第四章 高速铁路与钢轨
高速铁路用钢轨的温度应力分析
高速铁路用钢轨的温度应力分析引言：高速铁路是一种高速运行的铁路交通方式，由于高速列车的高速运行和巨大的载荷，对于钢轨的材质以及结构设计有着很高的要求。
钢轨的温度应力是影响钢轨线路安全和寿命的重要因素之一。
本文将对高速铁路用钢轨的温度应力进行分析，并提出相应的解决方案。
1. 高速铁路温度应力的产生原因：高速铁路的巨大运行载荷和高速运行速度会引发钢轨的温度变化，导致温度应力的产生。
主要原因包括：1.1 温度变化引起的钢轨长度变化：温度变化会引起钢轨的膨胀和收缩，从而导致钢轨长度的变化，进而产生应力。
1.2 钢轨的不均匀热膨胀：钢轨在高速列车通过时会受到瞬时加热，由于钢轨自身材料的差异，热膨胀不均匀，导致温度应力的产生。
1.3 环境温度和日夜温差：高速列车运行环境中的温度波动较大，尤其是日夜温差较大的地区，会引发钢轨的温度变化，从而产生应力。
2. 高速铁路温度应力的影响：高速铁路钢轨的温度应力会对线路的安全性和使用寿命产生重要影响。
2.1 引发钢轨的变形和损坏：温度应力过大会导致钢轨的变形，包括弯曲和扭曲，严重时可能引发断裂。
这种变形和损坏会影响列车的正常运行，并且会对线路的安全性产生威胁。
2.2 加速钢轨的疲劳磨损：温度应力会加速钢轨的疲劳磨损，导致钢轨寿命的缩短。
3. 高速铁路温度应力的解决方案：为了减少高速铁路钢轨的温度应力，可以采取以下解决方案：3.1 使用合适的材料：选择合适的材料制造钢轨，以提高钢轨的抗温度应力能力。
航天航空领域的先进材料可以应用于钢轨制造，提高其抗温度应力和耐磨性能。
3.2 改善钢轨的结构设计：优化钢轨的截面形状和断面尺寸，增加钢轨的刚度和强度，提高其对温度应力的承受能力。
3.3 加强维护与保养：定期对钢轨进行检查，及时发现和修复温度应力引起的损伤和变形问题，有效延长钢轨的使用寿命。
4. 高速铁路温度应力的数值模拟分析：为了更准确地了解高速铁路钢轨的温度应力情况，可以采用数值模拟方法进行分析。
高速铁路车轮与钢轨型面匹配分析
《高速铁路钢轨快速打磨管理办法》(2018)48
TG/GW216—2018高速铁路钢轨快速打磨管理办法第一章总则第一条为规范高速铁路钢轨快速打磨管理，制定本办法。
第二条本办法适用于200km/h及以上铁路和200km/h以下仅运行动车组铁路的钢轨(不含道岔、钢轨伸缩调节器)快速打磨。
其他铁路的钢轨快速打磨管理可参照本办法执行。
第三条钢轨快速打磨是指利用钢轨快速打磨车进行的被动式钢轨打磨。
通过钢轨快速打磨，可消除或减轻轨面伤损和缺陷，提高轨面平顺度，预防或减缓接触疲劳、波磨等轨面病害的产生和发展，延长钢轨使用寿命。
第四条钢轨快速打磨车按大型养路机械管理，应符合《大型养路机械使用管理规则》（TG/GW108）的相关规定。
第五条钢轨快速打磨车主要用于高速铁路钢轨预防性打磨，也可用于不改变廓形的钢轨预打磨和修理性打磨。
在高速铁路高海拔、长大坡道以及隧道占比较高的区段，宜使用钢轨快速打磨车作业。
第六条钢轨快速打磨应根据打磨前钢轨状态制定打磨技术方案，在满足目标廓形、保证打磨深度和消除病害的前提下尽量使打磨量最小。
第二章组织管理和计划实施第七条中国铁路总公司（以下简称总公司）工电部负责指导全路钢轨快速打磨技术管理，制定相关技术标准，组织相关单位和专家为钢轨快速打磨工作提供技术支持，协调钢轨快速打磨车跨局作业。
第八条铁路局集团公司负责钢轨快速打磨的管理工作，负责路外钢轨快速打磨车准予作业临时运行证明的发放工作。
第九条铁路局集团公司工务处负责制定年度钢轨快速打磨计划，审定钢轨快速打磨技术方案、施工组织方案和作业计划，协调日常施工，监督和指导钢轨快速打磨质量验收，组织对作业人员进行安全和技术培训。
第十条工务段（含高铁维修段、桥工段等，下同）负责提报年度钢轨快速打磨建议计划和作业计划，参与制定钢轨快速打磨技术方案，制定施工组织方案并组织实施，组织钢轨快速打磨质量验收。
第十一条钢轨快速打磨车运用单位负责制定打磨技术方案，参与制定施工组织方案，实施钢轨快速打磨作业，编制自验报告，参加钢轨快速打磨质量验收；负责钢轨快速打磨车的运用管理，保持钢轨快速打磨车设备状态良好。
高速铁路钢轨的轨面形状与平顺性研究
高速铁路钢轨的轨面形状与平顺性研究高速铁路作为现代交通运输的重要组成部分，对铁路建设和运行质量提出了更高的要求。
在高速铁路运行中，轨道系统是承载列车载荷、提供车轮支撑力和保证行车安全的重要部分。
而钢轨作为轨道系统的关键组成部分，其轨面形状与平顺性对高速铁路的运行稳定性和运输能力具有重要影响。
钢轨的轨面形状是指钢轨上长轴线截面在水平和垂直方向上的几何形状。
正确的轨面形状能够提供良好的车辆运行环境，降低破坏性力量的产生，减少垂直载荷增大的反弹力以及减小弯曲差等，从而提高铁路运输的效率和安全性。
而轨面形状的不良或偏差则会影响列车的行驶稳定性、动车组垂向振动和姿态，甚至引发轨道交通事故。
高速铁路钢轨的轨面形状主要包括：横向轨向不平顺、纵向轨向不平顺、翘曲和挠度等。
横向轨向不平顺是指轨道横断面上的纵向不平顺，可能由钢轨合理性设计、铺轨施工、轨道维护等方面的因素所引起。
横向轨向不平顺会导致列车与轨道之间的相对运动，增加垂向载荷和侧向载荷，引起车辆的不稳定运动。
纵向轨向不平顺是指钢轨长轴线上的不规则波动，其主要影响有垂向振动、噪声、车体动态应力等。
翘曲是指钢轨沿轨向出现弓形变形，使钢轨高低波动产生不均匀垂向载荷，增大列车斜移力和弯矩载荷。
挠度是指钢轨横断面上的竖直变形，会引起轨道几何形状发生偏差，增加了列车的辗压损失。
通过对高速铁路钢轨轨面形状与平顺性的研究，可以采取一系列措施来改善轨道系统的设计、施工和维护，保证铁路运输的安全与高效。
首先，钢轨的轨面形状应符合国家标准和规范要求，通过优化设计和合理选材，减少不规则变形的发生。
其次，加强轨道施工过程的监督和质量控制，确保轨道的平整度和精度。
同时，加强对地基的加固和轨道基床的保护，减少负荷和温度变化对轨道的影响。
此外，定期开展轨道的维护检修，及时修复损坏和磨损部位，保持轨道的几何形状和平顺性。
为了实现高速铁路钢轨轨面形状与平顺性的研究，需要开展一系列的技术研究和实验。
《铁道线路》 概述及无缝线路基本原理
第四章 无缝线路
二、锁定轨温 无缝线路的锁定轨温，是指钢轨在无温度力状 态时的钢轨温度，是我国工务工程界对零应力轨温 的一种习惯叫法。通常是以钢轨两端正常就位时的 钢轨平均温度作为锁定轨温。
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
轨温变化幅度（ △t ），是指计算钢轨温度应 力时的实测轨温与锁定轨温之差，即：
影响行车的平顺和旅客的舒适度，加速钢轨和机
车车辆的磨耗和伤损，降低了使用寿命，并增加
了养护维修费用。
第一节 概述
第一节 概述
第一节 概述
第四章 无缝线路
无缝线路是由多根长钢轨在工地焊接成长轨 条后铺设而成的线路。由焊轨厂焊接而成的较长 的钢轨称为焊接长钢轨，简称长钢轨。首先在焊 轨厂用接触焊或气压焊把未经钻眼与淬火的25m 标准轨焊接成250~500m的长钢轨，然后用专用的 长轨运输列车运至线路铺设地点，再用小型气压 焊焊接成1000~2000m或设计要求长度的长轨条， 最后按轨道结构设计要求铺设到线路上。
钢轨受力情况，无缝线路分为温度应力式和
放散温度应力式。
1、温度应力式 温度应力式无缝线路是按照设计轨温将长钢轨 锁定，使钢轨因温度变化而产生的温度力不致影响 轨道的强度和稳定。温度应力式无缝线路铺设锁定 后，当轨温发生变化时，长轨条两端约100m范围 内的伸缩区有正常的伸缩，其余为固定区，不因轨 温变化而伸缩，因而在钢轨内部产生随温度变化而 变化的温度力，其值随轨温变化而异。 第一节 概述
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
二、温度应力与温度力 钢轨铺设到线路上被锁定后，由于受到接头夹 板和扣件的限制，不能随轨温变化而自由伸缩，在 钢轨内将产生温度应力。 根据虎克定律，钢轨内的温度应力值为:
高速铁路长钢轨精调施工工法
高速铁路长钢轨精调施工工法高速铁路长钢轨精调施工工法一、前言高速铁路长钢轨精调施工工法是用于高速铁路的道砟轨道调整，确保铁轨在运行中的平顺性和稳定性。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析，以及工程实例。
二、工法特点该工法具有以下特点：1. 精细调整：通过对铁轨底盘的调整，实现对铁轨的精细调整，使之符合设计要求。
2. 高效快速：采用机械化作业，大大提高了施工效率，缩短了施工周期。
3. 灵活性强：可根据实际情况进行细致调整，适应不同地质条件和线路特点。
4. 节约成本：采用先进的施工设备和技术，降低了施工成本，提高了工程质量。
三、适应范围该工法适用于高速铁路建设中的铁轨调整工程，可以发挥其实用性和效益性。
四、工艺原理该工法基于实际工程要求和铁路调整的原理，采取一系列技术措施来实现铁轨的精细调整。
其中包括：1.铁轨标高调整：根据设计要求和地质条件，通过调整铁轨的标高高度，保证铁轨在正常使用情况下的均衡和平稳。
2. 轨向调整：通过调整轨枕或者采取轨向改正器，使铁轨在水平和垂直方向上保持适当的线形。
3. 轨距调整：通过调整道岔间隔和道岔角度，使铁轨间的距离符合设计要求，确保列车行驶的平稳和安全。
五、施工工艺1. 施工准备：进行工地勘察和设计，在施工前对施工道路进行平整和修整，准备所需的机具设备和材料。
2. 铺砟层处理：对铺设砟石层的轨道进行整平处理，确保道砟层的平整度。
3. 铁轨安装：安装铁轨，按照设计要求进行标高、轨向和轨距的调整，同时进行检查和调整，确保安装准确。
4. 铺设道砟：将砟石料覆盖在铁轨上，用振动板进行压实和整平，形成稳定的道砟轨道。
5. 精调施工：利用精调车进行铁轨的微调和修整，密切关注轨道的平顺性和稳定性。
6. 质量检验：对施工过程中的质量进行检查和监控，确保施工质量符合设计要求。
六、劳动组织在施工中，需要配备合适的劳动力和技术人员，根据施工工艺的要求进行分工协作，确保施工顺利进行。
高速铁路轨道精调
四、我国高速铁路扣件类型
WJ-7型扣件——无挡肩/轨道板 WJ-8型扣件——有挡肩/轨道板 SFC型扣件 ——无挡肩/轨道板 300型扣件 ——有挡肩/轨道板 Ⅴ型扣件——有挡肩/轨枕
② 导曲线下股高于上股的限值：18号及以上道岔作业验收为0mm，经常 保养为2 mm，临时补修为3 mm。
③轨距偏差不含构造轨距加宽量。
长弦测量作业验收容许偏差管理值
项目 高低 方向
基线长（m） 300 30 300 30
测点间距（m）
容许偏差（mm）
150
≤10
5
≤2
150
≤10
5
≤2
注：当弦长为30m时，相距5m的任意两测点实际矢度差与设计矢度差的 偏差不得大于2mm；当弦长为300m时，相距150m的任意两测点实际矢 度差与设计矢度差的偏差不得大于10mm。
2.相对几何参数是指轨距、水平（超高）及其偏差和变化率，轨向 和高低偏差。偏差越小，轨道越平顺。
相对几何参数控制除了轨距、水平、高低、轨向、三角坑等轨道几 何尺寸外，还包括变化率、线型和长短波不平顺等是轨道状态表述的基 本元素，也是轨道状态控制的关键元素。
二、轨道不平顺
1.轨道不平顺的分类
①五大不平顺：扭曲、高低、水平、轨距、方向。 ②复合不平顺：在轨道同一位置，垂向和横向不平顺共存形成的双 向不平顺。 ③曲线头尾：曲线圆缓点区、缓直点区、超高、正矢、轨距顺坡起 点、终点不一致或不匹配形成的几何偏差。 ④周期性不平顺：多波连续，基频波的波长相同，幅值具有随机性。 尤其是方向连续三波以上不平顺，对晃车和舒适性影响很大。
高速铁路对钢轨的质量要求
高速铁路对钢轨的质量要求
文章来源：钢铁E站通/dict/detail.php?id=282
高速客运铁路对钢轨的要求主要是：
(1)关于钢轨断面，多数国家选择50kg/m或60kg/m平底轨，其长度为25m、
36m、50m或焊接钢长轨。
(2)关于钢种，一般采用碳素钢，其强度要求在900MPa以上。
为防止早期疲劳和剥
离的产生，要求钢轨钢采用硅脱氧镇静钢，钢中最大铝含量不大于0.005%。
为获得洁净钢，要对钢轨钢包精烁和真空脱气。
按ASTME45/84条款规定对氧化物最坏的
视场是B1，对硅酸盐型夹杂的视场是C1。
在德国DIN50602条款中，要求钢必须
满足如下要求：
-K3≤10对95%的钢轨；-K3≤20对其余5%的钢轨。
(3)对平直度的要求是：
1)轨端平直度：垂直上翘不大于0.2mm/m，垂直下弯不大于0.1mm/m，水平弯曲不大于0.25mm/m；
2)全长平直度：垂直方向不大于0.1mm/m，水平方向不大于0.3mm/m，垂直方向上翘最大5mm，水平方向旁弯的弯曲半径不小于1000m。
(4)对于焊接轨，焊缝处轨高尺寸公差要控制在0.1~0.2mm。
(5)为保证在高速下行车平稳，轮、轨接触带宽不应超过12～14mm，而且在这个接
触带上不应存在任何表面缺陷，为此必要时要对轨头进行打磨抛光。
(6)对于轴重大于20t的线路，则应采用耐磨级钢轨。
高铁及既有线铁路工务钢轨基本知识
-
0.02 0.10 0.15 0.030 0.020 0.025
0.01
- 0.35
-
0.20
三、钢轨钢的组织与性能
3.1 钢轨钢的组织 珠光体、贝氏体、马氏体
3.2 钢轨钢的性能 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳、耐磨、焊接
三、钢轨钢的组织与性能
3.1 钢轨钢的组织 珠光体
珠光体钢轨钢的组 织是由铁素体片和 渗碳体片交替构成， 其中铁素体是软韧 的相，而渗碳体是 硬脆相。
U77MnCr热轧钢轨；
1080MPa级，如EN320Cr合金钢轨，日本HH340在线热处
理钢轨；
1180MPa级和1280 MPa级热处理钢轨，
一般，强度等级为1080MPa及以上的钢轨才被称为耐磨轨 或高强轨。
目前，我国铁路常用的钢轨有U75V/U75VG、 U71Mn /U71MnG（U71Mnk）、U77MnCr、U78CrV、U76CrRE及其 热处理钢轨。
美国、法国、德国、中国等国家钢轨断面单重及长度
国别
美国
俄罗斯 日本 法国 德国 中国
钢轨断面单重(kg/m)
钢轨长度（m）
AREA115(57 kg/m)、AREA119(60 kg/m) 、AREA132(65 kg/m)、AREA133(66 kg/m)、AREA136(68 kg/m)、 AREA147(73 kg/m)
39ft(12m) 、78ft(24m)、 82ft(25m)
50、65、75 30、37、40、50、60
54、60 54、60 38、43、50、60、75
12.5、25 25、50 36、75（76） 36、120 12.5、25、75、100
一、钢轨的断面、定尺长度及类型
高速铁路钢轨的检测与监测技术研究
高速铁路钢轨的检测与监测技术研究随着高速铁路的发展，钢轨作为铁路系统的核心组成部分，其安全和可靠性对高速列车的运行至关重要。
因此，高速铁路钢轨的检测与监测技术的研究变得尤为重要。
本文将就高速铁路钢轨的检测与监测技术进行探讨。
首先，高速铁路钢轨的检测需求分析非常关键。
高速铁路的运行速度较快，对钢轨的质量和安全性要求很高。
因此，在钢轨的设计、制造和安装过程中，需要进行全面的检测和监测，以确保钢轨的完整、安全和可靠。
同时，在高速铁路的运行过程中，定期的检测和监测也是必要的，以及时发现和修复钢轨中的缺陷和损伤，确保列车的运行安全。
其次，高速铁路钢轨的检测技术包括非接触式和接触式两大类。
非接触式技术主要是利用红外热像仪、激光光斑测距仪、超声波探伤仪等设备进行无接触式检测。
这些设备能够快速扫描整个钢轨，并利用图像处理和数据分析技术来判断钢轨是否存在缺陷和损伤。
而接触式技术主要是利用钢轨检测车、钢轨探伤车等设备进行接触式检测。
这些设备通过直接接触钢轨进行检测，能够更准确地确定钢轨的缺陷和损伤情况，并决定相应的维修措施。
再次，高速铁路钢轨的监测技术主要是通过建立钢轨监测系统来实现。
这个系统包括传感器、数据采集装置、数据传输装置和数据处理与分析装置等。
传感器主要用于感知钢轨的状态和特征，如应力、温度和变形等。
数据采集装置用于将传感器采集到的数据进行采集和存储。
数据传输装置用于将采集到的数据传输到数据处理与分析装置，以便进行数据的处理和分析。
而数据处理和分析装置则对采集到的数据进行分析和预警，及时发现和解决钢轨的异常情况。
最后，高速铁路钢轨的检测与监测技术研究的困难与挑战不可忽视。
首先，钢轨的长度较长，检测区域较大，使得检测过程具有一定的复杂性。
其次，钢轨的工作环境复杂，温度和湿度变化大，会对传感器和设备的性能产生一定的影响。
此外，高速铁路的运营时间有限，对钢轨的检测和监测时间要求高，因此需要快速和准确的检测技术来满足实际需求。
高速铁路工业用钢轨的特点与要求
高速铁路工业用钢轨的特点与要求随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，对于交通运输的需求也不断增长。
高速铁路作为一种快速、高效、安全的交通方式，得到了越来越多的重视和投资。
在高速铁路建设中，钢轨作为重要组成部分之一，承载着列车的重量和运行的平稳性。
因此，高速铁路工业用钢轨具有一系列的特点与要求。
首先，高速铁路工业用钢轨需要具有较高的强度和刚度。
由于高速铁路上列车的运行速度较快，运载量大，因此钢轨需要能够承受巨大的压力和冲击力，保持稳定的形状，确保列车行驶的安全性。
因此，高速铁路工业用钢轨的材料需要具备较高的抗拉强度和抗弯刚度，以确保轨道的整体结构稳定。
其次，高速铁路工业用钢轨需要具有良好的耐磨性和抗疲劳性。
由于高速铁路列车的频繁运行和长时间的使用，钢轨必须能够承受高强度的摩擦和重复的冲击，同时具备一定的耐久性。
因此，钢轨的材料需要具备良好的耐磨性，经久耐用，同时还需要具备较好的抗疲劳性，能够在长时间的使用中仍然保持良好的性能。
高速铁路工业用钢轨还需要具备良好的焊接性能和稳定的轨道几何形状。
为了确保整条轨道的平稳性和连续性，钢轨之间必须进行焊接连接。
因此，钢轨的材料需要具备良好的焊接性能，能够确保焊缝的牢固性和整体的结构稳定性。
同时，钢轨的几何形状也需要稳定，能够满足高速列车的行驶需求，保持轨道的水平度、曲率和超高面平滑度。
另外，高速铁路工业用钢轨需要具备良好的耐候性和抗锈蚀性。
由于铁路设施大多数处于露天环境下，钢轨暴露在外的时间较长，容易受到各种气候条件和腐蚀物质的侵蚀。
因此，钢轨的材料需要具备良好的耐候性，能够抵御雨水、风沙和紫外线的侵蚀，保持其表面的光洁度和整体的性能。
同时，钢轨还需要具备良好的抗锈蚀性，能够有效抵抗大气中的氧化物和腐蚀物质的侵蚀，延长钢轨的使用寿命。
最后，高速铁路工业用钢轨需要具备较好的环保性能。
随着社会对环境保护意识的增强，铁路建设也要求使用环保型的材料。
因此，高速铁路工业用钢轨需要具备低含碳、低污染物排放的特点，减少对自然环境的负面影响，同时也为可持续发展提供支持。
高速铁路钢轨的创新材料与新技术研究
高速铁路钢轨的创新材料与新技术研究摘要：高速铁路的发展在世界范围内都得到了广泛的关注和投资。
钢轨作为高速铁路的重要组成部分，其材料与技术的研发对于铁路运输的安全性、效率和可持续性有着重要的影响。
本文将探讨高速铁路钢轨的创新材料和新技术研究的重要性，并介绍一些正在进行的研究与发展。
1. 引言高速铁路的发展已成为现代交通运输领域的重要趋势，不仅提高了人们的出行效率，也促进了经济发展和区域一体化。
而在高速铁路系统中，钢轨作为连接车辆和铁路基础设施的关键部件，在运输的安全性、舒适性和可持续性方面扮演着重要角色。
2. 高速铁路钢轨材料传统的高速铁路钢轨一般采用碳钢，具有良好的强度和硬度，但其在抗疲劳和耐腐蚀方面存在一定的局限性。
因此，研究人员开始寻求新的创新材料，以提高高速铁路钢轨的性能和寿命。
2.1 新型钢材高速铁路钢轨材料的研究重点之一是开发新型钢材，如高强度钢、耐疲劳钢和耐腐蚀钢等。
这些新型钢材不仅具有较高的强度和硬度，还具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，能够更好地满足高速铁路的运营需求。
2.2 复合材料另一种创新材料的选择是复合材料，如碳纤维增强复合材料和陶瓷基复合材料等。
这些复合材料具有较高的强度和刚度，并且相对于传统的钢材具有更低的密度和更好的耐腐蚀性能，能够显著减轻铁路系统的重量，提高运行效率和节能减排。
3. 新技术研究与发展除了新的材料选择，研究人员还进行了一系列的新技术研究与发展，以提高高速铁路钢轨的性能和可靠性。
3.1 表面处理技术表面处理技术在高速铁路钢轨的研究中发挥着重要作用。
通过表面处理能够提高钢轨的防腐蚀性能、抗疲劳性能和耐磨性能，延长钢轨的使用寿命。
常见的表面处理技术包括喷丸、镀锌、热浸镀等。
3.2 热处理技术热处理技术是近年来在高速铁路钢轨研究中受到关注的一项技术。
通过热处理可以使钢轨具有更高的强度和硬度，从而提高其抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
常见的热处理技术包括淬火、回火、正火等。
高速铁路长钢轨精调施工工法(2)
高速铁路长钢轨精调施工工法高速铁路长钢轨精调施工工法一、前言随着高速铁路建设的不断推进，铁路轨道的施工工法也在不断创新与发展。
高速铁路长钢轨精调施工工法是一种针对高速铁路轨道设计的施工工艺，能够提高轨道的几何、调幅和循向平整度达到高速列车运行的需求。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析等内容，并通过工程实例加以说明。
二、工法特点高速铁路长钢轨精调施工工法具有以下特点：1. 精调施工：通过使用先进的测量和调整设备，对轨道进行精确调整，以保证轨道的几何精度。
2. 基于车辆运行特点：针对高速列车的特点，按照设计要求进行调整，使轨道能够满足高速列车的运行要求。
3. 高效节能：采用机械化施工和数字化测量，减少人力劳动，提高施工效率，降低施工成本。
4. 构造简单：施工工艺简单明了，易于掌握和操作，不需要复杂的设备和技术。
5. 环保可持续：绿色施工，减少对环境的影响，延长轨道的使用寿命。
三、适应范围高速铁路长钢轨精调施工工法适用于高速铁路新建和维护工程，特别适用于对轨道几何精度要求较高的区段，如高速直线段、进出口线段等。
四、工艺原理该工法的工艺原理主要基于施工工法与实际工程之间的联系，采取的技术措施包括以下几个方面：1. 施工前的技术准备：根据设计要求，进行测量和分析，确定施工方案和施工路线。
2. 施工中的调整措施：根据测量结果，使用调整设备对轨道进行精确调整，包括调整轨道坡度、曲率等参数。
3. 施工后的质量检验：对施工后的轨道进行质量检验，确保其几何、调幅和循向平整度满足设计要求。
五、施工工艺1. 施工前的准备工作：包括施工方案的制定、测量设备的准备、原料的采购等。
2. 钢轨的安装：根据设计要求，进行钢轨的安装和固定。
3. 调整设备的使用：使用调整设备对轨道进行精确调整，包括调整轨道坡度、曲率等参数。
4. 施工过程的测量：在施工过程中，对轨道进行测量，确保施工的准确性和质量。
高速铁路钢轨的研究与应用
（ ２）高抗疲劳性能 。高抗疲 劳性 能要 求钢轨钢质 洁净 、表面无缺 陷 、脱碳层浅 、残余 拉应力 ５ １２ Ｕ １ ｎ ７Ｖ ．． ７Ｍ和ｕ ５钢种钢轨性 能特 点
小 等
ｕ７１ 钢 种 钢 轨 为 我 国 至 今 使 用 时 间 最 长 的 ｎ Ｍ
（ ３）安 全 、可 靠 。高 安全性 反 映在钢质 洁净 、表 Ｃ Ｍ１ 轨 ，其 含 碳 量 较 低 ，Ｍｎ 量 较 高 ，硬 度 为 — １ 钢 含 面无缺陷 、优 良的韧 塑性和焊接性能 ，以及便于生产 、 质量稳定和可靠性高等方面。 ２ ０ ３ ０ Ｂ，韧塑性较好 ，尤其低温性能较好 ，焊接性 ６ ～ ０ Ｈ 能优 良。 当１ １ 钢种 钢轨含锰量较 高时 ，易发生锰 的 ５ Ｍｎ ７ 微观偏析 ，不适合全长热处理 ，通 常以热轧态使用 。 Ｕ５ ７ Ｖ钢种 钢轨为２ 世纪９ 年 代攀钢集 团有 限公 司 ０ ０
高速铁路钢轨的研究与应用
０１ ０ 张银 花 ： 中国铁 道科 学研 究院金属 及化 学研 究所 ，研 究 员，北京 ，１ ０ ８
０１ ０ 周清跃 ： 中 国铁道 科 学研 究院金 属及 化 学研 究所 ，研 究 员，博 士研 究生导 师 ，北京 ，１ ０ ８
０１ ０ 陈朝 阳 ： 中 国铁道 科 学研 究院金 属及 化 学研 究所 ，助理研 究 员，博士研 究生 ，北京 ，１ ０ ８
高速 铁路钢 轨 的研 究与应 用 张银 花 等
何尺 寸精度 要求轨 高 、轨头 宽 、轨底 宽 、
轨 腰 厚 的 尺 寸 公 差 小 、轨 冠 饱 满 、轨 底 不 平 度 小 、断 面 对 称 。
标准
Ｔ／ ＢＴ
２ ４ ３４
表 １ 钢轨 化学 成分
高速铁路用钢轨的选材与设计分析
高速铁路用钢轨的选材与设计分析随着交通事业的迅速发展，高速铁路作为一种高效、快速、安全的交通方式，受到了广大民众的青睐。
而钢轨作为高铁运行过程中的关键组件，其选材和设计对于高铁运行的安全和稳定性起着至关重要的作用。
本文将就高速铁路用钢轨的选材和设计进行分析，并探讨其在保证高铁运行安全的同时，提高铁路的使用寿命和降低维护成本的方法。
首先，从选材的角度来看，高速铁路用钢轨需要具备高强度、耐磨、耐腐蚀、耐疲劳等特点。
材料的强度决定了钢轨的承载能力和抗变形能力，高速铁路用钢轨一般采用Q345B、Q370、Q420等低合金高强度钢材。
这些钢材具有良好的力学性能和抗冲击性能，能够满足高速列车对钢轨的高要求。
此外，耐磨性能是衡量钢轨使用寿命的重要指标之一，因此，选用具有较高硬度和耐磨性的材料也是关键。
在实际运行中，钢轨表面经常受到列车的压力和摩擦力，因此，高速铁路用钢轨需要具备良好的耐腐蚀和耐疲劳性能，以保证钢轨的长期稳定运行。
钢轨选材需要综合考虑以上因素，选择合适的材料。
其次，钢轨的设计也是确保高速铁路运行安全和稳定的重要环节。
设计中需要考虑到轨道的线形和几何尺寸、轨道的纵断面形状以及轨道的固定和连接等方面。
高速铁路使用的铁轨一般为单轨道式，选择合理的轨道线形是确保高速列车行驶平稳和安全的关键。
轨道线形不仅需要满足列车高速行驶时的轨压和位移限制，还需要满足列车曲线通过时的横向加速度限制，以保证高铁的舒适性和安全性。
在钢轨的纵断面形状设计方面，受到列车载荷的影响，为了增加钢轨的承载能力和抗变形能力，一般采用"8"字形的截面。
这种截面形状能够减小钢轨变形造成的噪音和振动，并提高轨道系统的稳定性。
此外，还需要根据列车运行速度、预计使用寿命等因素确定钢轨的长度和连接方式。
通常情况下，高速铁路使用的钢轨长度通常为25米或50米，连接方式采用热缩套连接或焊接连接。
钢轨的固定和连接也是设计中需要重视的问题。
高速铁路钢轨的轨道布置与调整技术
高速铁路钢轨的轨道布置与调整技术随着交通运输业的发展，高速铁路成为了现代快速、安全、便捷的交通方式之一。
在高速铁路系统中，钢轨是承载列车荷载的关键组成部分之一，因此，对于钢轨的轨道布置与调整技术的研究与实践变得尤为重要。
本文将针对高速铁路钢轨的轨道布置与调整技术进行详细的介绍与分析。
钢轨的布置是高速铁路建设的首要任务之一。
在选择钢轨的种类和质量的同时，还需要合理的布置和调整钢轨的位置与间距。
首先，高速铁路的轨道布置应充分考虑列车的运行速度、荷载和轨道设计标准等因素。
其次，钢轨的布置应尽量保证平整度和稳定性，并避免出现锈蚀、损伤和断裂等问题。
最后，还需要合理设置弯道、过桥、过路、进站与出站等特殊地段的钢轨布置。
通过科学合理的钢轨布置，可以提高高速铁路的运行效能和安全性。
高速铁路钢轨的调整技术是确保铁路运行正常和安全的重要手段之一。
钢轨的调整包括纵向调整和横向调整两种情况。
纵向调整是针对轨道的水平度和高程进行调整，其目的是保证钢轨之间的连接平稳且无波动。
横向调整是为了使钢轨与道床之间的接触面积最大化，这样可以减小钢轨与道床之间的压力和磨损程度。
对于高速铁路而言，钢轨的调整技术至关重要，不仅可以保证铁路运行的稳定性和安全性，还可以减少列车的摇摆和颠簸，提高乘客的乘坐舒适度。
在高速铁路钢轨的布置与调整技术中，还需要注意以下几个方面。
首先，钢轨的布置应尽可能避免与其他建筑物、设施和地下管线的冲突，以防止不必要的事故发生。
其次，应该合理选取钢轨的连接方式和固定方式，以确保钢轨之间的连接牢固可靠，并能够承受列车的荷载。
最后，需要对钢轨的寿命和维护进行合理的评估和规划，及时修复和更换老化或损坏的钢轨，以确保铁路的安全和稳定运行。
总结起来，高速铁路钢轨的轨道布置与调整技术是确保铁路运行安全和高效的重要环节。
通过科学合理的钢轨布置和调整，可以提高铁路的运行效能和安全性，减少事故的发生，并提高乘客的出行舒适度。
在进行钢轨布置和调整时，我们还需注意与其他建筑物、设施和地下管线的冲突，选择合适的连接方式和固定方式，并对钢轨的寿命和维护进行评估和规划。
高速铁路钢轨波形磨耗
铁路钢轨打磨车
高铁钢轨打磨照片
南昌铁路局第一列钢轨打磨车开始对九江长江大桥铁路桥 上下行共15352米的线路首次实施钢轨打磨“手术”，全面提 升九江大桥铁路桥的线路设备质量。
国产首台钢轨打磨列车牵引动车通过评审 (2009年）
2009年9月10日，由襄樊金鹰轨道车辆有限公司自主研 发和生产的96头钢轨打磨列车牵引动车,通过铁道部主持的出 厂评审会评审。 该车是铁道部“十一五”大型养路机械重点科研项目，用 于和96头钢轨打磨列车固定编组使用，为打磨列车高速运行 和恒低速作业走行提供动力。打磨列车主要用于对线路钢轨 表面进行打磨维修，在此之前，国内的打磨列车全部由美国 哈斯克公司进口。该车成功研发改变了钢轨打磨列车成套设 备完全由国外引进的局面，使打磨列车国产化走出了坚实一 步。每列车可直接节省1000万元。
钢轨波形磨耗所造成的危害是相当严重的。 它不仅是振动与噪声的一个振源,而且可以严重 恶化线路状况,影响行车平稳与舒适。由于目前 对钢轨波形磨耗的形成机理尚无定论,因而不可 能完全防止钢轨波形磨耗的产生。只能在波形磨 耗出现前后,采取一些措施减轻波形磨耗的程度 和减缓其恶劣影响。
各国铁路采取的主要措施如下:
五在地面铁路与地下铁道最常见的波形磨耗是暗亮相间的称为rutting车辙的波形磨耗其波长多为50450六在轴重小于20t行车速度较高的线路上在直线与大半径曲线地段将产生2580波长的钢轨波形磨耗它将给高速列车的运行舒适性带来极大的威胁
高速铁路钢轨波形磨耗
钢轨波磨是轨道损伤的一种主要类型，它 是钢轨沿纵向表面出现的周期性的类似波浪形 状的不平顺现象。
波磨的危害
1、增加工务维修费用 车轮通过波磨地段时, 由于钢轨表面的不平顺, 引起 轮轨作用力急剧增大, 使机车车辆和轨道产生剧烈振 动, 促使轨道和机车车辆相关部件伤损的产生和发展, 从而增加维修费用； 由于列车通过波磨地段时引起轨道剧烈振动, 致使道 碴粉化速率加快,道床翻浆冒泥, 轨道扣件松动, 螺纹 道钉、轨距杆大量折断, 轨枕空吊, 胶垫损坏等, 从 而极大地增加了工务维修费用。
高速铁路无缝钢轨
无缝钢轨不是几千公里没有缝隙的,而是把25米长的钢轨焊接起来连成几百米长甚至几千米长,然后在铺在路基上,无缝钢轨一段和一段之间还是有11毫米的空隙,现在沪宁线上是303公里长的超长无缝钢轨,无缝钢轨要解决热涨冷缩光靠数量不多的缝隙是不够的了,现在解决热涨冷缩有两种方法,一种是长轨节自身承受全部温度应力,即将长轨锁定在枕木上,使其不因温度变化而胀缩,这种方法适用于一年四季温度相差不大的地区,例如在中国南方地区.在一些温度相差较大的地区应就要采取另一种方法,即长轨节自身不承受温度应力,而以自动放散应力或定期放散应力的方法,使长轨节随温度升降而自由收缩,在铺设的时候也尽量选择最佳温度铺设,使钢轨的伸缩值在最小范围内,这样不管温度上升还是下降,钢轨的伸缩始终都控制在最小范围内.
我国采用的是靠高强度扣件锁定钢轨的方式来抑制钢轨热胀冷缩的移动.无缝线路并不是全线都连在一起,根据等级,每隔数千米有断开的一个伸缩段,每到季节变化,铁路养路工人会挑选一个适合温度的时间,松开钢轨扣件,让无缝钢轨自由伸缩,再扣紧,恢复铁路运行.。
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第四章高速铁路与钢轨第一节高速铁路对钢轨的质量要求690．什么叫轮轨系统的高速铁路?目前已经投入运营的高速铁路设计全部是采用轮轨系统，轮轨系统的高速铁路无论是总体设计，还是车体制造及线路施工维护技术都已成熟，这一系统已在世界各国运行了近40年。
40年的运行证明了轮轨系统的高速铁路是成功的，并告诉人们这一系统在高速下运行是可靠的、安全的和高效的，被世界各国的政府和铁路部门所接受。
轮轨系统的高速铁路车速现已达到200～350km／h，全世界已建成的高速铁路总长约5000km。
其中，日本有4条，法国有3条，英国有1条，德国有2条，西班牙有2条，波兰有1条。
全世界在建或计划建的高速铁路约6000km，分布在13个国家，主要有日本、美国、中国、俄罗斯和韩国等。
采用轮轨系统的高速铁路，大多数是以大功率的电力机车或内燃机车为动力。
高速铁路的线路采用小坡度，一般为0．8％～3．5％；线路曲线采用大半径，一般为2500～8000m。
通常，人们把速度为200km／h的高速铁路定为第一代高速铁路，把速度为300km／h的高速铁路定为第二代高速铁路，把速度为350km／h的高速铁路定为第三代高速铁路。
轮轨系统的高速铁路其实验车速已达到515km／h。
到目前为止，世界各国已建成的和规划中的长距离的高速铁路基本上都是采用轮轨系统设计的。
691．什么叫磁悬浮系统的高速铁路?磁悬浮列车是利用电磁原理和超导原理研制的一种高速列车。
在电磁场产生的吸力或斥力作用下，列车被托起悬浮在线路上，靠线路上和车辆上的线性电机所产生的推力前进。
与轮轨系统的高速列车相比，磁悬浮列车的车速可以更快，运行更平稳，又不产生污染，是一种理想的交通工具。
但其技术难度大，目前尚在实验研究中。
另外，磁悬浮高速铁路的投资比轮轨高速铁路的投资要高出20％～40％以上。
692．什么叫重载铁路?现在，人们对“重载”(heavy haul)的概念往往仅指那些装运铁矿石、煤、磷矿等矿物的又长又重的货运列车，其实重载列车早已远远不拘于此。
在北美有许多重载铁路，这些装载各种商品的又长又重的列车已运营多年。
“重载”的概念随着社会生产力的发展也在变化，在1835年，那时所指“重载”是指采用蒸汽做动力的货运列车，它仅仅是相对于用马做动力的运客或运煤的四轮车而言的。
现代重载铁路的概念是由国际重载协会(IHHA)在1986年9月确定的，即重载铁路必须能让每列车载重量超过5000t、轴重大于21t的列车通过，且每年运量要超过2000万t的线路才能称为重载铁路。
重载铁路的出现，在历史上主要是看重其经济性。
如美国和加拿大在边远山区采用超长和重载运输方式是经济的。
为牵引这样的重载列车，在美国曾开发了最大牵引力的蒸汽机车“巨孩”号。
这是在1941年由美国机车公司制造的。
机车重达345t，有24个轮子。
当时主要运行在夏延(Cheyenne)与怀俄明(Wyoming)线。
列车全长约2442m，共牵挂90～100节车厢。
该机车一直运行到蒸汽机车末期，现在被保留下来。
其实在北美，轴重在30～35t的车辆并不少见，甚至可找到37t轴重车辆。
当时由于经济发展的需要，曾开发出了35．7t轴重、125t装载量的车厢。
应指出的是，重载运输即使是30～35t轴重列车，也会使桥梁的维修费成本升高到危险点。
现代重载铁路的铺设主要是用于运输煤、铁矿石和其他矿石。
693．什么叫自动化铁路?自动化铁路．AGT(Automated Guideway Transit)是指列车的运营可以实现无人操纵，即从列车发出开车信号到列车启动、加速运行，以及在到站前的减速停车等，这一切均由计算机进行控制，一般情况下不要司机介入，即可实现列车运营全过程的无人管理。
现在，新的快速运输系统，都是以计算机控制为基础，自动化线路运营与车站管理相结合，实现了全部功能自动化控制。
这种自动化铁路是采用高架的专用轨道，由计算机管理的轻型电车。
它是近10年来发展起来的一种新型城市轨道交通系统，其运输能力介于常规铁路与公共汽车之间，其运输能力为2000～20000人／h，车速最高可达50—60km／h。
通常，每辆车定员是60～70人，每列车由4—6辆组成。
其在地面上的结构与单轨铁路的基本相同，一般占地上空间宽度为25～30m，在车站处占地上空间高度为30—35m左右。
694．从铁路技术发展历史看。
铁路发展经历了哪几个阶段?大约经历了下列三个阶段：(1)初期发展阶段：大约从1830年到1900年前后。
这一阶段以蒸汽机的发明和钢轨生产技术的进步为代表，解决了铁路发展的动力和钢轨等关键问题，促进了铁路的大发展。
(2)第二阶段：大约从1900年到1950年前后。
在这一阶段中，铁路技术的进步主要是围绕机车技术的进步和钢轨断面的改进两个方面进行的。
首先是电力机车的出现，为铁路的发展提供了干净的动力。
机车车速和机车牵引力的提高，对钢轨的要求也越来越严格，特别是随着电力机车和内燃机车的出现，机车轴重的大幅度提高，要求使用更大断面的钢轨。
原来蒸汽机车所用的单重仅在18～38kg／m的断面钢轨，已不足以抵抗大功率机车的磨耗，在这种形势下，1900年出现了单重为45．3kg／m的钢轨，1916年出现了单重为58．9kg／m的钢轨，1930年出现了单重为59．3kg／m的钢轨。
但这些钢轨的断面形状却基本保持了1865年的T形形状。
(3)第三阶段：从1950年开始到现在。
这一阶段是高技术铁路的飞跃发展时期，特别是1964．年10月1日，世界上第一条高速铁路——日本东海道新干线的问世，向世人展示了高技术铁路的发展前景，使古老的铁路又焕发出了新的生机。
从20世纪60年代到现在，高技术铁路以其高的速度、高的运输效率、低的运行成本和其特有的安全舒适性，在陆海空运输中独占鳌头。
高技术铁路是以电力牵引技术为基础发展起来的，它综合了近代的通信技术、计算机技术、电子技术、自动化技术和冶金技术等学科的成果。
其突出特点是高速、高效、安全。
它包括了高速客运铁路、地下铁路、自动化铁路和重载铁路等领域。
695．21世纪现代化铁路在钢轨和线路上的发展趋势有哪些?自从蒸汽机车发明到现在，铁路运输获得了巨大发展，车速从原来的10~20km／h，发展到现在的120~260km／h；机车也由过去的蒸汽机车更换为内燃机车或电力机车；机车牵引力由过去的几百千瓦发展到3677．5kW。
现在全世界共有铁路总长约140万km，遍布世界各地。
不仅有普通客运、货运铁路，而且有地下铁路、重载铁路和高速客运铁路。
从20世纪50年代开始，铁路发展到了一个新的时代，具有高新技术的火车在世界范围内获得越来越多的认同。
以法国的吒Ⅳ、德国的ICE、日本的子弹头列车为代表的新型列车的出现，向世人展示了现代化铁路的广阔发展前景和比航空、公路运输更具潜力的发展优势。
这些新型列车是电子技术(包括电力机车、磁悬浮列车)、地下挖掘技术与自动化技术有机结合的产物，这些技术已广泛应用于从本体的设计、制造到列车的运行与维护，从列车的通讯、信号自动化，到列车牵引、事故控制等铁路现代化建设的各个方面。
世界交通运输专家认为2l世纪解决城市间陆路交通和大城市内交通问题的最有效工具仍然是铁路，尤其是高速铁路和地下铁路，它们在运输的高速度、高效率、安全性、舒适性和大运量等诸方面，有着航空、航海和汽车公路运输无法比拟的优势。
不少专家指出，在2l世纪铁路会有更大的发展。
笔者认为随着电子技术的进步，信息高速公路和多媒体技术的普及应用，21世纪的世界铁路技术必将跃上一个新水平。
世界铁路技术的发展正在朝着自动化牵引、高速度、大轴重、大运量的方向迈进，为此各国铁路都采取了下面一些办法来满足铁路高速、大轴重、大运量发展的要求。
(1)普遍采用重型断面钢轨法国铁路部门认为当车速超过160km／h时，就应采用50kg／m或60kg／m钢轨。
德国铁路部门认为当车速超过200km／h时，至少应铺设54～65kg／m钢轨，当车速超过250km ／h时，则应采用70kg／m钢轨。
日本铁路实测发现60kg／m钢轨的寿命比50kge／m钢轨可以提高2．1—6．5倍。
美国和加拿大从20世纪70年代就开始大量铺设61．5kg／m钢轨。
前苏联铁路部门规定当客车速度大于140km／h时，在行车密度大于100对的区间内，应采用65kg／m钢轨。
65kg／m钢轨比50kg／m钢轨质量仅增加30％，而可使在使用期限内通过的列车运量吨位增加80％。
中国铁路部门规定在年通过货运总量超5000万t·km的地段，应铺设60kg／m钢轨。
世界铁路铺设钢轨单重的变化大概如下：20世纪50年代平均轨重43～50kg／m，60年代平均轨重49～52kg／m，70年代平均轨重52～65kg／m。
目前各国铁路采用钢轨的最大单重为：中国60kg／m及75kg／m，前苏联65kg／m及75kg／m，日本60kg／m，法国60kg／m，英国57kg／m，美国68kg／m，意大利65kg／m，波兰60kg ／m。
(2)普遍采用无缝线路为了提高车速和列车运行舒适度，各国从20世纪60年代开始在干线铁路上普遍采用焊接长轨。
这种焊接长轨一般是先在焊轨厂将钢轨焊接成250m或更长的长轨，然后送到轨排厂预装上轨枕，再用特制的轨排运输车上的专用设备边行走边铺设。
60年代全世界铺设4万h无缝线路，到70年代已铺无缝线路超过20万km，80年代后各国的干线铁路基本上是铺设无缝线路。
从所铺的无缝线路里程占铁路总长的比例看，前西德比例最高达65％，瑞士次之达53％，意大利和丹麦也均在20％以上。
我国的无缝线路已占30％左右。
696．世界高速客运铁路的发展情况如何?20世纪60年代高速客运列车最高车速为200km／h；70年代日本东海道新干线设计车速已达260km／h；法国在80年代初其高速铁路车速已达300km／h，其实验车速在90年代已达到515km／h。
随着磁悬浮列车技术的改进和完善，国外有不少专家认为到21世纪，高速客运列车车速可以达到600km／h。
高速铁路按速度划分，车速在200km／h以上的为第一代高速铁路，车速在250km／h以上的为第二代高速铁路，车速在300km／h以上的为第三代高速铁路。
世界上大多数国家的高速铁路主要用于客运，也有少数国家用于客货混运。
697．高速铁路对钢轨的质量要求是什么?高速客运铁路对钢轨的要求主要是：(1)关于钢轨断面，多数国家选择50kg／m或60kg／m平底轨，其长度为25m、36m、50m或焊接长轨。
(2)关于钢种，一般采用碳素钢，其强度要求在900MPa以上。
为防止早期疲劳和剥离的产生，要求钢轨钢采用硅脱氧镇静钢，钢中最大铝含量不大于0．005％。
为获得洁净钢，要对钢轨钢进行钢包精炼和真空脱气。