第2章 軌道幾何形位《鐵路軌道》

《鐵路軌道》?精品課件合集鐵路軌道第二章

軌道幾何形位軌道幾何形位是指軌道各部分的幾何形狀、相對位置和基本尺寸。從軌道平面位置來看，

軌道由直線和曲線所組成，

一般在直線與圓曲線之間設(shè)有一條曲率漸變的緩和曲線相聯(lián)結(jié)。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。從軌道的縱斷面上看，

軌道的幾何形位包括軌道的前后高低。概述目錄CONTENTS01020304機(jī)車車輛走行部分直線軌道的幾何形位線路平面幾何形位線路縱斷面幾何形位01機(jī)車車輛走行部分機(jī)車的走行部分由車架、輪對、軸箱、彈簧裝置、轉(zhuǎn)向架及其他部件組成。車輛的走行部分是轉(zhuǎn)向架，

由側(cè)架、軸箱、彈性懸掛裝置、制動裝置、輪對以及其他部件組成。01.輪對輪對的組成：由1

根車軸和2

個相同的車輪組成。輪軸聯(lián)結(jié)部位采用過盈配合，

并用軸鍵固定兩輪的相互位置。機(jī)車車輛走行部分01.輪對1

）

車輪我國車輛上使用的車輪有整體輪和輪箍輪兩種。機(jī)車車輛走行部分01.輪對2

）

車輪上各部分的名稱車輪和鋼軌接觸的面稱為踏面。車輪踏面有錐形踏面和磨耗型踏面兩種形式。錐形踏面的母線是直線。車輪踏面采用圓錐面。磨耗型車輪踏面是曲線形踏面，

將踏面制成與鋼軌頂面基本吻合的曲線形狀。車輪踏面內(nèi)側(cè)制成的凸緣，

稱為輪緣。輪緣可保證車輪沿鋼軌滾動時不致脫軌。車輪內(nèi)側(cè)的豎直面稱為車輪內(nèi)側(cè)面，

車輪外側(cè)的豎直面稱為車輪外側(cè)面。車輪內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面之間的距離稱為車輪寬度。機(jī)車車輛走行部分輪對）

輪對的主要幾何尺寸）

輪背距。輪對上左右兩車輪內(nèi)側(cè)面之間的距離，

稱為輪對的輪背內(nèi)側(cè)距離，

用 表示。）

輪對寬度。輪背距 加上

2

個輪緣厚度稱為輪對寬度，

用 表示。輪對寬度計算公式：機(jī)車車輛走行部分02.轉(zhuǎn)向架為使車體順利通過半徑較小的曲線，

可把全部輪對分別安裝在幾個車架上，

為防止車輪由于輪對歪斜而陷落于軌道中間，

通常將2

個或3

個輪對用一剛性構(gòu)架安裝在一起，

稱為轉(zhuǎn)向架?？蛙嚺c貨車的轉(zhuǎn)向架下一般安裝2

個輪對，

稱為二軸轉(zhuǎn)向架；

內(nèi)燃、電力機(jī)車的轉(zhuǎn)向架下多裝有3個輪對，

稱為三軸轉(zhuǎn)向架；

蒸汽機(jī)車是將多個動輪固定在一個車架上。機(jī)車車輛走行部分機(jī)車車輛走行部分機(jī)車車輛的軸距.

軸列式機(jī)車車輛的車架或轉(zhuǎn)向架下的車軸數(shù)及排列形式稱為軸列式。.

全軸距同一機(jī)車或車輛上最前位和最后位的車軸中心間水平距離，

稱為機(jī)車或車輛的全軸距，

用 表示。.

固定軸距同一車架或轉(zhuǎn)向架上始終保持平行的最前位和最后位車軸中心間的水平距離，

稱為固定軸距，

用表示。04.車輛定距車輛前后兩走行部分上車體支承間的距離稱為車輛定距，

用 表示。固定軸距和車輛定距是兩個不同的概念，

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，

車輛定距前后兩個轉(zhuǎn)向架的中心間距，

除長大車外，

多在18

m之內(nèi)。機(jī)車車輛走行部分全軸距、固定軸距及車輛定距02直線軌道的幾何形位軌道的幾何形位按照靜態(tài)與動態(tài)兩種狀況進(jìn)行管理靜態(tài)幾何形位是軌道不行車時的狀態(tài)動態(tài)形位是行車條件下的軌道狀態(tài)軌道幾何形位基本要素軌

距軌距的定義軌距是鋼軌頂面下16

mm范圍內(nèi)兩股鋼軌作用邊之間的最小距離。直線軌道的幾何形位軌道幾何形位基本要素軌距的分類目前世界上將鐵路軌距分為標(biāo)準(zhǔn)軌距、寬軌距和窄軌距三種。標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435

mm，

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。軌距的測量工具與測量方法）

靜態(tài)軌距測量常用工具是道尺。其變化率：

正線、到發(fā)線不應(yīng)超過1

‰；

站線和專用線不得超過2

‰。）

動態(tài)軌距測量線路動態(tài)不平順是指線路不平順的動態(tài)質(zhì)量反映，

動態(tài)軌距測量主要通過軌道檢查車進(jìn)行檢測。檢查的項目為軌距、水平、高低、軌向、三角坑、車體垂向振動加速度和橫向振動加速度七項。各項偏差等級劃分為四級：

Ⅰ級為保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，

Ⅱ級為舒適度標(biāo)準(zhǔn)，

Ⅲ級為臨時補(bǔ)修標(biāo)準(zhǔn)，

Ⅳ級為限速標(biāo)準(zhǔn)。直線軌道的幾何形位01.軌道幾何形位基本要素游

間（

1

）

游間的定義為使機(jī)車車輛能在線路上兩股鋼軌間順利通過，

機(jī)車車輛的輪對寬度應(yīng)小于軌距。當(dāng)輪對的一個車輪輪緣緊貼一股鋼軌的作用邊時，

另一個車輪輪緣與另一股鋼軌作用邊之間便形成一定的間隙，這個間隙稱為游間，

用 表示。直線軌道的幾何形位01.

軌道幾何形位基本要素（

2

）

游間的確定直線軌道的幾何形位若 為標(biāo)準(zhǔn)軌距，為正常輪對寬度，

則正常輪軌游間按下式計算：為，

最小值為，

則游間最大值、若軌距最大值為 ，

最小值為 ，

輪對寬度最大值最小值分別按下式計算：01.

軌道幾何形位基本要素直線軌道的幾何形位輪軌游間表（

3

）

輪軌游間對行車的影響若 太大，

則列車運(yùn)行的蛇行幅度增大，

作用于鋼軌上的橫向力增大，

動能損失增大，

會加劇輪軌磨耗，

破壞軌距和方向，

嚴(yán)重時將引起列車脫軌；若 太小，

則增加行車阻力和輪軌磨耗，

嚴(yán)重時還可能楔住輪對、擠翻鋼軌或?qū)е屡儡壥鹿省?1.軌道幾何形位基本要素b.

水平水平的定義水平是指線路左右兩股鋼軌頂面的相對高差。水平的測量）

水平的靜態(tài)測量。水平靜態(tài)測量的常用工具是萬能道尺或其他測量工具。直線部分按千米前進(jìn)方向，

以左股鋼軌為基準(zhǔn)股，

右股鋼軌頂面高時的誤差用“

＋”，

低時用“－”；

在曲線上以里股鋼軌為基準(zhǔn)股，

外股鋼軌頂面高度比超高大時的誤差為“

＋”

號，

小時用“－”

號。）

水平的動態(tài)測量。水平動態(tài)測量的常用工具是軌檢車或檢測列車。水平限值不含曲線上按規(guī)定設(shè)置的超高值及超高順坡量。直線軌道的幾何形位軌道幾何形位基本要素水平誤差）

水平差水平差是指在一段規(guī)定的距離內(nèi)，

一股鋼軌的頂面始終比另一股高，

高差值超過容許偏差值。）

三角坑在一段規(guī)定的距離內(nèi)，

先是左股鋼軌高于右股，

后是右股高于左股，

高差值超過容許偏差值，

且兩個最大水平誤差點(diǎn)之間的距離不足18

m。三角坑的基長靜態(tài)測量是6

.

25

m，

動態(tài)測量是2

.

4

m。水平誤差對行車的影響）

水平差對行車的影響引起車輛搖晃和側(cè)滾振動，

造成兩股鋼軌的受力不均勻，

導(dǎo)致鋼軌不均勻磨耗。）

三角坑對行車的影響列車通過時，

將使同一轉(zhuǎn)向架的4

個車輪中，

只有3

個車輪正常壓緊鋼軌，

另一個處于減載或懸空狀態(tài)。直線軌道的幾何形位01.軌道幾何形位基本要素c.

前后高低前后高低的定義一股鋼軌頂面沿線路縱向的高低差，

稱為線路的前后高低。新鋪或經(jīng)過大修后的線路，

經(jīng)過一段時間列車運(yùn)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的不一致性，

也會產(chǎn)生不均勻下沉，

造成軌面前后高低不平，

這種不平順稱為靜態(tài)不平順。有些地段，

實(shí)際上軌底與鐵墊板之間或鐵墊板與軌枕之間存在間隙；

或軌枕底與道砟之間存在空隙，

或軌道基礎(chǔ)的彈性不均勻，

當(dāng)列車通過時，

這些地段的軌道下沉不一致，

也會產(chǎn)生不平順，這種不平順稱為動態(tài)不平順。直線軌道的幾何形位直線軌道的幾何形位軌道幾何形位基本要素前后高低的測量）

前后高低的靜態(tài)測量前后高低的靜態(tài)測量常用的工具是長度為10

m的弦線和尺子。）

前后高低的動態(tài)測量。前后高低動態(tài)測量的常用工具是軌檢車或檢測列車。前后高低對行車的影響會引起輪軌間的振動和沖擊，

產(chǎn)生動力增載，

即附加動力。這種動力作用加速了道床變形，

進(jìn)而擴(kuò)大了不平順，

加劇了輪軌的動力作用，

形成惡性循環(huán)。一般地說，

前后高低不平順造成的輪軌附加動力，

與不平順的長度成反比，

而與其深度成正比。01.軌道幾何形位基本要素d.

方向方向的定義軌道的方向是指鋼軌作用邊沿線路縱向在水平面上的平順性。方向的測量）

方向的靜態(tài)測量方向的靜態(tài)測量常用的工具是長度為10

m的弦線和尺子。）

方向的動態(tài)測量方向動態(tài)測量的常用工具是軌檢車或檢測列車。方向?qū)π熊嚨挠绊懛较虿涣紩鹆熊嚨膫?cè)擺振動和蛇行運(yùn)動。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)脹軌跑道事故。規(guī)定：

直線方向必須目視平順，

曲線要圓順。直線軌道的幾何形位01.軌道幾何形位基本要素e.

軌底坡軌底坡的定義鋼軌向軌道中心傾斜，

這種傾斜度稱為軌底坡。鋼軌設(shè)置軌底坡的目的是：

可使其輪軌接觸集中于軌頂中部，

提高鋼軌的橫向穩(wěn)定性，

避免或減小鋼軌偏載，

減小軌腰的彎曲應(yīng)力，

減輕軌頭不均勻磨耗。軌底坡的設(shè)置方法在木枕地段，

設(shè)置在鐵墊板上，

鐵墊板加工成外側(cè)厚、內(nèi)側(cè)薄的形式，

鐵墊板的承軌槽上設(shè)置了1

∶

40

的軌底坡；

在混凝土軌枕上，

在預(yù)制混凝土軌枕時，

在承軌槽上設(shè)置了1

∶

40

的軌底坡。軌底坡大小的判斷方法根據(jù)鋼軌頂面上光帶的位置來判斷。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，

說明軌底坡合適。直線軌道的幾何形位軌道幾何形位基本要素軌底坡的調(diào)整）

軌底坡的調(diào)整原則保證鐵路軌道內(nèi)股鋼軌豎直中心線不能偏離垂直線向外傾斜。）

軌底坡的調(diào)整方法。木枕軌底坡的調(diào)整方法是砍削軌枕或在鐵墊板下面墊楔形墊板；混凝土軌枕的調(diào)整方法是在鋼軌下面墊楔形墊板。直線軌道的幾何形位內(nèi)股鋼軌軌底坡的調(diào)整值02.鐵路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值作業(yè)驗收管理值為綜合維修、經(jīng)常保養(yǎng)、臨時補(bǔ)修作業(yè)的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)常保養(yǎng)管理值為軌道應(yīng)經(jīng)常保持的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)；臨時補(bǔ)修管理值為應(yīng)及時進(jìn)行軌道整修的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。直線軌道的幾何形位線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值03.

鐵路軌道動態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值直線軌道的幾何形位03線路平面幾何形位平均速度的計算：曲線軌道幾何形位a.

曲線外軌超高在線路曲線地段，

因列車沿曲線運(yùn)行所產(chǎn)生的離心力，

使外股鋼軌承受較大壓力。為抵消離心力的作用，

需將外軌抬高，

即設(shè)置外軌超高。設(shè)置的基本要求：

保證兩股鋼軌受力比較均勻；

保證旅客有一定的舒適度；

保證行車平穩(wěn)和安全。曲線外軌超高按公式計算：線路平面幾何形位01.曲線軌道幾何形位b.

曲線未被平衡的超高未被平衡超高與旅客舒適度“

旅客舒適度”

與車輛運(yùn)動狀態(tài)、車廂內(nèi)外環(huán)境、座位條件和旅客的身體素質(zhì)等有關(guān)。而未被平衡超高的影響，

是與車輛運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)的主要一項。最大允許未被平衡欠超高由高速通過曲線時的旅客舒適性，

高速通過曲線時，

曲線內(nèi)側(cè)風(fēng)力使車輛向外傾覆的安全性，

養(yǎng)護(hù)上的考慮決定。線路平面幾何形位曲線未被平衡過超高按下式計算：01.

曲線軌道幾何形位曲線欠超高曲線未被平衡的欠超高按下式計算：線路平面幾何形位曲線軌道幾何形位c.

曲線外軌超高的最大限值如設(shè)置的超高過大，

當(dāng)列車以低速運(yùn)行時，

會產(chǎn)生過大的未被平衡的向心加速度。如在曲線上停車，

車體向內(nèi)傾斜量也大，

易滾易滑的貨物可能產(chǎn)生位移，

以致造成偏載。雙線按上、下行分開行車，

同一曲線上的行車速度相差較小，

因而最大超高可大一些；

單線，

最大超高應(yīng)小一些。綜上所述，

規(guī)定最大超高在單線上不得大于125

mm，

在雙線上不得大于150

mm。d.

曲線外軌超高順坡規(guī)定最大順坡坡度2

‰，

只適用于線路容許速度為70

km/

h

及以下的曲線。在一個緩和曲線上，

超高順坡、正矢遞減和軌距加寬遞減三者最好是同步的，

超高順坡一般應(yīng)在整個緩和曲線內(nèi)順完。線路平面幾何形位f.

曲線軌距加寬01.

曲線軌道幾何形位e.

鐵路圓曲線最小長度線路平面幾何形位曲線軌距加寬標(biāo)準(zhǔn)曲線軌道幾何形位曲線軌距加寬方法保持外股鋼軌位置不動與線形不變，

里股鋼軌向曲線中心方向內(nèi)移，

以實(shí)現(xiàn)曲線軌距加寬。曲線軌距加寬遞減辦法）

曲線軌距加寬應(yīng)在整個緩和曲線內(nèi)遞減。如無緩和曲線，

則在直線上遞減，

遞減率不得大于1

‰。）

復(fù)曲線應(yīng)在正矢遞減范圍內(nèi)，

從較大軌距加寬向較小軌距加寬均勻遞減。）

兩曲線軌距加寬按1

‰

遞減，

其終點(diǎn)間的直線長度不應(yīng)短于10

m。在困難條件下，

站線上的軌距加寬可按2

‰

遞減。）

特殊條件下軌距加寬遞減，

根據(jù)具體情況規(guī)定，

但不得大于2

‰。線路平面幾何形位01.

曲線軌道幾何形位g.

曲線正矢的容許偏差線路平面幾何形位曲線正矢作業(yè)驗收容許偏差01.

曲線軌道幾何形位g.

曲線正矢的容許偏差線路平面幾何形位曲線正矢經(jīng)常保養(yǎng)容許偏差線路平面幾何形位曲線間的夾直線長度同向曲線的夾直線長度當(dāng)列車通過同向曲線時，

在前一個超高順坡地段上車體向一側(cè)扭轉(zhuǎn)，

過渡到夾直線上時暫時停止扭轉(zhuǎn)，

進(jìn)入后一個順坡