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文檔簡介
鐵路軌道項目一直線軌道1.1軌道組成類型1.2鋼軌及聯接1.3軌枕及扣件1.4道砟與道床1.5軌道幾何形位1.6軌道防爬全套PPT課件1.1軌道組成及類型學習目標:(1)能準確說出有砟軌道、無砟軌道的組成及主要類型(2)能正確區分有砟軌道的主要組成部件1.1.1軌道的組成什么是鐵路軌道是鐵路線路的上部建筑,具體是指路基、橋梁、隧道等線下結構物以上的線路部分,由鋼軌及配件、軌枕及扣件、道床(有砟或無砟)、道岔及鋼軌伸縮調節器等組成。鐵路線路都包括哪些設備?軌道結構形式有砟軌道:采用碎石等散粒體及軌枕為軌下基礎的軌道結構無砟軌道:采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎取代散粒碎石道床的軌道結構有砟軌道和無砟軌道1.1.2正線軌道類型有砟軌道和無砟軌道的優缺點?有砟軌道具有結構簡單、鋪設容易、維修方便和彈性良好的特點,且造價相對較低,但在高速行車條件下有可能產生道砟飛濺,軌道穩定性和幾何形位保持能力相對較差。無砟軌道整體性強,縱、橫向穩定性較好,平順性高,養護維修工作量相對較小,但剛度較大,彈性較差,造價比有砟軌道高。正線怎樣選擇軌道類型?正線軌道結構類型應根據鐵路等級、設計速度、軸重、年通過總質量、線下工程條件、環境條件及養護維修要求等,經技術經濟論證后選擇。軌道類型的選擇:客貨共線鐵路、重載鐵路適宜采用有砟軌道。但長度超過1km的隧道及隧道群,客貨共線鐵路推薦采用無砟軌道,重載鐵路經技術經濟比選后可采用無砟軌道。高速鐵路正線應根據線路速度等級和線下工程條件,經技術經濟論證后合理選擇軌道結構類型。但設計時速300km及以上線路、長度超過1km的隧道及隧道群地段,一般要求采用無砟軌道;活動斷裂帶、地面嚴重沉降區、凍結深度較大且地下水位較高的季節凍土區以及深厚層軟土等區域變形不易控制的特殊地質條件地段,則不應采用無砟軌道。城際鐵路正線軌道結構類型應根據線下工程條件、環境條件、運愉組織方式及養護維修條件等因素,經技術經濟比選后確定。1.1.3軌道設計標準軌道設計標準劃分的根據:結合鐵路等級和運營條件進行劃分鐵路等級是如何劃分的?鐵路等級根據其在鐵路網中的作用和性質、旅客列車設計速度和近期客貨運量確定,分為高速鐵路、城際鐵路、客貨共線鐵路和重載鐵路。運營條件根據軸重、速度、年通過總質量等進行劃分。軌道設計標準正線有砟軌道設計標準見表1-1站線有砟軌道設計標準見表1-2無砟軌道結構設計標準見表1-31.2鋼軌及聯接學習目標:(1)記住鋼軌的分類方法及鋼軌的類型;(2)記住鋼軌傷損的主要形式及其防治措施;(3)能區分不同的接頭類型并描述其特點;(4)能識別接頭聯結零件并說明其作用;(5)能根據圖片或實物辨認鋼軌或接頭傷損類型并說明產生的原因及整治方法;(6)能熟練進行預留軌縫和軌縫調整計算。1.2.1鋼軌的功用與要求鋼軌是鐵路軌道的主要組成部件。它的功用在于引導機車車輛的前進,承受車輪的巨大壓力,并傳遞到軌枕上。鋼軌必須為車輪提供連續、平順和阻力最小的滾動表面。在電氣化鐵道或自動閉塞區段,鋼軌還兼做軌道電路之用。1.2.2鋼軌的斷面及類型1.了解鋼軌斷面及幾何參數鋼軌斷面及幾何參數(表1-4)2.鋼軌分類(1)按質量及定尺長度分類鋼軌的類型,一般以取整后的每米質量(kg/m)數表示。目前,我國鐵路的鋼軌類型主要有75kg/m、60kg/m、50kg/m、43kg/m、38kg/m。定尺長度43kg/m:12.5m和25m50kg/m、60kg/m:12.5m、25m、100m75kg/m:25m、75m、100m標準縮短軌12.5m標準軌:比12.5m短40mm、80mm、120mm三種25m標準軌:比25m短40mm、80mm、160mm三種(2)按斷面是否對稱分類特種斷面鋼軌的命名第1部分,由2位數字或2位數字加字母組成,表示與之連接的鋼軌軌型。例如,50表示與50kg/m鋼軌連接;60N表示與新廓形鋼軌60N連接。第2部分,由2位拼音字毋組成,表示鋼軌斷面的特征。例如,AT表示矮型特種斷面鋼軌,凡用于制造道岔尖軌或心軌的各種斷面鋼軌均歸為此類;TY表示特種斷面翼軌,凡是用于制造翼軌的各種斷面鋼軌均歸為此類。第3部分,由1位數字組成,表示同一軌型系列里不同的鋼軌斷面,按1,2,3...…順序編號,例如,60AT1,60AT2,60AT3等。當同一軌型系列里只有1種鋼軌斷面時,編號1可省略。例如,50AT1可以與50AT通用(圖1-6b),60TY1可以與60TY(圖4-52)通用。60AT2=60
AT
2第1部分第2部分第3部分(3)按材質及強度分類碳素鋼軌(鋼牌號為U71、U74、U71Cu,強度為780MPa、800MPa)微合金鋼軌(鋼牌號為U71Mn、U71MnSi、U75V、U77MnCr,強度為880MPa、980MPa)低合金鋼軌(鋼牌號為U78CrV、U76CrRE,強度1080MPa)(4)按交貨狀態或熱處理工藝分類熱軋鋼軌:(碳素鋼軌、微合金鋼軌、低合金鋼軌)熱處理鋼軌:(熱軋鋼軌熱處理后1180~1280MPa)離線熱處理和在線熱處理3.鋼軌選型高速鐵路、城際鐵路和客貨共線Ⅰ級鐵路正線應采用60kg/m鋼軌客貨共線Ⅱ級鐵路正線可采用60kg/m或50kg/m鋼軌重載鐵路正線應采用60kg/m及以上鋼軌(正線鋼軌及道岔基本軌采用60kg/m及以上鋼軌時,推薦使用新廓形鋼軌60N,75N)到發線應采用60kg/m或50kg/m鋼軌,其中無縫線路及有縫線路重載重車到發線應采用60kg/m鋼軌客貨共線有縫線路采用60kg/m或50kg/m鋼軌駝峰溜放部分線路及其他站線可采用50kg/m鋼軌Ⅲ、Ⅳ級鐵路應采用50kg/m鋼軌1.2.3鋼軌接頭1.鋼軌接頭組成什么是鋼軌接頭?普通軌道是用夾板和螺栓將標準軌端依次連接而成,連接的部位稱為鋼軌接頭。鋼軌接頭的組成:夾板、螺栓、螺母、墊圈等2.鋼軌接頭類型鋼軌接頭按軌枕支承形式分為懸空式和承墊式兩種。鋼軌接頭按其在兩股軌線上的相互位置,分為相對式和相互式兩種。a.相對式接頭b.相互式接頭鋼軌接頭按其用途及工作性質分為以下幾種類型:普通接頭:即同一類型鋼軌之間用夾板和螺栓連接的接頭,如上述的懸空式接頭。異形接頭:即不同類型鋼軌相互連接的接頭。導電接頭:軌道電路傳導電流或電氣化鐵路作為牽引電流回路中的鋼軌接頭,分為塞釘式和焊接式兩種。塞釘式(4)絕緣接頭:分為普通絕緣接頭和膠接絕緣接頭。普通絕緣接頭膠接絕緣接頭(5)焊接接頭:用電阻焊、小型氣壓焊或鋁熱焊的方法將鋼軌焊接而形成的接頭,多用于無縫線路。(6)凍結接頭:系指采用夾板與高強螺栓聯結鋼軌,使軌端密貼或預留小軌縫,將鋼軌鎖定阻止其伸縮的一種接頭形式。①普通凍結接頭:系指采用特制月牙形墊片,塞入鋼軌螺栓孔空隙中,使鋼軌接縫密貼而阻止鋼軌自由伸縮的一種鋼軌聯結方式。②新型凍結接頭采用施必牢防松機構、哈克緊固件等聯結形式的鋼軌接頭聯結及MG接頭(由鄭州鐵路局鄭州科學技術研究所申請專利的一種摩擦固定鋼軌接頭,由鋼軌、魚尾板、螺栓和墊圈組成,其特征在于對鋼軌與魚尾板的接觸面分別或同時進行除銹處理,并用特制高強螺栓和平墊片固定,能提高鋼軌接頭阻力,軌溫變化時,鋼軌不能自由伸縮,軌縫不變,可減少接頭病害,減少維修養護工作量)等新型鋼軌凍結接頭。(7)尖軌接頭:尖軌接頭(又稱伸縮接頭或溫度調節器)是將接頭以尖軌的形式聯接。(a)單向尖軌接頭基本軌尖軌(b)雙向尖軌接頭3.鋼軌接頭預留軌縫預留軌縫的原則當軌溫達到當地最高軌溫Tmax時,軌縫大于或等于零,即軌縫不頂嚴,以避免軌端受頂力和過大的溫度力引起線路脹軌跑道;當軌溫達到當地最低軌溫Tmin時,軌縫不超過構造軌縫,以保證接頭螺栓不受剪力,并防止大軌縫造成過大的沖擊力。預留軌縫計算公式4.軌縫調整計算【例題】直線地段軌縫調整,實測軌縫、實測直角錯差、計劃軌縫值如表1-8所示,調整軌縫時的軌溫為45℃最高軌溫為60℃,最低軌溫為-10℃,標準軌長12.5m,要求完成軌縫調整計算。②編制整正軌縫計算表1.2.4鋼軌傷損什么叫鋼軌傷損?指鋼軌在使用過程中發生裂紋、折斷、磨耗及其他影響和限制鋼軌使用性能的病害。鋼軌傷損分類鋼軌頭部磨耗、軌端或軌頂面剝落掉塊、鋼軌頂面擦傷、鋼軌低頭、波浪形磨耗、鋼軌表面裂紋、鋼軌內部裂紋、鋼軌變形、鋼軌銹蝕九大類。1.鋼軌傷損標準(1)鋼軌輕傷和重傷標準鋼軌輕傷和重傷標準見表1-9。探傷人員、線路(檢查)工長認為鋼軌有傷損時,也可判為輕傷或重傷。(2)鋼軌折斷標準鋼軌折斷是指發生下列情況之一者:①鋼軌全截面斷裂;②裂紋貫通整個軌頭截面;③裂紋貫通整個軌底截面;④允許速度不大于160km/h區段鋼軌頂面上有長度大于50mm且深度大于10mm的掉塊,允許速度大于160km/h區段鋼軌頂面上有長度大于30mm且深度大于5mm的掉塊。2.鋼軌傷損分類(1)鋼軌頭部磨耗鋼軌軌磨耗分為垂直磨耗和側面磨耗,重直磨耗發生在軌頭表面與車輪踏面接觸面,是正常的;側面磨耗產生在軌頭鋼軌工作邊一側,主要發生在小半徑曲線的外股鋼軌,如圖1-19所示。圖1-19鋼軌磨耗的輕傷標準見表1-10,重傷標準見表1-11。(2)軌端或軌頂面剝落掉塊圖1-20軌端或軌頂面剝落掉塊(3)鋼軌頂面擦傷鋼軌頂面擦傷是由于機車運行操作不當,機車車輪在鋼軌上打滑,輪軌間的劇烈摩擦產生軌頂面局部高溫,在常溫下迅速冷卻后形成的鋼軌頂面馬氏體組織。這種金相組織易產生脆裂造成嚴重剝落掉塊,并且裂紋也會向下發展成核傷。(4)鋼軌低頭
鋼軌軌頭磨耗和軌端變形形成了鋼軌低頭,這種傷損一般在輕型鋼軌上發生較多。(5)波浪型磨耗波浪型磨耗是指鋼軌踏面因磨耗而形成的有規律性的不平順,波長30~80mm者稱為波紋磨耗,80mm以上者為波浪磨耗,(6)鋼軌表面裂紋螺栓孔裂紋軌頭縱向裂紋圖1-22
鋼軌表面裂紋(7)鋼軌內部裂紋(8)鋼軌變形
鋼軌變形是指鋼軌在軋制中非金屬夾雜物沿軋軌方向延展,后在鋼軌上道運營中產生裂紋并擴大、扭曲、鼓包等。
(9)鋼軌銹蝕
鋼軌銹蝕減少了鋼軌的金屬斷面積,降低了鋼軌強度,并且銹蝕坑的細裂紋往往會成為疲勞裂紋的擴展源。鋼軌銹蝕主要發生在易受鹽堿浸蝕的地段和隧道內。1.3軌枕及扣件學習目標1.記住并能辯認出軌枕的類型;2.能準確說出木枕的優缺點、種類、長度和扣件種類、組成;3.能準確說出我國鋼筋砼枕的種類、長度、技術特點、使用要求和失效標準;4.能準確說出我國鋼筋砼枕扣件的類型、組成、技術特點、適用范圍和傷損標準;5.能根據軌距或軌距調整量正確配置扣板、軌距擋板及擋板座、軌距塊號碼;6.記住軌枕類型和配置根數標準,能根據軌枕配置表正確查詢各種情況下的軌枕間距。1.3.1軌枕及扣件的功用及類型軌枕的功用軌枕置于軌底下面,通過扣件將鋼軌固定,起到保持鋼軌的位置、方向和軌距,并將它承受的鋼軌力均勻地分布到道床上的作用。對軌枕的要求軌枕要有一定的堅固性、彈性和耐久性,并能便于固定鋼軌,抵抗軌道框架的縱向和橫向位移,并且應具有價格低廉,制造簡單、易于鋪設養護的特點。軌枕的類型從材質上看,有木枕、混凝土枕和鋼枕;從用途上看,有普通軌枕、橋枕和岔枕;從構造和鋪設看,有橫向軌枕、縱向軌枕、短枕和框架式軌枕。一、直線軌道1.3軌枕及扣件軌枕的類型一、直線軌道1.3軌枕及扣件軌枕的類型混凝土岔枕木岔枕高速岔枕一、直線軌道1.3軌枕及扣件軌枕的類型扣件:是聯結鋼軌與軌枕的部件對扣件的要求應具有足夠的扣壓力,將鋼軌固定在軌枕的穩定位置上,保持正確的軌距;具有足夠的阻力阻止鋼軌的縱、橫向位移,這在無縫線路上尤為重要;具有絕緣性能(在混凝土枕和鋼枕線路上);具有足夠的強度、耐久性;具有一定的彈性,能起到緩沖減振作用,還應具備零件少,便于裝卸、維修的條件;必要時具有調節軌距和軌面高度的能力。扣件類型按所使用的軌枕類型分為木枕扣件、鋼筋混凝土枕扣件和用于各種類型無砟軌道的高速鐵路軌道扣件等。木枕扣件鋼筋混凝土枕扣件1.3.2木枕及扣件1.木枕:即為木制軌枕。優缺點木枕富于彈性,便于加工、運輸和維修;有較好的電絕緣性能。但是,目前木材缺乏,價格很高,而且易腐朽、磨損,使用壽命短,不同種類木材的木枕彈性也不一致,造成軌道的動態不平順。另外,保護森林生態,也限制木枕的使用,因此在我國木枕除非特殊需要已被混凝土枕所代替。木枕的分類:普通木枕、道岔木枕及橋梁木枕木枕的防腐處理:木枕防腐劑很多,主要有油類和水溶性防腐劑兩大類,其中以油類防腐為主,適用于大工廠浸注木枕。我國木枕防腐工廠多采用防腐油與煤焦油混合的油劑(簡稱混合油),煤焦油含煤瀝青,可以防止木枕開裂,也可以起到防水作用。木枕的橫斷面2.木枕扣件分類按扣件聯結鋼軌、墊板與軌枕三者之間的關系,分為混合式和分開式。混合式:混合式是木枕線路普遍使用的扣件形式(圖1-26),該扣件主要由道釘和五孔雙肩墊板組成。扣緊方式是用道釘將鋼軌軌底、墊板和木枕一起扣緊(內側2個,外側1個),再用2個道釘將墊板與木枕單獨扣緊(鋼軌內外側各一個)。圖1-26分開式:K型分開式、彈條分開式用4個螺紋道釘聯結墊板與木枕,兩個底腳螺栓扣壓鋼軌與墊板,其道釘和底腳螺栓構成“K”形。圖1-27底腳螺栓扣軌夾板1.3.3混凝土枕及扣件混凝土枕的類型與外形尺寸混凝土枕的優缺點優點是:混凝土枕具有重量大、穩定性好,不受氣候影響,使用壽命長,材源較多,能保證均勻的幾何尺寸,軌道彈性均勻,平順性好,扣件易于更換,制造相對簡單等優點。特別是鋪設混凝土枕可以節約大量優質木材,對保護森林資源有直接作用。缺點:混凝土枕彈性差、絕緣性能低,更換較困難。混凝土枕的分類按結構形式分,目前使用的混凝土枕有整體式、短枕式和組合式(或稱雙塊式)(圖1-28)。圖1-28按用途分我國有用于一般線路的普通混凝土軌枕,用于橋梁的混凝土橋枕和用于道岔的混凝土岔枕。按施加預應力方式分,預應力混凝土枕可分為先張法和后張法生產兩種類型。我國采用先張法生產混凝土軌枕。配筋材料有鋼絲或鋼筋。(1)混凝土枕的類型我國鐵路有砟軌道使用的混凝土枕根據設計使用條件分為三級,并與不同軌道類型配套使用。重載鐵路設計規范頒布后,規定重載鐵路正線軌道采用專用混凝土軌枕(Ⅳ型軌枕),如表1-12。目前新Ⅱ型、Ⅲ型軌枕為我國鐵路有砟軌道的主型混凝土枕,Ⅰ型和舊Ⅱ型軌枕已淘汰,只在個別專用線、支線上還有保留。混凝土枕的分類(1)混凝土枕的類型①I型混凝土枕I型混凝土枕按軸重21t、85km/h、1840根/km進行設計。I型混凝土枕除79型外,還包括1979年以前研制的“弦Ⅱ—61A”、“弦61型”,、“弦65B型”、“弦69型”、“筋69型”等,也被統稱為舊型混凝土枕。由于這些軌枕的實際使用條件與設計使用條件相去甚遠,相對不斷提高的行車速度和軸重來說,承載能力嚴重不足。主要表現為釘孔出現縱裂,軌下出現橫向裂紋,軌枕破損加劇,目前已淘汰。②Ⅱ型混凝土枕Ⅱ型混凝土枕的承載能力是按照韶山型機車、軸重250KN、最高速度120km/h、密度1840根/km進行設計的。包括1984年以后設計鑒定的J-2、S-2型、Y-II型、TKG-II型等,從1985年后開始大量鋪設于各型軌道。2002年鐵道部又發布了新Ⅱ型預應力混凝土枕,并替代舊Ⅱ型枕。新Ⅱ型枕是在原Ⅱ型枕基礎上在預應力鋼筋品種、數量及截面作了一些改進和加強。③Ⅲ型混凝土枕技術條件Ⅲ型混凝土枕是按車輛最大軸重250KN,年通過總重量30Mt以上,貨車100km/h、客車160km/h,60或75kg/m鋼軌,鋪設1680~1720根/km設計的,相對于Ⅱ型混凝土枕,Ⅲ型混凝土枕結構合理,強化了軌道結構,與Ⅱ型軌枕相比,其軌下承載能力提高了43%,枕中斷面負彎矩承載能力提高了65%。Ⅲ型混凝土枕1995年通過鐵道部組織的技術審查,由于和不同類型的扣件配套使用,適用范圍、名稱、外形、技術條件略有不同。類型有擋肩Ⅲ型枕簡稱為Ⅲa型枕,用預留孔硫磺錨固來安裝扣件;無擋肩Ⅲ型枕簡稱為Ⅲb型枕,用預埋鐵件來安裝扣件。Ⅲc枕,截面、配筋等和Ⅲa型枕相同,也為有擋肩,只是預留孔硫磺錨固改為采用塑料套管。Ⅲk型枕與我國Ⅲb型枕相比,僅預埋件不同,預埋件的檢查尺寸和公差不同。另外,與之配套的還有Ⅲ型預應力混凝土橋枕、Ⅲ型預應力混凝土小半徑枕等。Ⅲa型枕外形與Ⅲb型枕外形除承軌部分不同外,其他尺寸相同。③Ⅲ型混凝土枕④重載鐵路專用枕(Ⅳ型)根據重載鐵路運營需求,有關部門組織研發了新型重載有擋肩混凝土軌枕(Ⅳa型)、無擋肩混凝土軌枕(Ⅳb型)以及有擋肩混凝土橋枕(Ⅳqa型)。重載軌枕長度與Ⅲa型軌枕相同,重量比Ⅲa型軌枕增加25kg,底面寬度較Ⅲa型軌枕略寬,軌下截面正向和枕中截面負向承載能力與Ⅲ型軌枕相比分別提高了18.5%和23.3%。(2)混凝土枕的外形尺寸混凝土斷面為梯形,上窄下寬。梯形斷面便于脫模。底面寬一些是為了保證有足夠的支承面積,以減少對道床的壓力。為適應軌底坡要求,承軌槽是1:40的斜面。軌枕底面支承在道床上,在兩端承軌槽處,因要直接傳遞鋼軌上的壓力,要求軌枕寬一些,以增加支承面積,減少道床壓力,增加道床阻力。中間部分則可窄一些,混凝土枕主要尺寸和特征見表1-13。新Ⅱ型軌枕外形尺寸圖圖1-29Ⅲ型混凝土枕的外形尺寸圖(a)Ⅲ型混凝土枕的外形尺寸圖圖1-30Ⅲ型混凝土枕平面立面(b)Ⅲ型無擋肩混凝土枕混凝土枕受力狀況與軌枕長度、道床支承條件有密切關系。軌枕支承情況主要有三種(圖1-31):全支承、中間不支承和中間部分支承。在不同支承情況下軌枕承受彎矩的情況也不同。(3)混凝土岔枕和有碴橋面混凝土枕預應力混凝土岔枕(圖1-32)具有穩定性高,易于保持軌道幾何形位的特點,強化了軌道結構,適用高速和重載,特別是對無縫道岔的使用更具有積極的意義。圖1-32混凝土橋枕有碴橋由于需要設置護輪軌,所以不能用普通混凝土枕,必須使用橋枕。圖1-33(4)混凝土寬枕2.混凝土枕扣件分類按鋼軌與軌枕聯結形式可分為不分開式,半分開式和分開式三種。按軌枕上有無擋肩可分為:有擋肩(擋肩承受并傳遞水平力)和無擋肩(靠扣件承受和傳遞水平力)扣件。按扣件的彈性性能可分為:全彈性扣件(垂直和水平方向都有一定的彈性)、半彈性(僅垂直向有彈性)和剛性扣件。常用扣件適用范圍扣件類型運營條件Ⅰ型彈條客車速度≤120km/h,貨車速度≤80km/h,軸重≤25tⅡ型彈條客車速度≤200km/h,貨車速度≤120km/h,軸重≤25tⅢ型彈條客車速度≤200km/h,貨車速度≤120km/h,軸重≤25tⅣ型彈條適用于客運專線鐵路客運專線:最高速度350km/h,軸重17t客運專線(兼顧貨運):客車速度250km/h,客車最大軸重23t(客運機車),貨車速度120km/h,最大軸重25tⅤ型彈條適用于客運專線鐵路客運專線:最高速度350km/h,軸重17t客運專線(兼顧貨運):客車速度250km/h,客車最大軸重23t(客運機車),貨車速度120km/h,最大軸重25t(1)I型彈條扣件組成:主要由型彈條、螺旋道釘、軌距擋板、擋板座及彈性橡膠墊板組成。軌距擋板的作用:用來調整軌距并傳遞鋼軌的橫向水平力。軌距擋板的號碼:軌距擋板中間有長圓孔,其大小是一定的,但孔中心位置有兩種,相應就有兩個號碼。50kg/m、60kg/m鋼軌各有兩個號碼,分別為6、10和14、20四種號碼擋板座:用來支撐軌距擋板,傳遞橫向水平力,起電絕緣作用。擋板座兩斜面的厚度不同,可調換使用,也可起到調整軌距的作用。50kg/m鋼軌有2—4和0—6兩個號碼,而60kg/m鋼軌只有2—4一種號碼。(1)I型彈條扣件---軌距擋板與擋板座彈條I型彈條扣件分A、B兩種型號,其中A型彈條較長。50kg/m鋼軌中間扣件采用A型彈條,接頭扣件在安裝20號軌距擋板處用A型彈條,安裝14號軌距擋板處用B型彈條。60kg/m鋼軌一律采用B型彈條。軌距擋板及擋板座號碼配置如表1-13所示。(2)II型彈條扣件針對I型彈條扣件的不足,我國又開發了II型彈條扣件,除彈條采用新材料(優質彈簧鋼60Si2CrVA)重新設計外,其余部件與I型彈條扣件通用。扣件仍為有擋肩、有螺栓的扣件。扣壓力大于等于10kN,II型彈條扣件具有扣壓力大、強度安全儲備大、殘余變形小等優點。適用于II型和III型混凝土枕的60kg/m鋼軌線路。II型彈條扣件擋板座和軌距擋板同I型彈條扣件,接頭和中間扣件通用。調整軌距如表1-14和1-15所示。(3)III型彈條扣件III型彈條扣件(圖1-36)是無螺栓、無擋肩的彈性扣件,由彈條、預埋鐵座、絕緣軌距塊和橡膠墊板組成。III型彈條扣件軌距調整為+4~-8mm,軌面調高量為零。每根軌枕使用扣件零件數量如表1-16所示,不同軌距絕緣軌距塊號碼配置如表1-17和表1-18所示。(4)Ⅳ型彈條扣件Ⅳ型彈條扣件系統是為滿足客運專線運營條件,針對鋪設預應力混凝土無擋肩枕的有碴軌道的線路條件,而設計的一種無擋肩無螺栓扣件系統,是在原Ⅳ型彈條扣件系統的基礎上優化改進而成的。扣件系統由C4型彈條、絕緣軌距塊、橡膠墊板和定位于預應力混凝土無擋肩枕的預埋鐵座組成。鋼軌接頭處采用JA、JB型彈條和接頭絕緣軌距塊。Ⅳ型彈條扣件軌距調整為+4~-8mm,最小調整量為1mm,軌面調高量為零。不同軌距絕緣軌距塊號碼配置如表1-19所示。彈條絕緣軌距塊橡膠墊板預埋鐵座(5)彈條Ⅴ型扣件Ⅴ型彈條扣件系統是為滿足客運專線運營條件,針對鋪設預應力混凝土有擋肩枕的有碴軌道的線路條件,而設計的一種有擋肩有螺栓扣件系統。該扣件系統是在原彈條I、II型扣件、彈條I型調高扣件以及石龍橋小阻力扣件的基礎上,保持現有軌枕承軌槽尺寸和位置不變的條件下改進而成的。螺旋道釘平墊圈軌距擋板彈條橡膠墊板預埋套管調高墊板扣件系統由彈條、螺旋道釘、平墊圈、軌距擋板、軌下墊板和定位于預應力混凝土有擋肩枕的預埋套管組成。鋼軌高低調整時采用調高墊板。Ⅴ型彈條扣件軌距調整為+4~-8mm,最小調整量為1mm,軌面調高量為10mm。不同軌距擋板號碼配置如表1-20所示。(6)扣板扣件扣板扣件(圖1-39)目前在一些次要線路上還在使用。它由螺紋道釘、螺母、平墊圈、彈簧墊圈、扣板、鐵座、橡膠墊板、墊片和襯墊等零件組成。扣板扣件是通過扣板扣住鋼軌的,屬于剛性扣件,彈性差。扣板可以調整鋼軌的位置,即一個扣板翻邊使用,就可以調整2個數值的軌距。扣板分中間扣板和接頭扣板,接頭扣板用于接頭處軌枕。中間扣板和接頭扣板各有5種號碼,可根據相關規定選擇使用。鐵座的作用是支承扣板并傳遞橫向水平力,分普通鐵座和加寬鐵座。(7)調高扣件對于一些新型的無碴軌道和一些不便進行搗固作業的混凝土寬枕等地段,需要用調高扣件來調節鋼軌的水平,需用比普通扣件調高量更大的調高扣件。圖1-40中的調高扣件用以調節鋼軌的水平。圖1-40調高扣件1-中間彈條;2-接頭扣板;3-螺紋道釘;4-軌卡螺栓及螺母;5-鐵墊板;6-膠墊;7-塑料墊板;8-平墊圈;9-彈簧墊圈;10-楔形軌距塊;11-調高墊板。1.3.4軌枕的鋪設數量及布置
1.
正線每公里鋪設數量對于木枕線路,每公里最多為1920根,混凝土枕最多為1840根,每公里軌枕最少為1440根。在1440~1920根之間,軌枕每公里根數的級差為80根,分別有1920、1840、1760、1680、1600、1520、1440根/km。規范規定,新Ⅱ型枕鋪設數量為1760根/km;Ⅲ型枕鋪設數量,無縫線路為1667根/km,標準軌線路為1680根/km。站線軌道混凝土軌枕鋪設根數如表1-2所示。符合下列條件之一的正線鋪設新Ⅱ型混凝土枕或木枕地段,線路設備大修時應增加軌枕配置數量:(1)下列地段應增加軌枕的鋪設數量:①半徑小于或等于800m的曲線地段(含兩端緩和曲線);②坡度大于12%的下坡地段;當以上條件重合時,只增加一次。(2)軌枕增加地段增加數量軌枕加強地段每千米增加的軌枕數量和最多鋪設根數應符合表1-12的規定。表1-12每千米增加的軌枕數量和最多鋪設根數軌
枕
類
型新II型混凝土枕木
枕每千米增加的軌枕數量80160每千米最多鋪設根數18401920注:鋪設Ⅲ型混凝土枕的線路不需增加軌枕鋪設根數。2.軌枕的布置鋼軌接頭處車輪的沖擊動荷載大,接頭處軌枕的問距c應當比中間間距a小一些,并且從接頭間距c向中間間距a過渡時,應有一個過渡間距b,以適應荷載的變化,每節鋼軌下軌枕間距應當滿足:a>b>c。接頭軌枕間距一般是給定的:對于采用50、60kg/m鋼軌,接頭木枕間距為440mm,接頭混凝土枕間距為540mm;對于43、38kg/m鋼軌,不分軌枕類型,接頭軌枕間距c=500mm。圖1-411.3.5軌枕的使用條件1.使用木枕(含木岔枕)應遵守下列規定:(1)木枕寬面在下,頂面與底面同寬時,應使樹心一面向下。(2)接頭處應使用質量較好的木枕。(3)木枕鋪設前應捆扎。(4)使用新木枕,應預先鉆孔,孔徑12.5mm,有鐵墊板時孔深應為110mm,無鐵墊板時孔深應為130mm。使用螺紋道釘時,應比照普通道釘辦理。(5)改道用的道釘孔木片規格應為長110mm、寬15mm、厚5~10mm,并應經過防腐處理。2.使用混凝土枕應遵守下列規定(1)正線軌道采用混凝土枕,軌枕類型根據表1-1、1-2選擇。(2)曲線半徑小于300m的地段應鋪設小半徑曲線用混凝土軌枕。(3)設有護軌的地段應鋪設Ⅲ型混凝土橋枕。(4)正線道岔應采用混凝土岔枕。(5)混凝土電容軌枕和電氣絕緣節軌枕的設置應滿足軌道電路要求。3.過渡段軌枕鋪設應遵守下列規定:(1)鋪設木岔枕的普通道岔兩端各5根軌枕應鋪設木枕。(2)明橋面和鋪設木枕的有砟橋的橋臺擋砟墻范圍內及其兩端各不少于15根軌枕(有護軌時應延至梭頭外不少于5根軌枕)應鋪設木枕。(3)軌枕應按設計技術條件規定的標準鋪設,非同類型軌枕不得混鋪(道岔內專用鋼枕除外)。混凝土枕與木枕、混凝土枕與混凝土寬枕的分界處,距鋼軌接頭不得少于5根軌枕。木枕與混凝土寬枕之間,應用混凝土枕過渡,其長度不得少于25m。(4)鋪設混凝土岔枕,應用Ⅲ型混凝土枕過渡①道岔直向過渡枕υmax≤120km/h時,道岔直向兩端過渡枕均不得少于50根;υmax>120km/h時,道岔直向兩端過渡枕均不得少于75根。②道岔側向過渡枕(含岔后長岔枕)18號道岔側向過渡枕不得少于38根;30號及以上道岔側向過渡枕不得少于65根。③同一岔區道岔與道岔之間應鋪設與過渡枕同規格的軌枕。1.3.6軌枕的失效與傷損標準
1.軌枕失效標準(1)混凝土枕(含混凝土寬枕、混凝土岔枕及短軌枕)①明顯折斷。②縱向通裂。③擋肩頂角處縫寬大于1.5mm。④縱向水平裂縫基本貫通(縫寬大于0.5mm)。⑤橫裂(或斜裂)接近環狀裂紋(殘余裂縫寬度超過0.5mm或長度超過2/3枕高)。⑥擋肩破損,接近失去支承能力(破損長度超過擋肩長度的1/2)。⑦嚴重掉塊,影響鋼軌或扣件正常安裝及使用,或影響軌枕其他正常使用功能。(2)木枕(含木岔枕)①腐朽失去承壓能力,釘孔腐朽無處改孔,不能持釘。②折斷或拼接的接合部分離,不能保持軌距。③機械磨損,經削平或除去腐朽木質后,允許速度大于120km/h的線路,其厚度不足140mm,其他線路不足100mm。④劈裂或其他傷損,不能承壓、持釘。2.混凝土枕嚴重傷損標準(1)橫裂裂縫長度為枕高的1/2~2/3。(2)縱裂:①兩螺栓孔間縱裂(擋肩頂角處縫寬不大于1.5mm);②縱向水平裂縫基本貫通(縫寬不大于0.5mm)。(3)擋肩破損長度為擋肩長度的1/3~1/2。(4)嚴重網狀龜裂和掉塊。(5)承軌槽壓潰,深度超過2mm。(6)鋼筋(或鋼絲)外露(鋼筋未銹蝕,長度超過100mm)。(7)斜裂長度為枕高的1/2~2/3。1.3.7扣件的使用條件
1.扣件選用(1)扣件類型應與鋼軌、軌枕類型相匹配。60kg/m鋼軌地段,混凝土枕扣件采用彈條Ⅱ型或彈條Ⅲ型扣件,Ⅰ型彈條應逐步更換為Ⅱ型彈條。70型扣板式及67型彈片式扣件應更換為彈條扣件。(2)使用扣板扣件時,正線半徑800m及以下和站線半徑450m及以下的曲線地段,鋼軌外側應使用加寬鐵座。大、中橋明橋面應采用分開式扣件;允許速度大于120km/h的木枕線路應采用分開式彈性扣件。(3)成段更換再用軌,若使用再用聯結零件時,上道前應經過選配、整修、除銹和涂油。2.扣件聯結的技術要求扣件應保持齊全,位置正確,按標準要求進行鋪設和養護維修,確保作用良好。Ⅰ型、Ⅱ型彈條中部前端下顎與軌距擋板離縫作業后不應大于1mm、日常保持不宜大于2mm。Ⅲ型彈條小圓弧內側與預埋鐵座端部相距8~10mm。小阻力扣件彈條中部前端下顎與鋼軌離縫作業后不應大于1mm、日常保持不宜大于2mm。分開式彈性扣件與木枕聯結應緊密,當鋼軌受車輪橫向力作用時不得產生相對位移和扭轉離縫。扣板、軌距擋板應靠貼軌底邊。扣板(彈片)扣件扭矩應保持80~140N?m。3.釘道釘的要求有鐵墊板時,直線及半徑800m以上曲線地段,每根木枕上每股鋼軌內外側各釘1個道釘;半徑在800m及以下的曲線(含緩和曲線)地段,內側加釘1個道釘。鐵墊板與木枕聯結道釘必須訂齊(凍害地段、明橋面除外)。無鐵墊板時,每根枕木上每股鋼軌內外側各釘1個道釘,4個道釘位置成八字形,道釘中心至木枕邊緣的距離應大于50mm,鋼軌內外側道釘應錯開80mm以上。4.我國主要類型有砟軌道扣件系統主要技術參數我國主要類型有砟軌道扣件系統主要技術參數見表1-19。1.4道砟與道床學習目標:1.能正確描述道床的功用及橫斷面各部尺寸;2.能解釋說明道砟材料的各項技術指標;3.能熟練繪制單線碎石道床橫斷面示意圖,并說明各部尺寸。1.4.1道床的功用道床是軌道框架的基礎,它的功用是:1.傳遞由鋼軌、軌枕傳來的機車車輛動荷載,使之均勻地分布在路基基床面上,且不超過路基基床面的允許應力;2.提供抵抗軌道框架縱、橫向位移的阻力,保護軌道穩定和正確的幾何形位,保證行車安全;3.提供排水能力,使基床面干燥,有足夠的強度,防止翻漿冒泥及軌道下沉;4.提供軌道彈性,起到緩沖、減振降噪的作用;5.調節軌道框架的水平和方向,保持良好的線路平縱斷面,為軌道幾何尺寸超限的維修保養提供便利條件。1.4.2道床材料由于道床應具有上述功能,因此用于道床的道砟應具有質地堅硬,有彈性,不易壓碎和搗碎,排水性能好,吸水性能差,不易風化和被風吹動或被水沖走等特點。道砟材料有碎石(花崗巖、大理石、石礦巖)、篩選級配卵石、天然級配卵石、中砂和粗砂以及熔爐礦砟等。碎石道床材料應按現行《鐵路碎石道砟》(TB/T2140)和《鐵路碎石道床底砟》(TB/T2897)的規定選取。1.道砟的性能及選用道砟材質以抗磨耗、抗沖擊性能,抗壓碎性能、滲水性能、抗大氣腐蝕破壞性能、穩定性能以及軟弱顆粒比例等來衡量道砟的質量,將道砟分為特級、一級兩個等級(表1-20)。新建時速250km及以上的高速鐵路、年通過總質量大于250Mt且設計軸重大于250kN的重載鐵路應采用特級道碎;新建時速200km的城際鐵路和客貨共線鐵路、年通過總質量大于101Mt~250Mt且設計軸重大于25t的重載鐵路可采用特級道砟或一級道砟;其余鐵路應采用一級道砟,具體選用要求見表1-1和表1-2。2.道砟材料的級配--特級碎石道砟粒徑級配
碎石道砟的級配是指道砟中顆粒粒徑大小的分布。方孔篩孔邊長(mm)22.531.5405063過篩質量百分率(%)0~31~2530~6570~99100顆粒分布方孔篩孔邊長(mm)31.5~53顆粒質量百分率(%)≥50注:檢驗用方孔篩系指金屬絲編制的標準方孔篩。特級碎石道砟粒徑級配圖7099306512510003方孔篩邊長(㎜)圖1-42特級道砟粒徑級配圖過篩質量百分率(%)新建鐵路用一級碎石道砟粒徑級配方孔篩孔邊長(mm)162535.5455663過篩質量百分率(%)0~55~1525~4055~7592~97100注:檢驗用方孔篩系指金屬絲編制的標準方孔篩。新建鐵路用一級碎石道砟粒徑級配圖圖1-35709740752510005方孔篩邊長(㎜)圖1-43
新建鐵路一級道砟粒徑級配圖過篩質量百分率(%)5592515既有線大修、維修用一級碎石道砟粒徑級配方孔篩孔邊長(mm)2535.5455663過篩質量百分率(%)0~525~4055~7592~97100注:檢驗用方孔篩系指金屬絲編制的標準方孔篩。既有線大修、維修用一級碎石道砟粒徑級配圖圖1-357097407525100方孔篩邊長(㎜)圖1-44
既有線一級道砟粒徑級配圖過篩質量百分率(%)55925153.顆粒形狀及清潔度道砟的形狀和表面狀態對道床的性能有重要影響。一般棱角分明、表面粗糙的顆粒,對集料具有較高的強度和穩定性。近于立方體的顆粒比扁平、長條形顆粒有較高的抗破碎、抗變形、抗粉化能力。針狀、片狀顆粒容易破碎,使道床強度和穩定性下降。顆粒長度大于該顆粒所屬平均粒徑的1.8倍的,稱為針狀顆粒;厚度小于平均粒徑0.6倍的,稱為片狀顆粒。它們分別所占總數的比例稱為針狀指數和片狀指數,用其來控制長條形和扁平顆粒的含量。我國道砟標準規定,道砟的針狀指數和片狀指數均不得不大于20%,特級道砟中風化顆粒和其它雜石含量不應大于2%,一級道砟中風化顆粒和其他雜石含量不應大于5%。道砟中的黏土團或其他雜質、粉末都直接影響道砟排水、加速板結等,因此要求道砟產品須水洗,其顆粒表面潔凈度不應大于0.17%,未經水洗的一級道砟中粒徑0.1mm以下粉末的含量不應大于1%。1.4.3碎石道床橫斷面:道床橫斷面包括頂面寬度、道床厚度和道床邊坡坡度三個主要特征。圖1-451.道床頂面寬度道床頂面寬度是指軌枕長度加上兩側道床肩寬的總和,道床頂面寬度取決于軌枕長度和軌道類型。其伸出軌枕端的部分稱為道床肩寬,它對無縫線路軌道框架橫向穩定起著重要的作用。對于正線按不同線路和不同曲線半徑規定了道床頂面寬度和曲線外側道床的加寬量,以增強道床的橫向阻力,見表1-23。2.道床邊坡坡度道床邊坡坡度是指道床兩側坡面與路基面之間形成的坡度,從橫斷面圖上看,道床邊坡是指道床頂面引向路基頂面的斜邊斜率,其坡度大小是保證碎石道床堅固穩定的重要因素,根據多年的實踐經驗,正線上的道床邊坡均規定為1︰1.75,以保持道床的穩定狀態,見表1-24。3.道床厚度直線線路道床厚度是指鋼軌斷面處軌枕底面至基床頂面的距離;曲線地段是指曲線里股鋼軌下軌枕底面的道床厚度。為使由鋼軌、軌枕傳來的荷載通過道床均勻地傳布在路基面上,防止路基面產生不均勻的殘余變形,道床應有足夠的厚度,依據表1-1和表1-2選擇。道床厚度的相關規定為保持軌道結構的穩定性,提高道床縱、橫向阻力,軌枕盒內和枕端均應有飽滿的道砟。但為了防止道床表面水分銹蝕鋼軌和扣件,避免影響軌道電路正常工作和出現道砟飛濺現象,軌底處道床頂面應低于軌枕承軌面。高速鐵路為避免列車風力引起飛砟,規定道床頂面應低于軌枕承軌面4cm,且不應高于軌枕中部頂面。Ⅲ型枕及新Ⅱ型枕沿長度方向為變截面,軌枕頂面中間部分低、兩端承軌部分高,道床頂面與軌枕中部頂面可以平齊。Ⅲ型軌枕的枕端埋深為18.5cm,新Ⅱ型軌枕為16.5cm。由于混凝土枕的承軌槽高于軌枕中部的枕頂面,其高度差值新Ⅱ型軌枕為3.625cm,Ⅲ型軌枕為4.475cm,可滿足絕緣電阻要求。時速小于等于200km鐵路鋪設混凝土岔枕、混凝土橋枕等地段,由于軌枕全長范圍內軌枕頂面等高,為保證軌道電路絕緣電阻的需要,岔枕、橋枕等地段道床頂面應低于軌枕承軌面3cm。線路大、中修時枕下道床厚度標準注:允許速度大干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。軌底道床與軌枕中部道床厚度為保持軌道的穩定性,應保證軌枕盒內和兩端道砟飽滿。為防止道床表面水分銹蝕鋼軌及扣件,以及影響軌道電路正常工作,道床頂面應低于軌枕頂面(軌底中線處的軌枕面)20~30㎜。I型混凝土枕中部截面由于承受負彎矩的能力弱,應將中部道砟掏空,道砟頂面低于枕底不得小于20mm,掏空長度應保持在200~400mm;Ⅱ型和Ⅲ型混凝土枕由于設計時提高了中部抵抗負彎矩的能力,所以可以將混凝土枕中部道床填平,但不高于軌枕頂面。混凝土寬枕線路的道床混凝土寬枕線路的道床,由面砟帶和底層組成,均應采用一級道砟。有墊層時道床厚度不得小于250mm,無墊層時不得小于350mm;在巖石、滲水土路基上,隧道內及有砟橋面上,不得小于200mm。面砟帶道砟粒徑級配應符合要求,厚度為50mm,每股軌下兩側寬度應各為450~500mm,底層為普通碎石道砟。道床頂面寬度不得小于2.9m,允許速度大于120km/h的線路,道床頂面應與寬枕頂面平齊,其他線路枕端埋入道床深度不得小于80mm。高速鐵路道床斷面圖1-461.4.4道床變形道床變形是軌道變形的主要因素,軌道變形是軌道破壞的主要形式之一。軌道變形分永久變形和彈性變形,一定的彈性變形能起到緩沖列車對軌道的動力作用,而永久變形是隨列車荷載的重復次數增加而逐漸積累的,不均勻的永久變形引起軌道的不平順,增加了軌道列車的動力作用,尤其在速度高時,動力作用會更大。軌道變形的主要表現是道床永久變形——下沉,占軌道總下沉的90%以上。道床下沉有一定的規律,當道床新鋪或清篩后隨著列車通過,道床下沉可分為初始急劇下沉和后期緩慢下沉兩個階段(圖1-47)。圖1-471.5軌道幾何形位學習目標:1.了解機車車輛走行部分的組成及輪對的主要幾何尺寸。2.能繪圖解釋全軸距、固定軸距及車輛定距之間的關系。3.正確理解軌距、水平(水平差、三角坑)、前后高低(吊板、空板或暗坑)、方向、軌底坡的定義并掌握測量方法。4.了解軌道鋪設精度與維修偏差管理值,能正確使用道尺、弦線等工具檢查直線軌距、水平、前后高低、軌向、軌底坡,并對軌道幾何尺寸偏差做出正確分析。1.5.1軌道幾何形位的概念什么是軌道幾何形位?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有一條曲率漸變的緩和曲線相連接。軌道的方向必須正確,直線部分應保持筆直,曲線部分應具有與曲率相適應的圓順度。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。鋼軌頂面在縱向上應保持一定的平順度,為行車平穩創造條件。軌道幾何形位如何控制?軌道的幾何形位按照靜態與動態兩種狀況進行管理。靜態幾何形位是軌道不行車時的狀態,采用道尺等工具測量,目前軌檢儀等數字化、自動化靜態幾何形位采集設備也已普及使用。動態幾何形位是行車條件下的軌道狀態,采用軌道檢查車測量。1.5.2機車車輛走行部位機車車輛走行部位是與軌道直接接觸、作用的部分,其尺寸、形狀是確定軌距、軌低坡等軌道幾何尺寸的依據。1.輪對輪對是機車車輛走行部分的基本部件,由一根車軸和兩個相同的車輪組成,如圖(1-48)。圖1-48
輪對踏面: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。錐形踏面如圖1-50所示,錐形踏面的母線是直線,由1:20和1:10兩段斜坡組成。其中1:20的一段經常與鋼軌頂面相接觸。輪背內側距離(輪背距)輪對寬度圖1-48
輪對2.轉向架為使車體能順利通過半徑較小的曲線,可把全部車軸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,通常將兩個或三個輪對用一剛性構架安裝在一起,稱為轉向架(如圖1-51)。3.機車車輛軸距:全軸距、固定軸距、車輛定距圖1-51圖1-521.5.3軌距
1.軌距的定義與標準軌距軌距的定義:軌距是鋼軌頂面下16mm范圍內兩股鋼軌作用邊之間的最小距離。標準軌距、寬軌距、窄軌距標準軌距為1435mm。大于標準軌距的稱為寬軌距,如1524mm、1600mm、1670mm等,俄羅斯、印度及澳大利亞、蒙古等國采用寬軌距。小于標準軌距的稱為窄軌距,如1000mm、1067mm、762mm、610mm等。一、直線軌道1.5軌道幾何形位軌道線路幾何尺寸——
軌距軌距的具體位置鋼軌頂面下16mm處內側鋼軌頂面線頂面線下16mm處內側16mm鋼軌內側(道心方向)鋼軌內側(道心方向)軌距2.軌距尺與軌距測量軌距尺:標尺類、數顯類軌距尺主要用于測量線路的軌距和水平(超高)。其準確度分為0級、1級、2級三個等級:0級軌距尺用于測量允許速度不大于350km/h的線路,1級軌距尺用于測量允許速度不大于250km/h的線路,2級軌距尺用于測量允許速度不大于160km/h的線路。普通軌距尺長水泡軌距尺2.軌距尺與軌距測量—軌距尺萬能軌距尺(無提手)萬能軌距尺(最新)萬能軌距尺(傳統)2.軌距尺與軌距測量—軌距尺2.軌距尺與軌距測量—軌距尺2.軌距尺與軌距測量—軌距尺2.軌距尺與軌距測量—軌距尺2.軌距尺與軌距測量—軌距尺2.軌距尺與軌距測量—數顯軌距尺2.軌距尺與軌距測量—數顯軌距尺2.軌距尺與軌距測量—數顯軌距尺2.軌距尺與軌距測量—軌距測量2.軌距尺與軌距測量—軌距測量2.軌距尺與軌距測量—軌距測量2.軌距尺與軌距測量—軌距變化率軌距變化率應和緩平順,其變化率(不含規定的遞減率):允許速度大于120km/h正線不得大于1‰,允許速度不大于120km/h正線及到發線不得大于2‰,其他站線不得大于3‰。即在1m長度內的軌距變化值:允許速度大于120km/h正線不得大于1mm,允許速度不大于120km/h正線及到發線不得大于2mm,其他站線不得超過3mm。2.軌距尺與軌距測量—輪軌游間當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形成一定的間隙,這個間隙稱為游間,如圖1-56所示。圖1-561.5.4水平
1.水平與三角坑問題:三角坑的危害?水平的定義:水平是指線路左右兩股鋼軌頂面的相對高差。水平差是指在一段規定的距離內,一股鋼軌的頂面始終比另一股高,高差值超過容許偏差值。三角坑是指在一段規定的距離內,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,如圖1-57。圖1-572.水平的測量水平用道尺或其他工具測量。線路維修時,兩股鋼軌頂面水平誤差不得超過規定值。測量水平時,一般習慣是面向線路終點,以左股鋼軌為基準股,左股高于右股時為正,反之為負。開始測量時,可先在兩股鋼軌同一位置上采用將軌距尺調轉180°的方法,檢驗水平是否正確。2.水平的測量2.水平的測量1.5.5前后高低
1.高低與吊板、空板問題:高低超限的危害?軌道沿線路方向的豎向平順性稱為前后高低。就一股鋼軌來說,前后高低是指鋼軌頂面沿鋼軌方向在豎向的凹凸不平順。靜態不平順:經過一段時間列車運行后,由于路基沉陷、道床搗固密實程度、扣件松緊、枕木腐朽和鋼軌磨耗的不一致性,也會產生不均勻下沉,造成軌面前后高低不平,這種不平順,稱為靜態不平順。動態不平順:有些地段,從表面上看,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),或軌枕底與道碴之間存在空隙(間隙超過2mm時稱為空板或暗坑),或軌道基礎的彈性不均勻(路基填筑的不均勻,道床彈性的不均勻等),當列車通過時,某些地段軌道下沉不一致,也會產生不平順,這種不平順稱為動態不平順。2.高低的測量檢查前后高低,先俯身目視找出軌面不良處所,然后在該處兩端軌面上,用10m線按在置于軌面上的木墊塊上,拉緊弦線,用尺量出弦至鋼軌頂面的最大(低洼時)或最小(突起時)的距離,此距離與木墊塊高度的差數,即為高低誤差值。但考慮弦線的撓度,查洼時可加1mm,檢查高時可減1mm;也可以采用在檢查洼時讀弦線上差數,在檢查高時讀弦線下差數。2.高低的測量1.5.6軌道方向
1.軌道的方向方向不良的危害?軌道的方向是指軌道中心線在水平面上的平順性。就一股鋼軌來說,軌向是指鋼軌頭部內側面沿鋼軌方向的橫向凹凸不平順。按照行車的平穩與安全要求,直線應當筆直,曲線應當圓順。2.軌道方向的測量檢查直線方向用10m弦線或尼龍線配以2m鋼卷尺,或1m木折尺和20~30mm見方的木墊塊。測直線方向時,首先跨一股鋼軌目視前方(根據視力可遠可近一般為40m左右)找出方向不良的位置,在該處的前后將10m弦線緊貼鋼軌頭部內側,拉緊弦線,用尺在弦線范圍內任意點量出最大矢距,即為該處方向誤差,如圖1-59所示。2.方向的測量1.5.6軌底坡問題一:為什么要設置軌底坡?由于車輪踏面與鋼軌頂面主要接觸部分是1:20的斜坡,為了使鋼軌軸心受力,鋼軌不應豎直布設,而應適當向軌道內側傾斜,因此軌底與軌道平面之間形成一個橫向坡度稱之為軌底軌,如圖1-53。圖1-53
軌距、軌底坡問題二:怎樣判斷軌底坡論置的是否合適?曲線地段軌底坡設置曲線地段應視其外軌超高值而加大內軌的軌底坡。調整的范圍見表1-29。表1-28內股鋼軌軌底坡的調整值外軌超高(mm)軌枕面最大斜度鐵墊板或承軌槽面傾斜度01/201/400~751:201:2001:4080~1251:121:121:301:171.5.6軌底坡1.5.7軌道鋪設精度與維修偏差管理值讀懂表1-29~表1-35。1.6鋼軌防爬與軌道加強學習目標:1.掌握鋼軌爬行的概念及影響鋼軌爬行的因素、鋼姻爬行的危害及防止爬行的措施。2.能準確識別穿銷式防爬器各部件及并能說明其作用和組裝方法。3.能根據要求正確配置防爬器和防爬撐。1.6.1鋼軌爬行及其危害列車運行時,車輪作用于鋼軌上,產生縱向水平力,這一縱向水平力能引起鋼軌的縱向移動,有時甚至帶動軌枕移動。鋼軌或軌道框架的縱向移動稱為鋼軌爬行。鋼軌爬行的主要原因:鋼軌在行駛車輪下發生的波浪形撓曲,以及列車運行的阻力、列車制動、車輪在鋼軌接頭處的撞擊和鋼軌的溫度變化等是鋼軌爬行的主要原因。鋼軌爬行的主要危害(1)連續多處擠成瞎縫能發生脹軌跑道,拉大軌縫能造成鋼軌、夾板、螺栓傷損或拉斷螺栓,爬行易產生和加劇鋼軌接頭病害;(2)拉斜軌枕,造成軌距、軌向不良,扣件(道釘)和軌枕損壞;(3)搗固質量不能保持,軌枕吊板增多,產生和加大軌面坑洼;(4)在道岔上會影響尖軌與基本軌的靠貼或尖軌的扳動,甚至涉及聯鎖裝置;(5)在橋上會帶動橋枕,擴大橋枕間距,甚至會影響鋼梁并涉及支座和墩臺。鋼軌爬行的一般規律(1)雙線地段,爬行方向與列車運行方向基本相同,列車運行方向的下坡道爬行量較大。(2)兩方向運量接近的單線地段,兩方向都會產生爬行,且易向下坡道方向爬行。(3)兩方向運量顯著不同的單線地段,運量大的方向爬行較大,在運量大的下坡道方向爬行量會更大一些。(4)雙線或單線的制動地段,均易向制動方向爬行。防止鋼軌爬行的措施要防止鋼軌爬行,應采用強有力的中間聯結零件,以增強鋼軌與夾板間的摩擦以及鋼軌與墊板間的摩擦,使鋼軌不能在墊板上移動。同時應相應地加強道床阻力,使線路處于穩定狀態。但在爬行力較大的地段,單靠加強鋼軌與軌枕之間的聯結是不夠的,必須加設特制的防爬設備,以鎖定線路。1.6.2防爬設備
防爬設備包括防爬器和防爬支撐。
1.防爬器圖1-42圖1-60
防爬器1—穿銷2—軌卡3—擋板2.防爬撐為了充分發揮道床的防爬阻力作用,往往在軌枕空之間設置若干個支撐塊與防爬器一起共同抵抗軌道的爬行,這些支撐塊就是防爬撐,如圖1-61所示。圖1-61
防爬撐3.防爬器和防爬撐的配置圖1-62
防爬器和防爬撐安裝鐵路軌道項目二曲線軌道2.1鐵路曲線概述2.2曲線軌距加寬計算2.3曲線外軌超高計算2.4緩和曲線2.5曲線方向整正2.6曲線縮短軌與鋼聯組配置2.7曲線軌道加強2.1鐵路曲線概述學習目標:1.掌握鐵路曲線的相關概念及曲線軌道的特點。2.能解釋平面曲線和豎曲線的的主要技術要求。2.1.1曲線的分類及特點1.鐵路曲線分類平面曲線:圓曲線、緩和曲線豎曲線:圓曲線、拋物線2.曲線軌道的特點(1)在小半徑的曲線上,將軌距適當加寬,使具有較大固定軸距的機車車輛能順利地通過;(2)在曲線外軌設置超高度,以平衡列車行駛于曲線上所產生的離心力,使內外軌受力均衡并保證旅客舒適;(3)在直線與圓曲線間設置緩和曲線,使列車進入或駛出曲線時能以平穩狀態運行,不致發生突然出現的橫向沖擊力;(4)在曲線內軌上鋪設縮短軌,使曲線內外軌接頭保持對接的形式;(5)在曲線上的建筑接近限界,須進行適當加寬,以使列車安全運行;(6)曲線軌道在列車動力作用下,其平面位置容易發生變化,為了保證列車安全、平穩地運行,需要進行曲線加強及方向整正等工作,使曲線經常保持圓順的良好狀態。2.1.2曲線的技術條件1.平面曲線(1)曲線半徑12000、10000、8000、7000、6000、5000、4500、4000、3500、3000、2800、2500、2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、700、600、550、500(Ⅲ、Ⅳ級鐵路含450、400、350、300)圓曲線的最大半徑Rmax:12000問題:為會要規定圓曲線的最大半徑?圓曲線的最小半徑Rmin問題:影響圓曲線最小半徑的主要因素有哪些?(2)曲線外軌超高問題:為什么曲線外軌要設置超高?我國鐵路最大超高和最小超高設置規定項
目最大值(mm)最小值(mm)無砟軌道17515有砟軌道一般情況150(170*)客貨共線鐵路單線地段125*高速鐵路有砟軌道困難條件下最大超高值為170mm。(3)緩和曲線設置緩和曲線的目的?緩和曲線線型有三次拋物線型、三次拋物線余弦改善形、三次拋物線圓改善形、七次四項式、半波正弦形、一波正弦形等。因為三次拋物線,具有線型簡單,長度短而實用,便于測設和養護維修,所以我國鐵路采用超高為直線的順坡、平面為三次拋物線的緩和曲線。(4)圓曲線和夾直線圓曲線和夾直線最小長度應保證車輛通過圓曲線或夾直線兩端緩和曲線時,車輛后軸在緩和曲線終點(指緩圓點或緩直點)產生的振動,與車輛前軸在另一緩和曲線起點(指圓緩點或直緩點)產生的振動不疊加,以保證列車運行的平穩性和旅客舒適度,如表2-5所示。極端困難條件下的圓曲線和夾直線最小長度有什么規定?為什么?線路維修時,對允許速度不大于120km/h的線路,反向曲線夾直線長度在極個別情況下不足25m時,如何規定圓曲線和夾直線最小長度?(5)小半徑曲線軌距加寬小半徑曲線軌距加寬的目的是什么?
曲線半徑(m)軌距加寬值軌距R≥29501435295>R≥24551440245>R≥195101445R?195151450(6)曲線圓度
如何理解曲線的圓度?2.豎曲線為什么要設置豎曲線?豎曲線線型?新建鐵路豎曲線采用圓曲線,半徑不大于30000m。高速鐵路、城際鐵路的豎曲線長度不應小于25m;高速鐵路、城際鐵路的豎曲線起終點(或變坡點)與平面曲線起終點間的最小距離不宜小于20m。豎曲線不應設置在緩和曲線、正線道岔、鋼軌伸縮調節器以及明橋面橋范圍內。當路段設計速度大于120km/h時,以上地段范圍內不得設置變坡點。(1)高速鐵路豎曲線高速鐵路豎曲線半徑由旅客舒適性要求控制,按表2-7選用。高速鐵路豎曲線與平面圓曲線不宜重疊設置,困難條件下重疊設置時,最小曲線半徑應符合規范要求。動車組走行線豎曲線不得重疊設置。相鄰坡段坡度差大于3‰時宜設置圓曲線型豎曲線,豎曲線半徑不宜小于5000m,困難條件下不應小于3000m。(2)城際鐵路豎曲線設計速度為160km/h及以上的線路,當相鄰坡段的坡度差大于或等于1‰時,設計速度為160km/h以下的線路,當相鄰坡段的坡度差大于或等于3%時,采用圓曲線型豎曲線連接。豎曲線半徑按表2-8選用。(3)客貨共線鐵路、重載鐵路豎曲線路段設計速度為160km/h及以上的線路,當相鄰坡段的坡度差大于1‰,路段設計速度為160km/h以下的線路,當相鄰坡段的坡度差大于3%,采用圓曲線型豎曲線連接,豎曲線半徑分別不得小于15000m和10000m。改建既有線時,當既有線是采用拋物線型豎曲線,且折算豎曲線半徑不小于上述規定時,可保留既有線的坡段連接標準。特別困難條件下,豎曲線的位置可不受緩和曲線位置的限制。(4)線路大中修豎曲線設置線路大中修時,允許速度不大于160km/h的線路,采用拋物線型豎曲線時,若相鄰坡段的坡度代數差大于2‰,應設置豎曲線。20m范圍內豎曲線的變坡率,凸形不應大于1‰,凹形不應大于0.5‰。采用圓曲線型豎曲線時,若相鄰坡段的坡度代數差大于3‰,應設置豎曲線,豎曲線半徑不應小于10000m。允許速度大于160km/h的線路,坡段代數差不小于1‰時,應設置圓曲線型豎曲線,豎曲線半徑不應小于15000m,且長度不應小于25m。豎曲線不得與豎曲線、緩和曲線重疊,不得侵入道岔、調節器及明橋面。2.2曲線軌距加寬計算學習目標:1.了解曲線軌距加寬的目的及設置方法,掌握軌距加寬標準。2.能繪圖說明不同情況下軌距加寬遞減的方法。3.能夠正確計算曲線限界加寬。2.2.1軌距加寬計算的原理和方法軌距加寬的方法加寬軌距,系將曲線軌道內軌向曲線中心方向移動,曲線外軌的位置則保持與軌道中心半個軌距的距離不變。1.轉向架的內接形式(1)斜接:機車車輛車架或轉向架的外側最前位車輪輪緣與外軌作用邊接觸,內側最后位車輪輪緣與內軌作用邊接觸,如圖2-1(a)所示。(2)自由內接:機車車輛車架的外側最前位車輪輪緣與外軌作用邊接觸,其它各車輪輪緣無接觸地在軌道上自由行駛,如圖2-1(b)所示。(3)楔形內接:機車車輛車架或轉向架的最前位和最后位外側車輪輪緣同時與外軌作用邊接觸,內側中間車輪的輪緣與內軌作用邊接觸,如圖2-1(c)所示。(4)正常強制內接:為避免機車車輛以楔形內接形式通過曲線,對楔形內接所需軌距增加一半的游間,此時轉向架在曲線上所處位置稱為正常強制內接內接形式
圖2-12.曲線軌距加寬的確定原則和方法(1)保正占列車大多數的車輛能以自由內接的形式通過曲線;(2)保證固定軸距較長的機車通過曲線時,不出現楔形內接,但允許以正常強制內接形式通過;(3)保證車輪輪緣不掉道,即最大軌距不超過容許限度。因此,確定軌距加寬的方法是首先根據車輛條件確定軌距加寬,再根據機車條件檢算軌距加寬。通過計算得知,對于半徑為295m及以上的曲線軌道,軌距無須加寬機車車輛就可以順利通過曲線,但通過295m以下半徑的曲線時,軌距需要加寬。3.曲線軌道的最大允許軌距曲線軌道的最大軌距,應切實保障行車安全,不使其掉道。在最不利情況下,當輪對的一個車輛輪緣緊貼一股鋼軌時,另一個車輪踏面與鋼軌的接觸點即為車輪踏面的變坡點。考慮到軌距的容許偏差不得超過6mm,所以曲線軌道的最大容許軌距應為1450mm,即最大允許加寬15mm。4.曲線軌距加寬標準曲線半徑(m)軌距加寬值軌距R≥29501435295>R≥24551440245>R≥195101445R?195151450曲線半徑(m)軌距加寬值軌距R>65001435650≥R>45051440450≥R>350101445R≤350151450曲線半徑(m)軌距加寬值軌距R≥35001435350>R≥30051440R<300151450現行標準前標標準原始標準2.2.2曲線軌距加寬遞減1.曲線軌距加寬應在整個緩和曲線內遞減,使其與超高順坡和正矢遞減三者同步。如無緩和曲線,則在直線上遞減,遞減率一般不得大于1‰。圖2-2在緩和曲線內遞減圖2-3在直線上遞減2.復曲線應在正矢遞減范圍內,從較大軌距加寬向較小軌距加寬均勻遞減。
“正矢遞減范圍”即半徑變化點前后各10m范圍內,如復曲線的兩曲線軌距加寬不相等,則應在半徑變化點前后各10m范圍內,從較大軌距加寬向較小軌距加寬均勻遞減,其遞減率為0.25‰~0.75‰,如圖2-4所示。
圖2-4復曲線軌距加寬遞減3.兩曲線軌距加寬按1‰遞減,其終點間的直線長度應不短于10m。不足10m時,如直線部分的兩軌距加寬相等,則直線部分保留相等的加寬,如不相等,則直線部分從較大軌距加寬向較小軌距加寬均勻遞減,如圖2-5。在困難條件下,站線上的軌距加寬允許按2‰遞減。圖2-5相鄰曲線軌距加寬遞減4.特殊條件下的軌距加寬遞減,鐵路局可根據具體情況規定,但不得大于2‰。“特殊條件下的軌距加寬遞減”是指既有設備條件特殊。例如,反向曲線的夾直線很短或無夾直線,以及其他特殊條件下的軌距加寬遞減。在未經改造前,不能按前三項的規定做軌距加寬遞減,但也不得大于2‰。2.2.3曲線限界加寬計算1.曲線內外側車體偏移量計算曲線內側加寬量:ME=fME曲線外側加寬量:EN=MN-ME
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