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文檔簡介
軌道工程
項目1有砟軌道組成項目2任務1城市軌道扣件認識項目2任務2城市軌道扣件安裝項目2無砟軌道組成項目3曲線軌道構(gòu)造項目4普通單開道岔項目5無縫線路構(gòu)造全套可編輯PPT課件重點:1.有砟軌道組成
2.軌道的幾何尺寸項目一有砟軌道
基本要求:理解軌道的組成(鋼軌﹑軌枕﹑聯(lián)結(jié)零件﹑道床、防爬設備和道岔);并了解其作用;重點掌握線路爬行形成原因及防爬措施和軌道加強設備;重點掌握軌縫的計算。概述
軌道結(jié)構(gòu)是列車行駛的基礎,能引導列車運行,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、防爬設備和道岔等部件組成。
鋼軌一、鋼軌的功用、性能和斷面作用:1.引導機車車輛車輪前進,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。鋼軌斷面采用抵抗彎曲最佳的“工”字形。斷面分為軌頭、軌腰和軌底三個部分。鋼軌的性能車輪作用于鋼軌上的力{垂直力}、橫向水平力和縱向水平力。鋼軌除承受基本彎曲應力外,還有接觸應力、殘余應力、局部應力和溫度應力等,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度、韌性和耐磨性能。
二、鋼軌類型按重量劃分為75、60、50、43、38kg/m
鐵路正線和新建的城市軌道大都采用60kg/m鋼軌標準軌長度有25m和12.5m兩種,以及新近生產(chǎn)的50m和100m標準軌。75kg/m鋼軌,只有25m一種
標準縮短軌:
12.5m標準軌縮短量40、80、120㎜。
25m標準軌縮短量40、80、160㎜。三、鋼軌軌縫及設置軌縫--普通線路上鋼軌與鋼軌之間留有一定的縫隙。隨著軌溫變化,鋼軌將發(fā)生伸縮,由鋼軌螺栓孔、夾板螺栓孔與螺栓桿之間的間隙來提供.在構(gòu)造上能實現(xiàn)的軌端最大縫隙稱為構(gòu)造軌縫。如果軌縫超過構(gòu)造軌縫,接頭螺栓就要承受剪力。在鋪軌施工時,如需要預留一定的軌縫(稱為預留軌縫),預留軌縫大小也要適當。預留軌縫的原則:
當軌溫達到當?shù)刈罡哕墱豑max;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壓力引起線路脹軌跑道;當軌溫達到當?shù)刈畹蛙墱豑min時,軌縫不超過構(gòu)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?!惰F路線路維修規(guī)則》規(guī)定普通線路預留軌縫計算公式為:
——換軌或調(diào)整軌縫時的預留軌縫(mm)
a——鋼軌鋼線膨脹系數(shù)a=0.0118(mm/m·℃)
L——鋼軌長度(m)
tz——當?shù)刂虚g軌溫(℃)Tmax、Tmin——當?shù)貧v史最高、最低軌溫
——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。
四、鋼軌材質(zhì)、熱處理及力學性能鋼軌的化學成分(Fe)為了使鋼軌有足夠的強度和韌性,及良好的耐磨性和硬度,堅固耐用,除了選用適當?shù)匿撥夘愋屯?,在很大程度上還應注重鋼軌的材質(zhì)、生產(chǎn)工藝和熱處理等方面的問題。含碳量高可提高其抗拉強度、硬度和耐磨性;錳可提高鋼的強度和韌性;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銹蝕;裂紋;折斷(疲勞);磨耗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行探傷,及早發(fā)現(xiàn)核傷,及時治理。軌頭核傷圖軌頭核傷鋼軌磨耗及允許磨損限度圖鋼軌側(cè)面磨耗(外軌)從養(yǎng)護維修的角度看,減少側(cè)磨的途徑有:采用耐磨軌(高硅軌、淬火軌等);加強養(yǎng)護維修,設置合理超高、軌距,保持良好的軌底坡和方向,增加線路的彈性;曲線涂油。車載涂油,即在車尾放置涂油器,遇曲線則噴油,還有的在機車上安裝涂油裝置來噴油;地面涂油,即在曲線頭上安裝固定涂油器,列車通過時,車輪壓在裝有軌頭側(cè)面的油嘴上而噴出濃度較大的粘狀油質(zhì),由車輪帶給曲線鋼軌側(cè)面而達到涂油目的。波形磨耗圖鋼軌波形磨耗波形磨耗軌頂出現(xiàn)波浪狀的不均勻磨耗,實質(zhì)上是波浪壓潰。波磨隨波長不同而分為兩種:一種為波紋磨耗,其波長為30~80mm,多發(fā)生在大半徑曲線,甚至是直線上;一種為波浪磨耗,波長為80~600mm,甚至長達2m左右,多發(fā)生在小半徑曲線上。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具。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惡化,導致某些機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且添乘機車嚴重晃車的地段要及時調(diào)邊進行起道整修,側(cè)磨量小于8mm的要注意控制。鋼軌磨耗及允許磨損限度按其軌頭的磨耗程度【輕傷、重傷】見表磨耗指標【垂直磨耗、側(cè)面磨耗、總磨耗】
鋼軌頭部磨耗重傷標準鋼軌(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準軌腰螺拴孔裂紋圖軌腰螺栓孔裂紋為防止和減緩螺栓孔裂紋,采取措施:加強接頭養(yǎng)護,防止接頭出現(xiàn)錯牙、鞍磨、低塌及道床板結(jié)螺栓孔周邊倒棱,防止周邊應力集中,延長裂紋萌生期;增加接頭彈性,在接頭處鋪設枕下大膠墊或在枕上鋪設高彈性膠墊。加大第一螺栓孔至軌端的距離,減小螺栓孔直徑,可以減少螺栓孔應力的30%。內(nèi)燃雙頭螺絲扳手
軌枕軌枕的功用保持鋼軌的位置、方向和軌距并將它承受的鋼軌力均勻地分布到道床上。要求:軌枕要有一定的堅固性、彈性和耐久性,便于固定鋼軌,抵抗軌道框架的縱向和橫向位移,具有價格低廉、制造簡單、易于鋪設養(yǎng)護的特點。
一、木枕木枕即為木制軌枕。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(tài)不平順。因此,在我國木枕巳逐漸被混凝土枕所代替。枕失效原因很多,其中主要是腐朽、機械磨損及裂縫。減少機械磨損的途徑有
(1)擴大墊板面積或在鐵墊板下加膠墊,降低木枕表面單位面積的壓力;(2)道釘孔應預先鉆好,鉆孔需經(jīng)防腐處理;(3)最好采用分開式扣件。二、混凝土軌枕混凝土枕全稱是預應力鋼筋混凝土軌枕?;炷琳淼膬?yōu)點:重量大(約重200~500多公斤)、穩(wěn)定性好,有利于無縫線路的穩(wěn)定性;不受氣候影響,使用壽命長(一般50年左右);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;設計、鋪設的空間大,制造相對簡單,可以滿足鐵路高速、大運量的要求。缺點:彈性差、絕緣性能低,更換較困難。按結(jié)構(gòu)形式分
混凝土枕有整體式、短枕式和組合式(或雙塊式)圖混凝土枕的結(jié)構(gòu)形式混凝土枕的類型普通混凝土枕分為I、II、III型。II型混凝土枕的承載能力是按韶山型機車、軸重25t、最高速度120km/h、鋪設密度1840根/km設計的。III型混凝土枕的承載能力是按機車(三軸)最大軸重25t、貨車最大軸重23t設計的。III型混凝土枕分為有擋肩和無擋肩兩種,前者適用于直線或R≥300m的曲線軌道,后者適用于直線或R≥350m的曲線軌道。2、混凝土軌枕外形尺寸混凝土枕斷面為梯形,上窄下寬。
軌枕底面制有凹型花紋
圖Ⅱ、Ⅲ型混凝土枕的外形和截面尺寸(單位:mm)混凝土岔枕和有碴橋面混凝土枕
預應力混凝土岔枕具有穩(wěn)定性高,易于保持軌道幾何形位的特點,強化了軌道結(jié)構(gòu),適于高速和重載,特別是對無縫道岔的使用更具有積極的意義。圖混凝土岔枕(單位:mm)圖混凝土橋枕混凝土寬軌枕圖混凝土寬枕單位:mm優(yōu)點
支承面積比普通枕增加一倍,因而有效地降低了道床應力和變形,使線路更加穩(wěn)定,行車平穩(wěn);因為是連續(xù)密排(每公里1760根)鋪設,而且在寬枕之間用瀝青之類的材料封閉,所以能持久、有效地保持道床清潔,延長了道床清篩周期,減少了維修工作量(為普通枕的1/3~1/2);重量大,軌道框架相對穩(wěn)定,道床阻力增加80%以上,有利于鋪設無縫線路;外觀整潔美觀。適用于下列地段:
運輸繁忙、行車密度大、列車間隔時間短的線路上鋪設寬枕后,大大減少了維修工作量,緩和了維修與運輸?shù)拿?。隧道?nèi)的線路維修條件差,鋪設寬枕后可以有效地減少維修工作,尤其在一些地質(zhì)條件差,不能鋪設整體道床的隧道,更適合鋪寬軌枕。大橋橋頭、大型客站正線和到發(fā)線,為了減少養(yǎng)護工作,也宜采用寬軌枕。2.軌枕的布置圖軌枕布置使用混凝土枕應遵守下列規(guī)定1.正線上的軌枕應使用混凝土枕;2.在不同類型軌枕的分界處,如遇普通鋼軌接頭,應保持同類型軌枕延伸至鋼軌接頭外5根以上;3.鋪混凝土枕時,要成段鋪設同類型軌枕,嚴禁插花更換,個別抽換失效軌枕時應更換為與兩端同類型的軌枕;4.裝、卸混凝土枕要使用機具,嚴禁摔、撞。軌枕的失效與傷損標準1.明顯折斷。2.縱向通裂:
(1)擋肩頂角處縫寬大于1.5mm;(2)縱向水平裂縫基本貫通(縫寬大于0.5mm)。3.橫裂(或斜裂)接近環(huán)狀裂紋(殘余裂縫寬度超過0.5mm或長度超過2/3枕高)。4.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)。5.嚴重掉塊?;炷琳韲乐貍麚p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(wǎng)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。聯(lián)接零件聯(lián)接鋼軌與鋼軌的接頭扣件聯(lián)接鋼軌與軌枕的中間扣件(簡稱扣件)。接頭聯(lián)結(jié)零件①作用:將相鄰鋼軌的頭部聯(lián)結(jié)起來,并滿足熱脹冷縮的要求。②組成:有夾板、螺栓、螺帽和墊圈等。③種類:普通接頭、異型接頭、絕緣接頭、凍結(jié)接頭、焊接接頭。中間聯(lián)結(jié)零件①作用:將鋼軌固定在軌枕上。②
種類及組成:木枕扣件:道釘和墊板,墊板上設1∶40的軌底坡,以保證鋼軌中部受力,并可防止蛇形運動;水泥枕扣件:扣板式、
彈片式、彈條式三種。
聯(lián)結(jié)零件減振器扣件WJ-2扣件DJK5-1扣件夾板鋼軌接頭扣件鋼軌接頭的類型按左右股鋼軌接頭相互位置來分,有相對式(軌縫對接)和相互式(軌縫錯接)兩種圖相對式和相互式按鋼軌接頭和軌枕相對位置分:懸接式、單枕承墊式和雙枕承墊式
圖單枕承墊式、雙枕承墊式和懸接式按接頭聯(lián)接的用途及工作性能來分,有普通接頭、導電接頭、絕緣接頭、異型接頭、尖軌接頭、凍結(jié)接頭、膠結(jié)接頭及焊接接頭。
圖異型接頭圖絕緣接頭圖導電接頭圖尖軌接頭下列位置不應有鋼軌接頭,否則應將其焊接、凍結(jié)或膠接:①明橋面小橋的全橋范圍;②鋼梁端部、拱橋溫度伸縮縫和拱頂?shù)忍幥昂蟾?m范圍內(nèi);③設有溫度調(diào)節(jié)器的鋼梁的溫度跨度范圍內(nèi);④鋼梁的橫梁頂上;⑤平交道口鋪面范圍。接頭聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)
作用:保持軌線的連續(xù)性,并傳遞和承受彎矩和橫向力,還要滿足鋼軌伸縮的要求。
組成:由接頭夾板(又稱魚尾板)、接頭螺栓、螺母、墊圈等。圖雙頭式夾板(單位:mm)圖接頭螺栓外形和夾板接頭聯(lián)結(jié)零件的使用條件夾板傷損達到下列標準時,應及時更換:
1折斷。
2中央裂紋(中間兩螺栓孔范圍內(nèi)):正線、到發(fā)線有裂紋;其他站線平直及異型夾板超過5mm,雙頭及魚尾形夾板超過15mm。
3其他部位裂紋發(fā)展到螺栓孔。螺栓及墊圈傷損達到下列標準時,應及時更換螺栓折斷、嚴重銹蝕、絲扣損壞或桿徑磨耗超過3mm不能保持規(guī)定的扭力矩。墊圈折斷或失去彈性。中間扣件簡稱扣件作用:具有足夠的扣壓力,將鋼軌固定在軌枕的穩(wěn)固位置上,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(diào)節(jié)軌距和軌面高度的能力。木枕扣件
按扣件聯(lián)結(jié)鋼軌、墊板與軌枕三者之間的關系混合式分開式
圖木枕混合式扣件(單位:mm)圖木枕分開式扣件1-螺紋道釘;2-扣軌夾板;3-底腳螺栓;4-墊板;5-木墊板;6-彈簧墊圈混凝土枕扣件按鋼軌與軌枕聯(lián)結(jié)形式不分開式、半分開式和分開式三種。按軌枕上有無擋肩可分有擋肩(擋肩承受并傳遞水平力)
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)
剛性扣件。I型彈條扣件:強度儲備小彈條易斷裂扣壓力不足疲勞強度低
圖混凝土枕I型彈條扣件1-螺紋道釘;2-螺母;3-平墊圈;4-彈條;5-軌距擋板;6-擋板座;7-橡膠墊板II型彈條扣件扣件針對I型彈條的不足,我國又開發(fā)了II型彈條扣件,除彈條采用新材料(優(yōu)質(zhì)彈簧鋼60Si2CrVA)重新設計外,其余部件與I型彈條扣件通用
III型彈條扣件III型彈條扣件是無螺栓、無擋肩的彈性扣件,圖混凝土III型彈條扣件件1-彈條;2-預埋鐵座;3-絕緣軌距塊;4-橡膠墊板;III型彈條一端套人預埋在軌枕中的鐵座上(鑄鐵擋肩),另一端通過絕緣軌距塊扣壓在鋼軌軌底頂面。目前我國的秦沈客運專線、提速線路的一些區(qū)段、道岔以及一些輕軌線路都在大量使用III型扣件。III型彈條扣件的扣莊力大(不小于11kN),彈性好,保持軌距能力強。由于取消了螺栓聯(lián)結(jié),易于更換,養(yǎng)護維修工作量小。特別適用于高速、重載和高密度的運輸條件??郯蹇奂郯蹇奂峭ㄟ^扣板扣住鋼軌的,屬于剛性扣件,彈性差??郯蹇梢哉{(diào)整鋼軌的位置,即一個扣板翻邊使用,就可以調(diào)整2個數(shù)值的軌距。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。圖扣板扣件調(diào)高扣件需要用調(diào)高扣件來調(diào)節(jié)鋼軌的水平,需用比普通扣件調(diào)高量更大的調(diào)高扣件。
圖1-28調(diào)高扣件1一中間彈條;2一接頭扣板;3一螺紋道釘;4一軌卡螺栓及螺母;5一鐵墊板;6一膠墊;7一塑料墊板;8一平墊圈;9一彈簧墊圈;10一楔形軌距塊;11一調(diào)高墊板??奂氖褂脳l件
1.鋼軌接頭處安裝JA和JB型彈條彈條IV型扣件組裝鋪設φ18mmφ18mmJA型彈條JB型彈條2.清除兩預埋鐵座間軌枕承軌面的泥污和預埋鐵座孔內(nèi)的砂漿。清除軌底的泥污。
彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求清除兩預埋鐵座間軌枕承軌面的泥污清除預埋鐵座孔內(nèi)的砂漿步驟2:鋪設鋼軌
彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求步驟3:安裝軌距塊
安設9號和11號軌距塊,軌距塊的邊耳應扣住預埋鐵座。若因鋼軌、軌枕和軌距塊的制造偏差,安設規(guī)定號碼的軌距塊不能滿足軌距要求或軌距塊不能安裝入位時,可根據(jù)實際情況予以調(diào)換,不得猛烈敲擊使其入位。
特別提示:鋼軌接頭處應使用接頭軌距塊G4J。
彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求接頭軌距塊G4J安裝彈條時應采用專用工具。
彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求
如遇到個別彈條就位困難時,在使用安裝工具的同時可用小錘輕敲彈條尾部,使其就位。
彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求3彈條就位以其小圓弧內(nèi)側(cè)與預埋鐵座端部相距8~10mm為準。彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求距離為8~10mm不得頂緊或距離過大。
4安裝調(diào)整檢查軌距,如有不適,須用專用工具(同安裝工具)將彈條卸下。彈條IV型扣件鋪設和養(yǎng)護維修要求道床功用: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,保持軌道穩(wěn)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(diào)節(jié)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(yǎng)提供便利條件。道床材料具有質(zhì)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。道碴材料有碎石(花崗巖、大理石、石灰?guī)r)、篩選級配卵石、天然級配卵石、中砂和粗砂以及熔爐礦碴等?!惰F路碎石道碴》(TB/T2140)和《鐵路碎石道床底碴》(TB/T2897)的規(guī)定選取。道碴的性能道碴材質(zhì)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(wěn)定性能以及軟弱顆粒比例等來衡量道碴的質(zhì)量,將道碴分為一級、二級(表1-13)和特級道碴。顆粒形狀及清潔度道碴的形狀和表面狀態(tài)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(shù)的比例稱為針狀指數(shù)和片狀指數(shù),用其來控制長條形和扁平顆粒的含量。我國道碴標準規(guī)定,針狀指數(shù)和片狀指數(shù)均不得大于50%。要求粘土團或其他雜質(zhì)的含量不超過0.5%,粒徑0.1mm以下粉末含量的質(zhì)量不超過1%。
1.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(wěn)定起著重要的作用。圖1-30單線非滲水路基直線地段倒床斷面2.道床邊坡坡度道床邊坡坡度3.道床厚度直線線路------軌枕底面至基床頂面的距離;曲線地段-----曲線里股鋼軌下軌枕底面的道床厚度。道床厚度取決于軌道類型及基床類型等。道床厚度根據(jù)運營條件、軌道類型和路基土質(zhì)選用,見表1-1。無縫線路軌道半徑小于800m、有縫線路軌道半徑小于600m的曲線地段,曲線外側(cè)道床頂面寬度應增加10cm
。無縫線路軌道道碴肩應使用碎石堆高15cm
,堆高道碴的邊坡坡度應采用1:1.75
。混凝土寬枕線路道床由面碴和底碴層組成,均采用碎石道碴。面碴帶道碴粒徑為10~35.5mm,厚度為50Cm,每側(cè)寬度為900~1000mm。底層為普通碎石道碴。圖1-31高速鐵路單線有碴軌道道床斷面(單位:mm)道床變形圖1-32碎石道床下沉曲線項目二無砟軌道構(gòu)造
重點:1.無砟軌道組成
2.軌道的幾何尺寸無碴軌道結(jié)構(gòu)無碴軌道的優(yōu)勢在于:少維修、高可靠性、軌道結(jié)構(gòu)輕、建筑高度低。雖然前期鋪設的費用大,但從整個使用周期費用講,具有競爭性,適用于高速、重載運量高的線路。無碴軌道的不足是初期投資費用大,軌道彈性差,施工精度要求高,對基礎要求有嚴格的穩(wěn)定性。無碴軌道按鋼軌的支承方式點支承式連續(xù)支承式。
目前我國開發(fā)無碴軌道的設計動輪載為300kN。無碴軌道與有碴軌道之間鋪設長度不小于12.5m彈性漸變的過渡段。一、板式軌道
具有堅固耐用,變形小,平順性好,少維修等特點
板式軌道的組成有鋼軌與扣件、軌道板、水泥瀝青(CA)砂漿墊層、混凝土凸形擋臺以及混凝土底座等。一般多鋪設于具有堅實基礎的隧道內(nèi)和高架橋上。圖1-33板式軌道結(jié)構(gòu)二、彈性支承塊式無碴軌道主要由鋼軌與扣件、鋼筋混凝土支承塊、橡膠靴套枕(塊)下橡膠墊板、混凝土道床板、隔離層及混凝土底座等組成。彈性支承塊式無碴軌道已用于我國秦嶺等長大隧道內(nèi)。圖1-34彈性支承塊式無碴軌道三、長枕埋入式軌道及Rheda2000型軌道
圖1-35長枕埋入式無碴軌道圖1-36Rheda2000型(路基上)四、浮置板軌道是將無碴軌道支承在彈性支承(橡膠或鋼彈簧)上構(gòu)成質(zhì)量一彈簧系統(tǒng),無碴軌道與隧道的仰拱或其他基礎隔離,這樣大大削弱了振動向基礎的傳入,該軌道多用于城市軌道的地鐵和高架橋上。圖1-37浮置式軌道
線路防爬及曲線加強線路爬行列車運行時產(chǎn)生縱向水平力,使鋼軌沿著軌枕或軌道框架沿著道床頂面縱向移動,這種現(xiàn)象稱為線路爬行。使鋼軌產(chǎn)生爬行的縱向水平力稱為爬行力。當扣件的扣壓力不足,扣件阻力小于軌枕下道床縱向阻力時,鋼軌就沿軌枕頂面爬行;如果扣件阻力大,而道床縱向阻力小,則鋼軌和軌枕組成的框架(簡稱軌道框架)就沿著道床頂面爬行。影響線路爬行的因素有:1.長大下坡、進站地段,列車減速、限速、制動地段;2.運量大,爬行量也大,爬行方向與列車運行方向一致;3.列車軸重大、速度高,則沿著運行方向爬行也大;4.線路狀態(tài)不良,扣件松弛,道床松散,爬行加大。為了防止線路爬行,必須提高線路的縱向力:提高扣件阻力,采用彈性扣件,加大扭矩,防止螺栓松動,保持一定的扣壓力;加強道床的搗固、夯實,以提高道床的縱向阻力。在正常情況下,混凝土枕線路的每根軌枕下,道床的縱向阻力應大于10kN。防爬設備:穿銷式防爬器和防爬支撐。我國廣泛應用穿銷式防爬器。把防爬器和防爬支撐組成一起稱為防爬設備。圖1-38防爬器在復線、道岔區(qū)的防爬器分正向(又稱順向選防爬器和反向(逆向)防爬器兩種,所謂正向防爬器是指阻止列車向運行方向爬行的防爬器,反之為反向防爬器。安裝防爬器,具體使用條件如下:(1)木枕線路正線及到發(fā)線,應根據(jù)運量情況安裝防爬設備。其他站線、道岔應根據(jù)爬行情況適當安排防爬設備。對駝峰線路、有正規(guī)列車通過的道岔、絕緣接頭、橋梁前后各75m地段,應增加防爬設備數(shù)量。(2)混凝土枕線路使用彈條I型扣件時,可以不安裝防爬設備。使用其他扣件時,對線路坡度大于6‰的地段、制動地段、駝峰線路、有正規(guī)列車通過的道岔、絕緣接頭、橋梁(明橋面)前后各75m地段,可根據(jù)具體情況安裝防爬設備,數(shù)量可比木枕線路適當減少。
(3)在碎石道床地段,單方向鎖定為一對穿銷式防爬器和三對支撐;雙方向鎖定為兩對穿銷式防爬器和三對支撐組成,對砂石道床和卵石道床可比照碎石道床,每組防爬器增加一對支撐。(4)防爬設備應安裝在鋼軌中部,不宜安裝在接頭附近兩根軌枕處,支撐應安裝在軌底下。不使用大型養(yǎng)路機械的線路,支撐可安裝在距軌底邊凈距為350mm的道心處。(5)在混凝土枕上安裝防爬器時,為了與混凝土枕斜面貼靠,需加斜形承力板裝在防爬器的擋板與混凝土枕斜面之間。二、曲線加強對小半徑曲線段予以加強,加強辦法有:
1.增加軌枕配置,提高軌道框架橫向穩(wěn)定性。對于混凝土枕軌道R≤800m的曲線(包括緩和曲線),每公里增加軌枕根數(shù)。2.安裝軌撐和軌距桿,提高鋼軌水平方向的穩(wěn)定性,防止軌距擴大。圖1-39曲線上安裝軌撐和軌距桿對于半徑R≤350m的曲線和道岔導曲線,可根據(jù)需要安裝軌距桿和軌撐兩種加強設備。三、堆高曲線外側(cè)碴肩石碴,以增加曲線道床橫向阻力,也是曲線加強的一項有效措施。直線軌道的幾何形位軌距(標準軌距)兩股鋼軌頭部踏面下16㎜范圍內(nèi)兩股鋼軌工作邊之間的最小距離。(1435mm)25m鋼軌的接頭、中間(俗稱大腰)及兩個四分之一處(小腰)共檢查4處。水平軌道上兩股鋼軌頂面相對高差。直線部分(左股基準,本身高時“+”低“-”)曲線部分(上股基準,本身比h大時“+”小時“-”)危害:水平差----一股始終高于另一股。三角坑----規(guī)定的距離內(nèi)(18延長米;6.25米),先左股高后右股高,代數(shù)差超過容許誤差。高低鋼軌頂面縱向的高差。前后高低差用10m弦線量不超過4㎜。軌向(方向)軌道的方向,在直線是否平直,在曲線上是否圓順直線不直,引起列車的搖晃和蛇行運動。用10m弦測量矢度,允許偏差對正線及到發(fā)線≯4㎜;站線及專用線≯6㎜。軌底坡(1:40)鋼軌向軌道中心傾斜,這種傾斜度稱為軌底坡。從光帶位置判斷軌底坡【光帶偏向內(nèi)側(cè),不足;反之過大】線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值
項目作業(yè)驗收經(jīng)常保養(yǎng)臨時補修正線其他線正線其他線正線其他線軌距(mm)+4,-2+5,-2+6,-3+7,-3+8,-4+9,-4水平(mm)4568810高低(mm)4568810軌向(直線)(mm)4568810三角坑(扭曲)(mm)緩和曲線455768直線和圓曲線4568810注:①軌距偏差不含曲線上按規(guī)定設置的軌距加寬值,但最大軌距(含加寬值和偏差)不得超過I456mm;②軌向偏差和高低偏差為10m弦測量的最大矢度值;③三角坑偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量,檢查三角坑時基長為6.25m,但在延長18m的距離內(nèi)無超過表列的三角坑;④專用線按其他站線辦理。注:①軌距偏差不含曲線上按規(guī)定設置的軌距加寬值,但最大軌距(含加寬值和偏差)不得超過I456mm;②軌向偏差和高低偏差為10m弦測量的最大矢度值;③三角坑偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量,檢查三角坑時基長為6.25m,但在延長18m的距離內(nèi)無超過表列的三角坑;④專用線按其他站線辦理。線路檢查記錄薄
正線
km至
km,站線
股道,曲線半徑
m,超高
mm,順坡率
%
檢查日期檢查項目鋼軌編號接頭接頭接頭接頭接頭軌距水平軌向、高低及其他臨時補修日期及內(nèi)容項目二
任務1:城市軌道扣件認識知識目標了解扣件類型;了解扣件的結(jié)構(gòu)組成;掌握扣件的主要性能和參數(shù);掌握扣件安裝的基本步驟和要求。北京地鐵1、2號線扣件改造:一期工程軌道采用整體道床及彈性分開式DTI型扣件。DTI型扣件經(jīng)過1、2號線30年的運營使用,效果良好。但扣件彈性一般,經(jīng)多年使用,彈性扣板扣壓力有下降,僅有一道絕緣,扣件零部件較多。改造后扣件為DTV型扣件。改造后扣件彈性好,至今為止,彈條扣壓力基本無損失,扣件使用狀態(tài)較好,列車運行平穩(wěn)性有較大提高。
典型工作任務1城市軌道扣件認識工作任務:1.了解和掌握各種扣件的名稱和類型;2.了解和掌握常用扣件的結(jié)構(gòu)特征。相關配套知識:扣件
鋼軌與軌枕間的連接是通過中間聯(lián)結(jié)零件實現(xiàn)的,中間聯(lián)結(jié)零件也稱扣件。
作用:保持鋼軌的正確位置,防止鋼軌縱橫向位移,提供一定的軌道彈性,并將鋼軌所受的力傳遞給軌下基礎。主要性能有足夠的強度和耐久性有一定的軌距和水平調(diào)整性能有良好的絕緣性能有良好的減振彈性有一定的通用互換性從結(jié)構(gòu)型式上大致分為:帶鐵墊板的彈性分開式扣件:用于整體道床和地面線木枕碎石道床。不帶鐵墊板的彈性不分開式扣件:用于地面線和高架線砼枕碎石道床,一般采用國鐵扣件。從扣壓件型式上分:有螺栓的彈條扣件:用于高架線、地面線和地下線的整體道床,可以根據(jù)無縫線路對扣件扣壓力的要求適時調(diào)整;無螺栓彈條扣件:多用于地下線整體道床和地面線碎石道床。從輪軌橫向力的承受形式上分:靠傳遞給軌枕擋肩承受:是傳統(tǒng)的構(gòu)造形式,扣件結(jié)構(gòu)較安全,但限制了鋼軌水平調(diào)整量;靠扣件鐵墊板與軌枕間的水平摩擦力和螺旋道釘承受:目前采用較多,要求扣件鐵墊板與軌下基礎必須有可靠的連接,避免螺旋道釘彎曲應力過大而折斷,這就必須控制好鐵墊板下的墊層彈性及厚度??奂盗校簜鹘y(tǒng)系列DT系列WJ系列彈簧系列減振系列木枕扣件
通常應用于站場P50軌木枕線路,木枕扣件包括道釘、扣板、墊板及彈性墊層,扣件方式主要有分開式和混合式兩種:分開式又稱“K”形扣件,分開分別扣緊,即將鋼軌與扣板、墊板與木枕分別單獨扣緊,由于零件多,更換鋼軌非常麻煩,所以已經(jīng)很少使用了;混合式扣件是木枕軌道上使用最廣泛的一種扣緊方式,用道釘與將鋼軌、鐵墊板與木枕一起扣緊,零件少,安裝方便,但容易受振動影響,道釘浮起,降低扣壓力。分開式扣件:混合式扣件DT-Ⅳ-1型扣件為分開式扣件,鋼軌、墊板、木枕三者之間分開扣緊。鐵墊板與木枕之間的聯(lián)結(jié)設置為螺旋式道釘,鐵墊板與鋼軌之間的聯(lián)結(jié)設置為彈條式扣件。混凝土枕扣件1)扣板式扣件用于國家鐵路次要線路和站場線路,在城市軌道交通站場混凝土軌枕線路上使用也較多。主要特點:扣板的作用既扣壓鋼軌,又能調(diào)整軌距。2)彈片式扣件由于彈片比較單薄,剛度衰減極快,對鋼軌的扣壓力不足,很快被淘汰,城市軌道交通業(yè)從來沒用過,如圖
67型拱形彈片式扣件(3)彈條式扣件(彈條I、II型扣件)DT系列扣件“地鐵”DT-I型、DT-Ⅱ型、DT-III型、DT-III-2型至DT-Ⅶ-2型扣件等。DT-I型扣件為全彈性分開式,性能較好,扣壓件為彈性扣件。第一部分扣緊鐵墊板與鋼軌.
零件有:T型螺栓、螺母,彈性扣板、彈簧墊圈、軌距墊、軌下膠墊。第二部分扣緊鐵墊板與軌枕。零部件有:螺紋道釘、彈簧墊圈、玻璃鋼套管、螺旋鋼箍、鐵墊板、板下槽型橡膠墊板。DT-III-2型扣件主要用于上海、天津、蘇州、無錫、南京等地地下線長枕埋入式整體道床地段。軌距調(diào)整量為+8~-12mm。水平調(diào)整量一般為30mm。DT-Ⅵ-2型扣件主要用于北京、南京、杭州等地地下線一般地段整體道床,與短軌枕配套使用。DT-Ⅵ-2型扣件DT-Ⅵ-2型扣件WJ系列扣件“無擋肩”主要有WJ-1型、WJ-2型至WJ-5型扣件等。WJ-1型扣件為帶鐵墊板的彈性分開式扣件.
由于彈片扣壓件工作時主要利用材料的彎曲變形性能,加工相對簡易,造價也往往較低,但由于為螺栓緊固而開孔,在該部位容易出現(xiàn)應力集中,而且彎矩最大處恰恰是截面削弱最大處。WJ-2型扣件在城市軌道交通線路設計過程中,成為適合于高架線路的新型扣件,使用于上海地鐵及武漢地鐵的高架線路。
WJ-4型扣件
彈條III型分開式扣件,類似于國外的PANDROL扣件,無螺栓、無擋肩,扣壓件為Φ18的彈條,彈程大于10mm,調(diào)高量為15mm,軌距調(diào)整為+8mm~-12mm,扣件節(jié)點防爬阻力大于11KN,單個彈條扣壓力為9KN,節(jié)點剛度為35KN/mm??奂Y(jié)構(gòu)簡單,有利于制作、安裝和養(yǎng)護維修。彈簧系列扣件有單趾彈簧扣件和雙趾彈簧扣件兩種,主要用于廣州、深圳、成都等地城市軌道交通短軌枕整體道床地段。單趾彈簧扣件單趾彈簧扣件(平面)雙趾彈簧扣件包括緩沖墊板,鐵墊板,連接二者且?guī)菁y套管的一組螺栓,與螺栓配合并安裝在鐵墊板偏心孔內(nèi)的偏心輪,墊圈,位于鐵墊板上的緩沖墊板,以及安裝在鐵墊板上的扣軌彈簧。減振系列扣件
D-T扣件減振器(俗稱克隆蛋)主要用于上海、廣州、深圳、北京、南京、杭州等地城市軌道交通對減振降噪有中等要求地段短軌枕整體道床。D-T扣件減振器D-T扣件減振器Vanguard扣件
主要用于廣州、深圳、北京等城市地鐵對減振降噪要求較高地段,上海也有部分地段鋪設。Vanguard軌道減振器是英國Pandrol公司開發(fā)的一種新型減振扣件Vanguard扣件先鋒扣件(pandrol)Vanguard扣件洛德扣件
該扣件為近年來所引進的新扣件,由于它的減振效果比較明顯,所以在近年建設的新線中,凡減振地段要求較高的,均采用本扣件。但缺點是調(diào)高量太小,對于沉降量較大的地段,不宜采用。ZB型扣件目前主要用于上海城市軌道交通地下線一般減振要求地段長軌枕整體道床。DJK5-1型扣件主要用于北京、天津、南京、杭州等地車輛基地庫內(nèi)檢查坑整體道床,適用于50kg/m鋼軌。城市軌道扣件
任務2城市軌道扣件安裝工作任務:1.掌握城市軌道常用扣件的安裝要求;2.熟練進行彈條I型扣件和WJ-2型扣件的組裝和配置。相關配套知識:彈條I型扣件
用于城市軌道有碴線路上聯(lián)接50kg/m或60kg/m鋼軌與預應力混凝土枕,最大調(diào)高量為10mm。彈條分A、B型兩種。50kg/m鋼軌用軌距擋板分中間和接頭兩種,每種分14、20兩個號碼。除14號接頭軌距擋板安裝B型彈條外,其余均安裝A型彈條。
60kg/m鋼軌用軌距擋板僅一種,分6、10兩個號碼,均安裝B型彈條。圖
彈條?型扣件1螺旋道釘;2螺母;3平墊圈;4彈條;5軌距擋板;6擋板座;7調(diào)高墊板;8橡膠墊板扣件組裝的程序和要求:錨固螺旋道釘。鋪設襯墊及橡膠墊板。墊板的凸出邊緣應扣住軌枕承臺。按表2-3的規(guī)定安裝擋板座和軌距擋板。表中所列軌距擋板和擋板座號碼系正常情況下的配合。安裝彈條、平墊圈、螺母。組裝和維護要求:本扣件采用調(diào)高墊板來調(diào)整鋼軌水平高低,允許最大調(diào)高量為10mm。螺栓錨固位置以凸臺底面距承軌槽面不大于2mm為準,確保凸臺不與軌距擋板底面相碰。組裝扣件時應先檢查螺栓錨固位置是否正確,凸臺位置方正的可使用,否則應采取修理措施。硫磺錨固后,應將螺旋道釘周圍和承軌槽面上的殘渣及雜物清除干凈。擋板座應放平并與軌枕擋肩密貼軌距擋板后端必須落入擋板座圓弧槽內(nèi),前端與軌底保持密貼;擋板顎部不得離開軌底或爬上軌底。安裝彈條時,螺母的擰緊程度要適當,以彈條中部前端下頦與軌距擋板接觸為準,或使螺母扭力矩保持在80~100N?m。軌下橡膠墊板要放正,墊板凸出邊緣應扣住軌枕承軌臺,防止墊板移動和錯位。軌枕位置要正確。在組裝后或維修中,由于鋼軌、軌枕及扣件的制造偏差、鋼軌磨耗、墊板偏壓等原因,需要調(diào)整軌距時,可調(diào)換不同號碼的擋板座及軌距擋板。WJ-2型扣件:目前在城市軌道交通高架橋上,無砟軌道使用的分開式無擋肩扣件主要有WJ-2型和WJ-4型(見下圖)天津津濱輕軌(中山門站)WJ-2型扣件WJ-2型扣件WJ-2型扣件部件組成及說明
由T型螺栓、螺母、平墊圈、彈條、鐵墊板、復合墊板、絕緣緩沖墊板、重型彈簧墊圈、平墊塊、錨固螺栓和預埋套管組成,此外為了鋼軌調(diào)高的需要,還包括軌下調(diào)高墊板和鐵墊板下調(diào)高墊板??奂饕O計參數(shù)與特點扣件調(diào)高量40mm,鋼軌高低調(diào)整通過在軌下、鐵墊板下墊入調(diào)高墊板實現(xiàn),軌下調(diào)整量10mm,鐵墊板下調(diào)整量30mm??奂笥椅恢谜{(diào)整量每軌±10mm,調(diào)整軌距通過移動帶有長圓孔的鐵墊板來實現(xiàn),為連續(xù)無級調(diào)整??奂O計最大承受橫向力為40KN(疲勞荷載),混凝土承軌臺不設擋肩。鐵墊板上設置1:40軌底坡??奂?jié)點剛度為40~60KN/mm??奂型螺栓的螺母不采用松緊搭配方式布置,要求松緊程度一致,使扣件均勻受力,T型螺栓的螺母扭矩為70~90N?m。錨固螺栓擰緊扭矩為300N?m。預埋絕緣套管抗拔力大于100KN??奂佋O順序及要求
安裝前的準備工作①預埋套管預先埋設于短軌枕中,埋設精度應滿足要求,且預埋套管頂面應低于軌枕或軌道板承軌面0~0.5mm。預埋套管埋設后,應加蓋塑料(或其他材料)蓋以防雨水和泥污進入。清除軌枕或軌道板承軌面上的淤泥和雜物清除軌底的泥污②清除軌枕或軌道板承軌面和軌底的泥污③摘除預埋套管上的塑料(或其他材料)蓋④清除套管中的雜物和積水,在套管中注入約20g鐵路專用防護油脂。安裝順序①安放絕緣緩沖墊板鋪設絕緣緩沖墊板,使墊板孔與預埋套管孔對中。②安放鐵墊板安放鐵墊板,鐵墊板的螺栓孔中心應與預埋套管中心對正。③安放平墊塊將平墊塊放在鐵墊板上。④安放重型彈簧墊圈和錨固螺栓將錨固螺栓套上彈簧墊圈,并將螺紋部分涂滿鐵路專用防護油脂,先用手旋入預埋套管中,然后用可控制扭矩的扳手或機具以100~150N?m的扭矩緊固錨固螺栓。錨固螺栓彈簧墊圈鐵路專用防護油脂⑤安放軌下墊板清除鐵墊板承軌面泥污,將軌下墊板按正確的方位安放在鐵墊板承軌面上。以橡膠墊板為例,左圖為錯誤的安放橡膠墊板方位,右圖是正確的方位。圖左錯誤的安裝橡膠墊板位置圖右正確的安裝橡膠墊板位置⑥安放鋼軌(見圖)⑦安放T型螺栓將T型螺栓螺紋部分涂油,T型頭插入鐵墊板底部后旋轉(zhuǎn)90°,然后上提使T型頭完全嵌入槽中,具體的過程如下:a.T型螺栓頭部按照如下圖所示角度,插入鐵墊板。b.T型螺栓頭部插入鐵墊板后,按順時針方向旋轉(zhuǎn)T型螺栓90°,螺栓頭部到預定位置。
順時針方向旋轉(zhuǎn)T型螺栓90°
⑧安放彈條⑨安放平墊圈和螺母,緊固彈條安放平墊圈和螺母,上提T型螺栓,用手擰緊螺母(螺母與螺栓應對正,切忌斜擰),確認螺栓垂直后,再用可控制扭矩的扳手或機具擰緊螺母,使彈條安裝到位。⑩擰緊錨固螺栓確認軌距和軌向合適后,采用可控制扭矩的扳手或機具以300N?m的扭矩緊固錨固螺栓。安裝調(diào)整①調(diào)整軌距和軌向檢查軌距和軌向,如有不適,調(diào)整軌距的步驟如下a.松開錨固螺栓;b.用改道器橫向挪動鐵墊板予以調(diào)整,確認軌距和軌向合適后;c.以300N?m的扭矩擰緊錨固螺栓。②調(diào)整鋼軌高低在運營期間如因橋梁徐變上拱或基礎下沉引發(fā)鋼軌高低和水平不平順時,可在軌下設置調(diào)高墊板,當調(diào)高量超過10mm時,可同時在鐵墊板下設置調(diào)高墊板。
a.鋼軌下調(diào)高軌下調(diào)高墊板不得放在軌下墊板上,放入的軌下調(diào)高墊板總厚度不得大于10mm,軌下調(diào)高墊板的數(shù)量不得超過兩塊,并應把最薄的軌下調(diào)高墊板放在下面,以防軌下調(diào)高墊板竄出。b.鐵墊板下調(diào)高墊入的鐵墊板下調(diào)高墊板的總數(shù)不得超過兩塊,總厚度不得超過20mm。養(yǎng)護維修要求①運營初期(一般2~3個月)應檢查錨固螺栓扭矩和彈條安裝是否到位,并進行復擰,保證錨固螺栓扭矩和彈條安裝到位。②在運營期間如需要進行軌向和軌距調(diào)整時,應按①調(diào)整軌距和軌向進行鋼軌左右位置調(diào)整;如因橋梁徐變上拱或基礎下沉等原因引發(fā)鋼軌高低和水平不平順時,應按②調(diào)整鋼軌高低進行調(diào)整;運營期間應定期檢查錨固螺栓扭矩和彈條安裝是否到位,并進行復擰。③應對T型螺栓進行定期涂油,防止螺栓銹蝕。④應保持扣件系統(tǒng)的清潔,特別要防止絕緣緩沖墊板排水口堵塞。⑤使用中如發(fā)現(xiàn)扣件部件損壞應及時更換。⑥如遇需要卸下錨固螺栓情況時,應避免泥污進入預埋套管。《地鐵設計規(guī)范》GB50157—2003條文扣件是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件,將鋼軌與軌枕(或承軌臺)牢固聯(lián)結(jié),能保持鋼軌在軌枕等孰下基礎上的正確位置,防止鋼軌不必要的橫向及縱向移動。因此,扣件應力求構(gòu)造簡單、造價低,不僅具有足夠的強度和扣壓力,還應具有良好的彈性和適量的軌距、水平調(diào)整及絕緣性能,特別是剛性整體道床更為重要。206項目三:
曲線軌道構(gòu)造內(nèi)容提要曲線軌道的構(gòu)造特點:外軌超高軌距加寬(小半徑曲線)緩和曲線縮短軌布置曲線方向整正(繩正法整正曲線的基本原理)曲線軌道207208曲線的基本要素:1.曲線中心角(α);
2.曲線半徑(R);
3.曲線切線長(T);
4.曲線外矢距(E);
5.曲線長度(L);
6.緩和曲線長度(l0)209教學情境1-2:
曲線軌道構(gòu)造設置外軌超高的目的:為了平衡離心力,鋼軌垂直磨耗均勻和增加旅客舒適度。外軌超高度:曲線外軌頂面與內(nèi)軌頂面水平高度之差。210曲線超高的計算與設置取整為5㎜整倍數(shù)《地鐵》規(guī)定:最大不超過120㎜,
211平均速度的計算:客貨混跑線路,平均速度確定方法:1.全面考慮一晝夜每一趟列車的速度和重量來計算2.在新線設計與施工時,平均速度計算方法212曲線外軌未被平衡的超高檢算:1.欠超高列車高速通過曲線時,外軌超高h不足產(chǎn)生未被平衡超高。
《維規(guī)》:一般h欠≯75㎜困難時≯90㎜2132.過超高
列車低速通過曲線時,外軌超高h過大,產(chǎn)生未被平衡超高。檢算超高公式
《維規(guī)》一般H過≯50㎜2141.外軌提高法是保持內(nèi)軌標高不變而只抬高外軌的方法。
2.線路中心高度不變法是內(nèi)外軌分別各降低和抬高超高值一半而保證線路中心標高不變的方法。
我國現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定將超高全值設在外軌上,采用加厚外側(cè)道床的辦法來實現(xiàn)。設置超高主要有兩種方法:215曲線超高的計算步驟:1.測定列車實際速度;
2.計算平均速度
3.計算超高;
4.曲線超高檢算;
216例1:某單線區(qū)間曲線半徑為800m,線路容許速度為100km/h,列車平均速度為67.9km/h,u高=95km/h,u低=56km/h。計算應設多大超高?并檢算超高設置是否合理?217解:1.計算超高
取70㎜小于125㎜合格
2.計算欠超高小于75㎜合格
3.計算過超高
合格218思考題:1.某單線鐵路曲線半徑R=800m,一晝夜通過該曲線的各次列車次數(shù)、列車重量及實測速度如下表所示,試確定該曲線的實設超高,并檢算未被平衡的超高是否滿足《鐵路線路維修規(guī)則》的要求?219
順號列車種類列車重量(KN)列數(shù)實測速度(km/h)1特快旅客列車8000495,94,88,852直快旅客列車9000490,89,86,833普通旅客列車7000273,694直達貨物列車330001369,68,64,63,70,63,67,65,65,61,60,58,575區(qū)段貨物列車22000572,67,70,69,566排空貨物列車11000673,67,71,66,68,692202.某單線區(qū)間曲線半徑為1000m,線路容許速度為110k/h,一晝夜各類列車次數(shù)、列車重量及實測行車速度見下表,通過計算確定曲線外軌超高。221順號列車種類列車重量(t)列數(shù)實測速度(km/h)1特快旅客列車8004105,110,110,1082直快旅客列車9004100,95,98,1053普通旅客列車700280,854直達貨物列車33001080,78,75,78,76,70,76,80,75,755區(qū)段貨物列車2200480,76,70,786排空貨物列車1100478,75,80,72222223224225小半經(jīng)曲線軌距加寬轉(zhuǎn)向架的內(nèi)接形式1.斜接2.自由內(nèi)接3.楔形內(nèi)接4.正常強制內(nèi)接226曲線的容許偏差不得超過6mm,故曲線軌道最大容許軌距應為1450mm,即最大允許加寬為15mm。
曲線軌距加寬曲線半徑(m)加寬值(mm)軌距(mm)R≥35001435350>R≥30051440R<300151450227曲線超高順坡(一)單曲線
1.曲線超高順坡在整個緩和曲線內(nèi)完成,容許速度大于120km/h的線路,順坡坡度≯1/10umax,其他線路≯1/9umax。最大坡度不超過2‰.2.如緩和曲線長度不足,順坡可延伸至直線上。2283.無緩和曲線,容許速度>120km/h,順坡坡度≯1/10umax,其他線路≯1/9umax。容許速度大于120km/h的線路,在直線上順坡的超高≯8㎜,其他線路有緩和曲線時≯15㎜,無緩和曲線時≯25㎜。4.困難條件下,可適當加大順坡坡度。(二)復曲線在正矢遞減范圍內(nèi),從較大超高向較小超高均勻順坡。229曲線種類:1.單曲線(只有一個圓心,一個半徑的曲線)2.復曲線(由兩個或兩個以上不同的圓心和半徑組成曲線)3.同向曲線(由兩個轉(zhuǎn)向角方向相同的圓曲線組成)4.反向曲線(----------------不同------------)230(三)同向曲線(夾直線)
順坡終點間的直線段應不短于25
順坡終點間的直線段不足25m時,可在直線部分設置不短于25m的相等超高段。困難條件下,可在直線部分從較大超高向較小超高均勻順坡。(四)反向曲線夾直線應不短于25m;不足時,可不短于20m(正線),站線不短于10m。231
緩和曲線
緩和曲線是直線與圓曲線的連接過渡段,每條曲線有兩個緩和曲線,即第一緩和曲線,第二緩和曲線。當列車由直線進入圓曲線時,線路軌距、超高、正矢由小到大(遞增),從圓曲線到直線又由大到小(遞減)。如何使列車安全、平穩(wěn)地運行,主要取決于緩和曲線。232緩和曲線的作用
1.當列車從直線進入或駛離曲線時,不使離心力突然發(fā)生或突然消失。2.使曲線超高不突然提高或降低。3.使軌距加寬不突然增大或減小。4.避免機車車輛對軌道急劇沖擊。5.使機車車輛在曲線上形成內(nèi)接平順,使旅客感覺舒適。233緩和曲線的幾何特征:1.緩和曲線連接直線和半徑為R的圓曲線,其曲率由零至1/R逐漸變化。2.緩和曲線的外軌超高,由直線上的零值逐漸增至圓曲線的超高度,與圓曲線的超高相連接。3.緩和曲線連接半徑小于350m的圓曲線時,在整個緩和曲線長度內(nèi),軌距加寬呈線性遞增,由零至圓曲線加寬值。因此,緩和曲線是一條曲率和超高均逐漸變化的空間曲線。234緩和曲線的線型要求
1.平面形狀曲率半徑ρ,由∞逐漸減小至R的一條變徑曲線。2.立面形狀S曲線在始點處與直線部分的外軌頂面相切,在終點處與圓曲線部分的外軌頂面相切。實際:在立面上采用直線型外軌超高順坡。常用緩和曲線的線型L=h/I我國鐵路采用三次拋物線作為緩和曲線。235緩和曲線長度確定根據(jù)理論分析計算,緩和曲線的長度主要是根據(jù)圓曲線半徑和列車通過的行車速度來確定。L緩≥10×h×u最高,容許速度大于120km/h的線路;L緩≥9×h×u最高,其他線;L緩≥7×h×u最高,困難地段;以上公式計算結(jié)果應取10m的整倍數(shù)。236緩和曲線長度表(u≤160㎞/h)
路段旅客列車設計行車速度(㎞/h準類別一般困難一般困難一般困難一般困難曲線半徑(M)100003020202020202020800040203020202020206000503030202020202050006040403020202020400060405030302020203000705050404020202025008070604040303020200090806050504030201800100807060504030201600110100706050404020140013011080706040402012001501309080605040301000--12010070604030237曲線縮短軌的配置鋼軌接頭按其相互位置:【相對式接頭(對接);相互式接頭(錯接)】鐵路原則上采用相對式接頭。在曲線上,由于外股軌線要比內(nèi)股線長,內(nèi)股鋼軌接頭比外股鋼軌接頭錯前,為了滿足對接,在曲線內(nèi)股應適當鋪設縮短軌。238縮短軌的標準及要求
1.標準【12.5m標準軌;標準縮短軌為40㎜、80㎜、120㎜】【25m標準軌;縮短量為40㎜、80㎜、160㎜】2.要求同一曲線一般使用同一標準縮短軌;在困難地段采用不同縮短軌,以縮短量較大的作為計算標準。在正線及到發(fā)線上,相錯量不大于40㎜+1/2縮短量,次要線再增加20㎜。239曲線縮短量計算1.圓曲線縮短量
s1=1500㎜2.一端緩和曲線縮短量3.總縮短量,曲線縮短量計算公式為
2404.圓曲線任一點縮短量5.緩和曲線任一點縮短量6.曲線標準軌根數(shù)=7.縮短軌數(shù)量=241[例題]
某曲線半徑為600m,圓曲線長為119.73m,緩和曲線長100m,直線上最末一節(jié)鋼軌進入曲線的長度為5.5m,標準軌長為25m,軌縫為10mm。求:縮短軌類型,縮短量,數(shù)量,在第幾號鋼軌上安裝縮短軌?242例題:
某曲線半徑為600m,圓曲線長為50m,緩和曲線長60m,直線上最末一節(jié)鋼軌進入曲線的長度為4.8m,標準軌長為25m,軌縫為10mm。求:縮短軌類型,縮短量,數(shù)量,在第幾號鋼軌上安裝縮短軌?243解:根據(jù)公式,總縮短量為整個曲線標準軌根數(shù):縮短軌根數(shù)244245246位置軌號緩和曲線起點至接頭距離(m)軌長含1個軌縫
應有縮短量計算(mm)標準軌Ο縮短軌Χ實際縮短量累計mm接頭錯開量mm第一緩和曲線012314.829.8154.826025.0125.015.18ΟΟΧ00800+19-17圓曲線3245179.83104.8411019.8325.015.16ΧΟ160160-35+28第二緩和曲線5267129.85(40.15)154.86(15.14)170(0)19.8525.0115.14ΧΟΟ240240240+1+30+35247作業(yè)題:
某曲線半徑為800m,圓曲線長為125.53m,緩和曲線長70m,直線上最末一節(jié)鋼軌進入曲線的長度為8.5m,標準軌長為25m,軌縫為10mm。試確定縮短軌類型,數(shù)量,并布置縮短軌?248曲線方向整正
繩正法的基本原理:
是利用曲線上各點正矢與曲率的關系,通過改正正矢,從而改變曲線曲率,使曲線恢復應有的圓順度。249250漸伸線原理漸伸線的兩個特性:(1)漸伸線的法線B1N1、B2N2…是對應點上原曲線的切線;(2)漸伸線上任意兩點曲率半徑之差,等于對應點上原曲線弧長的增量。根據(jù)漸伸線的定義和特性,曲線撥動時作兩點假定:(1)曲線上任一點撥動時都是沿漸伸線移動的;(2)曲線撥動前后其長度不變。251計劃正矢的計算圓曲線上的正矢:252緩和曲線上的正矢計算
遞變正矢:式中為緩和曲線的正矢遞增率,當n為緩和曲線分段數(shù)時有……253撥量計算254255第N點的漸伸線長度,等于到其前一點()為止的正矢累積的合數(shù)的兩倍。撥量=E由式e=可得到第k點的撥量為:為測點實測正矢與計劃正矢之差,簡稱正矢差。256基本原理1)曲線整正前后,應保持曲線兩端直線方向不變,現(xiàn)場正矢總和等于計劃正矢總和。(或正矢差的和為零)。2)曲線整正前后,應保持曲線兩端直線的位置不變,始終點撥量為零。3)應滿足各控制點對撥量的限制。257例:表為曲線整正計算的實例。其中曲線半徑R=500m,兩端緩和曲線長50m,實測正矢見表,其中第7點為小橋,不允許撥動曲線。解:圓曲線計劃正矢緩和曲線計劃正矢
258點號差法:
在某測點上,將計劃正矢減少1㎜,同時在其下邊相距為M個點號的測點上,將計劃正矢增加1㎜(“上減下加”),其結(jié)果,將使下一測點以后的各測點的半撥量增加1×M㎜。反之,在相距為M個點號的一對測點上,對其計劃正矢進行“上加下減”的修正,其結(jié)果將使下一測點以后各測點的半撥量減少1×M㎜。259點號差法概念:
通過在一對相距為M個點號的測點上,各調(diào)整1㎜的計劃正矢,而使這對測點以后各測點的半撥量變化1×M㎜,由于M為這對測點的點號之差,故稱此法為點號差法。260使用點號差法調(diào)整半撥量時需注意:1.點號之差M值應盡可能地大。2.如果一對測點的調(diào)整量不足以達到所需調(diào)整的值時,可以酌情使用幾對測點。3.“先加后減”的各對測點,最好安排在負半撥量最大的點號之后,“先減后加”的各對測點,最好安排在正半撥量最大的點號之后,以避免使某些點的半撥量增大,對撥道不利。
2614.曲線的始點和終點不要進行正矢修正,以保證曲線始、終點的半撥量為零。5.在修正值的正值與負值之間,最好間隔二個測點以上,以保證曲線的圓順。6.選擇測點時,應考慮該點計劃正矢的修正歷史,避免與曾經(jīng)進行過計劃正矢修正的點發(fā)生同號重復修正。262263測點實測正矢第一次試算第二次試算第三次試算第四次試算全撥量撥后正矢備注f’df’f’df’∑df’f’df’∑df’∑∑df’df’∑df’∑∑d1234567891011121314151617181000000000000000023303002+1+10300003ZH32220+220+2+220+2+3+120+2+2002043540-540-5-341-6-3+440-5-3+2+44056660+660+6+360+6+3+160+6+3-1-26067580-580-5-280-5-2+480-5-2+2+480710597+898+7+598+7+5+298+7+50098小橋890100-10101-11-6101-11-6+7101-11-6+5+101019110100+10101+9+3101+9+3+1101+9+3-1-21011095100-5101-6-3101-6-3+4101-6-3+2+410111105100+5101+4+1101+4+1+1101+4+1-1-2101121001000101-10101-10+2101-1000101131001000101-1-1101-1-1+101-1-100101149697-198-2-398-2-3+197-1-2-1-297YH158580+580+5+280+5+2-280+5+3-3-680165860-260-2060-20061-3000611740400400040000400000401820200200020000200000201923-12002000200002Hz200000060000000000合計1072+36-29+33-33+16-18+18-18+33-33+17-17264265作業(yè)題:某曲線半徑400米,緩和曲線長60米,第10點為控制點,實測正矢見下表:進行撥量計算.測點123456789101112實測f421465681107121123125126133128測點1314151617181920212223實測f125122131124114102835540193266優(yōu)良的曲線整正方案應具備如下特征:第一,具有正撥量的測點與具有負撥量的測點相互間隔。第二,整個曲線的正撥量與負撥量相差不多。第三,各測點的撥量皆不大。(最好不大于40㎜)
項目四普通單開道岔內(nèi)容提要:1.普通單開道岔的組成、分類2.普通單開道岔的幾何尺寸
3.普通單開道岔檢查程序和步驟情境2-1:普通單開道岔道岔-----把兩條或兩條以上的軌道,在平面上進行相互連接或交叉的設備。道岔是鐵路軌道中不可缺少的重要組成部分,根據(jù)用途和條件的不同,可以利用道岔把許多平行股道組合成各種不同形式的車站或車場,其目的是使機車車輛由一條軌道轉(zhuǎn)入或越過另一條軌道,以滿足鐵路運輸中的各種作業(yè)需要
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