轨道结构-钢轨

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钢轨截面尺寸及特性参数
钢轨类型 43 50 60
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75
钢轨高度
140mm
152mm
176mm
192mm
轨头宽度
70mm
70mm
73mm
75mm
轨底宽度
111mm
132mm
150mm
150mm
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4.高速铁路对钢轨的要求：
钢质洁净、表面无基本缺陷 几何尺寸高精度、高平直度 采用长定尺钢轨、减少钢轨的焊接接头 强韧性匹配合理、韧塑性好、焊接性能优良
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我国： 随着铁路的发展我国已经形成了，钢轨断面50kg/m、60kg/m、75kg/m系列，材质 980MPa、880MPa、780MPa。
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1.2扣件 扣件
1.2.1分类： 1.2.1分类： 分类
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按照扣压形式分：弹片式、弹条式。我国的弹条Ⅰ 按照扣压形式分：弹片式、弹条式。我国的弹条Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型（用于 有砟轨道） 有砟轨道） 按照扣件紧固形式分：无螺栓、有螺栓。 按照扣件紧固形式分：无螺栓、有螺栓。 按照与道床的连接方式分：分开式、混合式。 按照与道床的连接方式分：分开式、混合式。 按照承受水平力方式分：无挡肩、有挡肩。 按照承受水平力方式分：无挡肩、有挡肩。 常见的高铁扣件：直结4K型 弹片式、有螺栓、混合式、有挡肩结构。 常见的高铁扣件：直结4K型，弹片式、有螺栓、混合式、有挡肩结构。 4K 直结8K型 弹片式、有螺栓、分开式、无挡肩结构。 直结8K型，弹片式、有螺栓、分开式、无挡肩结构。 8K Voossloh型 弹条式、有螺栓、混合式、有挡肩结构。 Voossloh型，弹条式、有螺栓、混合式、有挡肩结构。 ECF型 弹条式、有螺栓、分开式、无挡肩结构。 Krupp ECF型，弹条式、有螺栓、分开式、无挡肩结构。 Fastclip型 弹条式、有螺栓、分开式、 Pandal Fastclip型，弹条式、有螺栓、分开式、无挡肩结 构。
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6）减少噪音和振动，减少普通接头和焊接接头的垂向不平顺，控制钢轨 ）减少噪音和振动，减少普通接头和焊接接头的垂向不平顺， 波磨； 波磨； 7）缓和大轴重车轮作用的不利影响，改善轮/轨接触条件； ）缓和大轴重车轮作用的不利影响，改善轮 轨接触条件 轨接触条件； 8）减少车辆横向不稳定性（蛇行运动）。 ）减少车辆横向不稳定性（蛇行运动）。
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2）过渡性打磨： ）过渡性打磨： 目的是将矫正性打磨制度转变成预防性或者周期性的打磨制度。 目的是将矫正性打磨制度转变成预防性或者周期性的打磨制度。这 种策略需要经历数次打磨周期，特别是钢轨不是很规范地养护的时候。 种策略需要经历数次打磨周期，特别是钢轨不是很规范地养护的时候。 3）预防性打磨或周期性打磨： ）预防性打磨或周期性打磨： 由于主要的钢轨表面缺陷已经被矫正性打磨或过渡性打磨所消除， 由于主要的钢轨表面缺陷已经被矫正性打磨或过渡性打磨所消除， 接下来，就可以执行预防性打磨。 接下来，就可以执行预防性打磨。这种打磨策略的目的是消除或控制 钢轨表面缺陷、保证钢轨表面状态和良好的外形。 钢轨表面缺陷、保证钢轨表面状态和良好的外形。通常需要移除少量 金属（ ），且打磨时期更为频繁或可控 金属（0.2~0.3mm），且打磨时期更为频繁或可控。预防性打磨非常 ），且打磨时期更为频繁或可控。 经济，特别是只需要去除少量金属，减少了打磨工具的使用量， 经济，特别是只需要去除少量金属，减少了打磨工具的使用量，最大 化地延长了钢轨的使用寿命。 化地延长了钢轨的使用寿命。
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4种打磨的类型： 种打磨的类型： 种打磨的类型 1）矫正性打磨（缺陷打磨）：目的是消除或减少在线钢轨的缺陷，一般 ）矫正性打磨（缺陷打磨）：目的是消除或减少在线钢轨的缺陷， ）：目的是消除或减少在线钢轨的缺陷 采用积极打磨的工序，预先设计好打磨量（ 之间）， 采用积极打磨的工序，预先设计好打磨量（0.5mm到4-6mm之间）， 到 之间 并且，作业间隔相对较长，通常由缺陷的严重程度来决定。 并且，作业间隔相对较长，通常由缺陷的严重程度来决定。 矫正性打磨并不是非常经济，主要是因为需要除去钢轨表面的大量金 矫正性打磨并不是非常经济， 还要求使用大量的打磨过程，减少了钢轨的潜在使用寿命。但是， 属，还要求使用大量的打磨过程，减少了钢轨的潜在使用寿命。但是， 为了确保钢轨不会在短期内失效，矫正性打磨是非常必要的， 为了确保钢轨不会在短期内失效，矫正性打磨是非常必要的，特别是 在更换钢轨的预算较为紧张的时期。 在更换钢轨的预算较为紧张的时期。不过这种条件的钢轨可能会导致 列车限速。 列车限速。
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1.4道砟 道砟
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二、钢轨分级使用的含义
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钢轨分级使用包含两个方面的含义： 钢轨分级使用包含两个方面的含义： 钢国的二次或多次使用和钢轨在一次使用中的合理倒换使用。 钢国的二次或多次使用和钢轨在一次使用中的合理倒换使用。 钢轨的二次使用是指钢轨在繁忙线路上运营以后经过旧轨整修， 钢轨的二次使用是指钢轨在繁忙线路上运营以后经过旧轨整修， 再把它铺设到运量小的铁路上再次作用， 再把它铺设到运量小的铁路上再次作用，可以延长钢轨的使用寿命和 提高钢轨的使用效率。重型旧轨的多次使用， 提高钢轨的使用效率。重型旧轨的多次使用，可使整个非繁忙线路的 设备得到显著加强。在货运密度小的线路上采用重型钢轨， 设备得到显著加强。在货运密度小的线路上采用重型钢轨，即使是旧 也将大大提高线路稳定， 轨，也将大大提高线路稳定，并能以较少的材料和劳动力来保证轨道 的正常养护。旧轨整修通常分为三类：综合整形轨、 的正常养护。旧轨整修通常分为三类：综合整形轨、一般整形轨和焊 接再用长轨条。 接再用长轨条。
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国外以远见卓识轨的分级管理与使用一直很重视。 国外以远见卓识轨的分级管理与使用一直很重视。例如联邦德国 一直对钢轨与通过运量和养护维修间的关系进行研究， 一直对钢轨与通过运量和养护维修间的关系进行研究，以期获得最佳 的经济效益。具体分级为：新轨铺调用于一级轨道；当轨高降低5% 的经济效益。具体分级为：新轨铺调用于一级轨道；当轨高降低 时则换下铺于二级轨道；当轨高降低8%时则铺设在三级轨道上 时则铺设在三级轨道上。 时则换下铺于二级轨道；当轨高降低 时则铺设在三级轨道上。德 国在实行钢轨分级管理时，是将再用轨作为一种资源储备。 国在实行钢轨分级管理时，是将再用轨作为一种资源储备。当一条铁 路要铺设新轨道时，应事先考虑到有一部分要铺设再用轨。 路要铺设新轨道时，应事先考虑到有一部分要铺设再用轨。因为用过 的较重的钢轨就相当于较轻的新轨。 的较重的钢轨就相当于较轻的新轨。 现代钢轨的高质量、耐久性和可靠性， 现代钢轨的高质量、耐久性和可靠性，为钢轨的多次再用提供了 可能性。钢轨设备的运营制度应是“队梯式” 可能性。钢轨设备的运营制度应是“队梯式”的，钢轨随着其承载能 力的减弱而逐步移到运量较小的区段下使用。 力的减弱而逐步移到运量较小的区段下使用。钢轨在一次使用中的倒 换使用是钢轨合理使用的另一方面，我国幅员文阔， 换使用是钢轨合理使用的另一方面，我国幅员文阔，铁路线路的条件 相差别很大， 相差别很大，在同一区段线路上将轨道上下股钢轨倒换使用或直线与 曲线钢轨倒换使用，是延长钢轨使用寿命的另一措施。 曲线钢轨倒换使用，是延长钢轨使用寿命的另一措施。
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3.钢轨的断面： 钢轨的三个主要尺寸是钢轨高度、轨头宽度、轨底宽度。对其要求有： （1）轨头宜大而厚，并具有与车轮踏面相适应的外形，以改善轮轨的接触条件，提 高抵抗压陷的能力，同时具有足够的支撑面。 （2）轨腰必须有足够的厚度和高度，具有较大的承载能力和抗弯能力。 （3）轨底直接支承在轨枕顶面上。
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三、钢轨的打磨方式
钢轨打磨的目的： 钢轨打磨的目的：
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1）通过修正钢轨断面形状，改善轮/轨接触关系，从而减少轮 轨接触应 ）通过修正钢轨断面形状，改善轮 轨接触关系 从而减少轮/轨接触应 轨接触关系， 力和磨耗。 力和磨耗。 2）修正/控制钢轨波磨以及低接头。这些缺陷会增加轮轨噪音、加快车 ）修正 控制钢轨波磨以及低接头 这些缺陷会增加轮轨噪音、 控制钢轨波磨以及低接头。 辆部件和轨道部件的恶化率，甚至造成列车限速； 辆部件和轨道部件的恶化率，甚至造成列车限速； 3）修正/控制滚动接触疲劳缺陷。这些缺陷会增加钢轨损伤的风险，甚 ）修正 控制滚动接触疲劳缺陷 这些缺陷会增加钢轨损伤的风险， 控制滚动接触疲劳缺陷。 至降低超声波钢轨探伤的效果； 至降低超声波钢轨探伤的效果； 4）修正/控制其他钢轨缺陷（如车轮滚伤、压溃、轨头垂向及纵向裂 ）修正 控制其他钢轨缺陷 如车轮滚伤、压溃、 控制其他钢轨缺陷（ 纹）； 5）减少车轮和转向架运动的不利影响，这种情况下，会加剧钢轨磨耗和 ）减少车轮和转向架运动的不利影响，这种情况下， 缺陷的恶化； 缺陷的恶化；
WJ-7型扣件 型扣件
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WJ-8型 型
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1.3枕木 枕木
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材料属性分类：木制枕木；钢筋混凝土枕木；钢制枕木；复合材料枕木。 材料属性分类：木制枕木；钢筋混凝土枕木；钢制枕木；复合材料枕木。 1、普通枕木：宽度220mm；厚度 、普通枕木：宽度 ；厚度160mm；长度 ；长度2500mm； ； 2、道岔枕木（普通）：宽度220mm；厚度 、道岔枕木（普通）：宽度 ）：宽度 ；厚度160mm 枕木 进位， 个长度规格； ；长度2600~4850mm，以150mm进位，共计 个长度规格； 长度 ， 进位 共计16个长度规格 3、道岔枕木（标准）：宽度240mm；厚度 、道岔枕木（标准）：宽度 ）：宽度 ；厚度160mm；长度 ； 2600~4800mm，以200mm进位，共计 个长度规格； 进位， 个长度规格； ， 进位 共计12个长度规格 4、桥梁枕木：宽度220mm；厚度 、桥梁枕木：宽度 ；厚度240、260、280、300mm；长度 、 、 、 ； 3000mm； ；
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5.国内外高速铁路钢轨的生产
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法国： （1）钢胚的生产：生铁脱硫预处理——氧气顶吹转炉冶炼——除渣处理——LF 炉外精炼——真空脱气——四流连铸——热锯钢胚。 （2）钢轨轧制：连铸钢胚——步进式加热炉加热——高压水除磷——普通轧机 开胚，万能机轧制——钢轨热预弯——平立联合矫直——锯切，端头精加工— —平直度在线检测——表面涡流探伤——内部超声波探伤——外观检查——入 库。 （3）钢轨精整。 （4）钢轨质量检测。 德国： 蒂森钢轨生产流程：高炉铁水——铁水预脱硫——氧气顶吹转炉冶炼——RH真 空脱气——6流连铸——步进式加热炉加热钢胚——高压水除磷——粗轧——精 轧——热锯——步进式冷床——立平符合锟矫——检测中心——端头四面压力 矫直——锯钻加工——检查——入库。
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我国自主研发的高铁扣件： 我国自主研发的高铁扣件： 弹条Ⅴ （1）弹条Ⅳ型、弹条Ⅴ型。 ）弹条Ⅳ 弹 条 Ⅳ 型 弹 条 混 合 式 、 无 挡 肩
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弹条Ⅴ 弹条式、有螺栓、混合式、 弹条Ⅴ型 弹条式、有螺栓、混合式、有挡肩
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第一部分 轨道知识
第二章 轨道结构 第三章 钢轨
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一、轨道结构的组成部件及特点
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轨道可分为有砟轨道和无砟轨道两大类型。 1.有砟轨道： 有砟轨道结构主要由钢轨、扣件、枕木、道砟等部分组成。 1.1.钢轨 钢轨是轨道结构最重要的部件。 1.钢轨的功用： （1）为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动面，引导机车车辆前进。 （2）钢轨要承受来自车轮巨大的垂直压力，并以分散的形式传给轨枕。 （3）兼做轨道电路，为轨道电路提供导体。 2.钢轨的类型 钢轨的类型通常按照每米的质量来分类,我国铁路钢轨可以分为43kg/m、 50kg/m、60kg/m和75kg/m。 从各个国家的经验来看，60——75kg/m的钢轨用在大轴重、大运量的重载线路上； 50——60kg/m的钢轨用在列车速度小于160km/h的普通客运线路上；列车速度超过 160km/h的线路应该采用60——75kg/m的钢轨。我国钢轨的标准长度为12.5m和 25m。