12第一章

緒論

本講主要內(nèi)容課程性質(zhì)與要求軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展軌道結(jié)構(gòu)組成與工作特點(diǎn)軌道結(jié)構(gòu)與運(yùn)營條件的關(guān)系軌道結(jié)構(gòu)類型3一、課程性質(zhì)與要求課程性質(zhì)土木工程專業(yè)鐵道方向限選課，3學(xué)分輪軌鐵路交通的重要部分，我校的軌道交通特色承上啟下，聯(lián)系列車與橋梁等線下基礎(chǔ)從事鐵路、地鐵、輕軌等必修課一門理論性與經(jīng)驗(yàn)性相結(jié)合的課程具有培養(yǎng)學(xué)士、碩士、博士生的廣闊研究領(lǐng)域一、課程性質(zhì)與要求

課程知識(shí)體系

基礎(chǔ)知識(shí)：本科軌道結(jié)構(gòu)知識(shí)軌道靜力設(shè)計(jì)軌道維護(hù)技術(shù)軌道施工技術(shù)。。。。

創(chuàng)新能力：碩士軌道動(dòng)力分析軌道結(jié)構(gòu)優(yōu)化軌道病害分析軌道施工組織軌道試驗(yàn)開展。。。。

科學(xué)研究：博士軌道設(shè)計(jì)理論軌道結(jié)構(gòu)創(chuàng)新軌道維修理論軌道施工理論軌道試驗(yàn)研究軌道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。。。。。。

45一、課程性質(zhì)與要求課程要求掌握軌道結(jié)構(gòu)組成、基本特點(diǎn)與功能掌握軌道結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算方法掌握軌道維護(hù)基本理論與方法了解軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、動(dòng)力設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)知識(shí)初步具有分析實(shí)際問題的能力6一、課程性質(zhì)與要求成績評(píng)定與上課要求閉卷考試，占70%平時(shí)30分，三次課題作業(yè)、點(diǎn)名，缺一次扣10分遵守課堂紀(jì)律

教材與參考書鐵路軌道，李成輝，西南交大出版社，2012年鐵道工程，易思蓉，中國鐵道出版社，2011年鐵路軌道施工，王平，中國鐵道出版社，2010年鐵路工務(wù)檢測技術(shù)，劉學(xué)毅，中國鐵道出版社，2010年鐵路工務(wù)管理，高亮，中國鐵道出版社，2010年7一、課程性質(zhì)與要求

軌道課程與就業(yè)關(guān)系科研院所：軌道研究設(shè)計(jì)院：軌道設(shè)計(jì)鐵路局：軌道維護(hù)工程局：軌道施工制造廠：軌道結(jié)構(gòu)工務(wù)員：軌道技術(shù)政策與管理咨詢：軌道設(shè)計(jì)監(jiān)理：軌道施工其他：投融資，物資，材料，焊接，機(jī)械，檢測…….

89二、軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展1、軌道的起源馬車運(yùn)礦在土基上行走加長木墊，1605年在長木墊上加鐵板在鐵墊上設(shè)輪緣車輪及長木枕用鐵制，18世紀(jì)中鐵軌設(shè)為工字型發(fā)展為軌道10二、軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展1、軌道的起源蒸汽機(jī)車的出現(xiàn)1830年第一條鐵路在英國出現(xiàn)因軸重加大，鐵軌下再設(shè)木墊木枕置入石碴中，傳統(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)形成鐵軌間距為馬車輪距4英尺8.5寸1937年形成標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵軌發(fā)展為鋼軌，1865年11二、軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展大交通：鐵路、公路、航空、水運(yùn)、管道??鐵路分類：重載、高速、提速、地鐵??鐵路技術(shù)的特點(diǎn)：輪軌系統(tǒng)(與磁浮技術(shù)體系不同)兩個(gè)重要的部件：車輪與鋼軌2、軌道在鐵路中的地位123、當(dāng)前鐵路發(fā)展方向

高速鐵路

2007年4月3日（TGV

）

最

新

型“V150”

列車的行駛試驗(yàn)，時(shí)速達(dá)到574.8公里2013/5/8緒論13

高速鐵路

亞洲：日本、韓國、中國

歐洲2013/5/8緒論14

高速鐵路

亞洲

歐洲法德意西瑞2013/5/8緒論

軌道技術(shù)要求：高平順性中國高速鐵路世界紀(jì)錄：路網(wǎng)里程最長，9368公里；在建成規(guī)模最大，近萬公里；運(yùn)營速度最高，300km/h北京-哈爾濱客運(yùn)專線：京秦沈快速客運(yùn)通道700km天津-秦皇島、哈爾濱-大連兩條線總長：

1160km

杭州-寧波-深圳客

運(yùn)專線1600公里

杭州-南昌-長沙客運(yùn)專線880公里

15運(yùn)專線1400公里青島-石家莊-太原

客運(yùn)專線770公里

北京-上海客運(yùn)

專線1300公里徐州-鄭州-蘭州客京津、寧滬杭、廣

深、廣珠等城際客

運(yùn)系統(tǒng)2000公里南京-武漢-重慶-成都

客運(yùn)專線1900公里至2020年，新建客運(yùn)

昆通道

18000km蘭

專線

2013/5/8北京-廣州-深圳客

運(yùn)專線2230公里

緒論163、當(dāng)前鐵路發(fā)展方向

重載鐵路：美、加、澳、俄、中2013/5/8緒論172013/5/8緒論重載鐵路世界記錄：最大軸重40t，美國；

軌道技術(shù)要求：高強(qiáng)度最長列車，7公里，10萬噸，澳大利亞；最大年運(yùn)量，4億噸，中國大秦線，相當(dāng)于4條京廣鐵路182013/5/8緒論3、當(dāng)前鐵路發(fā)展方向

既有線提速：

我國鐵路營業(yè)里程占世界6%，完成的工作量占25%

從1997年4月到2004年4月，連續(xù)5次大提速，列車時(shí)速

從60～70公里到120公里、140公里、160公里

2007年4月18日，我國鐵路實(shí)施第6次大提速

中國既有線提速是世界楷模，最高速度200km/h；

列車牽引重量5000t，按1994年標(biāo)準(zhǔn)為重載鐵路，現(xiàn)修

改標(biāo)準(zhǔn)；歐洲、亞洲鐵路均在學(xué)習(xí)

軌道技術(shù)要求：易維修性19到2006年底，我國鐵路的營業(yè)里程7.7萬公里，其中復(fù)線2.64萬公里，電氣化鐵路2.44萬公里。2013/5/8緒論20第6次大提速的特點(diǎn)：

列車新：首次開行“和諧號(hào)”動(dòng)車組；

速度快：旅客最高200km/h，部分區(qū)段250km/h，貨

物最高120km/h；

密度大：客車間隔5分，貨物間隔6分；

范圍廣：120km/h及以上2.2萬公里，200km/h及以上

6000公里；

效率高：客貨運(yùn)輸能力分別提高18%和12%。2013/5/8緒論212013/5/8緒論3、當(dāng)前鐵路發(fā)展方向

城軌交通：

國內(nèi)已有10個(gè)城市開通了31條城市軌道交通線，運(yùn)營里

程達(dá)到835.5公里

33個(gè)城市制訂了地鐵建設(shè)規(guī)劃，共計(jì)3000公里以上

軌道技術(shù)要求：減振性4、鐵路技術(shù)的組成整體系統(tǒng)集成線路技術(shù)列車技術(shù)牽引供電技術(shù)運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)線路勘測設(shè)計(jì)軌道路基橋梁隧道列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

車站與樞紐防災(zāi)環(huán)保項(xiàng)目管理客運(yùn)服務(wù)信息系統(tǒng)

……

2223

5、軌道技術(shù)的發(fā)展

提速、高速、重載、地鐵需要發(fā)展鐵路軌道新技術(shù)

高速道岔

無砟軌道

無縫線路

新型扣件

軌道維護(hù)

軌道施工

鐵路建設(shè)高峰期，急需懂得鐵路軌道新技術(shù)的管理和技

術(shù)人才2013/5/8緒論242013/5/8緒論三、軌道作用與工作特點(diǎn)

1、軌道是提高道路承載能力需求的產(chǎn)物木軌道鑄鐵軌軌道木枕有砟軌道混凝土枕有砟軌道無砟軌道252013/5/8緒論三、軌道作用與工作特點(diǎn)

2、軌道的作用(*)

總作用：行車的基礎(chǔ)

導(dǎo)向：引導(dǎo)機(jī)車車輛平穩(wěn)安全運(yùn)行

承力：直接承受由車輪傳來的荷載

傳力：把荷載傳布給路基或橋隧建筑物262013/5/8緒論三、軌道作用與工作特點(diǎn)

2、軌道的作用(*)

車輪/鋼軌

鋼軌/墊板

墊板/軌枕

軌枕/道床

道床/路基272013/5/8緒論三、軌道作用與工作特點(diǎn)

3、軌道的工作特點(diǎn)(*)

結(jié)構(gòu)的組合性和散體性：多種材料部件組成且為松

散配合、道床為散粒體道砟、縱向組成長大工程結(jié)構(gòu)

物

維修的經(jīng)常性和周期性：道床不斷沉降、部件不斷

損傷、定期更換軌道部件

荷載的重復(fù)性和隨機(jī)性：每個(gè)車輪均對(duì)軌道施加作

用力、每個(gè)車輪對(duì)軌道作用力不同、每個(gè)車輪在軌道

不同部位作用力不同28四、軌道與運(yùn)營條件關(guān)系

1、運(yùn)營條件（*）

速度：設(shè)計(jì)速度、運(yùn)行速度、旅行速度?，單位km/h

線路設(shè)計(jì)速度：80、120、160、200、250、

350

動(dòng)荷載影響因素

軸重:

靜軸重（與靜輪重相對(duì)）、動(dòng)輪重，單位t或

kN

線路設(shè)計(jì)軸重：21、25、27、30t

交變荷載及應(yīng)力幅值的大小

運(yùn)量：通過總質(zhì)量、通過總重，單位：百萬噸/年

軌道結(jié)構(gòu)選型依據(jù)，30、50、100百萬噸等2013/5/8疲勞累積荷載

緒論29四、軌道與運(yùn)營條件關(guān)系

2、速度與軌道的關(guān)系（*）

速度越高，振動(dòng)越大，動(dòng)輪載越大，軌道變形越大

平順軌道的動(dòng)輪載增加量低于10%，軌道不平順時(shí)、

鋼軌接頭、車輪不圓及扁疤時(shí)，動(dòng)力作用大幅增加，

接頭沖擊可達(dá)3-4倍

速度越高，輪軌橫向力越大，磨耗及傷損越大

速度越高，振動(dòng)越大，乘坐舒適性越差，要求軌道越

平順，基礎(chǔ)越穩(wěn)定2013/5/8緒論30四、軌道與運(yùn)營條件關(guān)系

3、軸重與軌道的關(guān)系（*）

軸重越大，荷載越大，疲勞損傷越嚴(yán)重

鋼軌疲勞傷損主要是由軸重引起的，與軸重的2-3次

方成比例

道床及路基累積變形也主要是由最大軸重引起的，與

大軸重的平方成正比

低速重載較高速鐵路動(dòng)作用力大

車輪直徑D對(duì)軸重與軌道關(guān)系影響極大，P/D不宜大于

142-162kN/m，車輪不能增大時(shí)，需采用重型鋼軌或

改善鋼軌材質(zhì)以提高軌道強(qiáng)度2013/5/8緒論31四、軌道與運(yùn)營條件關(guān)系3、軸重與軌道的關(guān)系（*）大軸重的影響32四、軌道與運(yùn)營條件關(guān)系

4、運(yùn)量與軌道的關(guān)系（*）

運(yùn)量是反映軸重、速度、行車密度的一項(xiàng)綜合指標(biāo)

速度和軸重決定了荷載強(qiáng)度，行車密度決定了荷載和

應(yīng)力作用的頻度

運(yùn)量越大，行車密度越大，單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

越多，整個(gè)軌道的永久變形積累及其部件的疲勞傷損

越快，軌道的維修周期越短

運(yùn)量越大，可用以維修的作業(yè)時(shí)間越少

要求軌道具有高的耐久性、較少的維修工作量2013/5/8緒論33五、軌道類型

1、軌道的合理配套

（1）設(shè)計(jì)原則

等強(qiáng)度原則，物盡其用

彈性連續(xù)原則，減少動(dòng)不平順

等壽命原則，便于周期性維修

（2）選型原則

與運(yùn)輸發(fā)展相適應(yīng)，由輕到重逐步加強(qiáng)

經(jīng)濟(jì)、適用、標(biāo)準(zhǔn)化

軌道各部件合理匹配

與線下基礎(chǔ)及信號(hào)配套2013/5/8緒論項(xiàng)目單位特重型重型次重型中型輕型運(yùn)營條件年通過總質(zhì)量Mt>5025~5015~258~15<8路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速度km/h200~120200~120≤120≤120≤100≤80軌道結(jié)構(gòu)鋼軌kg/m75或606060505050軌枕混凝土枕型號(hào)—ⅢⅢⅢⅡⅡⅡⅡ鋪枕根數(shù)根/km16671667166717601667~17601600~16801520~1640碎石道床厚度土質(zhì)路基雙層道砟cm303030252020底砟cm202020202015土質(zhì)路基單層道砟cm303030303025硬質(zhì)巖石或級(jí)配碎石路基單層道砟cm353535303025無砟道床板式軌道混凝土底座厚度cm≥15長枕埋入式彈性支承塊式≥1734五、軌道類型

2、軌道類型

正線軌道類型按運(yùn)營條件劃分為：特重型、重型、次