1、第二章 軌道結(jié)構(gòu) 第三章 鋼軌,第一部分 軌道知識(shí),由NordriDesign提供 ,一、軌道結(jié)構(gòu)的組成部件及特點(diǎn),軌道可分為有砟軌道和無(wú)砟軌道兩大類型。 1.有砟軌道： 有砟軌道結(jié)構(gòu)主要由鋼軌、扣件、枕木、道砟等部分組成。 1.1.鋼軌 鋼軌是軌道結(jié)構(gòu)最重要的部件。 1.鋼軌的功用： （1）為車(chē)輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動(dòng)面，引導(dǎo)機(jī)車(chē)車(chē)輛前進(jìn)。 （2）鋼軌要承受來(lái)自車(chē)輪巨大的垂直壓力，并以分散的形式傳給軌枕。 （3）兼做軌道電路，為軌道電路提供導(dǎo)體。 2.鋼軌的類型 鋼軌的類型通常按照每米的質(zhì)量來(lái)分類,我國(guó)鐵路鋼軌可以分為43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m。 從各個(gè)國(guó)

2、家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，6075kg/m的鋼軌用在大軸重、大運(yùn)量的重載線路上；5060kg/m的鋼軌用在列車(chē)速度小于160km/h的普通客運(yùn)線路上；列車(chē)速度超過(guò)160km/h的線路應(yīng)該采用6075kg/m的鋼軌。我國(guó)鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為12.5m和25m。,3.鋼軌的斷面： 鋼軌的三個(gè)主要尺寸是鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度。對(duì)其要求有： （1）軌頭宜大而厚，并具有與車(chē)輪踏面相適應(yīng)的外形，以改善輪軌的接觸條件，提高抵抗壓陷的能力，同時(shí)具有足夠的支撐面。 （2）軌腰必須有足夠的厚度和高度，具有較大的承載能力和抗彎能力。 （3）軌底直接支承在軌枕頂面上。,鋼軌截面尺寸及特性參數(shù),4.高速鐵路對(duì)鋼軌的要求：,鋼質(zhì)潔

3、凈、表面無(wú)基本缺陷 幾何尺寸高精度、高平直度 采用長(zhǎng)定尺鋼軌、減少鋼軌的焊接接頭 強(qiáng)韌性匹配合理、韌塑性好、焊接性能優(yōu)良,5.國(guó)內(nèi)外高速鐵路鋼軌的生產(chǎn),法國(guó)： （1）鋼胚的生產(chǎn)：生鐵脫硫預(yù)處理氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉除渣處理LF爐外精煉真空脫氣四流連鑄熱鋸鋼胚。 （2）鋼軌軋制：連鑄鋼胚步進(jìn)式加熱爐加熱高壓水除磷普通軋機(jī)開(kāi)胚，萬(wàn)能機(jī)軋制鋼軌熱預(yù)彎平立聯(lián)合矯直鋸切，端頭精加工平直度在線檢測(cè)表面渦流探傷內(nèi)部超聲波探傷外觀檢查入庫(kù)。 （3）鋼軌精整。 （4）鋼軌質(zhì)量檢測(cè)。 德國(guó)： 蒂森鋼軌生產(chǎn)流程：高爐鐵水鐵水預(yù)脫硫氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉RH真空脫氣6流連鑄步進(jìn)式加熱爐加熱鋼胚高壓水除磷粗軋精軋熱鋸步進(jìn)式冷床立平

4、符合錕矯檢測(cè)中心端頭四面壓力矯直鋸鉆加工檢查入庫(kù)。,我國(guó)： 隨著鐵路的發(fā)展我國(guó)已經(jīng)形成了，鋼軌斷面50kg/m、60kg/m、75kg/m系列，材質(zhì)980MPa、880MPa、780MPa。,1.2扣件,1.2.1分類： 按照扣壓形式分：彈片式、彈條式。我國(guó)的彈條型、型、型（用于 有砟軌道） 按照扣件緊固形式分：無(wú)螺栓、有螺栓。 按照與道床的連接方式分：分開(kāi)式、混合式。 按照承受水平力方式分：無(wú)擋肩、有擋肩。 常見(jiàn)的高鐵扣件：直結(jié)4K型，彈片式、有螺栓、混合式、有擋肩結(jié)構(gòu)。 直結(jié)8K型，彈片式、有螺栓、分開(kāi)式、無(wú)擋肩結(jié)構(gòu)。 Voossloh型，彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩結(jié)構(gòu)。 Krupp

5、ECF型，彈條式、有螺栓、分開(kāi)式、無(wú)擋肩結(jié)構(gòu)。 Pandal Fastclip型，彈條式、有螺栓、分開(kāi)式、無(wú)擋肩結(jié)構(gòu)。,我國(guó)自主研發(fā)的高鐵扣件： （1）彈條型、彈條型。,彈條型 彈條式 、 無(wú)螺栓 、,混合式、無(wú)擋肩,彈條型 彈條式、有螺栓、混合式、有擋肩,WJ-7型扣件,WJ-8型,1.3枕木,材料屬性分類：木制枕木；鋼筋混凝土枕木；鋼制枕木；復(fù)合材料枕木。 1、普通枕木：寬度220mm；厚度160mm；長(zhǎng)度2500mm； 2、道岔枕木（普通）：寬度220mm；厚度160mm 枕木 ；長(zhǎng)度26004850mm，以150mm進(jìn)位，共計(jì)16個(gè)長(zhǎng)度規(guī)格； 3、道岔枕木（標(biāo)準(zhǔn)）：寬度240mm；厚度

6、160mm；長(zhǎng)度26004800mm，以200mm進(jìn)位，共計(jì)12個(gè)長(zhǎng)度規(guī)格； 4、橋梁枕木：寬度220mm；厚度240、260、280、300mm；長(zhǎng)度 3000mm；,1.4道砟,二、鋼軌分級(jí)使用的含義,鋼軌分級(jí)使用包含兩個(gè)方面的含義： 鋼國(guó)的二次或多次使用和鋼軌在一次使用中的合理倒換使用。 鋼軌的二次使用是指鋼軌在繁忙線路上運(yùn)營(yíng)以后經(jīng)過(guò)舊軌整修，再把它鋪設(shè)到運(yùn)量小的鐵路上再次作用，可以延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命和提高鋼軌的使用效率。重型舊軌的多次使用，可使整個(gè)非繁忙線路的設(shè)備得到顯著加強(qiáng)。在貨運(yùn)密度小的線路上采用重型鋼軌，即使是舊軌，也將大大提高線路穩(wěn)定，并能以較少的材料和勞動(dòng)力來(lái)保證軌道的正常養(yǎng)

7、護(hù)。舊軌整修通常分為三類：綜合整形軌、一般整形軌和焊接再用長(zhǎng)軌條。,國(guó)外以遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)軌的分級(jí)管理與使用一直很重視。例如聯(lián)邦德國(guó)一直對(duì)鋼軌與通過(guò)運(yùn)量和養(yǎng)護(hù)維修間的關(guān)系進(jìn)行研究，以期獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。具體分級(jí)為：新軌鋪調(diào)用于一級(jí)軌道；當(dāng)軌高降低5%時(shí)則換下鋪于二級(jí)軌道；當(dāng)軌高降低8%時(shí)則鋪設(shè)在三級(jí)軌道上。德國(guó)在實(shí)行鋼軌分級(jí)管理時(shí)，是將再用軌作為一種資源儲(chǔ)備。當(dāng)一條鐵路要鋪設(shè)新軌道時(shí)，應(yīng)事先考慮到有一部分要鋪設(shè)再用軌。因?yàn)橛眠^(guò)的較重的鋼軌就相當(dāng)于較輕的新軌。 現(xiàn)代鋼軌的高質(zhì)量、耐久性和可靠性，為鋼軌的多次再用提供了可能性。鋼軌設(shè)備的運(yùn)營(yíng)制度應(yīng)是“隊(duì)梯式”的，鋼軌隨著其承載能力的減弱而逐步移到運(yùn)量較小

8、的區(qū)段下使用。鋼軌在一次使用中的倒換使用是鋼軌合理使用的另一方面，我國(guó)幅員文闊，鐵路線路的條件相差別很大，在同一區(qū)段線路上將軌道上下股鋼軌倒換使用或直線與曲線鋼軌倒換使用，是延長(zhǎng)鋼軌使用壽命的另一措施。,三、鋼軌的打磨方式,鋼軌打磨的目的： 1）通過(guò)修正鋼軌斷面形狀，改善輪/軌接觸關(guān)系，從而減少輪/軌接觸應(yīng)力和磨耗。 2）修正/控制鋼軌波磨以及低接頭。這些缺陷會(huì)增加輪軌噪音、加快車(chē)輛部件和軌道部件的惡化率，甚至造成列車(chē)限速； 3）修正/控制滾動(dòng)接觸疲勞缺陷。這些缺陷會(huì)增加鋼軌損傷的風(fēng)險(xiǎn)，甚至降低超聲波鋼軌探傷的效果； 4）修正/控制其他鋼軌缺陷（如車(chē)輪滾傷、壓潰、軌頭垂向及縱向裂紋）； 5）減

9、少車(chē)輪和轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)的不利影響，這種情況下，會(huì)加劇鋼軌磨耗和缺陷的惡化；,6）減少噪音和振動(dòng)，減少普通接頭和焊接接頭的垂向不平順，控制鋼軌波磨； 7）緩和大軸重車(chē)輪作用的不利影響，改善輪/軌接觸條件； 8）減少車(chē)輛橫向不穩(wěn)定性（蛇行運(yùn)動(dòng)）。,4種打磨的類型： 1）矯正性打磨（缺陷打磨）：目的是消除或減少在線鋼軌的缺陷，一般采用積極打磨的工序，預(yù)先設(shè)計(jì)好打磨量（0.5mm到4-6mm之間），并且，作業(yè)間隔相對(duì)較長(zhǎng)，通常由缺陷的嚴(yán)重程度來(lái)決定。 矯正性打磨并不是非常經(jīng)濟(jì)，主要是因?yàn)樾枰ヤ撥壉砻娴拇罅拷饘?，還要求使用大量的打磨過(guò)程，減少了鋼軌的潛在使用壽命。但是，為了確保鋼軌不會(huì)在短期內(nèi)失效，矯正

10、性打磨是非常必要的，特別是在更換鋼軌的預(yù)算較為緊張的時(shí)期。不過(guò)這種條件的鋼軌可能會(huì)導(dǎo)致列車(chē)限速。,2）過(guò)渡性打磨： 目的是將矯正性打磨制度轉(zhuǎn)變成預(yù)防性或者周期性的打磨制度。這種策略需要經(jīng)歷數(shù)次打磨周期，特別是鋼軌不是很規(guī)范地養(yǎng)護(hù)的時(shí)候。 3）預(yù)防性打磨或周期性打磨： 由于主要的鋼軌表面缺陷已經(jīng)被矯正性打磨或過(guò)渡性打磨所消除，接下來(lái)，就可以執(zhí)行預(yù)防性打磨。這種打磨策略的目的是消除或控制鋼軌表面缺陷、保證鋼軌表面狀態(tài)和良好的外形。通常需要移除少量金屬（0.20.3mm），且打磨時(shí)期更為頻繁或可控。預(yù)防性打磨非常經(jīng)濟(jì)，特別是只需要去除少量金屬，減少了打磨工具的使用量，最大化地延長(zhǎng)了鋼軌的使用壽命。,

11、打磨周期依靠影響鋼軌惡化率的因素： a)通過(guò)噸數(shù)； b)主要列車(chē)類型及貨物類型，即靜輪載和動(dòng)輪載； c)鋼軌類型； d)軌道特征，特別是曲線曲率、超高、鋼軌支承條件； e)運(yùn)營(yíng)特征，特別是運(yùn)行速度。 4）特殊性打磨：（例如：） a)實(shí)現(xiàn)特殊的鋼軌斷面形狀，通過(guò)打磨量超過(guò)鋼軌頭部允許磨耗限度，從而延長(zhǎng)鋼軌短期使用壽命。 b)實(shí)現(xiàn)特殊的鋼軌斷面形狀從而減少車(chē)輪懸空的概率。 c)實(shí)現(xiàn)一個(gè)非常平滑的鋼軌接觸表面，從而減少輪軌接觸區(qū)噪音的發(fā)生。,矯正性打磨（缺陷打磨）,過(guò)渡性打磨,預(yù)防性打磨或周期性打磨,打磨機(jī)械：,GMC96型鋼軌打磨列車(chē),四、整體道床和散體道床的優(yōu)缺點(diǎn),道床整體化就是用某些膠合材料（如瀝青砂