第二章有碴鐵路軌道結(jié)構(gòu)

1第一章軌道結(jié)構(gòu)

本章主要內(nèi)容：

1．鋼軌

2．軌枕

3．接頭聯(lián)結(jié)

4．中間聯(lián)結(jié)——扣件

5．道床2§1.1概述軌道是鐵路線路的組成部分，這里所指的軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等。作為一個整體性工程結(jié)構(gòu)，軌道鋪設(shè)在路基之上，起著列車運行的導(dǎo)向作用，直接承受機車車輛及其荷載的巨大壓力。在列車運行的動力作用下，它的各個組成部分必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，保證列車按照規(guī)定的最高速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運行。345

1、鋼軌是軌道的主要部件，用于引導(dǎo)機車車輛行駛，并將所承受的荷載傳布于軌枕、道床及路基。同時，為車輪的滾動提供阻力最小的接觸面。

62、軌枕是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件，一般橫向鋪設(shè)在鋼軌下的道床上，承受來在鋼軌的壓力，使之傳布于道床。同時，利用扣件有效地保持兩股鋼軌的相對位置。軌枕主要有木枕和混凝土枕兩類。

73、聯(lián)結(jié)零件是聯(lián)結(jié)鋼軌或聯(lián)結(jié)鋼軌和軌枕的部件。前者稱接頭聯(lián)結(jié)零件,后者稱中間聯(lián)結(jié)零件（或扣件）。其作用是有效地保證鋼軌與鋼軌或鋼軌與軌枕間的可靠聯(lián)結(jié),盡可能地保持鋼軌的連續(xù)性與整體性。阻止鋼軌相對于軌枕的縱橫向移支，確保軌距正常，并在機車車輛的動力作用下，充分發(fā)揮緩沖減振性能，延緩線路殘余變形的積累。84、防爬設(shè)備能有效地防止鋼軌與軌枕之間發(fā)生縱向的相對移動，制止鋼軌爬行。

95、道床是軌枕的基礎(chǔ)，在其上以規(guī)定的間隔布置一定數(shù)量的軌枕，用以增加軌道的彈性和縱、橫向移動的阻力，并便于排水和校正軌道的平面和縱斷面。主要材料有碎石和篩選卵石等。106、道岔是機車車輛從一股軌道轉(zhuǎn)入或越過加一股軌道時必不可少的線路設(shè)備，在鐵路站場布置中應(yīng)用極為廣泛。它是軌道結(jié)構(gòu)的重要組成部分。

11第二節(jié)鋼軌一、鋼軌功用及基本要求

1、鋼軌的功用鋼軌的作用是直接承受車輪傳遞的列車及其荷載的重量，并引導(dǎo)列車的運行方向。①導(dǎo)向；②承重；③傳力；④導(dǎo)電

12

2．鋼軌的基本要求

隨著鐵路向高速、重載方向發(fā)展，鋼軌也正向重型化、強韌化及純凈化發(fā)展。對鋼軌質(zhì)量、斷面、材質(zhì)三要素均提出了相應(yīng)的要求。1．足夠的強度和耐磨性。2．較高的抗疲勞強度和韌性。3．一定的彈性。4．足夠光滑的頂面。5．良好的可焊性。6．高速鐵路鋼軌的高平直度。13

二、鋼軌類型及斷面尺寸1．鋼軌的類型及長度鋼軌的類型通常以kg/m來表示。每米鋼軌的質(zhì)量越重，它所承受的荷載越大。世界上第一條鐵路的鋼軌為18kg/m，最重的鋼軌在美國，重達77kg/m。我國現(xiàn)行的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)有50kg/m、60kg/m、75kg/m三種。為了提高線路的通過能力，我國鐵路正逐步淘汰小重量鋼軌，主要線路一般鋪設(shè)60kg/m或75kg/m的重型鋼軌。14

另外鋼軌按廠制鋼軌長度的不同可分為：標(biāo)準(zhǔn)軌：12.5m、25m、100m縮短軌：12.5m軌縮短量為40、80、120mm25m軌縮短量為40、80、160mm

按材質(zhì)的不同可分為：碳素軌、合金軌、熱處理軌。按強度的不同可分為五級：850、900、1000、

1200、1300MPa。按貨源可分為：國產(chǎn)軌、進口軌、試驗軌。15鋼軌斷面2．鋼軌斷面設(shè)計

鋼軌斷面形狀為工字形，由軌頭、軌腰、軌底三大部份組成。這個看似簡單的工字，受力好、省材料，具有最佳抗彎性能。1617鋼軌鋼的物理力學(xué)性能包括強度極限、屈服極限、疲勞極限、伸長率、斷面收縮率、沖擊韌性及硬度等。參見（p11表1.2）常用軌：

U74（抗拉強度σb=785Mpa）――碳素鋼；

U71Mn（σb=883Mpa）――合金鋼。

PD3（一般σb=980Mpa），秦沈采用PD3全長淬火高碳微釩軌（σb=1300Mpa）－壽命提高50％以上）（淬火：采用電感應(yīng)加熱的方法，以局部改變軌頭鋼的組織，從而提高鋼軌的強度和韌性。）三、鋼軌的材質(zhì)及機械性能18四、鋼軌傷損及合理使用

（一）鋼軌傷損是指鋼軌在使用過程中，發(fā)生折斷、裂紋及其它影響和限制鋼軌使用性能的傷損。為便于統(tǒng)計和分析鋼軌傷損，需對鋼軌傷損進行分類。根據(jù)傷損在鋼軌斷面上的位置、傷損外貌及傷損原因等分為九類32種傷損，用兩位數(shù)編號分類，十位數(shù)表示傷損的部位和狀態(tài)，個位數(shù)表示造成傷損的原因。鋼軌傷損分類具體內(nèi)容可見“鐵道工務(wù)技術(shù)手冊（軌道）”。191、鋼軌折斷是指有下列情況之一者：鋼軌全截面至少斷成兩部分；裂縫已經(jīng)貫通整個軌頭截面或軌底截面；鋼軌頂面上有長大于50mm、深大于10mm的掉塊。鋼軌折斷直接威脅行車安全，應(yīng)及時更換。2、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。鋼軌傷損種類很多，常見的有鋼軌磨耗(側(cè)磨、波磨、磨耗限)、接觸疲勞傷損、剝離及軌頭核傷、軌腰螺栓孔裂紋等。–20右圖：軌頭壓潰飛邊左圖：接頭鋼軌斷裂212223242526272829303132333435363738393、鋼軌傷損減緩措施：凈化鋼軌、淬火軌、合理使用鋼軌、鋼軌打磨、按材質(zhì)分類鋪軌等。4041（二）鋼軌的合理使用

鋼軌的發(fā)展方向是重型化、強韌化和純凈化；對合理使用鋼軌也有明確規(guī)定：應(yīng)根據(jù)鋼軌綜合經(jīng)濟效益分析，確定鋼軌合理的使用周期，實行鋼軌分期使用制度，并積極做好舊軌的整修工作。421、鋼軌的分級使用鋼軌分級使用包含兩個方面的含義：

(1)鋼軌的二次或多次使用；

(2)鋼軌在一次使用中的合理倒換使用。2、鋼軌整修技術(shù)軌端不均勻磨耗和掉塊、擦傷是鋼軌運營過程中產(chǎn)生的各種傷損和缺陷的主要形式之一。需要對鋼軌表面病害及時整治。鋼軌表面的整治工作包括磨修和焊修。43

（三）鋼軌打磨對鋼軌進行現(xiàn)場打磨始于本世紀(jì)50年代，最初用于整治波形磨耗，現(xiàn)已發(fā)展成為一種多功能的現(xiàn)代化養(yǎng)路技術(shù)。打磨的重點已從鋼軌修理轉(zhuǎn)向鋼軌保養(yǎng)。鋼軌的定期打磨，可以消除和延緩波磨、消除鋼軌表面的接觸疲勞層防止剝離掉塊、對斷面打磨還可改善輪軌接觸條件，降低接觸應(yīng)力。44根據(jù)鋼軌打磨的目的及磨削量，鋼軌打磨可分為三類：1、修理性打磨主要用來消除鋼軌的波浪形磨耗、車輪擦傷、軌裂紋以及接頭的馬鞍形磨耗；鋼軌的一次磨削量較大，打磨周期長。但是這種打磨方式并不能消除引起波磨、鋼軌剝離及掉塊的潛在的接觸疲勞裂紋，在以后列車通過時，這些裂紋還將繼續(xù)擴展。452、預(yù)防性打磨預(yù)防性打磨是在裂紋開始擴展前將這些裂紋萌生區(qū)打掉，近來已發(fā)展成為控制鋼軌接觸疲勞的技術(shù)。它力圖控制鋼軌表面接觸疲勞的發(fā)展，打磨周期較短，以便在鋼軌表面裂紋萌生時就予以消除。由于這些裂紋極淺，打磨深度很小：鋼軌頂面打磨深度一般為0.05～0.075mm；對外軌的內(nèi)緣和內(nèi)軌的外側(cè)打磨深度一般為0.1～0.15mm，以防止由于塑性流動而使鋼軌斷面產(chǎn)生累積變形。46

預(yù)防性打磨與修理性打磨相比，其優(yōu)點是：1.能獲得較長的鋼軌使用壽命；2.提高打磨機器的生產(chǎn)率；3.并能降低軌道打磨每公里所需的打磨費用；4.雖然打磨頻率較高，但與修理性打磨相比，打磨掉的金屬總體積少，具有顯著的經(jīng)濟效果。可見，一條鐵路一旦已在修理性打磨上取平，應(yīng)立即向預(yù)防性打磨計劃方向轉(zhuǎn)變473、鋼軌斷面(廓形)打磨對曲線地段的鋼軌斷面進行非對稱打磨能明顯降低輪軌橫向力和沖角，達到減輕鋼軌側(cè)磨的目的。機車車輛通過曲線一般是靠導(dǎo)向輪貼靠外軌產(chǎn)生的導(dǎo)向力來導(dǎo)向，輪軌磨耗大。而現(xiàn)代化曲線通過理論證明，在一定的曲線半徑和機車車輛結(jié)構(gòu)下，可以不用輪緣貼靠的輪軌力導(dǎo)向，而是用輪軌蠕滑力導(dǎo)向，從而使外側(cè)輪緣不貼靠外軌或減小貼靠時的沖角，以減小輪軌力和磨耗。非對稱打磨依據(jù)上述理論，通過非對稱打磨達到增大左右輪的滾動半徑差，以補償內(nèi)外軌的長度差（外軌輪滾動半徑大、內(nèi)軌?。瑥亩鴾p小導(dǎo)向輪緣力、沖角以及輪對在曲線上的滑動，達到減磨目的。48

非對稱打磨顯著地降低了輪軌橫向力和沖角，在減緩鋼軌側(cè)磨、延長使用壽命方面取得了很大的效果。國外應(yīng)用經(jīng)驗表明：將這種技術(shù)用于重載鐵路，橫向力可減小50％～90％，延長曲線鋼軌使用壽命50％以上。(但不同的線路條件需要不同的打磨斷面)我國鐵路于1988年開始引進了鋼軌打磨列車。目前主要還用在修理性打磨上，重點在波磨軌的打磨。對于預(yù)防性打磨及鋼軌廓形的打磨還需進一步開發(fā)。49§1.3鋼軌聯(lián)結(jié)

鋼軌聯(lián)結(jié)零件包括接頭聯(lián)結(jié)零件和中間聯(lián)結(jié)零件。

一、鋼軌接頭聯(lián)結(jié)

1、普通接頭（1）普通接頭聯(lián)結(jié)零件是由夾板、螺栓、彈簧墊圈等組成。其作用是在接頭處把鋼軌連接起來，使鋼軌接頭部分具有與鋼軌一樣的整體性，以抵抗彎曲和位移。接頭處還要滿足鋼軌伸縮的要求。50接頭夾板形狀①接頭夾板51接頭螺栓布置形式②接頭螺栓5253鋼軌接頭的形式軌道上鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓連接，稱為鋼軌接頭。接頭處輪軌動力作用大，養(yǎng)護維修工作量大，接頭是軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)之一。接頭的聯(lián)結(jié)形式按其相對于軌枕位置，可分為懸空式和承墊式兩種。按兩股鋼軌接頭相互位置來分，可分為相對式和相錯式兩種。我國一般采用相對懸空式，兩股鋼軌接頭左右對齊，同時位于兩接頭軌枕間。54懸空式承墊式55相對式相錯式56③預(yù)留軌縫為適應(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要，在鋼軌接頭處要預(yù)留軌縫。預(yù)留軌縫應(yīng)滿足如下的條件：

1．當(dāng)軌溫達到當(dāng)?shù)刈罡哕墱貢r，軌縫應(yīng)大于或等于零，使軌端不受擠壓力，以防溫度壓力太大而脹軌跑道；

2．當(dāng)軌溫達到當(dāng)?shù)刈畹蛙墱貢r，軌縫應(yīng)小于或等于構(gòu)造軌縫，使接頭螺栓不受剪力，以防止接頭螺栓拉彎或拉斷。構(gòu)造軌縫是指受鋼軌、接頭夾板及螺栓尺寸限制，在構(gòu)造上能實現(xiàn)的軌端最大縫隙值。57《鐵路線路修理規(guī)則》規(guī)定普通線路預(yù)留軌縫計算公式為：式中a0——換軌或調(diào)整軌縫時的預(yù)留軌縫(mm)；

——鋼軌線膨脹系數(shù)，

=0.0118(mm/m℃)；

L——鋼軌長度(m)；

t0——換軌或調(diào)整軌縫時的軌溫，

ag——構(gòu)造軌縫，38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m鋼軌均采用ag＝18mm。

tz——當(dāng)?shù)刂虚g軌溫(℃)；58例題：蘭州地區(qū)最高軌溫為59.1℃，最低軌溫為-23.3℃，若鋪設(shè)25m長的60kg/m鋼軌，采用10.9級螺栓，試計算在20℃鋪設(shè)時的預(yù)留軌縫。解：(1)(2)=8.4mm

取a0=8mm℃59

最高、最低軌溫差不大于85℃地區(qū)，在按上式計算以后，可根據(jù)具體情況將軌縫值減小1～2mm。

25m鋼軌鋪設(shè)在當(dāng)?shù)貧v史最高、最低軌溫差大于100的地區(qū)時，應(yīng)個別設(shè)計。鋪設(shè)12.5m鋼軌地段，不受年軌溫差限制。25m鋼軌地段，更換鋼軌或調(diào)整軌縫時的軌溫限制范圍為(tz+30℃)～(tz-30℃)；最高、最低軌溫差不大于85℃地區(qū)，如將軌縫值減小1～2mm，軌溫限制范圍相應(yīng)地降低3℃～7℃。60（1）異形接頭a.異型夾板聯(lián)接b.異型鋼軌聯(lián)接2、特種鋼軌接頭61（2）絕緣接頭a.普通高強絕緣接頭b.膠接絕緣接頭62鋼軌絕緣接頭（a）普通高強絕緣接頭（b）膠接絕緣鋼軌接頭（c）全斷面夾板63鋼軌膠接絕緣接頭64加強接頭65（3）導(dǎo)電接頭普通導(dǎo)電接頭（a）焊接式軌端接續(xù)線示意圖（b）塞釘式導(dǎo)電連接裝置66圖1-8鋼軌伸縮接（4）伸縮接頭6768（5）凍結(jié)接頭圖1-9普通凍結(jié)接頭哈克緊固件69（6）減振接頭70717273二、鋼軌焊接

1.閃光接觸焊根據(jù)電流的熱效應(yīng)原理，把被焊接的鋼軌安放在相對的兩個夾具內(nèi)，端部通以強大的電流，由于對接鋼軌之間存在著較大的電阻，因而產(chǎn)生大量的熱量把軌端加熱，當(dāng)鋼軌被加熱到塑性狀態(tài)，然后以極快的速度予以擠壓，這種在對焊機上進行的焊接方法叫閃光接觸焊。74二、鋼軌焊接

2.氣壓焊

氣壓焊是用氣體（乙炔——氧）燃燒的火焰加熱鋼軌端頭，使其溫度達到1200℃左右，軌端成為塑性狀態(tài)，在預(yù)施的壓力擠壓下，使兩根鋼軌擠壓在一起，從而把鋼軌焊接起來。75二、鋼軌焊接

3.鋁熱焊

鋁熱焊是利用鋁熱焊劑的劇烈化學(xué)反應(yīng)，鐵的氧化物被鋁還原成鐵水，同時產(chǎn)生巨大熱量，把高溫鐵水澆鑄于固定在兩軌軌縫處的砂型內(nèi)，將兩根鋼軌鑄焊在一起。76方法對比：三種焊接方法中，閃光接觸焊焊接速度快，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，但焊機投資大，所需電源功率也較大；氣壓焊的一次性投資小，無需大功率電源，焊接時間短，焊接質(zhì)量好，缺點是在焊接時對接頭斷面的處理要求十分嚴(yán)格，并且在焊接時需要鋼軌有一定的縱向移動，因此對超長鋼軌的焊接有一定難度，特別是無法進行跨區(qū)間無縫線路的線上焊接；鋁熱焊的焊接方法較為簡單，對操作人員的要求相對較低，焊接時間短，可在鋼軌固定的情況下進行焊接，但焊接質(zhì)量不如接觸焊和氣壓焊。77§1.4軌枕一、軌枕的功用及類型

軌枕承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床，同時，有效地保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向。軌枕應(yīng)具有必要的堅固性、彈性和耐久性，并能便于固定鋼軌，有抵抗縱向和橫向位移的能力。

1、按材質(zhì)分：

木枕：彈性好、減緩沖擊、易加工維修、與鋼軌連接簡單、絕緣性能好。耗木材、易腐蝕、磨損、壽命短、易形成不平順。

砼枕：普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕：剛度大、平順性好、軌道穩(wěn)定性好；鋼枕：提速道岔上用－－便于大機作業(yè)－－保護轉(zhuǎn)轍機械。782、按使用目的分：1)普通枕；2)橋枕；3)岔枕等3、按結(jié)構(gòu)形式分：1)整體式；2)組合式；3)半枕；4)縱向軌枕5)寬軌枕/軌枕板（如大秦線隧道內(nèi)－正擬改造）79二、木枕

軌枕起先采用木材制造，木材的彈性和絕緣性較好，受周圍介質(zhì)的溫度變化影響小，重量輕，加工和在線路上更換簡便，并且有足夠的位移阻力。經(jīng)過防腐處理的木枕，使用壽命也大大延長，在15年左右。80

隨著森林資源的減少和人們環(huán)保意識的增強，當(dāng)然也因為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上世紀(jì)初，有些國家開始生產(chǎn)鋼枕和鋼筋混凝土軌枕，以代替枕木。然而，因為鋼枕的金屬消耗量過大，造價不菲，體積也笨重，沒有推廣開來，只有德國等少數(shù)國家還在使用。而許多國家從上世紀(jì)50年代起，開始普遍生產(chǎn)鋼筋混凝土軌枕。81三．混凝土枕鋼筋混凝土軌枕使用壽命長，穩(wěn)定性高，養(yǎng)護工作量小，損傷率和報廢率比木枕要低得多。在無縫線路上，鋼筋混凝土軌枕比木枕的穩(wěn)定性平均提高15~20%，因此，尤其適用于高速客運線。82

軌枕因應(yīng)用范圍不同，長度也不同。在我國，普通軌枕長度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，長度有2.6~4.85m多種。每公里線路上鋪設(shè)軌枕的數(shù)量是根據(jù)鐵路運量和行車速度等運營條件來確定的，一般而言，在1440~1840根之間。不言而喻，軌枕數(shù)量越多，軌道強度越大?；炷琳戆词褂貌课坏牟煌?，可分為普通混凝土枕、混凝土岔枕及混凝土橋枕三種。我國鐵路使用的普通混凝土枕又分為：

Ⅰ型軌枕、Ⅱ型軌枕、Ⅲ型軌枕。83Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。（承載能力逐步增強）Ⅰ型、Ⅱ型長度2.5m，Ⅲ型2.5m、2.6m（有擋肩、無擋肩兩種）。Ⅰ型軌枕：69、79、S－1、J－12.5mⅡ型軌枕：S－2、J－2、YⅡ－F、TKG－Ⅱ2.5mⅢ型軌枕：Ⅲa(有擋肩)、Ⅲb(無擋肩)2.5m,2.6m84混凝土枕配筋重心線示意圖85表1-7我國混凝土枕主要尺寸軌枕類型主筋數(shù)量混凝土等級截面高度(mm)截面寬度(cm)底面積(cm2)質(zhì)量(kg)長度(cm)軌下中間端部軌下中間Ⅰ36φ3C4820.216.529.4527.5256588251250Ⅱ44φ34φ10C5820.216.529.4527.5256588251250Ⅲ10φ78φ7.8C6023.018.530.028.0772032026086J-287有擋肩2.6m長Ⅲ型混凝土軌枕88新Ⅱ型軌枕Ⅰ型軌枕89新Ⅱ型軌枕S-Ⅱ型預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕

762型預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕90ⅡZQ－C型橋枕

91左：預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕右：岔枕系列92IIIa型枕93IIIa型枕94IIIb型枕95IIIb型枕96四．軌枕間距軌枕間距與每公里配置的軌枕根數(shù)有關(guān)。軌枕根數(shù)應(yīng)根據(jù)運量、行車速度及線路設(shè)備條件確定，并和鋼軌及道床等綜合考慮，合理配套，以求在最經(jīng)濟的條件下，保證軌道具有足夠的強度和穩(wěn)定性。軌枕密一些，道床、路基面、鋼軌以及軌枕本身受力都可小一些。同時使軌距、方向易于保持，對行車速度高的地段尤為重要。但也不能太密，太密則不經(jīng)濟，而且凈距過小，也會在一定程度上影響搗固質(zhì)量。97

我國鐵路規(guī)定，對木枕軌道，每公里最多為1920根，混凝土枕為1840根；每公里最少均為1440根。軌枕的級差為每公里80根。符合下列條件之一的地段，正線軌道應(yīng)加強，每公里鋪枕根數(shù)外，對混凝土枕每公里增加80根，木枕增加160根，當(dāng)條件重合時，只增加一次，但不能超過前述允許最大鋪設(shè)數(shù)量。

1．R≤800m的曲線地段；

2．坡度大于12‰的下坡制動地段；

3．長度≥300m的且鋪設(shè)木枕的隧道內(nèi)。98

下列地段宜鋪設(shè)木枕：

1．明橋面橋的橋臺擋碴墻范圍內(nèi)及兩端各15根軌枕(有護軌時應(yīng)延至梭頭外不少于5根軌枕)；

2．正線鋪設(shè)木岔枕的道岔及其前后兩端線路各50根軌枕，站線鋪設(shè)木岔枕的道岔前后兩端各15根軌枕(均包括道岔后端轍又跟端以后的岔枕)。

3．脫軌器及鐵鞋制動地段；

4．上列地段間長度不足50m的區(qū)段。99

不同類型的軌枕不應(yīng)混鋪，在不同類型的軌枕分界處，如有普通鋼軌接頭，應(yīng)保持同類型軌枕延伸至鋼軌接頭外5根及以上。與正線道岔相接的軌道，60kg/m及以上鋼軌混凝土岔枕道岔的道岔區(qū)前后兩端各50根（后端包括轍叉跟端以后的岔枕）軌枕應(yīng)采用Ⅲ型混凝土枕，每千米鋪枕根數(shù)及扣件類型應(yīng)與正線標(biāo)準(zhǔn)一致。道岔與道岔之間應(yīng)采用與岔枕類型相同的軌枕。100

普通軌道上，鋼軌接頭處車輪的沖擊動荷載大，接頭處軌枕的間距應(yīng)當(dāng)比中間間距小一些，且從接頭間距向中間間距過渡時，應(yīng)有一個過渡間距，以適應(yīng)荷載的變化，如圖所示。每節(jié)鋼軌下軌枕間距應(yīng)當(dāng)滿足：a＞b＞c。接頭軌枕間距一般是給定的：對于50kg/m及以上鋼軌，木枕接頭間距為440mm，混凝土枕接頭間距為540mm。

軌枕布置示意圖101軌枕間距計算過程：設(shè)代入上式，得(2)

將(2)式代入(1)式，求得b

值：(3)

根據(jù)式(2)算出的軌枕間距a取整，然后代入式

(3)求得應(yīng)有的b值。對于無縫線路，軌枕間距應(yīng)均勻布置。由圖可知：(1)102

五、特種混凝土軌枕一）混凝土寬枕1、特點混凝土寬枕是一塊預(yù)制的混凝土板，與混凝土枕外形相似，又稱軌枕板。其制造工藝與混凝土枕基本相同。寬枕長度與普通混凝土枕長度相同，均為2.5m，而寬度約為后者的兩倍。寬枕由于寬度較大，直接鋪設(shè)在預(yù)先壓實的道床面上，在制造中對其厚度的控制要求較嚴(yán)格?；炷翆捳碓诘来采鲜敲芘配佋O(shè)，每公里鋪

1760塊，每塊枕上安裝一對扣件，由鋼軌傳來103混凝土寬枕的力處于寬枕軸線的對稱位置，可避免荷載的偏心。寬枕由于寬度較大，在縱橫兩個方向上都有彎矩作用，是一塊支承在彈性基礎(chǔ)上的板。104混凝土寬枕軌道平面示意圖105

2混凝土寬枕與普通枕比較有以下優(yōu)點

1）寬軌枕寬55cm，支承面積較混凝土枕大一倍，使道床的應(yīng)力大為減少。同時，每塊寬枕的質(zhì)量為500kg左右，可以減小道床的振動加速度，使道床的變形減小，殘余變形積累過程延緩，軌道幾何形位易于保持，整個軌道結(jié)構(gòu)得到加強。

2）軌枕與道床接觸面上的摩阻力增大，提高了軌道的橫向穩(wěn)定性，道床阻力增加約80％，有利于鋪設(shè)無縫線路。

3）寬軌枕密排鋪設(shè)，枕間空隙用瀝青混凝土封塞，106把道床頂面全部覆蓋起來，防止雨水及臟污侵入道床內(nèi)部，從而有效地保持道床的整潔，延長道床的清篩周期。

4）寬軌枕軌道的維修養(yǎng)護工作量很少，僅為混凝土枕軌道的1/2～1/4，從而減輕和改善了養(yǎng)護工作條件，減少作業(yè)次數(shù)，節(jié)省養(yǎng)護費用。再由于養(yǎng)護維修作業(yè)基本上可在軌道兩旁進行，對行車干擾較少，比較適合于運輸繁忙的鐵路上使用。

5）寬軌枕軌道外觀整潔美觀。107108

3混凝土寬枕類型及鋪設(shè)要求

1）要求路基堅實穩(wěn)定，排水暢通，沒有翻漿冒泥等病害，采用碎石道床，由底、面兩層組成，道碴材料要求堅硬耐磨，道床要分層夯實整平；混凝土寬枕端部埋入道床深度為8～10cm，其中部60cm范圍內(nèi)，道床頂面應(yīng)低于枕底5～10cm。

2)混凝土寬枕軌道的彈性、道床斷面尺寸、排水方式等方面與其他結(jié)構(gòu)形式的軌道不同，因此，與其他軌道連接時必須設(shè)置過渡段：與木枕軌道連接時，應(yīng)用長度不短于25m的混凝土枕軌道過109渡；與混凝土枕連接時，要求有5塊混凝土寬枕伸入混凝土枕軌排內(nèi)；混凝土寬枕軌道通過明橋面時，寬枕可直接鋪到明橋面橋頭雙枕前。二）彈性軌枕彈性軌枕軌道是指在軌枕底部設(shè)置彈性墊層以提高軌道彈性的軌枕，有些在軌枕側(cè)面也設(shè)置彈性墊層，根據(jù)其使用目的不同，分有碴道床用彈性軌枕和無碴軌道用彈性軌枕。110圖軌枕底面彈性材料圖軌枕側(cè)面彈性材料111

§1.5扣件2．鋼軌與軌枕聯(lián)結(jié)零件鋼軌與軌枕間的聯(lián)結(jié)是通過中間聯(lián)結(jié)零件實現(xiàn)的。中間聯(lián)結(jié)零件也稱扣件，要求具有足夠的強度、耐久性和一定的彈性，使能長期有效地保持鋼軌與軌枕的可靠聯(lián)結(jié)，阻止鋼軌相對于軌枕的移動，并能在動力作用下充分發(fā)揮其緩沖減震性能，延緩軌道殘余變形積累。此外，還應(yīng)構(gòu)造簡單，便于安裝及拆卸。112圖5-12“K”式扣件1-螺紋道釘；2-扣軌夾板；3-底腳螺栓；4-墊板；5-木片；6-彈簧墊圈。113岔區(qū)軌撐及扣板式扣件114圖5-13混合式扣件115三、混凝土枕扣件1、扣板式扣件組成：扣板、螺紋道釘、彈簧墊圈、鐵座及絕緣緩沖墊板）扣板：5種不同規(guī)格的扣板/共10號碼

使用：50kg/m及以下鋼軌的線路

116扣板式扣件1172、彈性I型扣件

組成：ω形彈條、螺旋道釘、軌距擋板、擋板座及彈性橡膠墊板

彈條：有A、B兩種型號，其中A型彈條較長。對于5Okg/m鋼軌除14號接頭軌距擋板安裝B型彈條外，其余均安裝A型彈條。60kg/m鋼軌則一律安裝B型彈條。

軌距擋板：50、60kg/m鋼軌各有兩個號碼，分別為20-14和10-6號

擋板座：

50kg/m鋼軌有2-4和0-6兩種號碼，而60kg/m鋼軌只有2-4一種號碼

118彈條I型扣件使用：鐵路直線及半徑R≥300m的曲線地段，與5Okg/m、60kg/m鋼軌

119彈條I型扣件3、彈條Ⅱ型扣件

使用：Ⅱ或Ⅲ型混凝土枕的6Okg/m鋼軌線路彈條Ⅱ型扣件1204、彈條Ⅲ型扣件

組成：彈條、預(yù)埋鐵座，絕緣軌距塊和橡膠墊板絕緣軌距塊：號碼有7-9和11-13號兩種

使用：鐵路直線或半徑R＞350m的曲線上，鋪設(shè)60kg/m鋼軌和Ⅲ型無擋肩混凝土枕的無縫線路121彈條Ⅲ型扣件122

§1.6道床道床通常指的是軌枕下面，路基面上鋪設(shè)的石碴(道碴)墊層。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。道碴是直徑20~70mm的小塊狀花崗巖，塊與塊之間存在著空隙和摩擦力，使得軌道具有一定的彈性，這種彈性不僅能吸收機車車輛的沖擊和振動，使列車運行比較平穩(wěn)，而且大大改善了機車車輛和鋼軌、軌枕等部件的工作條件，延長了使用壽命。道碴的彈性一旦喪失，則鋼筋混凝土軌枕上所受的荷載比正常狀態(tài)時要增加50~80%。123

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。這在無縫線路區(qū)段顯得更為重要，因為這種區(qū)段如果線路的縱向或橫向阻力減少到一定程度，很容易發(fā)生脹軌跑道事故，嚴(yán)重危及行車安全。124

道碴還有排水作用。由于道碴塊狀間的空隙，使得地表水能夠順暢地通過道床排走，這樣路基表面就不會長期積水。路基表面長期積水，不僅會使承載能力大大下降，而且還會造成翻漿和凍脹等很多病害。125直線地段道床斷面126

道床斷面包括道床厚度、頂面寬度及邊坡坡度三個主要特征。

1．道床厚度道床的厚度是指直線上鋼軌或曲線上內(nèi)軌中軸線下軌枕底面至路基頂面的距離。

2．道床頂面寬度道床頂面寬度與軌枕長度和道床肩寬有關(guān)。軌枕長度基本上是固定的，因此道床頂面寬度主要決定于道床肩寬。適當(dāng)?shù)募鐚捒杀３值来驳姆€(wěn)定，并提供一定的橫向阻力。一般情況肩寬在450～

500mm已能滿足要求，再寬則作用不大。127

3．道床邊坡坡度坡度大小對保證道床的堅固穩(wěn)定，有十分重要的意義。國內(nèi)外的運營實踐表明，邊坡坡度1