軌道結(jié)構(gòu)是列車行駛的基礎(chǔ)，能引導(dǎo)列車運行，直接承受車輪的動壓力，并傳到路基上。鐵路有碴軌道一般由鋼軌、軌枕、道床、聯(lián)結(jié)零件、防爬設(shè)備和道岔等部件組成。任務(wù)一：鋼軌認(rèn)知一、鋼軌的功用、性能和斷面

1.作用①引導(dǎo)機(jī)車車輛車輪前進(jìn)，承受車輪的巨大壓力并將該力傳遞到軌枕或其他支承上。②為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動表面。③在電氣化鐵路或自動閉塞區(qū)段，鋼軌還可兼做軌道電路。2.鋼軌的性能車輪作用于鋼軌上的力有：垂直力、橫向水平力和縱向水平力。鋼軌除承受基本彎曲應(yīng)力外，還有接觸應(yīng)力、殘余應(yīng)力、局部應(yīng)力和溫度應(yīng)力等，使鋼軌產(chǎn)生壓縮、伸長、彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓潰、磨損、斷裂等。因此要求鋼軌要有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性能。

鋼軌斷面3．鋼軌斷面形狀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。75、60kg/m鋼軌的鋼軌斷面形狀（單位：mm）二．鋼軌分類鋼軌的類型通常以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(dá)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。

另外鋼軌按廠制鋼軌長度的不同可分為：標(biāo)準(zhǔn)軌：12.5m和25m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、淬火軌。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、試驗軌。三、預(yù)留軌縫及設(shè)置為適應(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(dá)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(dá)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。

《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(℃)；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℃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℃。四、鋼軌材質(zhì)、熱處理及力學(xué)性能為了使鋼軌有足夠的強(qiáng)度和韌性，及良好的耐磨性和硬度，堅固耐用，除了選用適當(dāng)?shù)匿撥夘愋屯猓诤艽蟪潭壬线€應(yīng)注重鋼軌的材質(zhì)、生產(chǎn)工藝和熱處理等方面的問題。鋼軌鋼的化學(xué)成分：主要為鐵(Fe)，其它還含有碳(C)、錳(Mn)、硅(Si)及磷(P)、硫(S)等元素。含碳量高可提高其抗拉強(qiáng)度、硬度和耐磨性；錳可提高鋼的強(qiáng)度和韌性；硅使鋼軌材質(zhì)致密；磷、硫都是有害成分五、鋼軌傷損的主要形式及其防治措施

鋼軌傷損是指鋼軌在使用過程中發(fā)生裂紋、折斷、磨耗及其他影響和限制鋼軌使用性能的病害。1.軌頭核傷

軌頭核傷產(chǎn)生的主要原因是軌頭內(nèi)部存在微小裂紋或缺陷，在重復(fù)動荷載作用下，鋼軌走行面以下的軌頭內(nèi)部出現(xiàn)極為復(fù)雜的應(yīng)力組合，使細(xì)小裂紋先是成核，然后向軌頭四周發(fā)展，直到核傷周圍的鋼料不足以提供足夠的抵抗，鋼軌在毫無預(yù)兆的情況下猝然折斷。軌頭核傷防止和減緩軌頭核傷的產(chǎn)生和發(fā)展，其措施主要有：①

提高鋼軌材質(zhì)，防止出現(xiàn)氣孔及夾雜等不良現(xiàn)象；②

改善線路質(zhì)量，提高彈性和平順性，減少動力和沖擊；③

利用大型超聲探傷列車或小型鋼軌探傷車對鋼軌進(jìn)行探傷，及早發(fā)現(xiàn)核傷，及時治理。2.鋼軌磨耗鋼軌磨耗主要是指鋼軌的側(cè)面磨耗、波浪形磨耗，以及交替?zhèn)饶ァＶ劣诖怪蹦ズ囊话闱闆r下是正常的，它隨著軸重和通過總重的增加而增大。軌道幾何形位設(shè)置不當(dāng)，會使垂直磨耗速率加快，這是要防止的，可通過調(diào)整軌道幾何尺寸解決。側(cè)面磨耗。側(cè)面磨耗主要發(fā)生在小半徑曲線的外股鋼軌上，是目前曲線鋼軌傷損的主要類型之一。波形磨耗。波形磨耗是鋼軌踏面在全長出現(xiàn)周期性高低不平的波浪狀磨耗，軌頭下額和整個斷面保持平直。側(cè)面磨耗列車在曲線上運行時，輪軌的摩擦與滑動是造成外軌側(cè)磨的根本原因。列車通過小半徑曲線時，通常會出現(xiàn)輪軌兩點接觸的情況，這時發(fā)生的側(cè)磨最大。改善列車通過曲線的條件，如采用磨耗型車輪踏面，采用徑向轉(zhuǎn)向架等會降低側(cè)磨的速率。鋼軌側(cè)面磨損減小鋼軌側(cè)磨的措施從工務(wù)角度來講，改善鋼軌材質(zhì)，采用耐磨鋼軌，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)維修，設(shè)置合理的軌距、外軌超高及軌底坡，增加線路的彈性，在鋼軌側(cè)面適當(dāng)涂油等，都可收到減小鋼軌側(cè)面磨耗的效果。波形磨耗波形磨耗是鋼軌踏面在全長出現(xiàn)周期性高低不平的波浪狀磨耗，軌頭下額和整個斷面保持平直。按其波長分為短波（或稱波紋型磨耗）和長波（或稱波浪型磨耗）兩種。波紋型磨耗為波長約50～100mm，波幅0.1~0.4mm的周期性不平順；波浪型磨耗為波長100mm以上，3000mm以下，波輻2mm以內(nèi)的周期性不平順。目前國內(nèi)外的打磨手段主要依靠大型鋼軌打磨列車和小型鋼軌打磨機(jī)具。鋼軌波磨直線上兩股鋼軌交替不均勻側(cè)磨

側(cè)磨是重載快速條件下出現(xiàn)的一種新病害，它使直線軌道平順性指標(biāo)惡化，導(dǎo)致某些機(jī)車車輛運行過程劇烈搖晃，基本特征是不均勻波形呈等間距，左右交替，磨耗波連續(xù)成群，磨耗量由小變大，再由大變小，在一股鋼軌內(nèi)側(cè)形成一個連續(xù)的半波，其波長范圍基本固定。整治，側(cè)磨量大于8mm且添乘機(jī)車嚴(yán)重晃車的地段要及時調(diào)邊進(jìn)行起道整修，側(cè)磨量小于8mm的要注意控制。鋼軌頭部磨耗重傷標(biāo)準(zhǔn)鋼軌(kg/m)垂直磨耗(mm)側(cè)面磨耗(mm)160km/h≥ν>140km/h正線140km/h≥ν>120km/h正線ν≤120km/h正線到發(fā)線及其他站線160km/h≥ν>140km/h正線140km/h≥ν>120km/h正線ν≤120Km/h正線、到發(fā)線及其他站線7510111212162175以下～6010111112161960以下～50101750以下～4391543以下813鋼軌頭部磨耗輕傷標(biāo)準(zhǔn)3.軌腰螺栓孔裂紋和接頭裂紋鋼軌端部軌腰鉆孔后，強(qiáng)度削弱，螺栓孔周圍產(chǎn)生較高的局部應(yīng)力，在列車沖擊荷載作用下，螺栓孔裂紋開始產(chǎn)生和發(fā)展。螺栓孔裂紋主要來自鉆孔