铁路轨道工程知识点详解 (2)

绪论我国铁路的基本建设程序：(1)预可行性研究(2)可行性研究(3)初步设计(4)施工图(5)工程施工和设备安装(6)验交投产(7)后评估

轨道

1.轨道的组成：钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及防爬设备。功用：引导机车车辆运行，承受车轮传来荷载，并把它传布给下部建筑。

钢轨引导机车车辆行驶，并将荷载传布于轨枕、道床及路基，同时为车轮的滚动提供阻力最小的接触面。轨枕承受来自钢轨的压力，使之传布于道床，同时利用扣件有效地保持轨道的几何形位。联结零件用于有效地保持钢轨的连续性与整体性。防爬设备能有效地防止钢轨与轨枕之间发生纵向的相对移动，制止轨道爬行。道床是轨枕的基础，用以增加轨道的弹性和纵、横向移动的阻力，并便于排水和校正轨道的平面和纵断面。道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时的线路设备。

2.轨缝的设置目的与条件: 为了满足钢轨热胀冷缩和便于更换钢轨的需要。条件:(1)当轨温达到当地最高轨温时，轨缝应大于或等于零；(2)当轨温达到当地最低轨温时，轨缝应小于或等于构造轨缝。

轨道几何形位

1.直线轨道的几何形位的定义和作用。

定义：轨距：指钢轨顶面下16mm范围内两股钢轨作用边之间的最小距离（标准轨距1435）。水平：线路左右两股钢轨顶面的相对高差。轨向：轨道中心线在水平面上的平顺性。前后高低：指轨道沿线路方向的竖向平顺性。轨底坡：轨底与轨道平面之间所形成一个横向坡度。

作用：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。

2.曲线轨距加宽的确定原则：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。

3.外轨超高的作用、设置方法及计算方法

定义：外轨超高度是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度之差。

作用：使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消惯性离心力的作用，使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：主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种。

4.缓和曲线的作用、计算条件（重要）。

作用: (1)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。(2)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度，与圆曲线超高相连接。(3)缓和曲线连接小于350m半径的圆曲线时，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。计算条件：(1)缓和曲线要保证行车安全，使车轮不致脱轨。(2)缓和曲线长度要保证外轮的升高(或降低)速度(超高时变率)不超过限值，以满足旅客舒适度要求。(3)未被平衡的离心加速度变化率(欠超高时变率)不超过限值,以满足旅客舒适度要求。

道岔

1.道岔的基本形式及其功用

(1)连接设备：使机车车辆从一股轨道转入另一股轨道。主要有各类单式和复式道岔。

(2)交叉设备：使机车车辆从一股轨道越过另一股轨道。主要有直角交叉和菱形交叉。

(3)连接与交叉的组合：具备转入和越过的双重功能。主要有交分道岔、交叉渡线和梯线。

2.单开道岔的组成及构造:转辙器、辙叉及护轨、连接部分和岔枕组成

3.辙叉的有害空间：指从辙叉咽喉至实际尖端之间一段轨线中断的空隙。道岔号数愈大，辙叉角愈小，有害空间愈大。

4.侧向过岔速度的因素及和提高速度的措施。

(1)主要因素①对导曲线上列车未被平衡的离心加速度的控制。②对过岔时因轮轨撞击而导致的列车动能损失的限制。③因轨道的纵、横向弹性不均匀而产生的附加动力作用。

(2)主要途径:增大导曲线半径、减小车轮对侧线各部位钢轨的冲击角、加强道岔结构、采用变曲率的导曲线。

5.直向过岔速度的因素及和提高速度的措施。

因素：①道岔平面冲击角②道岔里面不平顺③道岔刚度。措施：①道岔不见采用新型结构和新材料②道岔平面及构造要合理的形式和尺寸③岔区轨道刚度均匀化

无缝线路

1温度力与伸缩位移轨温变化关系：两端固定的钢轨产生的温度力，仅与轨温变化幅度有关，而与钢轨本身长度无关；对于不同类型的钢轨，同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同；无缝线路钢轨伸长量与轨温变化幅度 t，轨长l有关，与钢轨断面面积无关。

2伸缩区：在两端，温度力是变化的，在克服道床纵向阻力阶段，钢轨有少量的伸缩；固定区：无缝线路长轨节中部承受大小相等的温度力，钢轨不能伸缩；缓冲区：伸缩区两端的调节轨。

3基本温度力图绘制

路基工程

1路基工程1组成：三部分建筑物组成：路基本体，路基防护和加固建筑物，路基排

水设备。2性质：一种有别于一般钢筋混凝土结构物的土工结构物3特点：路基主要由松散的土(石)材料所构成；完全暴露在大自然之中，对自然条件变化的影响十分敏感，抵抗能力差；同时受到轨道静荷载和列车动荷载的作用，表现出疲劳特性，且抵抗动荷载能力差。

3路堤边坡设计1内容：包括边坡形状的设计和边坡坡度的确定2原则：根据填料的物理力学性质，边坡高度和路堤基底的工程地质条件等确定3方法：如果良好，路堤边坡一般按规范给出数值进行设计。特殊填方边坡高度太大的路基，则应另行个设计。

4路堑边坡设计1原则：土的物理力学性质、岩层产状、节理发育程度等工程水文地质条件，结合自然和人工极限山坡调查等综合分析2设计：力学计算法，工程地质法

5路基荷载：1含义：路基的荷载是指作用在路基面上的应力；2组成：静荷载是线路上部结构的重量作用在路基面上的应力；动荷载是列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基面上的动应力，中－活载。3换算土柱法：路基荷载简化假定：把列车（活）荷载作为静荷载处理；把列车（活）荷载和轨道静荷载的总重P，简化为与路基土同质的土柱，均布地作用在路基面上。

7基床：1含义：基床是指路基顶面以下列车动荷载的主要影响范围，也是铁路路基最重要的关键部位。2条件：强度要求，刚度要求，优良的排水性

8基床病害1因素：基床土质不良、水的浸入和列车动荷载；2类型：基床病害可分为翻浆冒泥、下沉、挤出和冻害四大类。3成因：翻浆冒泥发生于基床土质不符合要求的部位；下沉主要因基床填筑密度不够和强度不足所致；挤出主要因基床强度不足而产生剪切破坏或塑性流动；冻害发生于寒冷地区。

9路基横断面

第十二章铁路能力1客货运量意义：1客货运量是设计铁路能力的依据；2客货运量是评价铁路经济效益的基础；3客货运量是影响线路方案取舍的重要因素。

2设计年度1含义：铁路的设计年度一般分为近、远两期；近期、远期分别为交付运营后第10年和第20年。必要可增加初期，初期为交付运营后第5年。各期运量均应通过经济调查确定。2意义：铁路的建筑物和设备，应根据设计年度的运量分期加强，使铁路设施的能力与运量增长相适应。对可逐步改、扩建的建筑物和设备，应按初、近期运量和运输性质确定，并考虑预留远期发展的条件。对不易改、扩建的建筑物和设备，应按远期运量和运输性质确定。

3列车受力：机车牵引力：轮周牵引力、挽钩牵引力、粘着牵引力；列车运行阻力：基本阻力，附加阻力（坡道、曲线、隧道）、起动阻力；列车制动力：空气制动力、电阻制动力

第十三章线路平面和纵断面设计

1.基本概念

线路中心线：路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线与路肩水平线交点在纵向上的连线。

线路平面：线路中心线在水平面上的投影。表示线路平面位置。

线路纵断面：沿线路中心线所作的铅垂剖面展直后、线路中心线的立面图。表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。

线路的空间是由它的平面和纵断面决定的。

2.基本要求

①必须保证行车安全和平顺；②应当力争节约资金；③既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理。

3.曲线半径对工程和运营的影响：①对行车速度影响，运行速度与曲线半径曲线超高等必须满足旅客舒适要求②对工程影响，增加线路长度、降低黏着系数、轨道需要加强③对运营影响，增加轮轨磨耗、维修工作量加大、行车费用增高

4.最大坡度折减的原因与方法(重要)

原因：线路纵断面设计时，在需要用足最大坡度（包括限制坡度与加力牵引坡度）的地段，当平面上出现曲线和遇到长于400m的隧道时，因为附加阻力增大、粘着系数降低，则需将最大坡度值减缓，以保证普通货物列车不低于计算速度或规定速度通过该地段。

5.有害坡、无害坡、克服(拔起)高度的概念。

有害坡段：列车在其上运行时因受下坡限速限制而需施行制动的下坡坡段。

无害坡段：列车在其上运行时不需施行制动可使运行速度不超过下坡限速限的下坡坡段。

最大无害坡度i wh(max)：无论坡道多长，列车在其上惰行时，最后能以限制速度作等速运行而无需制动的下坡坡段。

克服高度：线路单方向上升的高度，又称拔起高度。上行与下行方向应分别计算。超高：