軌道工程課件：軌道結(jié)構(gòu)

1有砟軌道結(jié)構(gòu)本講主要內(nèi)容軌道組成鋼軌鋼軌聯(lián)結(jié)軌枕扣件道床2一、軌道的組成1、傳統(tǒng)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(qiáng)設(shè)備

3一、軌道的組成1、傳統(tǒng)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(qiáng)設(shè)備

4一、軌道的組成1、傳統(tǒng)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(qiáng)設(shè)備

鋼軌木枕防爬器碎石道床道釘扣件軌排石撐5一、軌道的組成1、傳統(tǒng)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(qiáng)設(shè)備

木枕線路加強(qiáng)混凝土枕線路加強(qiáng)拉桿防脫護(hù)軌拉桿6一、軌道的組成1、傳統(tǒng)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(qiáng)設(shè)備

木枕道岔混凝土枕道岔7一、軌道的組成2、軌道部件的功用鋼軌、軌枕、道床、道岔結(jié)構(gòu)單獨(dú)介紹聯(lián)結(jié)零件分：接頭聯(lián)結(jié)零件和中間聯(lián)結(jié)零件，分別介紹

加強(qiáng)設(shè)備防爬設(shè)備：加強(qiáng)鋼軌與軌枕的聯(lián)結(jié)（注意：不是軌道在道床中的爬行能力）軌距桿：保持軌距軌撐：防止鋼軌外翻8二、鋼軌1、鋼軌的功用鋼軌是軌道最重要的組成部件。支撐與導(dǎo)向：為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動(dòng)表面，引導(dǎo)列車運(yùn)行方向承力與傳力：直接承受車輪的巨大壓力，并分布傳遞到軌枕

軌道電路：在電氣化鐵道或自動(dòng)閉塞區(qū)段，還兼做軌道電路之用

9二、鋼軌2、鋼軌的基本要求鋼軌三要素：質(zhì)量、斷面、材質(zhì)足夠的強(qiáng)度和耐磨性較高的抗疲勞強(qiáng)度和韌性一定的彈性足夠光滑的頂面良好的可焊性高速鋼軌的高平直度10二、鋼軌3、鋼軌類型按每延米大致質(zhì)量kg分：75kg/m：大秦線重載鐵路60kg/m：主型鋼軌50kg/m：低速線路43kg/m：過去常用軌，現(xiàn)基本已淘汰按斷面類型分：標(biāo)準(zhǔn)軌、槽型軌、起重軌、AT軌…11二、鋼軌3、鋼軌類型按鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長度分：12.5m：過去標(biāo)準(zhǔn)鋼軌長度

25m：鋼軌標(biāo)準(zhǔn)主型長度100m：高速長定尺鋼軌

對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)軌的縮短軌，用于有縫線路曲線內(nèi)側(cè)按材質(zhì)的不同可分為：碳素軌、合金軌、熱處理軌按強(qiáng)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(jìn)口軌、試驗(yàn)軌12二、鋼軌4、鋼軌斷面設(shè)計(jì)“工”字型，軌頭、軌腰、軌底三部分組成頭大：宜大而厚、寬度足夠、外形匹配、中部起弧

腰長：宜高而厚、兩側(cè)曲線、支承面寬底寬：宜寬而厚、剛度足夠、抗銹蝕強(qiáng)四個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)：軌頭寬、軌腰厚、鋼軌高、軌底寬

保持穩(wěn)定，鋼軌高：軌底寬=1.15～1.20扎制冷卻均勻：要求各部比例合理13二、鋼軌5、鋼軌化學(xué)成分與力學(xué)性能鋼軌的材質(zhì)和機(jī)械性能取決于化學(xué)成分、金屬組織及熱處理工藝鐵、碳、錳、硅、磷、硫等合金鋼軌中含有：鉻、鎳、鉬、鈮、釩、鈦、銅等C↑，強(qiáng)度及耐磨性↑，韌性↓，≤0.82%Mn↑，強(qiáng)度和韌性↑，一般0.6%~1.0%Si↑,致密度和耐磨性↑，一般0.15%~0.3%P↑，冷脆易斷，有害元素，≤0.1%S↑，晶析廢品，有害元素14二、鋼軌5、鋼軌化學(xué)成分與力學(xué)性能鋼軌鋼的物理力學(xué)性能包括強(qiáng)度極限、屈服極限、疲勞極限、伸長率、斷面收縮率、沖擊韌性及硬度等抗拉強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度：伸長率：15二、鋼軌UIC級經(jīng)合金的特殊鋼軌等級美國和加拿大生產(chǎn)的鋼軌等級

化學(xué)成分的質(zhì)量

%CCrVSiMn0.751.000.100.801.00140012001000800600700900A900BS1000S1100S1200AREA標(biāo)準(zhǔn)高硅400350300250200布氏硬度BHN0.500.251.00--

A0.750.251.00--

B0.650.251.50--0.750.901.00--0.751.000.701.00-0.750.250.90--0.750.800.90--0.750.250.90--熱處理熱處理歐洲抗拉強(qiáng)度MPa16二、鋼軌6、鋼軌強(qiáng)韌化、純凈化強(qiáng)韌化技術(shù)路線：合金鋼化、熱處理純凈化是基礎(chǔ)，降低氫等非金屬4003803603403203002802600與運(yùn)行表面的距離[mm]硬度

[BHN]102030405060708090軌頭淬火200

f[N/mm2]4000

u[N/mm2]所有熱軋截面受侵蝕截面60080010001200疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度關(guān)系電感應(yīng)加熱加速奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變，提高強(qiáng)度和韌性17二、鋼軌7、鋼軌的長度我國鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長度為12.5m及25m兩種隨著鐵路軌道朝高速、重載方向的發(fā)展，長尺鋼軌的生產(chǎn)成為一種趨勢。目前，我國的100m定尺長鋼軌已經(jīng)在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。18二、鋼軌8、鋼軌傷損我國鋼軌傷損分53種，見TB1778UIC鋼軌傷損分55種，UIC712磨耗垂磨側(cè)磨波磨側(cè)磨鋼軌輪廓波磨19鋼軌磨耗成因與預(yù)防垂直磨耗存在于所有線路，也是直線和大曲線軌道上的主要磨耗型式，隨軸重和總重增加而增大，幾何形位設(shè)置不當(dāng)將加快垂直磨耗側(cè)面磨耗：輪軌摩擦與滑動(dòng)為根本原因（兩點(diǎn)接觸）磨耗因子：導(dǎo)向力與輪軌沖擊角乘積改善列車曲線通過條件：磨耗型踏面、徑向轉(zhuǎn)向架改善鋼軌材質(zhì)，提高耐磨性加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)：合理軌距、超高、軌底坡、增加彈性、涂油二、鋼軌8、鋼軌傷損20鋼軌磨耗成因與預(yù)防波磨成因有多種，共振、周期性磨損及塑性流動(dòng)是根本波磨導(dǎo)致輪軌動(dòng)力作用加劇，加速車輛及軌道部件損壞，影響運(yùn)行舒適性，較大噪聲按波長分：短波（波紋）和長波（波浪）波紋：波長50-100mm,波幅0.1-0.4mm(高速直線和制動(dòng)地段)波浪：波長100-3000mm，波幅2mm（重載曲線地段）打磨無縫線路高強(qiáng)耐磨軌，提高熱處理工藝，消除殘余應(yīng)力加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)：合理彈性、曲線圓順、超高輪軌系統(tǒng)足夠的阻尼二、鋼軌8、鋼軌傷損21二、鋼軌8、鋼軌傷損鋼軌接觸疲勞傷損裂紋隱傷剝離高速鐵路鋼軌主要病害裂紋隱傷剝離22二、鋼軌8、鋼軌傷損鋼軌接觸疲勞傷損鋼軌接觸疲勞傷損過程三階段鋼軌踏面外形改變：焊縫處鞍型磨損等踏面不平順軌頭表面金屬破壞：冷作硬化——微裂紋軌頭接觸疲勞形成：金屬疲勞強(qiáng)度不足重載車輪反復(fù)作用塑性區(qū)域形成疲勞裂紋形成剪應(yīng)力超限滑移累積聚集23二、鋼軌8、鋼軌傷損剝離產(chǎn)生原因夾雜物或接觸剪應(yīng)力引起縱向疲勞裂紋導(dǎo)向輪在外軌引起的剪應(yīng)力交變循環(huán)引起疲勞裂紋車輪及軌道維修不良加速剝離發(fā)展危害缺口區(qū)應(yīng)力集中影響軌道平順性，造成動(dòng)力沖擊，又加速缺口區(qū)裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展阻礙金屬塑性變形的發(fā)展，降低塑性指標(biāo)24二、鋼軌8、鋼軌傷損軌頭核傷細(xì)小裂紋或非金屬夾雜物、白點(diǎn)引起導(dǎo)致鋼軌突然斷裂，引起脫軌探傷檢查25二、鋼軌8、鋼軌傷損軌腰螺栓孔裂應(yīng)力集中引起倒棱26二、鋼軌8、鋼軌傷損減少鋼軌傷損的措施凈化鋼軌，控制雜質(zhì)強(qiáng)韌化，提高強(qiáng)度鋼軌打磨，消除疲勞層合理使用，匹配運(yùn)營鋼軌發(fā)展方向重型化、強(qiáng)韌化和純凈化27二、鋼軌9、鋼軌合理使用鋼軌分級使用二次或多次使用調(diào)邊使用階梯式鋼軌設(shè)備運(yùn)營制度曲線內(nèi)外軌、直曲軌倒換使用鋼軌整修磨修：采用砂輪打磨機(jī)消除軌面缺陷焊補(bǔ)：采用焊劑修補(bǔ)軌面?zhèn)麚p廠內(nèi)整修與現(xiàn)場整修磨修焊補(bǔ)28二、鋼軌9、鋼軌合理使用鋼軌打磨銑磨車打磨車高速打磨車修理性、預(yù)防性、控制性非對稱打磨銑磨車打磨車高速打磨車29二、鋼軌9、鋼軌合理使用鋼軌打磨上世紀(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)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30三、鋼軌連接1、鋼軌接頭鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓聯(lián)結(jié)作用保持軌道整體性抵抗彎曲和變形組成夾板螺栓彈簧墊圈接頭聯(lián)結(jié)312、接頭夾板承受彎矩、傳遞縱向力、阻止鋼軌伸縮——一定剛度及足夠強(qiáng)度斜坡支承雙頭對稱型夾板（雙頭式夾板，俗稱魚尾板）斜坡——楔入貼緊軌腰，磨耗后可再次擰緊使之貼緊螺栓孔——圓形與長圓形相間，實(shí)現(xiàn)軌縫三、鋼軌聯(lián)結(jié)32三、鋼軌聯(lián)結(jié)3、普通接頭組成接頭螺栓、螺母及彈簧墊圈夾緊夾板與鋼軌8.8級和10.9級，抗拉強(qiáng)度830

MPa和1

040

MPa扭矩400-700N.m，不得低于100N.m互穿，提供摩擦阻力33三、鋼軌聯(lián)結(jié)鋼軌接頭聯(lián)結(jié)鋼軌接頭鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓聯(lián)結(jié)軌道三大薄環(huán)節(jié)之一軌縫，軌面不連續(xù)臺階，迎輪送輪沖擊錯(cuò)牙，軌距不連續(xù)低凹，豎向沖擊動(dòng)力作用大，維修工作量大低凹錯(cuò)牙臺階34三、鋼軌聯(lián)結(jié)鋼軌接頭類型按相對軌枕位置分類懸空式：接頭在軌枕中間，有一定彈性承墊式：接頭在軌枕上，軌枕受力較大按兩鋼軌相對位置分類相對式：作用力集中一處相錯(cuò)式：相當(dāng)于兩個(gè)接頭，兩鋼軌均有兩處損傷我國一般采用相對懸空式

按性能分類普通接頭特種接頭歐洲鐵路置于雙枕上的鋼軌接頭懸空式承墊式35三、鋼軌聯(lián)結(jié)3、普通接頭組成夾板、螺栓、彈簧墊圈組成接頭夾板承受彎矩、傳遞縱向力、阻止鋼軌伸縮——一定剛度及足夠強(qiáng)度斜坡支承雙頭對稱型夾板（雙頭式夾板，俗稱魚尾板）斜坡——楔入貼緊軌腰，磨耗后可再次擰緊使之貼緊螺栓孔——圓形與長圓形相間，實(shí)現(xiàn)軌縫36三、鋼軌聯(lián)結(jié)3、普通接頭組成接頭螺栓、螺母及彈簧墊圈夾緊夾板與鋼軌8.8級和10.9級，抗拉強(qiáng)度830

MPa和1

040

MPa扭矩400-700N.m，不得低于100N.m互穿，提供摩擦阻力37三、鋼軌聯(lián)結(jié)4、特殊接頭異型夾板異型鋼軌異形接頭：聯(lián)結(jié)兩種不同類型的鋼軌*38三、鋼軌聯(lián)結(jié)4、特殊接頭普通高強(qiáng)絕緣接頭膠接絕緣接頭絕緣接頭：閉塞分區(qū)處隔斷軌道電路39三、鋼軌聯(lián)結(jié)4、特殊接頭伸縮接頭：釋放溫度應(yīng)力40三、鋼軌聯(lián)結(jié)4、特殊接頭普通凍結(jié)接頭哈克緊固件凍結(jié)接頭：鎖定鋼軌阻止伸縮41三、鋼軌聯(lián)結(jié)4、特殊接頭承越式接頭：減小沖擊導(dǎo)電接頭：連通軌道電路42三、鋼軌聯(lián)結(jié)5、鋼軌焊接將標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌在工廠或現(xiàn)場用焊接方法焊接成所需長度的長鋼軌，鋪設(shè)于無縫線路的一種鋼軌聯(lián)結(jié)方式

主要方法有閃光接觸焊、氣壓焊、鋁熱焊

焊后要采用焊瘤推凸機(jī)、精銑機(jī)或研磨機(jī)整修軌道幾何外形，滿足鋼軌平順性要求=43三、鋼軌聯(lián)結(jié)5、鋼軌焊接閃光接觸焊根據(jù)電流的熱效應(yīng)原理，把鋼軌加熱到塑性狀態(tài)，然后以極快的速度予以擠壓而成優(yōu)點(diǎn)：焊接速度快，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，有現(xiàn)場大型移動(dòng)式焊機(jī)缺點(diǎn)：焊機(jī)投資大，所需電源功率也較大

44三、鋼軌聯(lián)結(jié)5、鋼軌焊接氣壓焊用氣體（乙炔—氧）燃燒的火焰加熱鋼軌端頭至塑性狀態(tài)，施加壓力使兩根鋼軌擠壓在一起優(yōu)點(diǎn)：一次性投資小，無需大功率電源，焊接時(shí)間短，焊接質(zhì)量好缺點(diǎn)：對接頭斷面的處理要求嚴(yán)格，無法縱移鋼軌=45三、鋼軌聯(lián)結(jié)5、鋼軌焊接鋁熱焊利用鋁熱焊劑劇烈化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，把高溫鐵水澆鑄于固定在軌縫處砂型內(nèi)，將兩根鋼軌鑄焊在一起優(yōu)點(diǎn)：方法較為簡單，對操作人員的要求相對較低，焊接時(shí)間短，可在鋼軌固定的情況下進(jìn)行焊接缺點(diǎn)：焊接質(zhì)量不如接觸焊和氣壓焊

=46三、鋼軌聯(lián)結(jié)6、預(yù)留軌縫計(jì)算原則最高軌溫時(shí)不形成瞎縫最低軌溫時(shí)不超過構(gòu)造軌縫18mm計(jì)算公式取值：年軌溫差小于

85

C

的地區(qū)，再減小1～2mm算例：成都地區(qū)，最高軌溫60.1

C，最低軌溫-5.9

C，鋼軌長25m，線膨脹系數(shù)0.011

8mm/

C,鋪設(shè)時(shí)軌溫25

C。計(jì)算步驟：(1)中間軌溫tz=27.1

C(2)計(jì)算軌縫a0=9.6mm(3)設(shè)置軌縫a=8mm中間軌溫時(shí)按構(gòu)造軌縫一半設(shè)置鋼軌按自由伸縮考慮，兩軌各取一半升溫時(shí)鋼軌伸長，軌縫減小47三、鋼軌聯(lián)結(jié)6、預(yù)留軌縫計(jì)算允許鋪設(shè)的年軌溫差原則Tmax時(shí)軌縫amin＝0Tmin時(shí)軌縫amax＝ag

考慮接頭阻力對鋼軌伸縮的限制值C，2～6mm計(jì)算公式公式推導(dǎo)：（1）Tmax時(shí)（2）Tmin時(shí)（3）兩式相減，而得12.5m鋼軌，[ΔT]=149.1℃25m鋼軌：年軌溫差大于85℃,[ΔT]=101.7℃年軌溫差小于85℃,[ΔT]=88.1℃不是所有地區(qū)均可鋪設(shè)，年軌溫差大于100℃地區(qū)，需單獨(dú)設(shè)計(jì)48三、鋼軌聯(lián)結(jié)6、預(yù)留軌縫計(jì)算容許鋪軌溫度范圍原則避免Tmax時(shí)軌縫為0避免Tmin時(shí)軌縫為ag

不考慮接頭阻力對鋼軌伸縮的限制計(jì)算公式公式推導(dǎo)：（1）t0s時(shí)（2）t0x時(shí)計(jì)算中按最不利情況考慮鋪設(shè)與軌縫調(diào)整作業(yè)相同對于25m鋼軌，上下限為中間軌溫±30℃49三、鋼軌聯(lián)結(jié)6、縮短軌計(jì)算原則保證兩股鋼軌接頭采用對接方式內(nèi)股鋼軌采用標(biāo)準(zhǔn)縮短軌

計(jì)算公式圓曲線緩和曲線，S1=1500mm計(jì)算圖示50三、鋼軌聯(lián)結(jié)6、縮短軌計(jì)算計(jì)算緩和曲線長度為L0

整條曲線的縮短量為

選取縮短量，計(jì)算縮短軌數(shù)量縮短軌設(shè)置原則例題：25m標(biāo)準(zhǔn)軌，圓曲線半徑300m，長80m；緩和曲線長60m，軌縫8mm；第一根鋼軌進(jìn)入緩和曲線12m。解：總縮短量Δl=1000，選用160mm縮短量，需6根縮短軌，布置為縮短軌數(shù)量小于外側(cè)標(biāo)準(zhǔn)軌數(shù)量接頭相錯(cuò)量不大于標(biāo)準(zhǔn)縮短量的1/2實(shí)際縮短量小于總縮短量

軌號軌型相錯(cuò)量mm軌號軌型相錯(cuò)量mm1標(biāo)準(zhǔn)軌646縮短軌492縮短軌297縮短軌143縮短軌148縮短軌294縮短軌499標(biāo)準(zhǔn)軌445標(biāo)準(zhǔn)軌8451四、軌枕1、軌枕的功用、基本要求及分類功用：承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床功用：有效地保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向要求：堅(jiān)固、彈性、耐久性，固定鋼軌，抵抗縱橫位移52四、軌枕1、軌枕的功用、基本要求及分類按材質(zhì)：木枕、混凝土枕、鋼枕、樹脂枕按使用目的：普通軌枕、岔枕、橋枕按結(jié)構(gòu)型式：整體式；組合式；半枕；寬軌枕按構(gòu)造及鋪設(shè)方法：橫向軌枕、縱向軌枕及短枕鋼枕樹脂枕框架枕雙塊枕寬枕53四、軌枕2、木枕優(yōu)點(diǎn)：彈性好；易加工；重量輕，運(yùn)輸、鋪設(shè)、養(yǎng)護(hù)維修方便；與鋼軌聯(lián)結(jié)比較簡單；有較好的絕緣性能等缺點(diǎn)：消耗大量優(yōu)質(zhì)木材；易腐朽、磨損；使用壽命短；強(qiáng)度、彈性不完全一致；在機(jī)車車輛作用下會形成軌道不平順，增大了輪軌動(dòng)力作用標(biāo)準(zhǔn)長度2.5m底寬22（20）cm頂寬16（15）cm高16（14.5）cm54四、軌枕2、木枕木枕失效腐朽機(jī)械磨損開裂木枕處理防腐：最有效，水溶性防腐劑、油類防腐劑，密封蒸灌減磨：鐵墊板防裂：控制含水量，改善干燥工藝，防腐漿膏摻麻筋填塞裂縫，釘釘或鐵絲捆扎是裂縫愈合生物作用過程列車作用+干濕變化553、鋼枕優(yōu)點(diǎn)耐火、耐腐蝕穩(wěn)定性較好易于加工、搬運(yùn)、存儲。便于維護(hù)和施工使用范圍廣缺點(diǎn)有絕緣需要的線路上不能使用耐酸性差鋼材價(jià)格高道砟不易搗實(shí)列車經(jīng)過噪音大四、軌枕56四、軌枕4、混凝土軌枕混凝土枕特點(diǎn)及類型混凝土軌枕為發(fā)展方向，材源多，尺寸精度高，軌道彈性均勻，提高了軌道穩(wěn)定性；使用壽命長，可以降低軌道的養(yǎng)修費(fèi)用；自重大、縱、橫向阻力較大，提高了線路的穩(wěn)定性；剛度較大，要求較好的軌道彈性軌枕分類普通鋼筋混凝土枕預(yù)應(yīng)力混凝土枕先張法I型枕II型枕III型枕后張法我國混凝土軌枕57四、軌枕4、混凝土軌枕混凝土枕外形及尺寸

混凝土枕受力特點(diǎn)彈性基礎(chǔ)上的短梁軌枕受力狀況與道床支承條件有關(guān)中間不支承 I型枕中間部分支承 II型枕全支承 III型枕II型枕III型枕I型枕58四、軌枕4、混凝土軌枕軌枕形狀整體外形：混凝土枕截面為梯形，上窄下寬：節(jié)省混凝土用量，減輕自重，便于脫模軌枕頂面寬度：軌枕抗彎強(qiáng)度、鋼軌支承面積、軌下襯墊寬度、扣件尺寸等因素綜合考慮承軌槽：軌枕頂面支承鋼軌的部分，設(shè)置1:40軌底坡軌枕底面寬：減少道床壓力、便于搗固II型枕：兩端梯形，中間矩形，增大支承面積，使R、q重合，底面壓花或凹槽，增大阻力III型枕：增大支承面積，底面光滑59四、軌枕4、混凝土軌枕軌枕長度軌枕長度與軌枕受力狀態(tài)有關(guān)長枕可減少枕中負(fù)彎矩，但增大軌下正彎矩以軌下正彎矩與枕中負(fù)彎矩保持一定比例確定軌枕長度混凝土枕長度一般在2.3-2.7m之間Ⅰ、Ⅱ型枕長度均為2.5mIII型枕長度有2.6m和2.5m兩種國內(nèi)外主要干線普遍采用2.6m長軌枕減小枕中負(fù)彎矩提高縱橫向穩(wěn)定性和整體剛度，改善道床、路基工作狀態(tài)，利于鋪設(shè)無縫線路，適當(dāng)減少軌枕配置根數(shù)60四、軌枕4、混凝土軌枕軌枕高度軌下部位高、中間部分矮軌下截面正彎矩、枕中截面負(fù)彎矩直線配筋、各截面配筋相同軌下截面配筋重心應(yīng)在截面形心之下枕中截面配筋重心應(yīng)在界面形心之上有利的偏心矩，防止受拉開裂61四、軌枕5、我國混凝土枕現(xiàn)狀軌枕的發(fā)展趨勢軌枕設(shè)計(jì)承載彎矩逐漸增強(qiáng)提高混凝土強(qiáng)度等級增加預(yù)應(yīng)力增加截面高度軌枕類型配筋混凝土等級截面高度底面寬度底面積質(zhì)量長度軌下枕中端部軌下枕中I36φ3C4820.216.529.4527.5256588251250II44φ34φ10C58III10φ78φ7.8C6023.018.532.030.028.0772032026062四、軌枕5、我國混凝土枕現(xiàn)狀I(lǐng)型枕設(shè)計(jì)條件：軸重21t、速度85km/h，1840根/km不足：螺栓孔間縱裂、軌下正彎矩裂縫II型枕設(shè)計(jì)條件：軸重23t、速度120km/h，60kg/m鋼軌，年運(yùn)量60Mt，按疲勞可靠度設(shè)計(jì)承載能力：較I型枕，軌下正彎矩提高13%-25%，枕中負(fù)彎矩提高14%-41%,基本能適應(yīng)次重型、重型軌道不足：安全儲備不夠，枕中頂面橫向裂縫、沿螺栓孔縱裂、枕端龜裂、側(cè)面縱向水平裂縫、擋肩斜裂等，難以適應(yīng)重型和特重型軌道63四、軌枕5、我國混凝土枕現(xiàn)狀在用II型枕序號項(xiàng)目單位新Ⅱ型枕

TGK-2型枕

YⅡ-F型枕

1軌枕長度mm

2500

2500

2500

2截面尺寸軌下枕中軌下枕中軌下枕中高度mm205175201165201165頂面寬度mm169190165.5161165.5161底面寬度mm280250275250275250

3軌枕重量kg273251251

4枕底面積cm2670065756575

5配筋8φ7.08φ7.08φ7.0總張拉力kN348345345用鋼量mg6.046.046.04

6設(shè)計(jì)承載彎矩kN.m14.00-12.5514.57-10.9114.59-10.83

7靜載抗裂彎矩kN.m20.58-17.2120.88-14.9420.85-14.55

8開裂疲勞鋼絲應(yīng)力增量MPa115.8109.3114.2117.0118.0145.164四、軌枕5、我國混凝土枕現(xiàn)狀I(lǐng)II型枕設(shè)計(jì)條件：軸重23t，速度200km/h，軌枕配置1760根/kmIII型枕特點(diǎn)軌枕型式尺寸設(shè)計(jì)的優(yōu)化：增加長度、加寬軌底，增大支承面積，提高線路穩(wěn)定性提高軌枕設(shè)計(jì)承載能力Ⅲ型軌枕與先進(jìn)的扣件相配套：有擋肩扣件、無擋肩扣件IIIA型IIIB型65四、軌枕5、我國混凝土枕現(xiàn)狀I(lǐng)II型枕在小半徑曲線上使用時(shí)不足之處，路肩寬限制為2.5m長IIIb型絕緣軌距塊強(qiáng)度不足扣件無法調(diào)高彈條Ⅲ型扣件扣壓力衰減速率快預(yù)埋鐵座易銹蝕，且又無法更換IIIa型軌距擋板座易松脫混凝土枕擋肩破損嚴(yán)重解決措施：帶溝槽的新型擋肩結(jié)構(gòu)（發(fā)明專利ZL200410022369.9）665、我國混凝土枕現(xiàn)狀Ⅳ型枕我國開發(fā)了適應(yīng)30t軸重的Ⅳ型混凝土軌枕。該型軌枕的長度為2.6m，軌下設(shè)計(jì)彎矩22.57kN?m，枕中設(shè)計(jì)彎矩21.33kN?m67四、軌枕6、異形混凝土軌枕雙塊式軌枕框架式軌枕帶翼軌枕雙塊式軌枕框架式軌枕帶翼軌枕68四、軌枕7、新材料軌枕樹脂軌枕橡膠軌枕纖維混凝土軌枕重組竹軌枕69四、軌枕8、軌枕鋪設(shè)數(shù)量及布置軌枕鋪設(shè)數(shù)量年通過總重(Mt)W年≥2525>W年≥15W年<15軌枕配置數(shù)量(根／km)木枕18401840～17601760～1680Ⅱ型混凝土枕18401760l760～1680Ⅲ型混凝土枕無縫線路1667普通線路1680混凝土寬枕1760l760l76070四、軌枕8、軌枕鋪設(shè)數(shù)量及布置軌枕間距與每公里配置的軌枕根數(shù)有關(guān)軌枕類型與根數(shù)應(yīng)根據(jù)運(yùn)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(jì)的條件下，保證軌道具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。軌枕加密，可減小道床、路基面、鋼軌以及軌枕本身受力，利于保持軌距、方向，保證高速行車安全軌枕過密，則不經(jīng)濟(jì)，凈距過小，影響搗固質(zhì)量每千米軌枕最多鋪設(shè)根數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：III型枕1720根，Ⅱ型枕1840根，木枕1920根采用跨區(qū)間無縫線路時(shí)，可按60cm等間距布置，即1667根/km71四、軌枕8、軌枕鋪設(shè)數(shù)量及布置鋼軌接頭處枕間距車輪的沖擊動(dòng)荷載大，軌枕的間距適當(dāng)減小，且應(yīng)有一個(gè)過渡間距每節(jié)鋼軌下軌枕間距應(yīng)當(dāng)滿足：a＞b＞c。接頭軌枕間距c一般是給定的：對于50kg/m及以上鋼軌，木枕440mm，混凝土枕540mm72四、軌枕8、軌枕鋪設(shè)數(shù)量及布置加密配置條件R≤800m的曲線地段（含兩端緩和曲線）坡度大于12‰的下坡制動(dòng)地段長度大于等于300m的隧道內(nèi)III型枕每公里增加40根，II型枕增加80根，木枕增加160根，條件重合時(shí)，只增加一次，但不能超過最大鋪設(shè)數(shù)量73五、扣件1、扣件的組成與功用功用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(dòng)

緩沖減振，延緩軌道殘余變形積累分散由車輛傳至鋼軌的垂向力和橫向力抵抗來自鋼軌的水平力抵抗鋼軌的小返和回轉(zhuǎn)74五、扣件1、扣件的組成與功用一般要求足夠的扣壓力適當(dāng)?shù)膹椥?/p>

一定的軌距和水平調(diào)整量

構(gòu)造簡單，便于安裝及拆卸

好的耐久性

大的絕緣性能75五、扣件1、扣件的組成與功用分類按鋼軌與軌枕的聯(lián)結(jié)分：分開式扣件和不分開式扣件兩類按擋肩類型分：有擋肩與無擋肩按扣壓件分：彈片式、彈條式、扣板式按螺栓分：有螺栓、無螺栓76五、扣件1、扣件的組成與功用技術(shù)參數(shù)扣壓力扣件節(jié)點(diǎn)剛度（扣壓件前端剛度、軌下膠墊剛度）調(diào)整量絕緣值發(fā)展方向適應(yīng)高速化、環(huán)保化、省力化、可調(diào)化低剛度、長壽命、低成本及其相互協(xié)調(diào)77五、扣件2、木枕扣件分開式K式扣件，用于橋上；或其他類型，用于強(qiáng)化優(yōu)點(diǎn)：扣壓力大，可有效防止鋼軌爬行

缺點(diǎn)：零件多，用鋼量大，更換鋼軌麻煩

K式扣件扣板式彈條式78五、扣件2、木枕扣件混合式道釘和五孔雙肩鐵墊板

我國鐵路木枕軌道上使用最廣泛的扣緊方式

優(yōu)點(diǎn)：可減輕墊板的振動(dòng)，且零件少，安裝方便

缺點(diǎn)：鋼軌受荷載后向上撓曲時(shí)，易將道釘拔起，降低扣著力

79五、扣件3、混凝土枕扣件突出的要求足夠扣壓力（約10kN）——縱向阻力要求適當(dāng)彈性橡膠墊板+彈條滿足軌道穩(wěn)定與減振要求較大調(diào)整量混凝土枕螺栓孔間距和承軌槽寬度一定曲線軌距加寬、鋼軌磨耗、鋼軌水平調(diào)整絕緣性能80五、扣件3、混凝土枕扣件扣板式扣板、螺紋道釘、彈簧墊圈、鐵座及絕緣緩沖墊板組成

硫磺水泥砂漿錨固螺紋道釘，擋板傳力，墊板緩沖絕緣，不同型號優(yōu)點(diǎn)：零件簡單，調(diào)整軌距比較方便

缺點(diǎn)：扣壓力較低，在使用過程中容易松動(dòng)，適用于50kg/m及以下81五、扣件3、混凝土枕扣件彈條I型扣件

形彈條、螺紋道釘、軌距擋板、擋板座及彈性橡膠墊板等組成

彈條直徑為13

mm的

60Si2Mn

或

55Si2Mn

熱軋彈簧圓鋼，變形后提供扣壓力，軌距擋板調(diào)距并傳力，擋板座緩沖絕緣優(yōu)點(diǎn)：彈性好、扣壓力損失較小，能較好地保持軌道幾何形位，使用效果好

缺點(diǎn)：彈程偏小導(dǎo)致扣壓力偏小，強(qiáng)度儲備不足，曲線地段易上滑上爬82五、扣件3、混凝土枕扣件彈條Ⅱ型扣件

結(jié)構(gòu)與彈條I型扣件相同

彈條材質(zhì)

60Si2CrVA，σs和σb分別提高了

42%

和

36%優(yōu)點(diǎn)：扣壓力大、強(qiáng)度安全儲備大、殘余變形小,適用于Ⅱ型或Ⅲ型混凝土枕的60

kg/m鋼軌線路

缺點(diǎn)：防銹與防松工作量，不適用于高速Ⅲ型枕Ⅱ型枕83五、扣件3、混凝土枕扣件彈條Ⅲ型扣件

彈條、預(yù)埋鐵座、絕緣軌距塊和橡膠墊板組成

彈條材質(zhì)

60Si2Mn，直徑20mm，接頭處18mm；軌距塊調(diào)距、絕緣優(yōu)點(diǎn)：扣壓力大、彈性好，保持軌距的能力強(qiáng)，養(yǎng)護(hù)工作量少，無螺栓無擋肩扣件是發(fā)展趨勢缺點(diǎn)：不能調(diào)高，小半徑曲線上軌距塊損壞嚴(yán)重84五、扣件3、混凝土枕扣件彈條Ⅳ型扣件

結(jié)構(gòu)與彈條Ⅲ型扣件相同，應(yīng)用于高速有砟軌道

對彈條的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，降低其工作應(yīng)力，減小殘余變形橡膠墊板物理性能采用UIC標(biāo)準(zhǔn)與國際接軌為實(shí)現(xiàn)軌距的精確調(diào)整，絕緣軌距塊號碼按1mm一級配置85五、扣件3、混凝土枕扣件彈條Ⅴ型扣件

在彈條Ⅱ型扣件基礎(chǔ)上改進(jìn)，應(yīng)用于高速有砟軌道

彈條彈程由10mm增加至12mm，增加扣壓力軌距擋板與擋板座一體化，減少零部件預(yù)埋套管聯(lián)結(jié)，環(huán)保，增大絕緣性能86五、扣件4、國外有砟軌道扣件英國PANDROLe系列扣件彈性不分開式無擋肩無螺栓扣壓高低不調(diào)整軌距有級調(diào)整-8～+4mm扣壓力11kN彈程13mm靜剛度：80～100kN/mm87五、扣件5、國外有砟軌道扣件法國NABLA扣件彈性不分開式有擋肩有螺栓扣壓高低調(diào)整10mm軌距有級調(diào)整-8～+4mm扣壓力11kN彈程9mm靜剛度70kN/mm88五、扣件4、國外有砟軌道扣件德國VOSSLOHW14型扣件彈性不分開式有擋肩有螺栓扣壓高低調(diào)整10mm軌距有級調(diào)整-8～+4mm扣壓力10kN彈程13mm靜剛度50～70kN/mm89六、道床1、道床的功能及材質(zhì)道床是軌道的重要組成部分，是軌道框架的基礎(chǔ)承受來自軌枕的壓力并均勻地傳遞到路基面上提供軌道的縱、橫向阻力，保持軌道的穩(wěn)定提供軌道彈性，減緩和吸收輪軌的沖擊和振動(dòng)提供良好的排水性能，以提高路基的承載能力及減少基床病害便于軌道養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)，校正線路的平縱斷面

90六、道床1、道床的功能及材質(zhì)材質(zhì)要求：質(zhì)地堅(jiān)韌，有彈性，不易壓碎和搗碎；排水性能好，吸水性差；不易風(fēng)化，不易被風(fēng)吹動(dòng)或被水沖走材料：碎石、天然級配卵石、篩選卵石、粗砂、中砂、熔爐礦砟等來源：水成巖如石灰?guī)r、火成巖如玄武巖、花崗巖玄武巖道砟91六、道床材質(zhì)道砟分級特級、一級、二級技術(shù)參數(shù)材質(zhì)參數(shù)：抗磨耗、抗沖擊、抗壓碎、滲水、抗風(fēng)化、抗大氣腐蝕加工質(zhì)量參數(shù)：道砟粒徑、級配顆粒形狀、表面狀態(tài)、清潔度特重型軌道、隧道內(nèi)軌道及寬軌枕采用一級道砟重型軌道力求一級道砟高速特級——增強(qiáng)穩(wěn)定，減少磨損、粉化和飛砟92六、道床材質(zhì)道砟級配道砟中顆粒的分布，影響道床物理力學(xué)性能和養(yǎng)護(hù)維修工作量寬級配：大、小顆粒的相互配合以及道砟顆粒之間的填滿，使得道砟有更好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性窄級配：彈性好，有利于搗固等作業(yè)一級道砟寬級配、特級道砟窄級配一級道碴寬級配曲線特級道碴窄級配曲線93六、道床材質(zhì)道砟顆粒形狀及清潔度表面形狀影響自身強(qiáng)度和軌道縱橫向阻力針狀指數(shù)：長度大于顆粒平均粒徑1.8倍片狀指數(shù)：厚度小于顆粒平均粒徑0.6倍寬