中南大学铁道工程复习整理

钢轨的主要作用

引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力；将荷载传布于轨枕，道床及路基；为车轮提供连续，平顺和阻力最小的滚动滑面。

钢轨需满足要求

足够的刚度，抵抗动荷载引起的弹性挠曲变形；

一定的韧性，防止在动荷载作用下，发生折断或损坏；

足够的硬度，防止车轮压陷或磨耗太快；

顶面应具有一定粗糙度，以利实现机车的黏着牵引力与制动力；

制造容易，造价合理，经久耐用。

钢轨断面组成

轨头，轨腰，轨底

钢轨接头：按相对于轨枕位置分为悬空式和承垫式；按接头相互位置分为相对式和相错式。 预留轨缝

为适应钢轨热胀冷缩的需要。需满足条件：

轨温达到当地最高轨温时，轨缝应大于等于零，使轨端不受挤压力，以防温度压力太大而胀轨跑道；()g z a t t L 2

1a 00+-=α 当轨温达到当地最低轨温时，轨缝应小于等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防接头螺栓拉弯拉断。

构造轨缝：受钢轨，接头夹板及螺栓尺寸限制，在构造上能实现的最大缝限值。 刚轨常见病害（伤损）

磨耗，剥离，轨头损伤，接触疲劳伤损，轨腰螺栓孔裂纹等。

轨枕功用

承受来自钢轨各向压力，弹性传布于道床；有效保持钢轨几何形位，轨距和方向。 必要坚固性，弹性，耐久性，并能固定钢轨，抵抗纵向横向位移能力。

混凝土枕特点

材源多，能保证尺寸精度，使轨道弹性均匀，提高轨道稳定性；不受气候，腐朽，火灾等灾害影响，寿命长。较高道床阻力，对提高无缝线路横向稳定性十分有利。自重大，刚度大，轨底挠度平顺，动力坡度小；对轨下部件弹性要求高。

扣件的主要作用

长期有效保持钢轨与轨枕的可靠连接， 阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下，充分发挥缓冲减震性能，延缓线路残余变形积累。 混凝土扣件性能

足够扣压力； 适当弹性； 具有尽可能大的轨距和水平调整量；绝缘性能。

道床功能

承受来自轨枕的压力并均匀传递到路基面；

提供轨道纵横向阻力，保持轨道稳定；

提供轨道弹性，减缓吸收冲击和振动；

提供良好的排水性能，以提高路基承载能力及减少基床病害；

便于轨道养护维修作业。

道床断面

道床厚度，顶面宽度，边坡坡度。

道床边坡的稳定：道砟材料内摩擦角和粘聚力

道床残余变形

结构变形：颗粒相互错位和重新排列

颗粒变形：颗粒破碎粉化。

无砟轨道

高平顺，高稳定，少维修

整体道床轨道；板式轨道；轨枕埋入式轨道；轨枕支承式轨道。

运营条件描述：行车速度，轴重，运量

第二章

轨道的几何形位：轨距，水平，外轨超高，轨底坡

游间：

当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨的作用边时，另一车轮轮缘与另一股钢轨作用边之间形成的间隙。

对列车运行的平稳性和轨道的稳定性有重要的影响。太大，列车运行的蛇行幅度大，列车左右摆动大，作用于钢轨上的横向力就大，动能损失大，轮间撞击也大，加剧轮轨磨耗和轨道变形，严重时撑道脱线，危机行车安全。太小，则增大了行车阻力和轮轨磨耗，严重时契住轮对，挤翻钢轨等，危及行车安全。

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，为了使钢轨轴心受力，钢轨也应有一个内向的倾斜度，因此轨底与轨道平面之间应形成一个横向坡度。我国规定为1/40

曲线轨距加宽

原因：在小半径曲线，为使机车车辆顺利通过曲线而不至于被楔住或挤开轨道，减小轮轨间横向作用力，以减少轮轨磨耗，轨距要适当加宽。

加宽方式：将曲线内轨向曲线中心方向移动，曲线外轨的位置则保持与轨道中心半个轨距的距离不变。

转向架内接形式：斜接，自由内接，楔形内接，正常强制内接。

确定原则：保证占列车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，但允许以正常强制内接形式通过；

保证车轮不掉道，即最大轨距不超过容许限度。

根据车辆条件确定轨距加宽，根据机车条件验算轨距加宽

曲线轨道外轨超高

使机车车辆自重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。

设置方法：外轨提高法，线路中心高度不变法（内外轨各降低抬高超高值一半）

低速列车行驶于超高很大的曲线轨道时，存在倾覆的危险性。为了保证行车安全，必须限制外轨超高的最大值。 计算：R V P 28.11h = R

V V R V V v P P p 2min 2gmax 2max 2qmax p 8.11h ;8.11h v v v -=-=<>过超高欠超高； 缓和曲线

曲率及超高均逐渐变化；

作用：使离心力，冲击力等不至突然产生消失，保持列车曲线运行的平稳性。 长度的确定：保证行车安全，使车轮不至脱轨；

保证外轮的升高（降低）速度不至导致旅客不适；

欠超高时变率不至影响旅客舒适。

第三章

道岔功用

机车车辆从一股轨道转入或越过另一轨道时必不可少的线路设备，铁路轨道的重要组成部分。

三大薄弱环节

道岔，曲线，接头

道岔基本形式

连接：单式，复式

交叉：直交叉，菱形交叉

连接与交叉：交分道岔，交叉渡线

我国最常见的道岔类型是普通单开道岔，由转辙器，辙叉，护轨，连接部分组成。

道岔号数：辙叉角的余切即辙叉号数，即道岔号数

尖轨是转辙器中的重要组成部分，依靠尖轨扳动，将列车引入正线或测线方向。分为直线型和曲线型。

辙叉角越小，道岔号数越大

有害空间

翼轨作用边开始弯折处称为辙叉咽喉，是两翼轨作用边之间的最窄距离。从辙叉咽喉到实际尖端之间，有一段轨线中断的空隙，称为道岔的有害空间。

辙叉：

使车轮由一股钢轨越过另一钢轨的设备。

叉心，翼轨，联结零件

直线辙叉，曲线辙叉；固定辙叉，活动辙叉；

可动辙叉可消除有害空间，并可取消护轨。

护轨：

作用：设于固定辙叉的两侧，用于引导车轮轮缘，使之进入适当的轮缘槽，防止与叉心碰撞。

钢轨间隔铁型，H型，槽型

防护范围：辙叉咽喉到叉心顶宽50mm长度，并要求适当余裕。

过岔速度

直向通过速度，侧向通过速度；

侧向过岔速度影响因素；转辙器，导曲线。主要限制因素是导曲线不设超高和缓和曲线，且半径较小，列车为被平衡的离心加速度较大。

提高侧向过岔速度的途径：增大导曲线半径，减小车轮对道岔各部为的冲击角；加强道岔结构。

直向过岔速度的影响因素：道岔平面冲击角的影响；道岔立面几何不平顺的影响；道岔刚度。

提高途径：道岔部件采用新型结构和材料；道岔平面及构造采用合理的形式及尺寸；岔区轨道刚度均匀化。

高速道岔

以单开道岔为主；

主要分为两类：适用于直向高速行车的道岔；直向和侧向都容许高速度通过的大号码道岔。我国高速客运专线使用：250km/h,; 350km/h

第五章