轨道结构理论与轨道力学(扣件)详细版.ppt
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轨道结构类型及扣件系统
轨道结构类型及扣件系统
轨道结构类型及扣件系统
第⼀节客运专线扣件系统简介
⼀、分类及适⽤范围
⽆砟轨道扣件系统，具体分类及适⽤范围见表4-1。
表4-1
⼆、结构特征
（⼀）WJ-7B型扣件
WJ-7B型扣件为⽆砟轨道扣件，属轨枕轨道板不带混凝⼟挡肩的分开式扣件。其主要结构特征如下：
1．铁垫板上设臵轨底坡，轨枕/轨道板承轨⾯为平坡。
2．铁垫板上设有T型螺栓插⼊座和挡肩，通过拧紧T型螺栓的螺母紧固弹条。
3．铁垫板上挡肩与钢轨间设有绝缘块，起绝缘作⽤。通过锚固螺栓与轨枕/轨道板中预埋的绝缘套管配合紧固铁垫板。轨向和轨距的调整通过移动铁垫板来实现，为连续⽆级调整。
图4.2 WJ-8B 型扣件
4．可垫⼊调⾼垫板实现钢轨⾼低调整。
（⼆）WJ-8B 、WJ-8C 型扣件
WJ-8B 、WJ-8C 型扣件为⽆砟轨道扣件，属轨枕/轨道板带混凝⼟挡肩的不分开式扣件。其主要结构特征如下：
1.铁垫板上设挡肩，挡肩与钢轨之间设有绝缘块。
2.通过螺旋道钉与轨枕/轨道板中预埋的套管配合紧固弹条。
3.铁垫板与混凝⼟挡肩间设臵轨距挡板，通过更换轨距
挡板实现钢轨左右位臵的调整。可垫⼊调⾼垫板实现钢轨⾼
低调整。
（三）300型扣件
300型扣件为⽆砟轨道扣件，属轨枕/轨道板带混凝⼟挡肩的不
分开式扣件。有300-1a 型和300-1U 型两种，主要结构特征如下：图4.3 300-1a 型扣件图4.4 300-1U 型扣件
图4.1 WJ-7B 型扣件
1.通过轨枕螺栓与轨枕/轨道板中预埋的套管配合紧固弹条。
2.钢轨与混凝⼟挡肩间设臵轨距挡板，通过更换轨距挡板实现钢轨左右位臵的调整。
轨道结构理论与轨道力学(扣件)
木枕不分开式扣件
在钢轨与木枕之间加一铁垫板，然后直 接用三个道钉（内侧两个、外侧一个） 把钢轨、垫板、木枕共同钉在一起。由 于直接用道钉将钢轨、垫板共同钉于木 枕上，列车通过时铁垫板发生振动，易 磨损木枕，较少采用。
木枕不分开式扣件
木枕分开式扣件
四个螺纹道钉联结垫板与木枕，两个Ｔ形螺栓 扣压钢轨，道钉和Ｔ形螺栓构成“K”型，因 此又称“K”式扣件。分开式扣件由于分别将 钢轨与垫板、垫板与木枕扣紧，具有扣着力强， 垫板振动得到缓减，并能有效地制止钢轨的纵、 横向移动，更换钢轨时，不需要扰动垫板与木 枕的联结，便于组装轨排，延长木枕使用寿命 等特点。但零件多，用钢量大，弹性差，仅在 个别轨道及桥梁上使用。
德国拉达无 碴轨道上使 用的扣件
德国无碴 轨道上使 用的ＢＺ Ａ型扣件
德国轨道上 使用的无螺 栓扣件
Fra Baidu bibliotek
钢轨
VOSSLOH 300-1扣件
轨枕螺栓
轨下胶垫 基板
扣压弹条
板下胶垫 塑料套管 轨距挡块 轨枕
轨枕螺栓
垫圈 轨距挡块
调高垫板
套管 轨下胶垫
板下胶垫 基板
轨枕
VOSSLOH300扣件技术指标
直接4型扣件 有挡肩弹性不 分开式扣件。 扣件以弹性扣 扳的下肢扣压 钢轨，拧紧螺 母后弹性扣板 的上肢与钢轨 接触，因此扣 件弹性良好。 钢轨高低调整 量为10mm， 左右调整量 23mm。
铁道轨道结构及其部件图解
轨道结构及其部件
轨道组成及作用
钢轨
轨枕
道床
路基?
轨道加强设备（主要有防爬设备、轨距杆、如防爬设备――枕轨间，在钢轨相对于轨枕爬行时，阻止轨爬行设备，现使用较少，扣件性能较好原因。（爬行一般指钢轨相对轨枕的爬行）。
在线路曲线上安装轨撑和轨距杆，可提高钢轨横向稳定性，防止轨距扩大。
有碴轨道：弹性好，维修方便，但易于变
无碴轨道（日本板式、德国雷达2000轨道；路基上差些，隧道、桥上好些）：造价高，维修难、弹性差、噪声大。
－－我国：城市轨道交通有时要求采用无碴轨道（如大连公铁混行），美观、污染少、结构－－客运专线拟部分或全部采用无碴轨道。
轨道结构应该保证机车车辆在规定的最大载重和最高速度运行时，具有足够的强度、稳定性、（一）承受列车荷载――重复性、随机性很大的有关，与轴重有关，机车车辆状态、
1.0m弦），P变为3P。
Interaction between
动力关系、接触力学、蠕滑力
胶新线路基沉陷严重靠增道碴来保证运营－不－－维修的经常性和周期性。
）。钢轨一般2～3系数。（四）引导、支承列车，要求轨道有精确的几
设计速度）：焊接接头，不
（弦）（凸出点要求）。
所有的高速铁路必须以轨道状态保障为前提发展。－－高速铁路使得轨道结构更为复杂了。
点－－自学（前已叙述）
属于同一等级的铁路，近期运量与远期的发展也有很大差别，所以应采用由轻到重，逐步加强的原则。轨道类型的选择还应考虑经济性。
轨道类型标准愈高，一次投资和大修费用愈大，但经常维修和养护费用较少，使用寿命较长，也就是说，分摊至每单位运量的运营费用愈低。
有砟轨道结构知识课件
承载能力——足够厚 抗弯能力——足够高 连接要求——侧曲线
钢轨断面的四个主要参数：H、B、 b、t 为保证稳定H:B=1.15-1.2 为保证轧制冷却均匀，要求各部比例合理
轨底： 稳定——足够宽、厚
1.1钢轨功能、类型及断面 Function ,type and section
钢轨断面 Rail cross section
钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换 钢轨裂纹是指除钢轨折断之外，钢轨部分材料发生分
离，形成裂纹。 钢轨伤损种类很多，常见的有钢轨磨耗、接触疲劳伤
损、剥离及轨头核伤、轨腰螺栓孔裂纹等。
1.3.1 钢轨伤损 Rail failure
Rail wear 钢轨磨耗
主要指小半径曲线钢轨的侧磨和波形磨耗 垂直磨耗存在于所有线路，也是直线和大曲线轨道上
Damages 危害
缺口区应力集中 影响轨道平顺性，造成动力冲击，又加速缺口区裂纹的产
生和发展 阻碍金属塑性变形的发展，降低塑性指标
剥离、掉块、擦伤
1.3.1 钢轨伤损Rail failure
轨头核伤
Causes 产生原因
内因：钢轨材质缺陷 外因：轮载反复作用 产生机理：轨头内部的微小裂纹或缺陷，在重复动载作用
钢轨具有足够的强度和抗弯刚度 保证最不利情况下轮缘不碰撞接头夹板 波磨钢轨不至于引起轨道部件伤损及养护维修工作量的机组
钢轨断面的四个主要参数：H、B、 b、t 为保证稳定H:B=1.15-1.2 为保证轧制冷却均匀，要求各部比例合理
轨底： 稳定——足够宽、厚
1.1钢轨功能、类型及断面 Function ,type and section
钢轨断面 Rail cross section
钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换 钢轨裂纹是指除钢轨折断之外，钢轨部分材料发生分
离，形成裂纹。 钢轨伤损种类很多，常见的有钢轨磨耗、接触疲劳伤
损、剥离及轨头核伤、轨腰螺栓孔裂纹等。
1.3.1 钢轨伤损 Rail failure
Rail wear 钢轨磨耗
主要指小半径曲线钢轨的侧磨和波形磨耗 垂直磨耗存在于所有线路，也是直线和大曲线轨道上
Damages 危害
缺口区应力集中 影响轨道平顺性，造成动力冲击，又加速缺口区裂纹的产
生和发展 阻碍金属塑性变形的发展，降低塑性指标
剥离、掉块、擦伤
1.3.1 钢轨伤损Rail failure
轨头核伤
Causes 产生原因
内因：钢轨材质缺陷 外因：轮载反复作用 产生机理：轨头内部的微小裂纹或缺陷，在重复动载作用
钢轨具有足够的强度和抗弯刚度 保证最不利情况下轮缘不碰撞接头夹板 波磨钢轨不至于引起轨道部件伤损及养护维修工作量的机组
轨道结构理论与轨道力学(高速道岔)
岔枕的设计与制造与钢轨件同等重要。 岔枕与道床、垫板及各种联结零件的组装为 轨道提供合理的弹性，也影响工务及电务系统 正常工作状态。 道岔监控系统及融雪设备。 是工务及电务系统正常工作和高速列车安全 运行的可靠保证，还是指导养护维修的依据。 道岔应结构与区间轨道配套。 道岔轨道刚度、养护维修周期、道岔前后过 渡段的处理措施、道岔零部件的使用寿命设计 等，均应与区间轨道配套。
3. 德国
80年代中期开始，有碴道床高速道岔。采用大 半径＋小半径的复合圆曲线型。 从1996年开始，逐步采用了缓圆缓的线型，无 砟道岔。 高弹性橡胶垫板、滚轮滑床台、U形夹系统。 德国道岔技术在世界上是最先进的，能满足 350km/h的行车条件。
二、高速道岔设计理念
1.系统化设计
T形连接 10mm
凸缘 /
中国：可动心轨均为单肢弹性可弯结构， 长心轨跟端固定，短心轨跟端为滑动式 斜接头，长短心轨密贴段采用栓接结构。 由于侧股存在伸缩接头，结构薄弱，不 适合侧向高速行车。 长心轨转换密贴后，可弯段附近存在 3~5mm不足位移，造成静态轨距偏小。
单肢弹性可弯心轨模型
侧向容许速度(km/h)
55
欠超高（mm）
69
14
16
1366
861
80
第三章、轨道力学分析
u D/a
• C 、 D 两个参数随轨道类型，路基、道床状 况及环境因素而变化，离散性很大，在进行设计Байду номын сангаас计算时，应尽可能采用实测值或应用规范。
木枕轨道C、D值
轨道类型 参 数 D (kN/cm) C (MPa/cm)
特重型、重型
150～190 0.6～0.8
次重型
120～150 0.4～0.6
• (1)轨下基础等效刚度： • 轨枕相当于由一系列刚度为c的 l Db cb 并联弹簧支承，因此，枕下基础可 2 等效为一根弹簧，其值为： • 考虑到轨枕挠曲变形会降低轨下 l Db cb 基础刚度，引进轨枕挠曲系数α 2 修正。 混凝土枕可看是作刚性的，取＝1； 木枕的弹性很好，取＝0.81～0.92。
• 扣件和轨下基础等效刚度相当于两根串联 弹簧。不难得到钢轨支座刚度为：
DP Db D DP Db
一般轨道的扣件刚度远大于枕下基础等效刚 度，这时可近似的得到：
D Db
3. 钢轨基础弹性模量u • 采用连续基础梁模型时，钢轨基础弹性模量 表示钢轨基础的弹性特征，定义为使单位长度的 钢轨基础产生单位下沉所需施加在其上的分布力， 量纲为力/长度2。可由钢轨支座刚度除以轨枕间 距a得到：
一、单个静轮载作用下的解 • 1．微分方程 • 在连续支承梁模型中，钢轨是连续弹性支 承上的梁，在静载作用下设位移曲线（以向下 为正）为y (x)，轨下基础对钢轨的分布反力 （以向下为正）为q(x)。 根据文克尔假定，基 础反力与位移成正比，有 q( x) uy( x) • 即假设x坐标处的轨下基础反力与x处的钢 轨位移成正比。这相当于基础是由连续排列， 但相互独立的线性弹簧所组成，每个弹簧的变 形仅决定于作用在其上的力，而与相邻弹簧的 变形无关。
有砟轨道结构(高铁轨道构造与施工课件)
➢国内外主要干线普遍采用2.6m长轨枕 ✓减小枕中负弯矩 ✓提高纵横向稳定性和整体刚度，改善道床、路基工作状态， 利于铺设无缝线路，适当减少轨枕配置根数
3、混凝土轨枕*
轨枕高度 轨下截面正弯矩、枕中截面负弯矩，因此，轨下部位
高、中间部分矮，以满足直线配筋、各截面配筋相同。 ✓轨下截面配筋重心应在截面形心之下 ✓枕中截面配筋重心应在界面形心之上
.9 ）
4、轨枕间距
➢轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关 ➢每公里配置的轨枕根数应根据运量、行车速度及线路设备条件确定，
并与钢 轨及道床合理配套，以求在最经济的条件下，保证轨道具有足 够的强度和稳定性。 ➢轨枕加密，可减小道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力，利于 保持轨距、方向，保证高速行车安全
➢轨枕过密，则不经济，净距过小，影响捣固质量 ➢每千米轨枕最多铺设根数标准为： III型枕1720根，Ⅱ型枕1840 根，
1、轨枕的功用及类型（*）
✓按结构型式：整体式；组合式；半枕；宽轨枕 ✓按铺设方法：横向轨枕、纵向轨枕及短枕
纵向梯子轨枕
2、木 枕*
优点：弹性好、易加工、重量轻，运输、铺设、养护维修方便； 与钢轨联结比较简单；有较好的绝缘性能等。
缺点：消耗大量优质木材、易腐朽、磨损，使用寿命短； 强度、弹性不完全一致，在机车车辆作用下会形成轨 道不平顺，增大了轮轨动力作用。
提高轨枕设计承载能力
3、混凝土轨枕*
轨枕高度 轨下截面正弯矩、枕中截面负弯矩，因此，轨下部位
高、中间部分矮，以满足直线配筋、各截面配筋相同。 ✓轨下截面配筋重心应在截面形心之下 ✓枕中截面配筋重心应在界面形心之上
.9 ）
4、轨枕间距
➢轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关 ➢每公里配置的轨枕根数应根据运量、行车速度及线路设备条件确定，
并与钢 轨及道床合理配套，以求在最经济的条件下，保证轨道具有足 够的强度和稳定性。 ➢轨枕加密，可减小道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力，利于 保持轨距、方向，保证高速行车安全
➢轨枕过密，则不经济，净距过小，影响捣固质量 ➢每千米轨枕最多铺设根数标准为： III型枕1720根，Ⅱ型枕1840 根，
1、轨枕的功用及类型（*）
✓按结构型式：整体式；组合式；半枕；宽轨枕 ✓按铺设方法：横向轨枕、纵向轨枕及短枕
纵向梯子轨枕
2、木 枕*
优点：弹性好、易加工、重量轻，运输、铺设、养护维修方便； 与钢轨联结比较简单；有较好的绝缘性能等。
缺点：消耗大量优质木材、易腐朽、磨损，使用寿命短； 强度、弹性不完全一致，在机车车辆作用下会形成轨 道不平顺，增大了轮轨动力作用。
提高轨枕设计承载能力
轨道扣件
Page 11
LOGO
而扣板式扣件由于采用扣板作扣压件，弹性不足，扣压力较低，在使 用过程中容易松动，目前在中国铁路上已逐渐被弹条式扣件所代替。 弹条式扣件采用弹条作为扣压件，利用材料的弯曲变形及扭转变形， 又不存在断面的削弱问题，结构形式比较合理，故而已成为中国混凝 土枕轨道的主型扣件。目前使用的主型扣件为弹条Ⅰ型扣件，随着重 载高速铁路的发展，近年来又研制成功弹条Ⅱ，Ⅲ型扣件等。其中， Ⅲ型扣件为无螺栓无挡肩扣件。
快速轻便——结构优化扣件轻便、漂亮、舒适，装卸速度增快，劳动 强度降低。
Page 14
条
式
、
无
螺
栓
、
LOGO
弹条Ⅴ型 弹条式、有螺栓、混合式、有挡肩
Page 4
WJ-7型扣件
LOGO
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LOGO
Page 6
LOGO
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WJ-8型
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Page 8
LOGO
钢轨扣件就是轨道上用以联结钢轨和轨枕(或其他类型轨下基础）的 零件，又称中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距 和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。
弹条Ⅲ型为无挡肩扣件，适合于重大运量、高密度的运输条件，它具 有扣压力大，弹性好等优点，特别是取消了混凝土挡肩，消除了轨底 在横向力作用下发生横位移的可能性。
Page 13
轨道工程-第三章-有砟轨道ppt课件
160km/h，25t轴重的提速重载线路。
31
第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——梯子式轨枕
32
第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——框架式轨枕
33
第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——德国B系列轨枕
B70型轨枕
B90型轨枕
B75型轨枕
34
第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——双块式轨枕
3.道砟级配（级配是指道砟中不同大小粒径颗粒的分布）
岩石路基，渗水土质路基及级配碎石路基基床，均铺设单层碎石道床。
wenku.baidu.com
非渗水路基应设置双层道床，其中上层为碎石道砟，又称为面砟。
方孔筛孔边长 （mm）
过筛质量百分数 （％）
我国道砟粒径、级配
16 25 25.5
45
56
63
0～5 5～15 25～40 55～75 92～97 97～100
弹条扣件：弹条Ⅱ型扣件
Ⅱ型弹条外形与Ⅰ型弹条相同， 用料为优质弹簧钢60Si2CrVA， 屈服强度和抗拉强度分别提高了42%和36%。 扣压力更大，弹程更大
21
第二节 扣件
混凝土轨枕扣件 弹条扣件：弹条Ⅲ型扣件
优点： 扣压力大， 弹性好， 保持轨距的能力很强， 大大减少了扣件的养护工作量。
无螺栓无挡肩扣件，适 用于重载大运量、高密 度的运输条件。
31
第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——梯子式轨枕
32
第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——框架式轨枕
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第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——德国B系列轨枕
B70型轨枕
B90型轨枕
B75型轨枕
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第三节 轨枕 4.其他形式的轨枕欣赏——双块式轨枕
3.道砟级配（级配是指道砟中不同大小粒径颗粒的分布）
岩石路基，渗水土质路基及级配碎石路基基床，均铺设单层碎石道床。
wenku.baidu.com
非渗水路基应设置双层道床，其中上层为碎石道砟，又称为面砟。
方孔筛孔边长 （mm）
过筛质量百分数 （％）
我国道砟粒径、级配
16 25 25.5
45
56
63
0～5 5～15 25～40 55～75 92～97 97～100
弹条扣件：弹条Ⅱ型扣件
Ⅱ型弹条外形与Ⅰ型弹条相同， 用料为优质弹簧钢60Si2CrVA， 屈服强度和抗拉强度分别提高了42%和36%。 扣压力更大，弹程更大
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第二节 扣件
混凝土轨枕扣件 弹条扣件：弹条Ⅲ型扣件
优点： 扣压力大， 弹性好， 保持轨距的能力很强， 大大减少了扣件的养护工作量。
无螺栓无挡肩扣件，适 用于重载大运量、高密 度的运输条件。
轨道结构理论与轨道力学(无缝线路)
4.绝缘接头技术性能
（1）我国绝缘接头技术条件
轨 1m 支 绝
轴向
疲劳试验
型
距无螺 栓静载 三点弯
(kN)
缘 电 阻
(MΩ)
承压 最大 压力
(kN)
支点 距离 (cm)
试验方法
荷载 (kN)
试验 次数 (次)
50 550
10
1700 100 定点弯曲疲劳试验 50~
2×106
240
60 760
10
100g 20g 9g 1g 2g
缩醛胶。聚乙烯缩醛的简称。 配方：E-44环氧树脂 聚乙烯醇缩甲醛 聚乙烯醇缩丁醛 双氰双胺
聚砜胶。 配方：E-51环氧树脂
聚砜 二甲基甲酰胺 双氰双胺
100g 35g 35g 10g
100g 20g 25g 11g
3.增强玻璃纤维布与绝缘层厚度 环氧胶粘剂中采用玻璃纤维布增强，可使树脂体 的弹性模量提高到20~30Gpa，与金属弹性模量相近。 在通常情况下，胶接强度随着胶层厚度的减少而 提高。但是胶层愈薄，钢轨同夹板绝缘可靠性愈差。 钢轨侧面胶层厚度宜为1.5~2mm。 钢轨端部胶层厚度宜采用4~6mm。
（3）改善无缝线路受力及工作性能 轨条间可以直接传递纵向力和位移，伸缩区和
缓冲区的缺点自然消失。（１）温度力峰消失；（２） 轨道稳定性加强；（３）轨道防爬能力加强；（４） 锁定轨温容易保持。
《轨道结构》PPT课件
轨道结构
1
2
1、轨道结构的形式
➢ 钢轮钢轨的轨道结构
钢轨顶面提供车辆走行面，钢轮的轮缘和 钢轨侧面的相互作用则提供导向力。
➢ 采用橡胶轮胎等形式的轨道结构
必
须有走行面及侧向的挡板，车辆除走行轮
外还水平安置了导向轮。
➢ 磁悬浮列车非接触式的轨道结构，则必须 提供侧向非接触式的导向力。
3
轨道结构的形式
➢ 最简单的做法是在尽头线端部堆上一堆沙 土、碎石等。
68
车挡
69
车挡-1
70
车挡-2
71
车挡 72
车挡
73
件形式可采用。
32
33
34
35
36
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
而其他地段则采用砼轨枕。
21
（3）宽轨枕
➢ 因为砼轨枕很重，轨底压应力很大，又出 现了一种宽轨枕，几乎满扑整个道床，在 上海火车站等处有铺设。
1
2
1、轨道结构的形式
➢ 钢轮钢轨的轨道结构
钢轨顶面提供车辆走行面，钢轮的轮缘和 钢轨侧面的相互作用则提供导向力。
➢ 采用橡胶轮胎等形式的轨道结构
必
须有走行面及侧向的挡板，车辆除走行轮
外还水平安置了导向轮。
➢ 磁悬浮列车非接触式的轨道结构，则必须 提供侧向非接触式的导向力。
3
轨道结构的形式
➢ 最简单的做法是在尽头线端部堆上一堆沙 土、碎石等。
68
车挡
69
车挡-1
70
车挡-2
71
车挡 72
车挡
73
件形式可采用。
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34
35
36
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
而其他地段则采用砼轨枕。
21
（3）宽轨枕
➢ 因为砼轨枕很重，轨底压应力很大，又出 现了一种宽轨枕，几乎满扑整个道床，在 上海火车站等处有铺设。
轨道结构理论与轨道力学(石碴道床)课件
轨枕
固定钢轨的位置，并将 钢轨的载荷传递给道床 。轨枕的材质、尺寸和 间距对轨道结构的整体 刚度和稳定性起到关键
作用。
道床
位于轨枕下方，提供轨 道结构的支撑和减震作 用。道床的材质、粒径 和压实度对轨道结构的 稳定性、减震效果和维
护要求有重要影响。
扣件与联结件
用于固定钢轨和轨枕之 间的相对位置，确保轨 道结构的稳定性和安全 性。扣件和联结件的材 质、性能和安装方式对 轨道结构的整体性能和 使用寿命有重要影响。
石碴道床由道砟、轨枕、扣件和钢轨等部分组成，各部分协同工 作，确保列车安全、平稳地运行。
道砟的选用与铺设
道砟应选用优质硬岩轧制而成，铺设时应保证其平整、密实，以确 保列车运行的平稳性。
轨枕的种类与作用
轨枕分为木枕和混凝土枕两种，主要作用是支撑钢轨，传递列车荷 载，并提供轨道几何形状。
石碴道床的稳定性
用机械化、自动化设备进行高效、精准的养护与维修作业。
04
轨道结构的优化设 计
轨道结构设计的基本原则
安全可靠
轨道结构设计应确保列 车运行安全，避免轨道 变形、断裂等事故发生
。
经济合理
在满足安全可靠的前提 下，应尽量降低轨道结 构的造价和维护成本。
环保节能
轨道结构设计应考虑环 保和节能要求，减少对 环境的影响，提高能源
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轨道力学分析(高铁轨道构造与施工课件)
2
R qa P0ka ekxcoskx sin kx
2
（5）轨道静力分析结果
钢轨弹性位移函数
y P0k kx
2u
钢轨静弯矩函数
M P0 kx
4k
轨枕反力函数
R P0kakx
2
Winkler地基梁解函数（影响线函数）
位移影响函数 kx ekxcos kx sin kx
弯矩影响函数 kx ekxcos kx sin kx
使钢轨产生单位下沉所需的竖直荷载，量纲：力/ 长度。单轮荷载作用时，在荷载作用点，钢轨位移为：
y
k 2u
P0
Kt
2u k
24
4EIu3
y 则 k P 2u
Kt
2u k
24
4EIu3
k4 u 4EI
k 4y u k P 4E2Iu
Kt
2u k
24
4EIu3
ymax
P0k 2u
M max
P0 4k
Rm a x
由静力平衡条件可推得
（5.17）
2Hh
S12
代入我国机车及轨道计算参数，可得
0.002h
若取我国机车最大重心高度 H=2300mm，S1=1500mm，则 偏载系数可简化为：
2 2300h 15002
0.002h
（3）横向水平力系数 f
R qa P0ka ekxcoskx sin kx
2
（5）轨道静力分析结果
钢轨弹性位移函数
y P0k kx
2u
钢轨静弯矩函数
M P0 kx
4k
轨枕反力函数
R P0kakx
2
Winkler地基梁解函数（影响线函数）
位移影响函数 kx ekxcos kx sin kx
弯矩影响函数 kx ekxcos kx sin kx
使钢轨产生单位下沉所需的竖直荷载，量纲：力/ 长度。单轮荷载作用时，在荷载作用点，钢轨位移为：
y
k 2u
P0
Kt
2u k
24
4EIu3
y 则 k P 2u
Kt
2u k
24
4EIu3
k4 u 4EI
k 4y u k P 4E2Iu
Kt
2u k
24
4EIu3
ymax
P0k 2u
M max
P0 4k
Rm a x
由静力平衡条件可推得
（5.17）
2Hh
S12
代入我国机车及轨道计算参数，可得
0.002h
若取我国机车最大重心高度 H=2300mm，S1=1500mm，则 偏载系数可简化为：
2 2300h 15002
0.002h
（3）横向水平力系数 f
《扣件技术交底 》课件
01
03
在设计过程中，需要充分考虑扣件的使用环境和工况 ，如载荷、温度、湿度、腐蚀等因素，以确保扣件在
实际使用中的性能和可靠性。
04
扣件设计流程一般包括需求分析、概念设计、详细设 计、优化设计等阶段，每个阶段都有相应的设计评审 和验证。
扣件制造工艺流程
总结词：扣件制造工艺流程
每个工序都有相应的工艺要求和控制参数，以确保制造 出的扣件符合设计要求和性能标准。
详细描述
高层建筑中的扣件主要用于建筑结构的加 固和维护，能够提高建筑物的安全性和稳 定性，防止建筑物变形和倒塌。高层建筑 扣件需要具备高安全性和稳定性，以应对 地震、风载等自然灾害的影响。
THANKS
感谢观看
技术交底
对施工人员进行技术交底，明确扣 件安装的技术要求和注意事项。
扣件的安装步骤与注意事项
确定安装位置
根据施工图纸和现场勘查结果，确定扣件 安装的具体位置。
注意事项
在安装过程中，应注意安全，避免发生意 外事故；同时，应保证扣件安装的质量， 不得出现松动、变形等情况。
清理基础
对安装位置的基础进行清理，确保基础平 整、干净。
02
扣件材料与性能
扣件材料种类
01
02
03
铸铁扣件
铸铁扣件具有较高的抗压 强度和抗疲劳性能，适用 于对承载能力要求较高的 场合。
轨道结构理论与轨道力学(扣件)
精品课件
弹片式扣件
64-Ⅲ弹片扣件 无挡肩弹性分开式扣件， 螺纹道钉拧紧于预埋于 支承块内的铁套管中， 轨下及铁垫扳下各置一 弹性垫板，支承块面设 一压缩本制垫扳。该扣 件由原北京地下铁道工 程局设计，曾在京广线 易家湾隧道整体道床中 试铺，后来铺设于北京 地铁整体道床上。
精品课件
66型弹片扣 件 有挡肩不分开式弹 性扣件，适用于整 体道床。采用楔形 轨距块配合铁座调 整轨距。每股钢执 调整量为+3-6mm， 扣件配合扣板垫块 每股钢轨调高量为 20 mm。本扣件曾 京原线北沟隧道整 体道床中试铺。
高 了42%和36%。II型 扣件具有扣压力大、 强度安全储备大、 残余变形小等优点。
精品课件
Ⅱ型弹条分开式扣 件
秦沈线桥上板式轨道 上使用，单个弹条扣 压力不小于5.6kN， 扣件承受横向力50kN， 扣件节点最大纵向阻 力不大于7.0kN/mm， 扣件节点垂向刚度为 40-60kN/mm，轨面调 高量30mm,轨距调整 量+8-12mm，预埋套 管抗拨力100kN。
精品课件
我国61型扣板式扣件 精品课件
63型式扣件 相对于61型 加宽了铁座 宽度，绝缘 缓冲垫片增 加厚度。
精品课件
70型板式扣件 63型板式扣件基础 上改进。改螺纹道 钉为螺旋道钉，取 消木栓联结型式， 螺母与弹簧垫圈之 间加设了平垫圈， 扣板中部厚度由18 mm减薄为15mm， 绝缘缓冲垫板厚度 由5mm增加为7mm， 提高了强度及弹性。
轨道结构理论与轨道力学(传力特性)
ks (100 200 10 4 kN / mm)
3.钢轨垂向抗弯梁的分压作用
(3)轨下胶垫拉伸强度大于 20MPa，胶垫受热老化
(4)木材横纹抗压强度3-6MPa， 设计限值1.4MPa，强度贮备 不够。
(1)因钢轨垂向抗弯梁的分压作用，正常 枕上压力0.4-0.6P，邻枕0.1-0.2P (2)轨下胶垫压应力2-3MPa， 木枕铁垫板压应力1-1.5MPa
轨道结构理论与轨道力学
第二章 轨道承力与传力特性
第一节 轨道垂向承力与传力特性
作用在轨道上的垂向力： 轮载、 轮轨垂向动附加力
(1)静轮载（机车、货车、客车、动车）
(3)最大轮载限值40kN, 60kN
(2)动轮载P (1.5 2.0)P0, (2.5 4.0)P0
(4)轮重减载率限值0.6, 0.65
4.枕上压力及垫板应力
(3)石碴名义应力计算图示
1%等应力线
(4)5-25mm,40度 25-40mm,42度 25-50mm,45度 25-60mm,47度 25-70mm,50度
(1)枕下名义支承面积5000-7000平方厘米， 枕底石碴名义应力0.2-0.6MPa
(5)石灰岩290-3570MPa，花 岗岩1120-4000MPa
1.轮载及动轮载
(2)轮轨非正常接触
接触应力 2500,70007500MPa
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弹条I型扣件弹性好，扣压力损失较小，能较 好地保持轨道几何形位，已成为我国PC轨枕 线路主型扣件，适用于标准轨距铁路直线及半 径≥300m的曲线地段。
精选
弹条II型扣件 除弹条采用新材料 外，其余部件与弹 条I型扣件通用。用 优质弹簧钢作为II 型弹条的材料，屈 服强度和抗拉强度 分别比I型扣件提高 了42%和36%。II型 扣件具有扣压力大、 强度安全储备大、 残余变形小等优点。
精选
弹片I型调高扣件 由I型弹片、轨距 挡板、挡板座、橡 胶垫板、调高垫板 及螺旋道钉等组成， 弹片分中间弹片、 接头弹片及补强弹 片。适用于50、43 钢轨混凝土枕线路， 用轨下调高垫片对 钢轨进行25mm调 高。
精选
弹条来自百度文库扣件
由螺旋道钉、 螺母、平垫圈、 弹条、轨距挡 板、挡板座及 弹性垫板等零 件组成。
我国木枕上使用的混合式道钉扣件 精选
我国铁路上使用的五孔双肩铁垫板
精选
二、混凝土枕扣件
精选
混凝土枕扣件按扣压件类型可分为弹条扣件、 扣板式扣件、弹片式扣件三种；
按混凝土轨枕有无挡肩分为有挡肩扣件和无挡 肩扣件两种。
混凝土枕由于重量大、刚度大的特点，对扣件 性能要求较高，对其扣压力、弹性和可调性均 有较严格的要求。混凝土枕扣件应具备如下性 能：足够的扣压力、适当的弹性、一定的水平 和轨距调整量及一定的绝缘性能。
采用弹条作为 钢轨扣压件， 利用材料的弯 曲变形及扭转 变形，结构形 式比较合理。
我国混凝土轨 枕的主型扣件。
精选
弹条用于扣压钢轨，由直径为13mm的或热轧 弹簧圆钢制成。弹条两种型号。50轨除14号接 头轨距挡板安装Ａ型弹条外，其余均安装Ｂ型 弹条。60轨一律安装Ｂ型弹条。
轨距挡板调整轨距，传递横向力。挡板座支撑 挡板，有足够的绝缘性能。挡板座两斜面的厚 度不同，可调换使用，调整轨距。
国内外主要扣件情况综述
西南交通大学 刘学毅
精选
一、木枕扣件
精选
木枕轨道上用于联结钢轨和木枕的联结 零件。依其联结钢轨、垫板与木枕三者 之间的型式分为：简易式、不分开式、 分开式及混合式四种。
精选
木枕简易式扣件
指用道钉直接将钢轨、木枕联结在一起的扣紧 方式,钢轨与木枕联结简单、方便。简易式扣 件有普通道钉和弹簧道钉两种。弹簧道钉是用 圆形或方形的弹簧钢制成，型式很多，因其扣 压钢轨的部分具有一定的弹性变形，能大大缓 减钢轨的振动。当木枕受荷发生变形时，仍能 保持足够的扣压力，其抗拔力和抗推力均比普 通道钉大。
精选
木枕不分开式扣件
在钢轨与木枕之间加一铁垫板，然后直 接用三个道钉（内侧两个、外侧一个） 把钢轨、垫板、木枕共同钉在一起。由 于直接用道钉将钢轨、垫板共同钉于木 枕上，列车通过时铁垫板发生振动，易 磨损木枕，较少采用。
精选
木枕不分开式扣件
精选
木枕分开式扣件
四个螺纹道钉联结垫板与木枕，两个Ｔ形螺栓 扣压钢轨，道钉和Ｔ形螺栓构成“K”型，因 此又称“K”式扣件。分开式扣件由于分别将 钢轨与垫板、垫板与木枕扣紧，具有扣着力强， 垫板振动得到缓减，并能有效地制止钢轨的纵、 横向移动，更换钢轨时，不需要扰动垫板与木 枕的联结，便于组装轨排，延长木枕使用寿命 等特点。但零件多，用钢量大，弹性差，仅在 个别轨道及桥梁上使用。
精选
我国61型精扣选 板式扣件
63型式扣件 相对于61型 加宽了铁座 宽度，绝缘 缓冲垫片增 加厚度。
精选
70型板式扣件 63型板式扣件基础 上改进。改螺纹道 钉为螺旋道钉，取 消木栓联结型式， 螺母与弹簧垫圈之 间加设了平垫圈， 扣板中部厚度由18 mm减薄为15mm， 绝缘缓冲垫板厚度 由5mm增加为7mm， 提高了强度及弹性。
精选
扣板式扣件
由扣板、螺旋道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓 冲垫板等组成，为刚性扣件。
扣件零件少，构造简单，调整轨距比较方便。 缺点是弹性不足，扣压力较低，使用过程中容 易松动。目前在我国铁路上已逐渐被弹条式扣 件所代替。
我国扣板式扣件分为61、63和70型。61型扣板 式扣件主要是螺旋道钉、木栓扣板式扣件，该 扣件很快就被63型及70型扣板式扣件代替。
精选
Ⅱ型弹条分开式扣件 秦沈线桥上板式轨道 上使用，单个弹条扣 压力不小于5.6kN， 扣件承受横向力50kN， 扣件节点最大纵向阻 力不大于7.0kN/mm， 扣件节点垂向刚度为 40-60kN/mm，轨面调 高量30mm,轨距调整 量+8-12mm，预埋套 管抗拨力100kN。
精选
我国秦 沈线板 式轨道 上拟采 用的弹 条Ⅱ型 分开式 扣件
精选
我国高速 铁路桥上 无碴轨道 拟采用的 小阻力扣 件
精选
弹片式扣件
64-Ⅲ弹片扣件 无挡肩弹性分开式扣件， 螺纹道钉拧紧于预埋于 支承块内的铁套管中， 轨下及铁垫扳下各置一 弹性垫板，支承块面设 一压缩本制垫扳。该扣 件由原北京地下铁道工 程局设计，曾在京广线 易家湾隧道整体道床中 试铺，后来铺设于北京 地铁整体道床上。
精选
66型弹片扣件 有挡肩不分开式弹 性扣件，适用于整 体道床。采用楔形 轨距块配合铁座调 整轨距。每股钢执 调整量为+3-6mm， 扣件配合扣板垫块 每股钢轨调高量为 20 mm。本扣件曾 京原线北沟隧道整 体道床中试铺。
精选
67型弹片式扣件 由螺旋道钉、螺 母、平垫圈、弹 片、轨距挡板及 弹性垫板等零件 组成。67年定型， 68、73年两次修 改。拱形弹片扣 压钢轨，轨距挡 板代替铁座调整 轨距和传递横向 推力。弹片强度 不足，易残余变 形和折断。
精选
整体道床Ⅰ型扣件 有挡肩不分开式弹性 扣件，适用于直线和 半径＞1200m的曲线 地段的整体道床，本 扣件采用调换轨距块 及铁垫座的方法调整 轨距，轨距调整昼为 +6-8mm。本扣件曾 在大巴山隧道整体道 床中试用。
精选
我国铁路上使用的Ｋ式分开式扣件
精选
木枕混合式扣件
在不分开扣件的基础上，加两个道钉， 只联结垫板与木枕（钢轨内外侧各一 个），前三个道钉作用为不分开式，而 后设的道钉为分开式，因此称这种扣件 为混合式扣件。这种扣件能缓减垫板的 振动，零件也少，安装方便，目前在我 国铁路木枕轨道上使用最广。
精选
精选
弹条II型扣件 除弹条采用新材料 外，其余部件与弹 条I型扣件通用。用 优质弹簧钢作为II 型弹条的材料，屈 服强度和抗拉强度 分别比I型扣件提高 了42%和36%。II型 扣件具有扣压力大、 强度安全储备大、 残余变形小等优点。
精选
弹片I型调高扣件 由I型弹片、轨距 挡板、挡板座、橡 胶垫板、调高垫板 及螺旋道钉等组成， 弹片分中间弹片、 接头弹片及补强弹 片。适用于50、43 钢轨混凝土枕线路， 用轨下调高垫片对 钢轨进行25mm调 高。
精选
弹条来自百度文库扣件
由螺旋道钉、 螺母、平垫圈、 弹条、轨距挡 板、挡板座及 弹性垫板等零 件组成。
我国木枕上使用的混合式道钉扣件 精选
我国铁路上使用的五孔双肩铁垫板
精选
二、混凝土枕扣件
精选
混凝土枕扣件按扣压件类型可分为弹条扣件、 扣板式扣件、弹片式扣件三种；
按混凝土轨枕有无挡肩分为有挡肩扣件和无挡 肩扣件两种。
混凝土枕由于重量大、刚度大的特点，对扣件 性能要求较高，对其扣压力、弹性和可调性均 有较严格的要求。混凝土枕扣件应具备如下性 能：足够的扣压力、适当的弹性、一定的水平 和轨距调整量及一定的绝缘性能。
采用弹条作为 钢轨扣压件， 利用材料的弯 曲变形及扭转 变形，结构形 式比较合理。
我国混凝土轨 枕的主型扣件。
精选
弹条用于扣压钢轨，由直径为13mm的或热轧 弹簧圆钢制成。弹条两种型号。50轨除14号接 头轨距挡板安装Ａ型弹条外，其余均安装Ｂ型 弹条。60轨一律安装Ｂ型弹条。
轨距挡板调整轨距，传递横向力。挡板座支撑 挡板，有足够的绝缘性能。挡板座两斜面的厚 度不同，可调换使用，调整轨距。
国内外主要扣件情况综述
西南交通大学 刘学毅
精选
一、木枕扣件
精选
木枕轨道上用于联结钢轨和木枕的联结 零件。依其联结钢轨、垫板与木枕三者 之间的型式分为：简易式、不分开式、 分开式及混合式四种。
精选
木枕简易式扣件
指用道钉直接将钢轨、木枕联结在一起的扣紧 方式,钢轨与木枕联结简单、方便。简易式扣 件有普通道钉和弹簧道钉两种。弹簧道钉是用 圆形或方形的弹簧钢制成，型式很多，因其扣 压钢轨的部分具有一定的弹性变形，能大大缓 减钢轨的振动。当木枕受荷发生变形时，仍能 保持足够的扣压力，其抗拔力和抗推力均比普 通道钉大。
精选
木枕不分开式扣件
在钢轨与木枕之间加一铁垫板，然后直 接用三个道钉（内侧两个、外侧一个） 把钢轨、垫板、木枕共同钉在一起。由 于直接用道钉将钢轨、垫板共同钉于木 枕上，列车通过时铁垫板发生振动，易 磨损木枕，较少采用。
精选
木枕不分开式扣件
精选
木枕分开式扣件
四个螺纹道钉联结垫板与木枕，两个Ｔ形螺栓 扣压钢轨，道钉和Ｔ形螺栓构成“K”型，因 此又称“K”式扣件。分开式扣件由于分别将 钢轨与垫板、垫板与木枕扣紧，具有扣着力强， 垫板振动得到缓减，并能有效地制止钢轨的纵、 横向移动，更换钢轨时，不需要扰动垫板与木 枕的联结，便于组装轨排，延长木枕使用寿命 等特点。但零件多，用钢量大，弹性差，仅在 个别轨道及桥梁上使用。
精选
我国61型精扣选 板式扣件
63型式扣件 相对于61型 加宽了铁座 宽度，绝缘 缓冲垫片增 加厚度。
精选
70型板式扣件 63型板式扣件基础 上改进。改螺纹道 钉为螺旋道钉，取 消木栓联结型式， 螺母与弹簧垫圈之 间加设了平垫圈， 扣板中部厚度由18 mm减薄为15mm， 绝缘缓冲垫板厚度 由5mm增加为7mm， 提高了强度及弹性。
精选
扣板式扣件
由扣板、螺旋道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓 冲垫板等组成，为刚性扣件。
扣件零件少，构造简单，调整轨距比较方便。 缺点是弹性不足，扣压力较低，使用过程中容 易松动。目前在我国铁路上已逐渐被弹条式扣 件所代替。
我国扣板式扣件分为61、63和70型。61型扣板 式扣件主要是螺旋道钉、木栓扣板式扣件，该 扣件很快就被63型及70型扣板式扣件代替。
精选
Ⅱ型弹条分开式扣件 秦沈线桥上板式轨道 上使用，单个弹条扣 压力不小于5.6kN， 扣件承受横向力50kN， 扣件节点最大纵向阻 力不大于7.0kN/mm， 扣件节点垂向刚度为 40-60kN/mm，轨面调 高量30mm,轨距调整 量+8-12mm，预埋套 管抗拨力100kN。
精选
我国秦 沈线板 式轨道 上拟采 用的弹 条Ⅱ型 分开式 扣件
精选
我国高速 铁路桥上 无碴轨道 拟采用的 小阻力扣 件
精选
弹片式扣件
64-Ⅲ弹片扣件 无挡肩弹性分开式扣件， 螺纹道钉拧紧于预埋于 支承块内的铁套管中， 轨下及铁垫扳下各置一 弹性垫板，支承块面设 一压缩本制垫扳。该扣 件由原北京地下铁道工 程局设计，曾在京广线 易家湾隧道整体道床中 试铺，后来铺设于北京 地铁整体道床上。
精选
66型弹片扣件 有挡肩不分开式弹 性扣件，适用于整 体道床。采用楔形 轨距块配合铁座调 整轨距。每股钢执 调整量为+3-6mm， 扣件配合扣板垫块 每股钢轨调高量为 20 mm。本扣件曾 京原线北沟隧道整 体道床中试铺。
精选
67型弹片式扣件 由螺旋道钉、螺 母、平垫圈、弹 片、轨距挡板及 弹性垫板等零件 组成。67年定型， 68、73年两次修 改。拱形弹片扣 压钢轨，轨距挡 板代替铁座调整 轨距和传递横向 推力。弹片强度 不足，易残余变 形和折断。
精选
整体道床Ⅰ型扣件 有挡肩不分开式弹性 扣件，适用于直线和 半径＞1200m的曲线 地段的整体道床，本 扣件采用调换轨距块 及铁垫座的方法调整 轨距，轨距调整昼为 +6-8mm。本扣件曾 在大巴山隧道整体道 床中试用。
精选
我国铁路上使用的Ｋ式分开式扣件
精选
木枕混合式扣件
在不分开扣件的基础上，加两个道钉， 只联结垫板与木枕（钢轨内外侧各一 个），前三个道钉作用为不分开式，而 后设的道钉为分开式，因此称这种扣件 为混合式扣件。这种扣件能缓减垫板的 振动，零件也少，安装方便，目前在我 国铁路木枕轨道上使用最广。
精选