軌道工程檢測技術 課件 第二章 軌道線路與結(jié)構(gòu)檢測

第二章軌道線路與結(jié)構(gòu)檢測§2.1軌道線路靜態(tài)檢測§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩1軌距定義以及數(shù)值(1)軌距為兩股鋼軌頭部內(nèi)側(cè)與軌道中線相垂直的距離。(2)同一軌道橫截面內(nèi)左右鋼軌兩軌距點之間的最短距離。(3)軌距指鋼軌踏面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌工作邊之間的最小距離。

我國《技規(guī)》規(guī)定，軌距應在鋼軌頭部內(nèi)側(cè)面下16mm處量取。標準軌距（1435mm）寬軌距窄軌距§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩2軌距檢測設備傳統(tǒng)工具鐵路軌距尺（標尺和數(shù)顯）支距尺現(xiàn)代測量工具軌道幾何狀態(tài)檢測儀（軌檢小車）§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩2軌距檢測設備0級測量允許速度不大于350km／h線路1級測量允許速度不大于250km／h線路2級測量允許速度不大于160km/h線路?！?.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩3軌距測量方法§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩3軌距測量方法特點：可以直接讀數(shù)，消除了普通軌距尺的視覺誤差，精度更高，可以讀到0.01mm；增加了工作效率，在曲線超高大地段不需要墊超高板也可以直接出水平數(shù)值?！?.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩3軌距測量方法①一般以每6.25m檢查一處12.5m鋼軌的接頭及中間各檢查一處，每節(jié)鋼軌檢查兩處；25m鋼軌的接頭，長度的四分之一、二分之一、四分之三，每節(jié)鋼軌檢查四處。非標準長度的鋼軌可比照辦理。無縫線路每千米檢查160處（也按每6.25m檢查一處）。②軌距尺必須與線路中線垂直現(xiàn)場操作時軌距尺垂直于任一般鋼軌均可。測量時，不論鋼軌頭部有無肥邊和磨耗，也不論軌頂有無坡度，均以標準軌距尺測得的數(shù)據(jù)為準③記錄在線路檢查記錄簿上，按線路里程（股道）、軌號、檢查部位，記錄軌距值。§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩3軌距測量方法線路檢查記錄簿§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩3軌距測量方法（驗收標準）§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩3軌距測量方法（驗收標準）即在lm長度內(nèi)的軌距變化值：正線、到發(fā)線不得超過2mm，站線和專用線不得超過3mm。軌距變化應和緩平順，容許速度大于120km/h線路軌距變化率不得大于1‰，軌距變化應和緩平順，其變化率：正線、到發(fā)線不應超過2‰(規(guī)定遞減部分除外)，站線和專用線不得超過3‰，§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌矩軌距變化率的計算6.25m3m2mABDC1436mm143814411435A′B′C′D′AA′-BB′:（1438-1436）/2000=1‰BB′-CC′:（1441-1438）/6250=0.48‰CC′-DD′:（1441-1435）/3000=2‰§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌向軌向是指軌道中心線在水平面上的平順性，即軌道的中線位置，應和它的設計位置一致。軌向是指鋼軌頭部內(nèi)側(cè)面沿鋼軌方向的橫向凹凸不平順，即直線上軌道是否直，曲線上軌道是否圓順。1軌向定義2軌向測量方法弦線法目測找出兩股鋼軌的軌向不良處，用石筆作出標記。將10m弦繩兩端貼靠在鋼軌內(nèi)側(cè)踏面下16mm處，測量弦繩至軌向不良處鋼軌作用邊的最大矢度值?！?.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---高低1高低定義弦線、軌檢車輕型軌道不平順檢測小車測量。鋼軌頂面垂直于軌道方向偏離鋼軌頂面平均位置的偏差。軌道沿線路方向的豎向平順性稱前后高低2高低測量設備高低是指鋼軌頂面沿鋼軌方向的豎向凹凸不平順，在鋼軌頂面中間以10m弦量取最大矢度?！?.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---高低1高低測量方法要求目視平順，前后高低偏差用l0m弦量測的最大矢度值不應超過4mm，其他站線不得大于5mm。線路大中修驗收標準中規(guī)定：普通線路空吊板率不得超過12％，無縫線路空吊板率不得超過8％。目測線路高低，在檢查軌距、水平的同時，每隔100～150m目測前后高低，全面查看，重點檢查。對超限的軌距和高低記錄在“緊急工作量及其他”欄中。高低檢查時，先俯身目測下腭圓弧的延長線，從縱向上找出線路高低不良的位置，用石筆做出標記驗收標準§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---高低軌道高低不平順原因：路基沉陷、搗固不良、扣件松動、枕木腐朽和鋼軌磨耗等因素有些地段，表面上看軌面是平順的，但實際上軌底與鐵墊板或軌枕之間存在間隙（間隙超過2mm時稱為吊板）軌枕與道砟之間存在空隙（空隙超過2mm時稱為空板或暗坑）當列車通過時，這些地段的軌道下沉較大，也會產(chǎn)生不平順。

軌道高低不平順，危害甚大。列車通過這些地方時，沖擊力增加，使道床變形加速，從而又進一步擴大不平順，使機車車輛對軌道的破壞力增大。所以，對軌道來說，這是一個惡性循環(huán)過程。軌道的基本組成§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---水平1水平的定義水平指的是線路左右兩股鋼軌頂面的相對高差水平：同一軌道橫截面上左右鋼軌頂面所在水平面的高度差。不含圓曲線上設置的超高和緩和曲線上超高順坡量。

超高：曲線地段外軌頂面與內(nèi)軌頂面設計水平高度之差?！?.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---水平1水平的測量（軌距尺）（1）水平檢查時，水平差的符號，在直線地段，以順計算里程方向，以左股鋼軌為基本股，對面股低于基本股時的水平差符號為“+”號，反之為“-”號；曲線地段以曲線內(nèi)股鋼軌為基本股，外股鋼軌頂面與內(nèi)股鋼軌頂面的高差比曲線超高大時用“+”號，反之為“-”號。對于道岔來說，以導曲線內(nèi)股及內(nèi)側(cè)直股為標準股，比標準股高時記錄為“+”，反之記錄為“一”(含轍叉部分)。（2）水平檢查與軌距檢查同步進行，在鋼軌長度的同一處所，按先軌距后水平的順序檢查，口述與標準尺寸的偏差，如+3、-5，即軌距與標準值偏差為+3mm，水平與標準值偏差為-5mm。（3）記錄。在線路檢查記錄簿上，按線路里程（股道）、軌號、檢查部位，記錄水平的偏差值?！?.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---水平三角坑（扭曲）三角坑的檢查：就是在一段不太長的距離內(nèi)，鋼軌頂面連續(xù)出現(xiàn)兩個正負不同的水平差，檢查三角坑時基長為6.25m，但在延長18m的距離內(nèi)無超過《修規(guī)》規(guī)定的三角坑值4mm。其含義是在一段規(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，而且兩個最大水平誤差點之間的距離，不足18m。三角坑的數(shù)值：以線路一定范圍內(nèi)（18m）相鄰兩點或三點的水平正負偏差值的代數(shù)差的絕對值來表示三角坑值?！纠}】如圖所示為某直線線路兩股鋼軌水平檢查結(jié)果，試計算三角坑值。由圖可知：AA′處水平偏差為－2mmBB′處水平偏差為+3mmCC′處水平偏差為－1mm。則：AA′—BB′段三角坑值=∣－2-（+3）∣=5mmBB′—CC′段三角坑值=∣+3-（－1）∣=4mm1如正線直線地段作業(yè)驗收時，檢查出連續(xù)四點水平偏差為：+6、+4、+3、+5，三角坑的計算2正線直線地段作業(yè)驗收時，檢查出連續(xù)四點水平偏差為：+6、-2、0、-1，應勾劃三角坑，其偏差則為+6-（-2）=8mm，同時勾劃+6處為水平超限；3如連續(xù)四點水平偏差為：+5、0、-3、-1，水平偏差+5與-3仍在18m范圍內(nèi)，依舊構(gòu)成三角坑，三角坑偏差值為+5-（-3）=8mm，同時勾劃+5處水平超限。§2.1軌道線路靜態(tài)檢測§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道線路幾何形位檢測---軌底坡鋼軌底面對軌枕頂面的傾斜度稱為鋼軌的軌底坡(也叫內(nèi)傾度)1軌底坡的定義設置軌底坡的目的，是為了使車輪壓力更集中于鋼軌的中軸線，減少荷載的偏心距，降低軌腰應力。與此同時，還可減少鋼軌頭部由于接觸應力而產(chǎn)生的塑性變形，因為在軌頭中部，塑性變形的積累，要較兩側(cè)部分緩慢得多。

可根據(jù)鋼軌頂面上由車輪碾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。線路養(yǎng)護工作中，可根據(jù)光帶位置調(diào)整軌底坡的大小。軌底坡的測量（看光帶）§2.1軌道線路靜態(tài)檢測軌道不平順有四種類型:1軌道前后高低不平順它是指實際的軌道中心線與理想的軌道中心線沿長度方向的垂向幾何位置偏差。2軌道水平不平順它是指左右鋼軌沿長度方向的垂向高度差。3軌道方向(軌向)不平順它是指實際的軌道中心線與理想的軌道中心線沿長度方向的水平幾何位置偏差。4軌距不平順它是指實際的軌距與名義軌距的偏差。新型的測量設備（軌檢小車）以后章節(jié)會具體講本章內(nèi)容結(jié)束第二章軌道線路與結(jié)構(gòu)檢測§2.2軌道結(jié)構(gòu)檢測1軌道結(jié)構(gòu)類型以及組成2軌道結(jié)構(gòu)檢測設備和方法§2.2.1軌道基本組成軌道結(jié)構(gòu)組成：鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設備和道岔等。311傳統(tǒng)有砟軌道結(jié)構(gòu)的組成（*）鋼軌、軌枕、道床、道岔、聯(lián)結(jié)零件及軌道加強設備

鋼軌Ⅲ型軌枕Ⅲ型扣件碎石道床321傳統(tǒng)有砟軌道結(jié)構(gòu)的組成（*）鋼軌、軌枕、道床、道岔、聯(lián)結(jié)零件及軌道加強設備

鋼軌木枕防爬器碎石道床道釘扣件軌排石撐331傳統(tǒng)有砟軌道結(jié)構(gòu)的組成（*）鋼軌、軌枕、道床、道岔、聯(lián)結(jié)零件及軌道加強設備

木枕線路加強混凝土枕線路加強拉桿防脫護軌拉桿341傳統(tǒng)有砟軌道結(jié)構(gòu)的組成（*）鋼軌、軌枕、道床、道岔、聯(lián)結(jié)零件及軌道加強設備

木枕道岔混凝土枕道岔352無砟砟軌道結(jié)構(gòu)的組成用整體混凝土結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有砟軌道中的軌枕和散粒體碎石道床的軌道結(jié)構(gòu)。定義：國際上目前比較常見的無砟軌道有：日本的板式軌道；德國的雷達2000型無砟軌道，旭普林型無砟軌道，博格板式軌道。類型：362無砟砟軌道結(jié)構(gòu)的組成國內(nèi)高速鐵路常用的有：CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式無砟軌道；CRTSⅠ、Ⅱ型雙塊式無砟軌道；道岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道372無砟砟軌道結(jié)構(gòu)的組成CRTSⅠ型板式無砟軌道－鋼軌－扣件(含充填式墊板)預制軌道板：－普通混凝土框架板(RF)－預應力混凝土平板(P)－預應力混凝土框架板(PF)凸形擋臺及周圍填充樹脂水泥乳化瀝青砂漿調(diào)整層(袋裝灌注)現(xiàn)澆鋼筋混凝土底座定義：預制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設在現(xiàn)澆的具有凸形擋臺的鋼筋混凝土底座上，并適應zpw-2000軌道電路的單元軌道板無砟軌道結(jié)構(gòu)型式，382無砟砟軌道結(jié)構(gòu)的組成CRTSⅡ型板式無砟軌道預制軌道板通過水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設在現(xiàn)場攤鋪的混凝土支承層或現(xiàn)場澆注的鋼筋混凝土底座（橋梁）上，并適應zpw-2000軌道電路的無砟軌道結(jié)構(gòu)型式392無砟砟軌道結(jié)構(gòu)的組成CRTSⅢ型板式無砟軌道RTSIII型無砟軌道系統(tǒng)屬于板式無砟軌道結(jié)構(gòu)體系的范疇，軌道板采用預制的單元分塊結(jié)構(gòu)，通過軌道板底門型鋼筋、底座凹槽進行限位、自密實混凝土進行充填調(diào)整，底座板與自密實混凝土層間設置中間隔離層402無砟砟軌道結(jié)構(gòu)的組成雙塊式無砟軌道岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道413軌道結(jié)構(gòu)檢測鋼軌檢測（外形尺寸、位置以及傷損）1鋼軌平直度檢測鋼軌平直度檢測儀鋼軌平直度檢測工裝鋼軌斷面形狀：工字形，由軌頭、軌腰、軌底三大部份組成。斷面性能特征：受力好、省材料，具有最佳抗彎性能。鋼軌截面形狀及其設計原則433軌道結(jié)構(gòu)檢測鋼軌檢測（外形尺寸、位置以及傷損）2鋼軌狀態(tài)檢查鋼軌狀態(tài)檢測主要包括傷損、鋼軌重傷和鋼軌折斷三種狀態(tài)的檢測。3鋼軌焊接檢測焊接方式一般分為接觸焊、氣壓焊、鋁熱焊三種形式。檢測項目：靜彎、落錘、疲勞、探傷、金相、硬度、外觀、抗拉、沖擊及斷口檢驗，接觸焊取5組25根落錘試件連續(xù)不斷為合格。檢測頻率：每個標段檢測一組。周期檢測項目：落錘、靜彎、探傷、硬度、外觀及斷口檢驗等。檢測頻率：過程中每焊接500個鋼軌接頭，應做周期性檢驗，合格后方可繼續(xù)施焊。接頭焊縫探傷檢測頻率：100%焊接接頭檢測。4鋼軌位置檢測鋼軌精調(diào)（1）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，應及時更換。（2）鋼軌裂紋是指除鋼軌折斷外，部分材料發(fā)生分離，形成裂紋。（3）常見鋼軌傷損：鋼軌磨耗、接觸疲勞傷損、剝離及軌頭核傷、軌腰螺栓孔裂紋等。453軌道結(jié)構(gòu)檢測軌枕檢測（外形尺寸、位置以及傷損）功用：（1）承受鋼軌壓力，并傳布于道床；（2）有效地保持軌道的幾何形位（軌距和方向）。要求：（1）必要的堅固性、彈性和耐久性；（2）便于固定鋼軌；（3）具有抵抗縱向和橫向位移的能力。分類：按材質(zhì)分：木枕、混凝土枕和鋼枕；按使用目的分：普通枕、橋枕和岔枕等；

木枕又稱枕木，是鐵路最早采用且仍繼續(xù)使用的一種軌枕。用混凝土枕代替木枕已成為軌枕發(fā)展主要方向。

用混凝土枕代替木枕已成為軌枕發(fā)展主要方向。

目前，我國混凝土枕主要采用先張法，且分為

I型、II型和III型三類，其中II型混凝土軌枕為我國的主型混凝土枕。

截面：梯形，上窄下寬。承軌槽：做成1:40的斜面。底面：縱向兩端為梯形、中間為矩形。我國

I、II型枕長度均為2.5m。新設計的

III型軌枕長度有2.6m和2.5m兩種。岔枕和鋼橋橋枕長度有2.6~4.85m多種。表1-1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I36φ3C4820.216.529.4527.5256588251250II44φ34φ10C5820.216.529.4527.5256588251250III10φ78φ7.8C6023.018.530.028.07720320260混凝土枕傷損分為一般傷損、嚴重傷損、失效。軌道板外觀質(zhì)量以及位置檢測483軌道結(jié)構(gòu)檢測道床檢測（外形尺寸）

道床厚度(mm)標準道床幾何尺寸包括道床的厚度，道床頂面寬度及邊坡坡度。允許速度大于120km/h的線路，無墊層時碎石道床厚度不得小于450mm；有墊層時碎石道床厚度不得小于300mm，墊層厚度不得小于200mm。五年內(nèi)年計劃通過總重(Mt)W年≥5050>W年≥2525>W年≥15W年＜15無墊層的碎石道床一般路基450450400350不易風化的巖石、碎石路基350350300300有墊層的碎石道床(碎石/墊層)300／200300／200250／200250／200有碴橋面上的碎石道床vmax≤120km/h250vmax＞120km/h300493軌道結(jié)構(gòu)檢測道床檢測（外形尺寸）道床幾何尺寸包括道床的厚度，道床頂面寬度及邊坡坡度。線路類別頂面寬度（m）曲線外側(cè)道床加寬碴肩堆高（m）邊坡坡度半徑（m）加寬（m）正線無縫線路Vmax＞3.50.151∶1.75Vmax≤3.4≤6000.100.151∶1.75普通線路年通過總重不小于8Mt3.1≤8000.101∶1.75年通過總重小于8Mt3.0≤6000.101∶1.75

站

線2.91∶1.50503軌道結(jié)構(gòu)檢測道床檢測（外形尺寸、質(zhì)量）道碴檢測檢測項目：粒徑級配、針狀指數(shù)、片狀指數(shù)、雜質(zhì)含量等。檢測頻率：同一產(chǎn)地、級別且連續(xù)進場的，每5000m3為一批，不足5000m3亦按一批計，其中道碴材質(zhì)檢測按每50000m3為一批，不足50000m3亦按一批計。底碴檢測檢測項目：粒徑級配、雜質(zhì)含量等。檢測頻率：同一產(chǎn)地、品種且連續(xù)進場的，每5000m3為一批，不足5000m3亦按一批計。4道砟壓實度檢測底碴壓實度檢測頻率：每5km檢測5處，每處測2個點位。道碴壓實度檢測頻率：每組道岔檢測3個點位；無縫線路碴面壓實度每5km抽檢3次，每次測3個點位?，F(xiàn)場測定方法道床密實度γ射線道床密度儀

核子密度儀

灌水法（二）道床縱向阻力測定

道床縱向阻力是指道床抵抗軌道框架縱向位移的阻力。一般以每根軌枕的阻力或每延厘米分布阻力表示。它是抵抗鋼軌伸縮，防止線路爬行的重要參數(shù)。道床縱向阻力與枕盒內(nèi)道砟的飽滿程度、枕底的道床密度、枕的尺寸有關，與道砟肩部堆高有一定關系。道床縱向阻力是在現(xiàn)場原位測定的，將被測軌枕所有扣件松開，并抽出膠墊，利用相鄰軌枕提供的反力用旋轉(zhuǎn)絲加力，縱向推移軌枕，通過測力傳感器和數(shù)顯儀測量縱向推力，同時用百分表記錄軌枕位移，得出單根軌枕縱向位移與阻力的關系曲線。（三）道床橫向阻力測定

道床抵抗軌道框架橫向位移的阻力稱為道床橫向阻力。它是防止無縫線路脹軌跑