轨道几何形位
轨道几何形位测定
例1.4-6 按照有关规范规定，检查验收时拟在K36+000～ K37+000的1km检测路段中选择6个测点进行钻孔取样检验压实 度、沥青用量和矿料级配等，钻孔位置怎样确定？
方法如下：
（1）选定的随机数栏为栏号2
（2）栏号3中从上至下小于6的数依次为：05、06、04、 02、03、01
…，50。
（2）从布袋中摸出一块硬纸片，其编号为3，即使用随机数 表的第3栏。
（3）从第3栏A 列中挑出小于20所对应的B 列数值，将B 与 T相乘，四舍五入得到20个编号，并得到20个断面的桩号 。
断面序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
4.02
806
K36+806 0.134
1.34
右3.79 左2.43 左0.18 右0.77 左0.98 左3.66
路基路面几何尺寸检测
一、检测项目与要求
适用于路基路面各部分的宽度、高程、及中线偏位等几 何尺寸的检测以供道路施工过程、路面交工验收及旧路调查 使用
几何尺寸检测所用的仪器与材料有：钢尺、经纬仪、全 站仪、精密水准仪、塔尺、粉笔等。几种结构层的几何尺寸 检测项目的要参见《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）。
将路基路面几何尺寸检测结果汇总于表，计算一个评定路 段内测定值的平均值、标准差、变异系数，注明不符合规 范要求的断面。
（3）确定取样位置的纵向距离
找出与A 列中相对应的B 列中的数值，以此数乘以检测区间的
总长度，并加上该段的起点桩号，即可得出取样位置距该段起 点的距离或桩号。
第三章-轨道几何形位
第三章轨道几何形位3.1 概述轨道几何形位是指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。
3.1.1 轨道几何形位的基本要素轨距:在轨道的直线部分，两股钢轨之间应保持一定的距离水平:两股钢轨的顶面应位于同一水平或保持一定的相对高差方向:轨道中线位置应与它的设计位置一致前后高低:两股钢轨轨顶所在平面（即轨面）在线路纵向应保持平顺轨底坡:为使钢轨顶面与锥形踏面的车轮相配合，两股钢轨均应向内倾斜铺设轨距加宽:在轨道的曲线部分，除应满足上述要求外，还应根据机车车辆顺利通过曲线的要求，将小半径曲线的轨距略以加宽外轨超高:为抵消机车车辆通过曲线时出现的离心力，应使外轨顶面略高于内轨顶面，形成适当的外轨超高缓和曲线:为使机车车辆平稳地自直线进入圆曲线（或由圆曲线进入直线），并为外轨逐渐升高、轨距逐渐加宽创造必要的条件，在直线与圆曲线之间，应设置一条曲率和超高渐变的缓和曲线3.1.2 控制轨道几何形位的重要性3.2 机车车辆走行部分构造简介转向架的主要功能是：将车体荷载均匀分配于轮对，保证机车车辆顺利通过曲线，并降低轮对振动对车体的影响。
3.2.1 转向架的构造和类型重要概念全轴距:同一机车车辆最前位和最后位车轴中心间水平距离固定轴距:同一转向架上始终保持平行的最前位和最后位车轴中心间水平距离车辆定距:车辆前后两转向架上车体支承间的距离3.2.2 轮对对轮对的要求是：应有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行；应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下，自重最小，并具有一定弹性，以减小轮轨之间的相互作用力；应具备阻力小和耐磨性好的优点，以降低牵引动力损耗并提高使用寿命；应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，还应具备必要的抵抗脱轨的安全性。
踏面：车轮与钢轨的接触面；轮缘：突出的圆弧部分，是保持车辆沿钢轨运行，防止脱轨的重要部分；车轮内侧面：轮缘内侧面的竖直面；车轮外侧面：与车轮内侧面相对的竖直面；车轮宽度：车轮内外两侧面之间的距离；轮辋：车轮上踏面下最外的一圈；轮毂：轮与轴互相配合的部分；幅板：联接轮辋与轮毂的部分，幅板上有两个圆孔，便于轮对在切削加工时与机床固定并供搬运轮对之用。
轨道几何形位(几何尺寸)
算例：
容许偏差：弦测法客运专线+-3mm，20m弦 长。 曲线：R=10000m,实设应为：f=5mm； 正常范围：2～8mm. R2=102+(R-f)2 近似：R=50000/f 计算得出： R＝25000m~6250m均为正常。 曲线长度及偏角、圆顺性合适即可。
五、轨底坡（列车平稳性来设）
三、前后高低（纵向水平）：
轨道沿线路方向的竖向平顺性称为前后 高低。 ±4mm/10m弦长（站线：±6mm/10m） 目视平顺。
静态不平顺：
– 新铺或经过大修后的线路，即使其轨面是平顺的，但是经过
一段时间列车运行后，由于路基状态、捣固坚实程度、扣件 松紧、枕木腐朽和钢轨磨耗的不一致性，就会产生不均匀下 沉，造成轨面前后高低不平，即在有些地段（往往在钢轨接 头附近）下沉较多，出现坑洼，这种不平顺，称为静态不平 顺；
曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定超高度，以使车体重 力的向心分力得以抵消其曲线运行的离心力。
– 轨底坡：
轨道两股钢轨底面应设置一定的轨底坡，使钢轨向内倾斜，以保 证锥形踏面车轮荷载作用于钢轨断面的对称轴。
3、从轨道的纵断面上看： 轨道的几何形位包括轨道的前后高低。
– 钢轨顶面在纵向上应保持一定的平顺度，为
原因：
– 如果在延长不足18 m的距离内出现水平差超
过4 mm的三角坑．将使同一转向架的四个车 轮中，只有三个正常压紧钢轨，另一个形成 减载或悬空。 – 如果恰好在这个车轮上出现较大的横向力， 就可能使浮起的车轮只能以它的轮缘贴紧钢 轨，在最不利的情况下甚至可能爬上钢轨， 引起脱轨事故。 – 因此，一旦发现，必须立即消除。
量测方法：
直 线 ： ±4mm/10m （ 站 线 及 专 用 线 ： ±5mm/10m ） － － 设 计 中 曲 线 应 大 于 20m，取10m整倍数。 曲线：正矢20m弦，矢度查表。（大机作 业用激光来量测），具体量测：先分 点：10m弦一个点。
铁道工程-第六章轨道几何形位之轨道不平顺教学教材
01
02
03
04
在轨道施工过程中，由于设备、测量和施工方法的限制，可能导致轨道不平顺。
自然条件的变化，如地震、山体滑坡等地质灾害，会直接导致轨道几何形位的改变。
列车通过时对轨道产生的压力和振动，可能导致轨道几何形位的微小变化。
轨道基础设施的长期使用和自然老化，可能导致轨道几何形位的改变。
轨道不平顺对列车运行的影响
通过列车运行过程中的动态检测，记录轨道的动态变化，包括加速度、速度等参数。
03
02
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轨道不平顺的检测技术
通过调整轨道的高程、水平、方向等几何尺寸，控制轨道不平顺。
调整轨道几何尺寸
选择合适的轨道材料，提高轨道的刚度和稳定性，减少不平顺的产生。
更换轨道材料
通过优化列车的运行速度、加速度等参数，减少对轨道的冲击和振动，控制轨道不平顺。
优化列车运行方式
Hale Waihona Puke 轨道不平顺的控制方法定期对轨道进行检测和维护，保持轨道几何尺寸的稳定。
加强轨道维护
加强施工过程中的质量控制，提高轨道施工的精度和稳定性。
提高施工精度
通过建立轨道不平顺预警系统，及时发现和处理轨道不平顺问题。
建立预警系统
轨道不平顺的预防措施
05
CHAPTER
案例分析
某铁路线路在运营过程中出现了轨道不平顺问题，导致列车运行出现晃动和噪音。
轨道几何形位的测量方法包括静态测量和动态测量两种。
静态测量是在列车停运后进行测量，常用的工具有轨检尺、弦线等。
动态测量是在列车运行过程中进行测量，常用的工具有轨检车、轨检仪等。
轨道几何形位的测量方法
03
CHAPTER
轨道不平顺的产生原因及影响
轨道几何形位课件
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13
直线轨道的几何形 位
轨道的几何形位按照静态与动态 两种状况进行管理。静态几何形 位是轨道不行车时的状况，采用 道尺等工具测量。动态几何形位 是行车条件下的轨道状况，采用 轨道检查车测量。
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14
轨距
轨距是刚轨顶面下16mm范围内两股钢轨 作用之间的最小距离。有宽轨距，窄轨距 和标准轨距。标准轨距为1435mm。我国 铁路绝大多数为标准轨距。
机车的走行部分由车架、轮对、轴箱、弹簧 装置、转向架及其它部件组成。
车辆的走行部分是由转向架，由侧架、轴 箱、弹簧悬挂装置、制动装置、轮对及其他 部分组成。
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5
转向架
在四轴车上，四组轮对分成两部分，每两组轮对和侧架、摇枕、弹簧减 振装置、轴箱油润装置等组成一个整体，称为转向架。
图 铸钢侧架式转向架 1-轮对；2-下心盘；3-中心销；
外轨提高方法是保持内轨保持标高不变而只是 提高外轨的，应用地广泛。
线路中心高度不变方法是内轨和外轨均抬高一 半值而保证线路中心标高不变。
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30
外轨超高的计算方法
车体做曲线运动时产生的离心力：
Fn Pv2 / gR
轨道对车体的作用力和重力的合力形成向心力
Xn Ph /S1
得到外轨超高h
hS1v2 / gR
正常强制内接。对楔形内接的轨距增加最小游间的一半。
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曲线轨距加宽的确定原则
保证大多数的车辆能以自由内接形式通过曲 线。 保证固定轴距较长的机车通过曲线时不出现 楔形内接，允许以正常强制内接形式通过。 保证车轮不掉道，即最大的轨距不超过允许 的限度。
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城轨线路与站场项目三任务八轨道几何形位
在一段规定的距离内，先是左股钢轨高于右股，后是右股高于左股，高差值 超过容许偏差值，而且两个最大水平误差点之间的距离小于一定值（如不足 18m）。
危害：同一个转向架，4个车轮只有3个压紧钢轨，另一个减载或悬空。如有 较大的横向力，可能爬上钢轨，导致脱轨。
2.4 水平的测量
静态测量：道尺，轨检小车。 动态测量：轨检车
● 曲线外轨超高值的设置是根据行车速度、车辆的性能、轨道结构稳定性和 乘客的舒适度来确定的。
● 外轨最大超高120mm。 ● 可以存在一定的欠超高，一般可允许有不大于61m）水平差 在一段规定的距离内，一股钢轨的顶面始终比另一股高，高差值超过容许偏
差值。 （2）三角坑（扭曲）
三、前后高低
1、不平顺概念：轨道沿线路方向的竖向平顺性。
城市轨道交通线路经过一段时间列车运行后，由于钢轨磨耗、轨枕状态、扣件松紧、道床 捣固坚实程度以及路基状态等不同，会产生不均匀下沉，造成轨面高低不平
2、高低不平顺的原因
① 路基不均匀沉陷 ② 道床沉陷或密实程度不均匀 ③ 钢轨表面不平顺，不均匀磨耗、焊缝等 ④ 轨道结构和基础及部件的弹性不一致 ⑤ 轨道组成结构之间存在间隙
吊板：轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙超过2mm 暗坑（空板）：轨枕底与道砟之间存在空隙超过2mm
静态不平顺 动态不平顺
3.3 高低的测量
静态测量：弦线、轨检小车。要求目视平顺，前后高低偏差用10m弦量测的 最大矢度值不应超过允许值。
动态测量：轨检车。
四、轨向
● 1、概轨念道：方指向轨的道概中心念线在水平面上的平顺性。
《城市轨道交通线路与站场》 项目三任务八轨道的几何形位
什么是轨道几何形位？ 指的是轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。 要求：应与机车车辆走行部位的基本几何形位密切配合。 意义：①保证机车车辆运行的安全性；
铁路轨道几何形位
铁路轨道几何形位 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020铁路轨道几何形位轨道上两股钢轨在平面和立面上的相互位置。
在直线段，平面上左右两股钢轨要保持与轨道中线相等距离和一致的方向；在立面上，除了随着线路纵断面的变化保持一致高度外，在每一横断面上左右两轨顶面应保持同一高度。
在曲线段，使外股相对于内股应保持一定的高差，两轨间的距离要比直线加宽。
在不致影响列车安全与正常运行前提下，对上述的标准要求，都允许有一定的误差，并根据线路等级的不同，各国都规定了自己的标准。
轨距为两根钢轨头部内侧间与线路中线垂直方向上的距离，在轨顶面以下规定的部位量取。
由于轨头断面的圆弧及侧面斜度的不同，这个部位在不同的国家规定有不同的数值，如中国为16毫米(图1[轨距测量]),联邦德国为14毫米，法国为15毫米，苏联为10毫米。
轮对上左右两车轮内侧面之间的距离,加上两个轮缘厚度,称为轮对宽度。
轮对宽度应略小于轨距，使轮缘与钢轨内侧保持必要的间隙，以利于在轨道上行驶的车辆轮对都能顺利通过，而不使轮对楔住在轨道内，也不致引起车辆过度的摆动。
中国规定直线地段的标准轨距为1435毫米，允许误差为+6～-2毫米；轨距变化必须和缓，每米距离内不可有大于2毫米的差异。
随着车速日益提高,世界各国正研究缩小钢轨与轮缘间的间隙，以增加行车的平稳性。
如英国在混凝土枕轨道上已采用1432毫米（木枕轨道仍为1435毫米）的轨距。
苏联自1971年起采用1520毫米（原为1524毫米）。
水平形位直线地段两轨应保持同一高度，使两轨负荷均匀，允许有一定误差。
中国铁路的规定，是按线路种类的不同，分别为不大于4～6毫米。
轨道不允许有三角坑存在,即在一段不太长的距离内,不允许左右两轨高差交替变化，以致引起车辆剧烈摇幌。
对于不同线路种类,中国铁路规定，在18米距离内,不许有超过4～6毫米的三角坑存在。
轨道几何形位的基本要素
轨道几何形位的基本要素
轨道几何形位的基本要素
一、空间位置类
轨道几何形位的基本要素之一是物体在空间中的位置，包括物体的三维坐标、角度、方位等。
这些要素能够描述物体在空间中的具体位置和姿态，并通过与其他物体的位置关系来确定物体的运动轨迹。
二、姿态类
除了空间位置外，轨道几何形位的另一个基本要素是物体的姿态，即物体在空间中的朝向和旋转状况。
这些要素包括物体的旋转角度、方向等，能够描述物体在空间中的旋转状况，从而进一步确定物体的运动轨迹。
三、速度类
除了位置和姿态外，轨道几何形位的另一个基本要素是物体的速度，即物体在空间中的运动速度和方向。
这些要素包括物体的速度向量、速度大小等，能够描述物体在空间中的运动轨迹，从而帮助预测物体未来的位置和姿态。
四、引力场类
轨道几何形位的最后一个基本要素是引力场，它是轨道运动的重要因素之一。
在天体运动中，每个天体都会受到其他天体的引力影响，这些引力关系将会影响物体的位置和运动轨迹。
因此，引力场也是轨道几何形位的基本要素之一。
总之，空间位置、姿态、速度和引力场是轨道几何形位的基本要素，它们相互作用，共同构成了物体在空间中的运动轨迹。
在天文学、卫星导航等领域，准确描述这些要素对于预测天体位置、导航等具有重要意义。
轨道几何形位
1.轨道几何形位：是指轨道各个部件的几何形状、相对位置和基本尺寸。
目的是保证机车车辆在轨道上安全、平稳、不间断地运行。
轨道几何位五要素：（1）轨距；（2）水平；（3）前后高低；（4）方向；（5）轨底坡。
2.导语轨道直接承受来自机车车辆的载荷，并引导机车车辆的运行。
为确保列车的安全运行，轨道的两股钢轨之间，应保持一定的距离，即轨距。
3.轨距轨距是钢轨顶面下16mm处两股钢轨工作边之间的距离。
轨距=轮对宽度+游间（活动量）我国的标准轨距为1435mm。
其它轨距：宽轨距1524mm、1600mm、1670mm，俄罗斯、印度及澳利亚、蒙古等国采用。
窄轨距：1067mm、1000mm、762mm、610mm，日本高速铁路采用1067mm轨距，云南省境内尚保留有1000mm轨距，台湾省铁路采用1067mm轨距。
轨距误差+6mm,-2mm变化率：2‰4.轨距的测量（每6.25m检查一处）（1）道尺（轨距尺）静态测量轨距尺是用于测量铁路线两股钢轨间的轨距、水平度以及超高等的专用计量器具。
（2）轨检车动态测量用来检测轨道的几何状态和不平顺状况，以便评价轨道几何状态的特种车辆，简称轨检车。
检测项目：高低、水平、三角坑、方向、轨距，以及里程和行车速度。
5.游间为了使列车在轨道上顺利运行，轨距应略大于轮对宽度，两者之间应留有一定的空隙，称为游间。
6.水平（1）定义：两股钢轨顶面在直线上水平，曲线上保持一定超高。
（2）目的：保持两股钢轨受力均匀。
（3）量测：道尺与检查车（4）水平不平顺规定：不大于4mm误差，变化率小于1‰。
7.三角坑（扭曲不平顺）左右两股钢轨顶面相对于轨道平面发生的扭曲状态。
危害：引起车辆侧滚和侧摆，轮载变动，车辆倾覆脱轨，危及行车安全，必须立即消除。
8.前后高低（1）定义：线路纵向平顺情况；（2）量测10m弦4mm不平顺；9.方向（1）定义：线路中心的方向；（2）量测：直线10m弦＜4mm，曲线：20m弦（3）方向不平顺危害横向力增加容易脱轨胀轨跑道10.高低不平顺（1）静态：钢轨磨耗、轨枕腐烂、道床下沉（2）动态（动力型不平顺）：接头支撑刚度削弱枕木失效或扣件脱落道床暗坑道床板松散短波不平顺，增大轮轨作用力，长波不平顺降低旅客舒适度11.轨底坡（1）定义：钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度（内倾度）（2）目的：车轮压力集中于钢轨中轴线上减小荷载偏心矩降低轨腰应力避免轨头与轨腰连接处发生纵裂。
轨道几何形位
：指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。
：轨向（直线、曲线）和缓和曲线平面（直线曲线）和横断面：轨距(曲线轨距加宽）、轨底坡水平(曲线外轨超高)纵断面：前后高低轨道几何形位密切配合—轨道几何形位→密切配合影响机辆的：1）安全运行2）设备寿命）舒适度4）养护费用3）舒适度一节机车车辆走行部分车辆走行部分组成：轮对轴箱弹性悬挂装置制动装置转向架+ +++•车轮1）2））磨耗型踏面→母线为曲线:减磨、降低接触应力•轮缘→踏面内侧制成凸缘—防车轮脱轨→ 通过踏面上距车轮内侧面一定距离的•踏面测量线→通过踏面上距车轮内侧面定距离的一点划出的水平线轮缘厚度→ 由踏面测量线向下10mm处量得的厚度•→由踏面测量线向下10mm处量得的厚度•车轮直径→取踏面上距轮内侧面一定距离的一点为静态不行车：不行车时的状态→用道、轨检仪测试尺轨检仪测试：行车时动态行车时的状态→用动态轨检车测试水平定义：指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。
：应在同一水平面上→荷载均匀平稳行车直线地段应在同水平面上荷载均匀平稳行车《维规》：钢轨顶面水平容许偏差，正线、到发线≯4mm，其钢轨水平偏差，对行车危害不同：两种性质不同的对行车危害不同：1)水平差：一股始终高于另一股，高差值＞容许值角替高平，高值容许值，个平最)三角坑：两股交替高低不平，高差值＞容许值，且两个水平最大误差点之间的距离＜18 m三轮压紧，一轮减载悬空，爬轨、脱轨→消除→三轮压紧轮减载悬空爬轨脱轨→消除不平顺水平不平顺即轨道同一横截面上左右两轨顶面的高差。
不平顺般称三角坑)(一般称三角坑即左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲。
用相隔一定距差度量。
扭曲=a -（-b ）轨向定义：指轨道中心线在水平面上的平顺性。
《维规》：直线方向必须目视平顺用10m弦测量正线上维规》：直线方向必须目视平顺，用10m弦测量，正线上正矢≯4 mm；站线、专用线≯5 mm营线直线并非直线是许多波长的曲线营线：直线并非直线，而是许多波长10～20m的曲线↗蛇行运动→行车平稳性轨道方向→控制行车平稳性的因素轨向不良控制行车平稳性的因素轨向偏差不超过容许范围，则轨距变化对车辆振动影响处于从属地位。
轨道几何形位的基本要素
轨道几何形位的基本要素
1.轨道：指物体运动的轨迹，通常是环绕其他物体运动的路径。
2. 轨道面：指轨道所在的平面，通常是通过物体中心且垂直于运动方向的平面。
3. 轨道半径：指轨道中心到物体中心的距离，通常用字母r表示。
4. 轨道倾角：指轨道面与参考面的夹角，通常用字母i表示。
5. 轨道长轴：指轨道的长直径，通常用字母a表示。
6. 轨道短轴：指轨道的短直径，通常用字母b表示。
7. 轨道离心率：指轨道的偏心程度，通常用字母e表示，0≤e<1。
8. 轨道周期：指物体完成一次轨道运动所需的时间，通常用字母T表示。
9. 轨道速度：指物体在轨道上的运动速度，通常用字母v表示。
10. 轨道方向：指物体在轨道上的运动方向，通常用字母ω表示。
- 1 -。
直线轨道的五个几何形位
三角坑的检查：
在检查三角坑时，静态检查时基长为6.25m，但在18m范 围内，两点出现的水平偏差也不应超过规定值；轨检车动 态检查时基长为2.4m。
高低
定义:轨道的纵向平顺情况称前后高低
静态不平顺：新铺或经过大修后的线路，即使其轨面是平 顺的，但是经过一段时间的列车运行后，由于路基不均匀 沉陷，道床捣固密实程度。扣件松紧、枕木腐朽和钢轨磨 耗的不一致性，就会产生不均匀下沉，造成轨面前后高低 不平，即在有些地段（往往在钢轨接头附近）下沉较多， 出现坑洼，这种不平顺，称为静态不平顺。
在无缝线路地段，若轨道方向不良，还可能在高温季节 引发胀轨跑道事件（轨道发生明显的不规则横向位移）， 严重威胁行车安全。
《铁路线路修理规则》规定：直线方向必须目视平顺，用 10m弦测量，正线上正矢不超过4mm；站线及专用线，不 得超过5mm
轨底坡
由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部分是1:20的斜坡，为了使钢轨也应有一 个向内的倾斜度，因此轨底与轨道平面之间应形成一个横向坡度，称之为轨 底坡
昆河铁路的米轨
标准轨距
轨距偏差规定
轨距变化应缓和平顺，其变化率，正线和到发线不应超过 2‰（规定递减部分除外），站线和专用线不得超过3‰。
轨距的相对容许偏差与线路的速度等级有关，如表所示
游间
为使机车车辆能在线路上两股钢轨刚顺利通过，轮对宽度
应小于轨距。当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨的作用边时，
一种偏差称为水平差，这就是在一段规定的距离内，一股钢轨的顶面始终比 另一股高，高差值超过容许偏差值。
另一种叫三角坑，其含义是在一段规定的距离内，先是左股钢轨高于右股， 后是右股高于左股，高差值超过容许偏差值，而且两个最大水平误差点之间 的距离，不足18m。 在三角坑会出现 一个转向架的四 个车轮踏面不能 全部正常压紧轨 面的现象（如 图），严重会引 发脱轨事故。
轨道几何形位课件
对轨道固定件和扣件进行紧固 和更换，保证轨道的稳定性和 安全性。
紧急抢修措施
在发生突发情况时，立即启动紧 急抢修预案，组织抢修人员赶赴
现场。
根据故障情况制定抢修方案，尽 快恢复轨道几何形位的正常状态
。
对故障部位进行详细检查和修复 ，确保轨道的安全性和稳定性。
06
轨道几何形位案例分析
案例一：某城市地铁轨道几何形位调整案例
轨道几何形位对列车运行的影响
对列车安全的影响
直线段几何形位
直线段几何形位包括轨距、水平、超高 和方向等，这些参数的偏差会影响列车 运行的安全性。轨距偏差过大可能导致 列车脱轨，水平偏差可能导致列车上下 颠簸，道。
VS
曲线段几何形位
曲线段几何形位包括曲线半径、超高、轨 距和方向等，这些参数的偏差也可能影响 列车运行的安全性。曲线半径过小可能导 致列车无法顺利通过，超高或轨距偏差可 能导致列车脱轨或翻滚，方向偏差可能导 致列车偏离轨道。
保持轨道几何形位的稳定性
在检测到轨道几何形位异常时，应及时进行调整，以确保轨道的 稳定性和安全性。
遵循轨道设计标准
在进行轨道几何形位调整时，应遵循相关设计标准，以确保轨道的 平直度、水平度、高低差等参数符合标准要求。
考虑列车运行的影响
在进行轨道几何形位调整时，应充分考虑列车运行的影响，避免对 列车运行造成干扰和影响。
详细描述
轨距的大小对于列车行驶的平稳性和安全性具有重要影响。根据不同的铁路标准 和线路要求，轨距会有所不同。例如，国际铁路联盟规定标准轨距为1435毫米。
水平
总结词
水平是指轨道上两平行轨道之间的实际高度差，也是轨道几何形位的重要参数 之一。
详细描述
水平误差会导致列车行驶时发生颠簸或振动，影响乘客舒适度和列车行驶的平 稳性。因此，需要定期检测和调整轨道的水平状态，确保其符合相关标准。
轨道几何形位
轨道几何形位第一节概述轨道几何形位指的是轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。
从平面上看，轨道是由直线和曲线组成，一般在直线和圆曲线之间有一条曲率逐渐变化的缓和曲线相连。
轨道的方向必须正确，直线的部分应保持笔直，曲线部分应具有相应的圆顺度。
从横断面上看，轨道的两股钢轨之间应保持一定的距离，为保证机车车辆顺利地通过曲线，曲线轨距还应考虑加宽。
具体的加宽值根据曲线的半径而定。
在直线上，两股钢轨的顶面应置于同一水平面上；曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定的超高，使车体重力的向心分力抵消其曲线运行的离心力。
为保证有锥形踏面的车轮荷载作用下钢轨顶面受力均匀，轨道的两股钢轨均应向内倾斜铺设，形成适当的轨底坡。
从纵断面上看，钢轨顶面应在纵向上保持一定的平顺度，为车辆平稳运行创造良好的条件。
轨道是机车车辆运行的基础，直接支承机车车辆的车轮，并引导其前进。
因而机车车辆走行部分的几何形位与轨道的几何形位之间应紧密配合。
轨道几何形位的正确与否，对机车车辆的安全运行、乘客的旅行舒适度以及设备的使用寿命和养护费用起着决定性的作用。
轨道几何形位的超限是引起机车车辆掉道、爬轨以及倾覆的直接因素。
同时，轨道的几何形位因素直接影响机车车辆的横向和垂向加速度，并产生相应的惯性力。
在高速铁路和快速铁路中，随着运行速度的提高，该影响特别显著。
轨道不平顺是引起列车振动、轮轨作用力增大的主要根源，对列车平稳舒适和行车安全都有重要的影响。
是轨道方面直接限制行车速度的主要因素。
轮轨相互作用的理论研究和国外高速铁路的实践证明，在高平顺的轨道上，高速列车的振动和轮轨间的动作用力都不大，行车安全和平稳舒适性都能够得到保证，轨道和车辆部件的寿命和维修周期也较长。
反之，即使轨道、路基和桥梁结构在强度方面完全满足要求，而轨道平顺性不良时，在高速条件下各种轨道不平顺引起的车辆振动，轮轨噪声和轮轨动作用力将大幅度增加，使平稳、舒适、安全性严重恶化，甚至导致列车脱轨。
铁道工程-第六章-轨道几何形位
二、机车车辆走行部分的构造
车轮踏面
车
车
轮
轮
内
外
侧
侧
面
面
机车锥型踏面
二、机车车辆走行部分的构造
车轮踏面需要制成一定的斜度,其作用是:
(1)便于轮对通过曲线。车辆在曲线上运行,由于离心力的作用, 轮对偏向外轨。在外轨上滚动的车轮与钢轨接触的部分直径较 大,而沿内轨滚动的车轮与钢轨接触部分直径较小,其大直径的车 轮沿外轨行走的路程长,小直径的车轮沿内轨行走的路程短,正好 与曲线区段线路的外轨长内轨短的情况相适应,便于轮对顺利通 过曲线,减少车轮在钢轨上的滑行。
轨道几何形位的超限是引起机车车辆掉道、爬轨以及倾 覆的直接因素。
轨道的几何形位因素直接影响机车车辆的横向及竖向加 速度,并产生相应的惯性力。在高速铁路和快速铁路中,随着 运行速度的提高,影响特别显著。
二、机车车辆走行部分的构造
2.1 机车车辆基础知识简介 2.2 转向架的构造和类型 2.3 轮对 2.4 机车车辆运动形态与类型
• 踏面的测量线:通过踏面上距车轮内侧面一定距离的一点作
一水平线。
• 轮缘高度f:测量线至轮缘顶点的距离。 • 轮缘厚度d:距测量线10mm处量得的厚度。
二、机车车辆走行部分的构造
轮缘高度 轮缘厚度 测量线 车轮名义直径
34 28
70
二、机车车辆走行部分的构造
轮背内侧距离T:轮对上左右两车轮内侧面之间的距离。
轮对宽度q :轮背内侧距离加上两个轮缘厚度（2d）称
为轮对宽度:
q=T+2d
二、机车车辆走行部分的构造
轮对宽度必须与轨距相配合。为使机车车辆安全通过轨 道,所有轮对都应有标准的宽度,只容许很少的制造公差。
轨道几何形位 几何尺寸
– ＜1435mm，1067mm（台湾），1000mm（如昆 局开远分局），600mm等（有的采用三条轨 －－适应不同车辆要求）
游间：e=s-q
z q(轮距宽) z s（轨距） z 对列车平稳性和轨道的稳定性有重要影响（思
考：太大、太小均不利－－原因？？）。
q(轮距宽) s（轨距） 游间的计算
第三章 轨道几何形位（几何尺寸）
§3－1 概述
一、定义
z 轨道几何形位是指：
– 轨道各部分的几何形状； – 相对位置； – 基本尺寸。Fra bibliotek二、分类：
z 1、从轨道平面位置来看：
– 轨道由：
z 直线； z 曲线； z 缓和曲线：一般在直线与圆曲线之间有一条曲率渐
变的缓和曲线相连接。
– 要求：轨道的方向必须正确，直线部分应保持 笔直，曲线部分应具有相应的圆顺度。
需轨距加宽1/2个直线轨道最小游间。
轨距加宽必须满足如下原则：
z 1．保证占列车大多数的车辆能以自由内接形 式通过曲线；
z 2．保证固定轴距较长的机车通过曲线时，不 出现楔形内接，但允许以正常强制内接形式通 过；
z 3.保证车轮不掉道，即最大轨距不超过容许限 度(最大允许轨距的确定原则：一侧紧靠，另一 侧与变坡点接触。考虑了车轴的弯曲、弹性挤 开量、钢轨的廓形)。
– 轨底坡：
z 轨道两股钢轨底面应设置一定的轨底坡，使钢轨向内倾斜，以保 证锥形踏面车轮荷载作用于钢轨断面的对称轴。
z 3、从轨道的纵断面上看：
z 轨道的几何形位包括轨道的前后高低。
– 钢轨顶面在纵向上应保持一定的平顺度，为 行车平稳创造条件。高速列车要求线路高平 顺性。
三、意义：
z 轨道几何形位正确与否，对机车车辆的安全运行、 乘客的旅行舒适度、设备的使用寿命和养护费用起 着决定性的作用：
轨道几何形位课件
降低维护成本
正确的轨道几何形位可以 减少轨道磨损和维修工作 量，从而降低维护成本。
轨道几何形位的分类
静态几何形位
指轨道在静止状态下的空间位置 ，如直线度、扭曲度等。
动态几何形位
指轨道在列车运行状态下的空间 位置，如高低不平度、方向偏移 等。
02
轨道几何形位参数
轨距
总结词
轨距是轨道上两股钢轨之间的垂直距 离，是轨道几何形位的重要参数。
调整方法
机械调整
01
使用起道机、拨道器等机械工具对轨道几何形位进行调整，适
用于小范围、局部的调整。
液压调整
02
利用液压设备对轨道进行整体或局部调整，能够实现精确、高
效的调整。
自动化调整
03
通过轨道自动化调整系统，根据检测结果自动计算调整方案并
执行，提高调整效率和精度。
检测与调整的注意事项
安全第一
02
它反映了列车运行时的平稳性和 安全性，是轨道结构完整性和列 车运行安全性的重要保障。
轨道几何形位的重要性
01
02
03
保证列车安全运行
轨道几何形位的精度和稳 定性直接影响到列车的安 全运行，是铁路运输安全 的重要保障。
提高旅客舒适度
良好的轨道几何形位可以 减少列车运行时的颠簸和 振动，提高旅客的舒适度 。
详细描述
前后高低误差会导致列车行驶时发生上下波动，影响列车行驶的平稳性和安全性 。因此，前后高低误差需要控制在一定范围内，以确保列车的安全和舒适。
轨向
总结词
轨向是指轨道线路中心线的方向，是 轨道几何形位的重要参数。
详细描述
轨向误差会导致列车行驶时发生偏移 ，影响列车行驶的安全性和稳定性。 因此，轨向误差需要控制在一定范围 内，以确保列车的安全和舒适。
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• 外轨超高是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度 之差。 • 在设臵外轨超高时，主要有外轨提高法和线路中 心高度不变法两种。 • 外轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高外轨。 线路中心高度不变法是内外轨分别各降低和抬高 超高值一半而保证线路中心标高不变。 • 前者使用较为普遍，也是我国铁路所采用的方法， 后者在日本铁路采用。
q S
δ
游间
• 轨距和轮对宽度都规定有容许的最大值和最小 值。若轨距最大值为 S max ，最小值为 S min ，轮 对宽度最大值为 q max ，最小值为 q min ，则 游间最大值： max S max q min 游间最小值： min S min q max • 我国机车车辆的轮轨游间见下表：
3.2
轮对
• 轮对定义 • 轮对功用和要求
• 轮对分类
• 轮对尺寸
轮对
• 轮对是由一根车轴和两个相同的车轮组成。在轮 轴接合部位采用过盈配合，使两者牢固地结合在 一起，绝不允许有任何松动现象发生，以保证行 车安全。
• 轮对承担车辆全部重力，且在轨道上高速运行， 同时还承受着从车体、钢轨两方面传递来的其它 各种静、动作用力，受力很复杂。因此，对轮对 的要求是： • 应有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最 大载荷下安全运行； • 应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下，自 重最小，并具有一定弹性，以减小轮轨之间的相 互作用力； • 应具备阻力小和耐磨性好的优点，以降低牵引动 力损耗并提高使用寿命； • 应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线， 还应具备必要的4.1 曲线轨距加宽
• 3.4.2 曲线轨道外轨超高
• 3.4.3 缓和曲线
3.4.1 曲线轨距加宽
• 机车车辆进入曲线轨道时，仍然存在保持其原有行驶 方向的惯性，只有受到外轨的引导作用方才沿着曲线 轨道行驶。 • 在小半径曲线，为使机车车辆顺利通过曲线而不致被 楔住或挤开轨道，以减小轮轨间的横向作用力，并减 少轮轨磨耗，轨距要适当加宽。 • 轨距加宽的设臵方法是将曲线轨道内轨向曲线中心方 向移动，曲线外轨的位臵则保持与轨道中心半个轨距 的距离不变。 • 曲线轨距的加宽值与机车车辆的车架或转向架在曲线 上的几何位臵有关。
• 我国铁路检测三角坑的基准线长（基长）为6.25m， 但在18m距离内不得有超过相关规定。扭曲不平顺 见表。 • 在一般情况下，超过容许限值的水平差，只是引起 车辆摇晃和两股钢轨的不均匀受力，并导致钢轨不 均匀磨耗。 • 但如果在延长不足18m的距离内出现水平差超过 4mm的三角坑，将使同一转向架的四个车轮，只有 三个正常压紧钢轨，还有一个形成减载或悬空。 • 如果恰好在这个车轮上出现较大的横向力，就可能 使浮起的车轮只能以它的轮缘贴紧钢轨，在最不利 的情况下甚至可能爬上钢轨，引起脱轨事故。 • 三角坑对于行车的平稳性和安全性有显著的影响， 是轨道几何形位重点控制的指标之一。
3.4.2 曲线轨道外轨超高
1.外轨超高的作用及其设臵方法
• 机车车辆在曲线上行驶时，由于惯性离心力作用，将 机车车辆推向外股钢轨，一方面加大了对外股钢轨的 压力，另一方面使旅客感觉不适。 • 因此需要把曲线外轨适当抬高 • 使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以 抵消惯性离心力，达到内外两股钢轨受力均匀和垂直 磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安 全性。
• 《铁路线路维修规则》规定：新建、改建、线 路大修或成段更换轨枕地段，按表规定的标准 进行曲线轨距加宽。 • 曲线轨距加宽递减率一般不得大于1‰，特殊条 件下，不得大于2‰。
曲线半径 (m) R≥350 350 > R≥300 R < 300 加宽值(mm) 0 5 15 轨距(mm) 1435 1440 1450
楔型垫板或枕木砍削的坡度 1:20 1:12 0 1:30 1:40 1:17
• 应当说明，以上所述轨底坡的大小是钢轨在不 受列车荷载作用情况下的理论值。 • 在复杂的列车动荷载作用下，轨道各部件将产 生不同程度的弹性和塑性变形，静态条件下设 臵的1:40轨底坡在列车动荷载作用下不一定保 持1:40。 • 轨底坡设臵是否正确，可根据钢轨顶面上由车 轮碾磨形成的光带位臵来判定。 • 如光带偏离轨顶中心向内，说明轨底坡不足； • 如光带偏离轨顶中心向外，说明轨底坡过大； • 如光带居中，说明轨底坡合适。轨道养护工作 中，可根据光带位臵调整轨底坡的大小。
• 曲线地段的外轨设有超高，轨枕处于倾斜状态。当 其倾斜到一定程度时，内股钢轨中心线将偏离垂直 线而外倾，在车轮荷载作用下有可能推翻钢轨。 • 在曲线地段应视其外轨超高值的不同而加大内轨的 轨底坡。调整的范围见表。
内股钢轨轨底坡调整范围 外轨超高 (mm) 0～75 80～125 轨枕面最 大斜度 1:20 1:12 铁垫板或承轨槽面倾斜度 0 1:20 1:40
• 便于轮对自动调中。
• 在直线线路上运行的车辆，其中心线与轨道中心线 如不一致，则轮对在滚动过程中能自动纠正其偏离 位臵。 • 保持踏面磨耗沿宽度方向的均匀性。
• 从上述分析可知，车轮必须制成有斜度的锥形踏面， 但其自动调中的功能，又成为轮对乃至整个车辆发 生自激蛇行运动的原因。
3.3 直线轨道几何形位及其标准
3.3.3 方向
• 方向是指轨道中心线在水平面上的平顺性。 • 经过运营的直线轨道并非直线，而是有许多波长为10～ 20 m的曲线所组成，因其曲度很小，故通常不易察觉。 • 若方向不直则必然引起列车的蛇行运动。 • 在行驶快速列车的线路上，轨道方向对行车的平稳性具 有特别重要的影响，是行车平稳性的控制因素。
3.1.2 轨道几何形位的基本要素
• • • • 轨道有直线轨道及曲线轨道两种基本形式，除 此之外，还有轨道的分支与交叉（即道岔）。 直线轨道几何形位基本要素有 轨距、水平、方 向、前后高低及轨底坡。 曲线轨道几何形位的基本要素除以上五项规定 以外，还有以下三个特殊构造，即曲线轨距加 宽、曲线外轨超高及缓和曲线。 本章主要介绍直线及曲线轨道几何要素，道岔 基本要素比较复杂，将在道岔章节中进行讨论。
静态高低不平顺
• 动态高低不平顺：有些地段，从表面上看，轨 面是平顺的，但实际上轨底与铁垫板或轨枕之 间存在间隙（间隙超过2 mm时称为吊板），或 轨枕底与道碴之间存在间隙（间隙超过2 mm时 称为空板或暗坑），或轨道基础弹性的不均匀 （路基填筑的不均匀、道床弹性的不均匀等）， 当列车通过时，这些地段的轨道下沉不一致， 也会产生不平顺，这种不平顺称为动态高低不 平顺。 • 随着高速铁路的发展，动态不平顺已受到广泛 关注。
• 我国《铁路技术管理规程》规定轨距测量部位在钢
轨顶面下16mm处。 • 在此处，轨距一般不受钢轨磨耗和肥边的影响，便 于轨道维修工作的实施。 • 目前世界上的铁路轨距，分为标准轨距、宽轨距和 窄轨距三种。
• 当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨的作用边 时，另一个车轮轮缘与另一股钢轨作用边之间 便形成一定的间隙，这个间隙称为游间。 • 从图中可以看出，δ=S-q
• 缓和曲线连接直线和半径为R的圆曲线，其曲率 由零至1/R逐渐变化。 • 缓和曲线的外轨超高，由直线上的零值逐渐增至 圆曲线的超高值，与圆曲线超高相连接。 • 缓和曲线连接半径小于350m的圆曲线时，在整 个缓和曲线长度内，轨距加宽呈线性递增，由零 至圆曲线加宽值。 • 因此，缓和曲线是一条曲率和超高均逐渐变化的 空间曲线。
3.3.5 轨底坡
• 轨底坡：由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部 分是1:20的斜坡，为与之配合，钢轨应有一个向 轨道中心的倾斜度，因此轨底与轨道平面之间 应形成一个横向坡度，称之为轨底坡。 • 我国铁路轨道采用1:40的轨底坡。 • 我国铁路在1965年以前，轨底坡曾定为1:20。但 在机车车辆的动力作用下，轨道发生弹性挤开， 轨枕产生挠曲和弹性压缩，加之垫板与轨枕不 密贴以及道钉扣压力不足等因素，实际轨底坡 与原设计轨底坡有较大的出入。 • 运营经验表明，车轮踏面经过一段时间的磨耗 后，原有1:20的斜面也趋近于1:40的坡度。故 1965年以后，我国铁路轨道的轨底坡确定为1:40。
两种车轮踏面－锥型、磨耗型
车 辆 锥 型 踏 面
• 锥型踏面有两个斜度，即1:20和1:10，前者是轮轨 的主要接触部分，后者仅在小半径曲线上才与钢轨 接触。
• 车轮踏面需要制成一定的斜度，其作用是：
• 便于轮对通过曲线。 • 车辆在曲线上运行，由于离心力的作用，轮对偏向 外轨。 • 在外轨上滚动的车轮与钢轨接触的部分直径较大， 而沿内轨滚动的车轮与钢轨接触部分直径较小，其 大直径的车轮沿外轨行走的路程长，小直径的车轮 沿内轨行走的路程短，正好与曲线区段线路的外轨 长内轨短的情况相适应，便于轮对顺利通过曲线， 减少车轮在钢轨上的滑行。
3.4.3 缓和曲线
1.缓和曲线的作用及其几何特征
• 行驶于曲线轨道的机车车辆，出现一些与直线运 行显著不同的受力特征。如曲线运行的离心力， 外轨超高不连续形成的冲击力等。 • 为使上述诸力不致突然产生和消失，以保持列车 曲线运行的平稳性，需要在直线与圆曲线轨道之 间设臵一段曲率半径和外轨超高均逐渐变化的曲 线，称为缓和曲线。 • 当缓和曲线连接设有轨距加宽的圆曲线时，缓和 曲线的轨距是呈线性变化的。 • 概括起来，缓和曲线具有以下几何特征：
• 在无缝线路地段，若轨道方向不良，还可能在高温 季节引发胀轨跑道事故（轨道发生明显的不规则横 向位移），严重威胁行车安全。
无缝 线路 胀轨 跑道 后的 轨道 状态
3.3.4 前后高低
• 前后高低是指轨道沿线路方向的竖向平顺性。 • 静态高低不平顺：新建或经过大修的轨道，即使 其轨面是平顺的，但经过一段时间列车运行后， 由于路基状态、道床捣固坚实程度、以及钢轨磨 耗的不一致性，将产生不均匀下沉，致使轨面前 后高低不平，即在有些地段（往往在钢轨接头附 近）下沉较多，出现坑洼，这种不平顺，称为静 态高低不平顺。
3.1.1 什么是轨道几何形位