至圓曲線的超高度，與圓曲線超高相連接。圓曲線的超高度，與圓曲線超高相連接。 (3)緩和曲線連接半徑小于緩和曲線連接半徑小于350m的圓曲線時(shí)，在整的圓曲線時(shí)，在整個(gè)緩和曲線長(zhǎng)度內(nèi)，軌距加寬呈線性遞增，由零至圓個(gè)緩和曲線長(zhǎng)度內(nèi)，軌距加寬呈線性遞增

38、，由零至圓曲線加寬值。曲線加寬值。 二、緩和曲線的幾何形位條件二、緩和曲線的幾何形位條件 (1)為了保持連續(xù)點(diǎn)的幾何連為了保持連續(xù)點(diǎn)的幾何連續(xù)性，緩和曲線在平面上的形續(xù)性，緩和曲線在平面上的形狀應(yīng)當(dāng)是：在始點(diǎn)處，橫坐標(biāo)狀應(yīng)當(dāng)是：在始點(diǎn)處，橫坐標(biāo)x=0，縱坐標(biāo)，縱坐標(biāo)y=0，傾角，傾角=0；在終點(diǎn)處，橫坐標(biāo)在終點(diǎn)處，橫坐標(biāo) x= x0。縱坐?？v坐標(biāo)標(biāo) y=y0，傾角，傾角=0。 (2)列車進(jìn)入緩和曲線，為保持列車運(yùn)行的平穩(wěn)性，列車進(jìn)入緩和曲線，為保持列車運(yùn)行的平穩(wěn)性，應(yīng)使離心力不突然產(chǎn)生和消失，即在緩和曲線始點(diǎn)處，應(yīng)使離心力不突然產(chǎn)生和消失，即在緩和曲線始點(diǎn)處， F=0或或=；在緩和曲線終點(diǎn)處，

39、；在緩和曲線終點(diǎn)處， F=mv2/R或或 =R。 (4)列車在緩和曲線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其車軸與水平面傾斜列車在緩和曲線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其車軸與水平面傾斜角角不斷變化，亦即車體發(fā)生側(cè)滾。要使鋼軌對(duì)車體傾不斷變化，亦即車體發(fā)生側(cè)滾。要使鋼軌對(duì)車體傾轉(zhuǎn)的作用力不突然產(chǎn)生和消失，在緩和曲線始、終點(diǎn)處轉(zhuǎn)的作用力不突然產(chǎn)生和消失，在緩和曲線始、終點(diǎn)處應(yīng)應(yīng)使傾轉(zhuǎn)的角加速度為零，即使傾轉(zhuǎn)的角加速度為零，即 =0。在緩和曲線。在緩和曲線終點(diǎn)之間終點(diǎn)之間 應(yīng)連續(xù)變化。應(yīng)連續(xù)變化。 綜上所述，緩和曲線的線形條件，可歸納如表綜上所述，緩和曲線的線形條件，可歸納如表65。表表65 緩和曲線線形條件表緩和曲線線形條件表22dtdy

40、y22dtdy y 表中表中 前兩項(xiàng)是基本的幾何形位要求，后三項(xiàng)則是前兩項(xiàng)是基本的幾何形位要求，后三項(xiàng)則是由行車平穩(wěn)性形成的力學(xué)條件推導(dǎo)出的幾何形位要求由行車平穩(wěn)性形成的力學(xué)條件推導(dǎo)出的幾何形位要求。在行車速度不高的線路上，滿足前三項(xiàng)要求的緩和。在行車速度不高的線路上，滿足前三項(xiàng)要求的緩和曲線尚能適應(yīng)列車運(yùn)行的需要，而在速度較高的線路曲線尚能適應(yīng)列車運(yùn)行的需要，而在速度較高的線路上，緩和曲線的幾何形位就必須考慮后兩項(xiàng)的要求。上，緩和曲線的幾何形位就必須考慮后兩項(xiàng)的要求。 三、常用緩和曲線三、常用緩和曲線滿足表滿足表65中前三項(xiàng)要求的緩和曲線，是目前鐵路中前三項(xiàng)要求的緩和曲線，是目前鐵路上最常用

41、的緩和曲線，所以也稱為常用緩和曲線。上最常用的緩和曲線，所以也稱為常用緩和曲線。 常用緩和曲線的外軌超高順坡為直線順坡。常用緩和曲線的外軌超高順坡為直線順坡。 任意點(diǎn)處：任意點(diǎn)處：ihl 可知，緩和曲線的長(zhǎng)度可知，緩和曲線的長(zhǎng)度l與其曲率與其曲率K成正比，符合該條成正比，符合該條件的緩和曲線線型為放射螺旋線。件的緩和曲線線型為放射螺旋線。 四、緩和曲線長(zhǎng)度計(jì)算四、緩和曲線長(zhǎng)度計(jì)算 緩和曲線長(zhǎng)度影響行車安全和旅客舒適，擬定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，緩和曲線長(zhǎng)度影響行車安全和旅客舒適，擬定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)下列條件計(jì)算并取其較長(zhǎng)者。應(yīng)根據(jù)下列條件計(jì)算并取其較長(zhǎng)者。 1超高順坡不致使車輪脫軌超高順坡不致使車輪脫軌CKCgivSlgvSh 1212170 2超離時(shí)變率不致使旅客不適超離時(shí)變率不致使旅客不適 3欠超高時(shí)變率不致影響旅客舒適欠超高時(shí)變率