《鐵道概論》課件-03鐵路線路

鐵道概論靈·犀·地2024年11月2日01鐵路線路的平面和縱斷面02鐵路線路的基本組織結(jié)構(gòu)鐵路線路0303限界及工務(wù)作業(yè)引言鐵路線路是為了進行鐵路運輸所修建的固定路線，是鐵路固定基礎(chǔ)設(shè)施的主體，它直接承受機車車輛輪對傳來的壓力。為了保證列車能按規(guī)定的最高速度安全、平穩(wěn)和不間斷地運行，鐵路線路必須時刻保持完好狀態(tài)。一、鐵路線路設(shè)計鐵路線路設(shè)計是一項涉及面廣、技術(shù)性強、關(guān)系到全局的總體性工作，其主要特點之一是分階段進行的。根據(jù)基建程序要求，鐵路線路建設(shè)劃分為三個階段。（1）前期工作階段。主要進行預(yù)可行性研究、可行性研究和初步設(shè)計工作。（2）基本建設(shè)階段。主要進行施工圖設(shè)計、工程施工、設(shè)備安裝、驗交投產(chǎn)。（3）投資效果反饋，也就是后評估階段。在鐵路運營一段時間后，由建設(shè)單位會同有關(guān)部門，對該鐵路建設(shè)項目的立項決策、設(shè)計決策、設(shè)計質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、投資和經(jīng)濟效益、運營等進行后評估，以總結(jié)經(jīng)驗，提高決策水平。二、鐵路等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）鐵路等級鐵路（線路）等級是鐵路的基本標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計鐵路時，首先要確定鐵路等級。鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和裝備類型都要根據(jù)鐵路等級去選定。我國現(xiàn)行《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》（GB50090—2006）規(guī)定，新建和改建鐵路（或區(qū)段）的等級應(yīng)根據(jù)其在鐵路網(wǎng)中的作用、性質(zhì)、旅客列車設(shè)計行車速度和客貨運量來確定，如表3-1所示。注：（1）近期指交付運營后第10年。（2）年客貨運量為重車方向的貨運量與由客車對數(shù)折算的貨運量之和。每天1對的旅客列車按1.0Mt（百萬噸）貨運量折算。引言二、鐵路等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)除鐵路等級基本標(biāo)準(zhǔn)外，鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還包括正線數(shù)目、限制坡度、最小曲線半徑、牽引種類、機車類型、機車交路、車站分布、到發(fā)線有效長度和閉塞類型等，這些標(biāo)準(zhǔn)是確定鐵路能力大小的決定因素。同時這些標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)計線的工程造價和運營質(zhì)量有重大影響，并且是確定設(shè)計線一系列工程標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型的依據(jù)，故稱為鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。引言01任務(wù)一鐵路線路的平面和縱斷面案例引導(dǎo)“人字形”鐵路是如何解決這一難題的？京張鐵路自北京豐臺起、至河北張家口，于1905年10月開工，并于1909年10月建成。當(dāng)時的清政府委派詹天佑為京張鐵路局總工程師。詹天佑在主持設(shè)計修建京張鐵路時遇到了很多難題，其中最大的難題就是修筑從南口到八達嶺岔道城的關(guān)溝段鐵路。這段路地勢陡、坡度大，最大坡度達33‰，即每前進1000米，坡度就上升33米。這樣的坡度，火車是不能直接爬上去的，因為當(dāng)時火車最高爬坡率只有25‰。于是詹天佑借鑒美國高山地區(qū)鐵路設(shè)計，設(shè)計出用“長度”換“高度”的“人字形”鐵路，成功地解決了這一難題。在20世紀(jì)初，如此大膽的設(shè)計在中國鐵路建筑史上是一個不小的創(chuàng)舉。案例引導(dǎo)鐵路線路在空間的位置是用它的線路中心線表示的。線路中心線在水平面上的投影，稱為鐵路線路的平面。線路中心線在垂直面上的投影，稱為鐵路線路的縱斷面。選定鐵路線路的空間位置，應(yīng)該綜合考慮工程和運營的要求，通過方案比較，在滿足運營基本要求的前提下，盡量減少工程量，降低造價。如圖3-1所示，某鐵路線路要從A，B，C三點經(jīng)過。方案一是走最短路徑，可將A，B和B，C分別用直線相連，這樣在AB線段上要修兩座橋梁跨越河流，在BC線段上要開挖隧道穿越山嶺；方案二是用折線ADB和BEC來代替AB和BC，使其繞避障礙，在折線的轉(zhuǎn)角處，就需用曲線連接。曲線可改變線路的走行方向，也可用來繞避地面障礙或地質(zhì)不良地段，從而減少工程量，縮短工期，降低造價，獲得較好的經(jīng)濟效益。鐵路線路的平面21主要內(nèi)容

鐵路線路的縱斷面3

線路標(biāo)志1.鐵路線路的平面（一）鐵路線路的平面組成鐵路線路平面由直線、圓曲線以及連接直線與圓曲線的過渡曲線（也稱為緩和曲線）組成。在線路平面設(shè)計時，為縮短線路長度和改善運營條件，應(yīng)盡可能設(shè)計較長的直線段；但當(dāng)線路遇到障礙時，為減少工程造價和運營支出，應(yīng)設(shè)置曲線。1．圓曲線鐵路線路在轉(zhuǎn)向處所設(shè)的曲線稱為圓曲線，其基本要素有曲線半徑（R）、曲線轉(zhuǎn)向角（）、曲線長度（L）和切線長度（T），如圖3-2所示。在線路設(shè)計時，一般是先設(shè)計出和R，再按下式算出T及L：曲線轉(zhuǎn)向角的大小由線路走向、繞過障礙物的需要等確定。圓曲線半徑的大小，反映了曲線彎曲度的大小。圓曲線半徑愈小，彎曲度愈大。1.鐵路線路的平面（一）鐵路線路的平面組成1．圓曲線因此，正確地選用曲線半徑就顯得十分必要。為了保證線路的通過能力，并有一個良好的運營條件，國家標(biāo)準(zhǔn)對區(qū)間線路的最小曲線半徑做了具體規(guī)定，如表3-2所示。列車在曲線上行駛的速度越快，所產(chǎn)生的離心力也就越大，為了保證列車運行的安全、平衡和舒適，必須限制列車通過曲線時的速度。1.鐵路線路的平面（一）鐵路線路的平面組成2．緩和曲線在直線與圓曲線之間要設(shè)置緩和曲線，以保證行車平順。緩和曲線的作用是：在緩和曲線范圍內(nèi)，其半徑由無限大漸變到圓曲線半徑，從而使車輛產(chǎn)生的離心力逐漸增加，有利于行車平穩(wěn)；在緩和曲線范圍內(nèi)，外軌超高由零遞增到圓曲線上的超高量，使向心力逐漸增加，與離心力的增加相配合；當(dāng)曲線半徑小于350m，軌距需要加寬時，可在緩和曲線范圍內(nèi)，由標(biāo)準(zhǔn)軌距逐步加寬到圓曲線上的加寬量，如圖3-3所示。1.鐵路線路的平面（二）曲線附加阻力線路平面上有了曲線（彎道）后，給列車運行帶來阻力增大和行車速度限制等不良影響。列車通過曲線時，由于離心力的作用，使得外側(cè)車輪輪緣擠壓外軌，摩擦增大；同時還由于外軌長于內(nèi)軌，內(nèi)側(cè)車輪在軌面上滾動時產(chǎn)生相對滑動，給運行中的列車帶來附加阻力，這種阻力就稱為曲線附加阻力。曲線附加阻力與曲線半徑成反比。曲線半徑越小，曲線阻力越大，運營條件就越差。2.鐵路線路的縱斷面為了適應(yīng)地面的起伏，線路上除了平道以外，還會修成不同的坡道。線路縱斷面就是由長度不同、陡緩各異的坡段組成的。坡段的特征用坡段長度和坡度值表示。（一）坡段長度和坡度值坡段長度為坡段兩端變坡點間的水平距離。坡度為該坡段兩端變坡點的高差與坡段長度的比值，以千分?jǐn)?shù)表示，即坡度上坡取正值，下坡取負值，如圖3-4所示。（‰）2.鐵路線路的縱斷面（二）坡道附加阻力列車在坡道上運行時，會受到一種由坡道引起的阻力，這一阻力稱為坡道附加阻力。如圖3-5所示，機車車輛所受的重力(kN)可以分解為垂直于坡道的分力和平行于坡道的分力。分力就是坡道附加阻力，的計算公式為列車平均每單位重量所受到的坡道阻力，稱為單位坡道阻力（），的計算公式為

這意味著機車車輛每單位重量上坡時所受的坡道阻力（牛頓數(shù)），等于這一坡道的坡度數(shù)。列車上坡時，坡道阻力規(guī)定為“+”；下坡時，坡道阻力規(guī)定為“-”?！?kN)(N/kN)2.鐵路線路的縱斷面（三）限制坡度每一鐵路區(qū)段都是由許多平道和不同坡度的坡道組成的。坡道的坡度不同，它們對列車牽引重量的影響也就不同。在一個區(qū)段上，決定一臺某一類型機車所能牽引的貨物列車重量（最大值）的坡度，稱為限制坡度（‰）。在一般情況下，限制坡度的數(shù)值往往和區(qū)段內(nèi)陡長上坡道的最大坡度值相當(dāng)。如果在坡道上有曲線，那么這一坡道的單位坡道阻力值和單位曲線阻力值（）之和，不能大于該區(qū)段規(guī)定的限制坡度的阻力值，即限制坡度的大小，會影響一個區(qū)段甚至全鐵路線的運輸能力。限制坡度越小，列車重量可以增加，運輸能力就越大，運營費用就越省?！都家?guī)》規(guī)定的最大限制坡度的數(shù)值如表3-3所示。2.鐵路線路的縱斷面（三）限制坡度在個別線路的越嶺地段，由于地形障礙顯著而集中，若仍采用表3-3所列規(guī)定的限制坡度，實際上有困難或工程造價太高時，在經(jīng)過詳盡的技術(shù)經(jīng)濟比較后，允許采用大于限制坡度的加力牽引坡度。加力牽引坡度是指在大于限制坡度的坡道地段，為了統(tǒng)一全區(qū)段的列車重量標(biāo)準(zhǔn)，保證必要的線路通過能力，而進行多機牽引的坡度2.鐵路線路的縱斷面（四）變坡點平道與坡道、坡道與坡道的交點，稱為變坡點。列車經(jīng)過變坡點時，由于坡度的突然變化，車鉤內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力；坡度變化越大，附加應(yīng)力越大，兩車鉤上下錯移量過大，容易發(fā)生斷鉤、脫鉤等事故。為了保證列車的平穩(wěn)運行和安全，我國鐵路規(guī)定，在Ⅰ，Ⅱ級線路上，相鄰坡段的坡度代數(shù)差絕對值大于3‰、Ⅲ級鐵路大于4‰時，應(yīng)以圓型豎曲線連接，如圖3-6所示。豎曲線是縱斷面上的圓曲線。豎曲線的半徑，Ⅰ，Ⅱ級鐵路為10000m，Ⅲ級鐵路為5000m。3.線路標(biāo)志為了線路的維修和養(yǎng)護，也為了司機和車長等工作上的需要，在線路沿線設(shè)有各種線路標(biāo)志。其中，常見的有公里標(biāo)、半公里標(biāo)、曲線標(biāo)、圓曲線與緩和曲線始終點標(biāo)、橋梁及坡度標(biāo)等。案例分析如圖3-7所示為京張鐵路“人字形”鐵路路線的示意圖。當(dāng)列車行駛到這一路段時，用兩個機車前牽后推，由石佛寺引上山，沿“人字形”線路的一邊，經(jīng)過黃土嶺線路的入口到達青龍橋車站。然后列車掉頭退回，后推機車改為前牽，前牽機車改為后推，沿“人字形”的另一邊，向西北方向直接進入八達嶺隧道。這樣的設(shè)計可以將線路的坡度降低至28‰，隧道也由原測的1800米縮短為1091米，而且工程費用還可節(jié)省10萬兩白銀，施工的強度和難度也降低了很多?！叭俗中巍辫F路的修筑，已經(jīng)成為一件舉世矚目的偉大工程。02任務(wù)二鐵路線路的基本組織結(jié)構(gòu)21鐵路軌道發(fā)展史在蒸汽機車剛出現(xiàn)的時候，軌道是在石頭上用鉚釘固定鋼軌，中間還留有石塊路面的，如圖3-8（a）所示。隨著蒸汽機車的進一步發(fā)展，鐵路開始專供火車使用，但基本結(jié)構(gòu)還是用鉚釘把鋼軌固定在石頭上，路基結(jié)構(gòu)也很簡單，如圖3-8（b）所示。隨著時間的推移，鐵路演變成現(xiàn)在最常見的樣子（見圖3-8（c）），即將鋼軌和軌枕用扣件連接，鋼軌接頭之間用螺栓連接，軌枕之間填充道砟。隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展、車輛速度的提高，無縫線路開始出現(xiàn)，如圖3-8（d）所示。從這一時期開始，坐火車就不會再聽到“況且況且”的節(jié)奏了。隨著建筑材料的發(fā)展，混凝土軌枕由于其性能和價格上的優(yōu)勢開始被大規(guī)模應(yīng)用于鐵路，如圖3-8（e）所示。20世紀(jì)70年代，德國人開始進行無砟軌道（見圖3-8（f））的研究，作為高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的探索，開啟了鐵路軌道結(jié)構(gòu)的新時代。案例引導(dǎo)1.路基（一）路基的基本形式鐵路基是軌道的基礎(chǔ)，是鐵路線路的重要組成部分。它直接承受軌道的重量，承受軌道傳來的機車車輛的荷載。路基的質(zhì)量對整個線路質(zhì)量和行車安全有很大的影響。因此，路基必須填筑堅實，基床應(yīng)強化處理，并經(jīng)常保持干燥、穩(wěn)定和完好狀態(tài)，以保證運輸安全暢通。路基工程主要由路基本體、路基排水設(shè)備、路基防護及加固建筑物三部分組成。在鐵路線路工程中，路基常見的兩種基本形式是路堤和路塹，如圖3-9所示。當(dāng)路肩設(shè)計標(biāo)高高于天然地面時，路基以填筑方式構(gòu)成，這種路基稱為路堤。路堤的組成包括路基頂面、邊坡、護道、取土坑或縱向排水溝等。當(dāng)路肩設(shè)計標(biāo)高低于天然地面時，路基以開挖方式構(gòu)成，這種路基稱為路塹。路塹的組成包括路基頂面、邊坡、側(cè)溝、隔帶、棄土堆和天溝等。1.路基（二）路基的排水和防護措施路基必須堅實而穩(wěn)固，才能承受沉重的壓力，但是土質(zhì)路基的堅固性和穩(wěn)定性比較不易保持，它受許多因素的影響。在一般情況下，水的侵害往往是一個主要原因。因此，在路基的構(gòu)造形式上處處要考慮如何有利于排水。路基面的形狀應(yīng)設(shè)計為三角形路拱，由路基中心向兩側(cè)設(shè)4%的人字排水坡。曲線加寬時，路基面仍應(yīng)保持三角形。區(qū)間路基面寬度應(yīng)根據(jù)旅客列車設(shè)計行車速度、遠期采用的軌道類型、正線數(shù)目、線間距、曲線加寬、路基面兩側(cè)沉降加寬、路肩寬度、養(yǎng)路形式、接觸網(wǎng)立柱的設(shè)置位置等，通過計算確定。1.路基（二）路基的排水和防護措施1．路基排水為保持路基經(jīng)常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)，路基上設(shè)有一套完整的排水設(shè)備。如縱向排水溝、側(cè)溝和截水溝是為了排除地面水而設(shè)置的，如圖3-10所示。除了地面水以外，地下水也是破壞路基堅實、穩(wěn)固的一個重要因素。為了攔截地下水，降低地下水位，常采用滲溝和滲水管等地下排水設(shè)備，如圖3-11所示。地下水滲入滲溝后，可通過滲水管縱向排出路塹。1.路基（二）路基的排水和防護措施2．路基的防護路基坡面的地表水流沿山坡呈片狀流動，它與邊坡坡度及坡面狀態(tài)等有關(guān)。緩坡、粗糙或有草木生長時，地表水流速小些，反之就大些。路基坡面地表水流對坡面有洗蝕破壞作用，時間長了還會把坡面沖成紋溝、雞爪溝，進而破壞路基邊坡的穩(wěn)定性。因此，對路基坡面地表水流的洗蝕應(yīng)及時進行坡面防護，并修筑排水設(shè)備，保證排水通暢。常用的坡面防護措施有種草、鋪草皮、植樹、抹面、灌漿和砌石護坡等。此外，還可以設(shè)置擋土墻或其他攔擋建筑物，如圖3-12所示。2.橋隧建筑物（一）橋梁當(dāng)鐵路線路要跨越江河、溪溝、谷地或耢地，或與既有公路、鐵路形成立體交叉時，就需要修建橋涵建筑物，以使鐵路線路得以繼續(xù)向前延伸。橋涵建筑物包括橋梁、涵洞和明渠等。1．橋梁的組成橋梁主要由橋面、橋跨、墩臺及基礎(chǔ)三部分組成，如圖3-13所示。2.橋隧建筑物（一）橋梁橋面是橋梁上鋪設(shè)的軌道部分；橋跨是橋梁承受荷載、跨越障礙的部分；墩臺是支承橋跨結(jié)構(gòu)的部分，包括橋墩和橋臺，設(shè)于橋梁中部的支座稱為橋墩，設(shè)于橋梁兩端的支座稱為橋臺；橋墩與橋臺的底部為墩臺的基礎(chǔ)。兩個相鄰墩臺之間的空間稱為橋孔。每個橋孔在設(shè)計水位處的距離稱為孔徑。從橋跨結(jié)構(gòu)底部到設(shè)計水位的高度以及相鄰兩墩臺之間的限界空間，稱為橋下凈空。橋梁的孔徑和橋下凈空應(yīng)能滿足泄洪、排水和船舶通航的要求。每一橋跨兩端支座間的距離，稱為跨度。整個橋梁包括墩臺在內(nèi)的總長度，是橋梁的全長。2.橋隧建筑物（一）橋梁2．橋梁的分類橋梁的種類很多、形式多樣，一般可按橋梁的建造材料、橋梁長度、橋梁外形以及橋梁跨越障礙的不同加以區(qū)分。按建造材料不同，橋梁可分為鋼橋、鋼筋混凝土橋、石橋等。鋼橋的質(zhì)量輕、強度大、安裝較方便，多用于跨度較大的橋梁。鋼筋混凝土梁具有造價低、經(jīng)濟實用、堅固耐用、易養(yǎng)護和噪音小等優(yōu)點，因而得到了廣泛的采用。石拱橋亦有造價低、經(jīng)久耐用、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點，可就地取材，節(jié)省大量的鋼材和水泥。1．按建筑材料分橋梁可分為小橋（）、中橋（）、大橋（）和特大橋（）等。2．按橋梁長度分2.橋隧建筑物（一）橋梁2．橋梁的分類3．按橋梁外形分（四）航空運輸按橋梁外形不同，橋梁可分為梁橋、拱橋、斜拉橋等，如圖3-14所示。2.橋隧建筑物（一）橋梁2．橋梁的分類4．按按橋梁跨越的障礙分按橋梁跨越的障礙不同，橋梁可分為：跨河橋——跨越江河、湖泊；跨線橋——又稱立交橋，鐵路、公路相互交叉時所建的橋梁，如圖3-15所示；高架橋——又稱棧橋或旱橋，跨越寬谷、深溝，如圖3-16所示。2.橋隧建筑物（二）涵洞涵洞主要由洞身（由若干管節(jié)所組成）、基礎(chǔ)、端墻和翼墻所組成，如圖3-17所示。管節(jié)埋在路基之中，它具有一定的縱向坡度（從進口向出口），以便排水。端墻和翼墻的作用，是便于水流進出涵洞，同時還可以保護路堤邊坡，使它不受水流的沖刷。按建筑材料不同，涵洞可分為石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵和鐵涵等。涵洞的截面有矩形、圓形、拱形等不同形式。涵洞的孔徑一般是0.75～6.0m。2.橋隧建筑物（三）隧道1．隧道的分類按長度不同，鐵道隧道可分為短隧道（長度小于3000m）、長隧道（長度為3000～10000m）和特長隧道（長度大于10000m）。按所在位置和埋藏條件不同，隧道又可分為傍山隧道、越嶺隧道、地下鐵道、深埋和淺埋隧道。按洞內(nèi)行車線路數(shù)量不同，隧道還可分為單線隧道、雙線隧道及多線隧道。

3．洞門2．襯砌

1.洞身4．避人洞和避車洞洞身是隧道的主要組成部分，其長度由兩端洞門的位置決定。洞身是列車通過的通道，為保證行車安全。襯砌的作用是用來承受地層的壓力，防止坑道周圍地層的變形，防止巖石的風(fēng)化和坍落，維護坑道輪廓不侵入建筑限界的范圍，以確保行車安全。主要是采用整體灌注式襯砌，由拱圈、邊墻和仰拱組成，如圖3-18所示。洞門是隧道進出口處，其主要作用是用來保證洞口土體仰坡和邊坡的穩(wěn)定，并通過洞門位置的排水系統(tǒng)將仰坡流下的雨水引離隧道，以防止水流沖刷洞門，如圖3-19所示。為使工作人員、行人及運料小車避讓列車，在隧道的兩側(cè)互相交錯修建了避人洞和避車洞，它們是隧道的附屬建筑物。2.橋隧建筑物（三）隧道2．隧道的構(gòu)造2.橋隧建筑物（三）隧道2．隧道的構(gòu)造3.道口、交叉及線路接軌鐵路道口和人行過道均應(yīng)設(shè)置道口標(biāo)志、道口路段標(biāo)線、司機鳴笛標(biāo)及護樁，根據(jù)需要設(shè)置柵欄或其他安全防護設(shè)施。有人看守道口根據(jù)需要修建道口看守房，設(shè)置照明燈、警示燈、遮斷色燈信號機和道口自動通知設(shè)備，并督促地方道路管理部門設(shè)置齊全道口警示標(biāo)志。（一）道口、交叉新建的岔線不準(zhǔn)在區(qū)間內(nèi)與正線接軌；特殊情況必須在區(qū)間內(nèi)接軌時，須經(jīng)業(yè)務(wù)主管部門批準(zhǔn)，但在接軌地點應(yīng)開設(shè)車站（線路所）或設(shè)輔助所管理。因路內(nèi)施工臨時性的區(qū)間出岔，應(yīng)按期拆除。站內(nèi)鋪設(shè)及拆除道岔、線路時，應(yīng)經(jīng)鐵路局批準(zhǔn)。（二）線路接軌4.軌道在路基、橋隧建筑物修成之后，就可以在上面鋪設(shè)軌道。軌道是各種列車行駛的基礎(chǔ)，其作用是引導(dǎo)列車運行，直接承受車輪的動壓力，并傳到路基、橋梁和隧道等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。目前世界各國鐵路使用的軌道結(jié)構(gòu)包括有砟軌道結(jié)構(gòu)和無砟軌道結(jié)構(gòu)。有砟軌道結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)。隨著運量、軸重和速度的不斷提高，傳統(tǒng)有砟軌道結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化加強，軌道部件不斷更新。近年來，我國還針對不同的運營條件，鋪設(shè)了不同技術(shù)類型的近萬公里的無砟軌道結(jié)構(gòu)。這些無砟軌道結(jié)構(gòu)在平順性和列車高速運行性能、少維修以及全壽命周期費用等方面占有相當(dāng)大的優(yōu)勢。軌道結(jié)構(gòu)的類型應(yīng)根據(jù)運營條件、要求的使用壽命、維修方式和維修量、鋪設(shè)地點及材料的可行性等因素來選擇，還應(yīng)考慮鋪設(shè)和日后維修的費用等因素，以使整個使用周期費用最低。鋼軌1軌枕2連接零件3道床4防爬設(shè)備5道岔64.軌道（一）有砟軌道有砟軌道一般由鋼軌、軌枕、連接零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等部件組成。4.軌道（一）有砟軌道如圖3-20所示：4.軌道（一）有砟軌道鋼軌的作用是直接承受車輪的巨大壓力并引導(dǎo)車輪的運行方向，因而它應(yīng)當(dāng)具備足夠的強度、穩(wěn)定性和耐磨性。為了使鋼軌具有最佳的抗彎性能，鋼軌的斷面形狀采用“工”字形，如圖3-21所示，由軌頭、軌腰和軌底組成。1．鋼軌軌枕的作用是支承鋼軌，并將鋼軌傳來的壓力傳遞給道床，保持鋼軌位置和軌距。軌枕應(yīng)具有必要的堅固性、彈性和耐久性，并且造價低、制作簡單、鋪設(shè)及養(yǎng)護方便。按制作材料不同，軌枕可分為鋼筋混凝土枕和木枕兩種。2．軌枕4.軌道（一）有砟軌道4.軌道（一）有砟軌道連接零件包括接頭連接零件和中間連接零件兩類。接頭連接零件是用來連接鋼軌與鋼軌之間的接頭的，它包括夾板、螺栓、螺帽和彈性墊圈等。鋼軌接頭處必須保持一定的縫隙，這一縫隙稱為軌縫。當(dāng)氣溫發(fā)生變化時，軌縫可滿足鋼軌的自由伸縮。鋼軌接頭是線路上最薄弱的環(huán)節(jié)，它使行車阻力和線路維修費用顯著增加，因此它是線路維修工作的重點對象。中間連接零件（又稱扣件）的作用是將鋼軌緊扣在軌枕上。3．連接零件道床是鋪設(shè)在路基面上的石碴（道碴）墊層，主要作用是支承軌枕，把從軌枕上部的壓力均勻地傳遞給路基；并固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向移動；緩和機車車輛輪對對鋼軌的沖擊；調(diào)整線路的平面和縱斷面。道床的材料應(yīng)當(dāng)具有堅硬、不易風(fēng)化、富有彈性、有利于排水等特點，常用的材料有碎石、卵石、粗砂等。其中以碎石為最優(yōu)，我國鐵路一般都采用碎石道床。道床的斷面呈梯形，其頂面寬度、邊坡坡度及道床厚度等均根據(jù)軌道的類型而定。4．道床（一）有砟軌道4.軌道列車運行時的縱向力會使鋼軌產(chǎn)生縱向移動，有時甚至帶動軌枕一起移動，這種現(xiàn)象稱為軌道爬行。軌道爬行經(jīng)常出現(xiàn)在單線鐵路的重車方向（運量大的方向）、雙線鐵路的行車方向、長大下坡道上及進站前的制動距離內(nèi)。軌道爬行往往引起軌縫不勻、軌枕歪斜等線路病害，對軌道的破壞性極大，嚴(yán)重時還會危及行車安全。道床的斷面呈梯形，其頂面寬度、邊坡坡度及道床厚度等均根據(jù)軌道的類型而定。我國鐵路廣泛采用穿銷式防爬器，如圖3-22所示。為充分發(fā)揮防爬器的防爬能力，常在軌枕間安裝防爬撐，將若干根軌枕聯(lián)系起來，如圖3-23所示。5．防爬設(shè)備（一）有砟軌道4.軌道（一）有砟軌道4.軌道道岔是一種使機車車輛能從一股道轉(zhuǎn)入或越過另一股道的線路連接設(shè)備，大量鋪設(shè)在車站內(nèi)，以滿足各種作業(yè)需要，最常見的是普通單開道岔。1.普通單開道岔普通單開道岔由轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護軌、連接部分組成，如圖3-24所示。2.道岔號數(shù)道岔因其轍叉角的大小不同，有不同的道岔號（N），道岔號數(shù)表明了道岔各部分的主要尺寸。道岔號數(shù)是用轍叉角（）的余切值來表示的，如圖3-25所示，其計算公式為由此可見，轍叉角越小，N值就越大，導(dǎo)曲線半徑也越大，機車車輛側(cè)線通過道岔時就越平穩(wěn)，允許的側(cè)線過岔速度也就越高。6．道岔（一）有砟軌道4.軌道4.軌道

目前，我國鐵路的主要線路上大多使用9，12，18，30號道岔，它們所允許的側(cè)向通過速度分別為30km/h，45km/h，80km/h和140km/h。有砟軌道結(jié)構(gòu)具有如下特點：（一）有砟軌道初期建設(shè)投資較低；彈性好，鋪設(shè)、改建及維修方便；但隨著列車速度提高，道砟粉化及道床累積變形速率隨之加快；需要進行軌道結(jié)構(gòu)強化和頻繁的養(yǎng)護維修作業(yè)；在高速運行條件下易產(chǎn)生道砟飛濺現(xiàn)象。與無砟軌道相比，有砟軌道的道砟狀態(tài)在列車荷載作用下更容易變化，并導(dǎo)致軌道幾何形位出現(xiàn)偏差。

4.軌道

1．無砟軌道的結(jié)構(gòu)無砟軌道是利用成型的組合材料代替道砟，將輪軌力分布并傳遞到路基基礎(chǔ)上，是一種少維修的軌道結(jié)構(gòu)。無砟軌道一般由鋼軌、軌枕、混凝土整體道床、連接零件和道岔等部件組成。路基上的無砟軌道一般由基礎(chǔ)防凍層、支承層、防排水系統(tǒng)、鋼軌扣件系統(tǒng)以及其他附屬設(shè)施共同構(gòu)成，而橋梁和隧道中的無砟軌道系統(tǒng)構(gòu)成則具有不同的特點。2．無砟軌道的優(yōu)缺點優(yōu)點：

無砟軌道整體性、連續(xù)性、穩(wěn)定性和耐久性好，軌道幾何形位易于保持，可以提供更大的縱、橫向阻力，有利于鋪設(shè)無縫線路及高速行車。

無砟軌道彈性均勻，平順性高，軌道變形小，具有維修工作量少、維修費用較少、全壽命周期成本低的特點，因此也稱其為低（少）維修軌道（Low-maintenanceTrack），可減少運輸干擾和事故隱患，適用于運量大、速度快和密度高的線路。（二）無砟軌道4.軌道2．無砟軌道的優(yōu)缺點缺點：

無砟軌道建設(shè)成本比有砟軌道高，施工方法特殊，要求先進的成套施工設(shè)備，施工精度要求高，需嚴(yán)格控制設(shè)計和施工質(zhì)量。

無砟軌道基礎(chǔ)的剛性較大，輪軌噪聲輻射范圍相對較大，對扣件和墊層有特殊的彈性要求，如有減震降噪的特殊要求，需要采取相應(yīng)措施。

一旦出現(xiàn)病害，整治非常困難，如遇到地震等災(zāi)害的破壞，結(jié)構(gòu)的可修復(fù)性差。目前，無砟軌道在300～350km/h的高速鐵路已得到廣泛應(yīng)用，并已顯示出明顯的優(yōu)越性，取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟效益。無砟軌道具有結(jié)構(gòu)連續(xù)、平順、穩(wěn)定、耐久和少維修的特點，可滿足高速、安全、舒適和運行準(zhǔn)點等行車要求。（二）無砟軌道軌距是鋼軌頭部踏面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌工作邊之間的最小距離。我國鐵路主要采用1435mm的標(biāo)準(zhǔn)軌距。軌距小于1435mm的鐵路統(tǒng)稱為窄軌鐵路，軌距大于1435mm的統(tǒng)稱為寬軌鐵路。如圖3-26所示，從機車車輛輪對和直線地段鋼軌的相互位置中可以看出：輪距（）=輪對寬度（q）+活動量（）軌距直線地段兩股鋼軌的頂面應(yīng)保持在同一水平。如有誤差，在正線和到發(fā)線上，在規(guī)定的距離范圍內(nèi)兩股鋼軌的頂面高差不允許超過4mm。水平

4.軌道

2．曲線部分的軌距和水平（三）軌距

4.軌道（三）軌距2．曲線部分的軌距和水平

軌距加寬機車車輛走行部中只能保持平行而不能做相對運動的車軸中心線間的最大距離，稱為固定軸距，如圖3-27所示。為了使機車車輛順利地通過曲線，需要對小半徑曲線的軌距要適當(dāng)加寬。我國鐵路規(guī)定曲線軌距加寬如表3-4所示。4.軌道

（三）軌距2．曲線部分的軌距和水平

外軌超高機車車輛在曲線上運行時，由于離心力的作用使曲線外軌承受了較大的壓力，因而造成兩股鋼軌磨耗不均勻現(xiàn)象，嚴(yán)重時還可能造成翻車事故。故將曲線上的外軌抬高，使機車車輛內(nèi)傾，以平衡離心力的作用。外軌比內(nèi)軌高出的部分稱為超高，如圖3-28所示。曲線外軌超高量（h）通?？捎孟铝泄接嬎闶街校海╩m）——列車平均運行速度（km/h）；——曲線半徑（m）。外軌超高和軌距加寬的設(shè)置辦法，都是從緩和曲線的起點開始，逐漸增加，到圓曲線起點時，超高和加寬都應(yīng)達到規(guī)定的數(shù)值。案例分析隨著我國高速鐵路（客運專線、城際鐵路）建設(shè)的快速發(fā)展，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的板式無砟軌道成套技術(shù)已成為體現(xiàn)我國高鐵技術(shù)水平、彰顯國家實力的當(dāng)務(wù)之急，也是我國高鐵走出國門所急需的技術(shù)支撐。鐵道部于2009年在成都至都江堰城際客運專線，開展了具有完全知識產(chǎn)權(quán)的板式無砟軌道成套技術(shù)工程實驗與設(shè)計創(chuàng)新工作，并取得了成功，于2010年12月正式定型為CRTSⅢ型軌道板。其試驗成果在湖北城際、盤錦至營口和沈陽到丹東客運專線鐵路應(yīng)用和實踐。CRTSⅢ型板式無砟軌道總體結(jié)構(gòu)方案為帶擋肩的新型單元板式無砟軌道結(jié)構(gòu)，主要由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、配筋的自密實混凝土（自流平混凝土調(diào)整層）、限位擋臺、中間隔離層（土工布）和鋼筋混凝土底座等部分組成。CRTSⅢ型板式無砟軌道由我國自主研發(fā)并具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，相比于Ⅰ型板和Ⅱ型板，列車高速通過的平順性更高，旅客乘坐舒適度更好，為中國高鐵“陸地飛行”提供了更多安全保障。03任務(wù)三限界及工務(wù)作業(yè)54案例引導(dǎo)2016年6月22日上午，濟南鐵路局在膠新線臨沂北站上道試產(chǎn)換軌1.5公里任務(wù)獲得成功。該國產(chǎn)HGCZ-2000型換軌車撥軌落槽一次到位，軌距達標(biāo)；扣件回收全自動，干凈利落，符合各項作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，贏得了在場專業(yè)人員的稱贊。換軌就是在鋼軌磨損量到達一定程度進行的鋼軌重新鋪設(shè)、更換。在過去相當(dāng)長一段時期內(nèi)，鐵路換軌如果要保證1.5公里的施工里程，必須組織數(shù)十、上百工人依靠撬棍、大錘等手工撥軌，施工線漫長，工作量巨大。由于既有線運輸密度越來越高，“天窗”作業(yè)時間受限更多，傳統(tǒng)的換軌施工面臨著勞務(wù)工繁多、分散不易管理、被替換的扣件需要人工回收等難題，現(xiàn)場施工難以組織。

我國大型鐵路養(yǎng)路機械發(fā)展現(xiàn)狀何？1.限界為了確保機車車輛在鐵路線路上運行的安全，防止機車車輛撞擊鄰近線路的建筑物和設(shè)備，而對機車車輛和接近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定的不允許超越的輪廓尺寸線，稱為限界。鐵路基本限界可分為機車車輛限界和建筑限界兩種。機車車輛限界是機車車輛橫斷面的最大極限，它規(guī)定了機車車輛不同部位的寬度、高度的最大尺寸和底部零件至軌面的最小距離。機車車輛限界是和橋梁、隧道等限界起相互制約作用的，當(dāng)機車車輛在滿載狀態(tài)下運行時，也不會因產(chǎn)生搖晃、偏移等現(xiàn)象而與橋梁、隧道及線路上其他設(shè)備相接觸，以保證行車安全。1．機車車輛限界2．建筑接近限界建筑接近限界是一個和線路中心線垂直的橫斷面，它規(guī)定了保證機車車輛安全通行所必需的橫斷面的最小尺寸。建筑接近限界與機車車輛限界之間的空間為安全空間，如圖3-29所示。留有安全空間的目的：一是為保證“超限貨物列車”順利運行，二是為適應(yīng)運行中的列車橫向晃動偏移和豎向上下振動，防止與鄰近的建筑物或設(shè)備發(fā)生碰撞.2.工務(wù)工作由于列車不間斷地運行以及自然界和人為的作用，逐漸產(chǎn)生各種變形或損壞，以致發(fā)生病害，削弱了軌道的強度和穩(wěn)定性，影響列車高速、平穩(wěn)運行，威脅行車安全。因此，為了確保列車能按規(guī)定的最高速度安全、平穩(wěn)、保證線路設(shè)施經(jīng)常處于完好狀態(tài)，這就是鐵路工務(wù)部門的基本任務(wù)。工務(wù)段是工務(wù)部門的基層生產(chǎn)單位，負責(zé)領(lǐng)導(dǎo)線路維修工作。線路的維修養(yǎng)護工作主要包括線路的經(jīng)常維修和線路的大中修。（一）線路經(jīng)常維修線路經(jīng)常維修的基本任務(wù)是保持線路狀態(tài)的完好，使列車能以規(guī)定速度安全、平穩(wěn)和不間斷地運行，并盡量延長設(shè)備使用壽命。線路經(jīng)常維修工作包括綜合維修（計劃維修）、經(jīng)常保養(yǎng)和臨時補修等。在線路維修工作中，還包括巡道、線路維修單項作業(yè)等。1巡道工作巡道工作是保證線路狀態(tài)完好、維護行車安全所必需的重要措施?；咀鳂I(yè)基本作業(yè)包括起道、撥道、改道、調(diào)整軌縫、搗固、清篩道碴等。臨