轨道构造
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第四章轨道结构
图2 单开道岔的组成
转辙器部分 连接部分
辙及护轨部分
通向转辙机械
单开道岔的转辙器由两根基本轨、两根尖轨、 单开道岔的转辙器由两根基本轨、两根尖轨、 各种联结零件和道岔转辙机构组成。基本轨用 各种联结零件和道岔转辙机构组成。基本轨用 12.5m或25m标准断面的普通钢轨制成，主股为直 12.5m或25m标准断面的普通钢轨制成，主股为直 线，侧股按转辙器各部分的轨距在工厂事先弯折成 规定的折线。尖轨是转辙器的主要部分，车辆进出 规定的折线。尖轨是转辙器的主要部分，车辆进出 道岔由它引导。尖轨在平面上可分为直线型和曲线 型。辙叉是使车轮从一股钢轨越过另一股钢轨的设 型。辙叉是使车轮从一股钢轨越过另一股钢轨的设 备，它设置于道岔侧线钢轨与道岔主线钢轨相交处。 辙叉又由心轨、翼轨、护轨及联结零件组成。连接 转辙器和辙叉的轨道称为道岔的连接部分，它包括 直股连接线和曲股连接线。 2.道岔的几何形位 2.道岔的几何形位 道岔各部分几何尺寸正确与否，是保证机车车 辆安全、平稳通过的必要条件。在道岔的养护维修 时，对道岔的轨距、某些特定的尺寸一定要严格检 查，确实保证。道岔各部位的几何尺寸是依据车辆 轮对尺寸和道岔轨距按最不利的组合确定的。
图1 钢轨断面
中性轴 螺栓孔轴线
1 2
3
4.钢轨铺设 4.钢轨铺设 正线地段和半径为250m及以上的曲线地段，应铺设 正线地段和半径为250m及以上的曲线地段，应铺设 长轨节，即无缝线路。高架线上的无缝线路需作特殊设计。 在曲线半径R小于300m地段，要铺设耐磨长钢轨，以减少 在曲线半径R小于300m地段，要铺设耐磨长钢轨，以减少 磨耗和接头振动。由于车轮踏面与钢轨顶面主要接触部分 是1/20斜坡，为了使钢轨轴心受力，钢轨亦要设置向内倾 1/20斜坡，为了使钢轨轴心受力，钢轨亦要设置向内倾 斜的轨底坡。规范规定地下铁道轨底坡为1/40。 斜的轨底坡。规范规定地下铁道轨底坡为1/40。 轨道焊接方法有三种： 1）接触焊又称电阻焊。该法焊接质量稳定，材质均匀， 其强度可达到母材的95%以上。 其强度可达到母材的95%以上。 2）气压焊。一种是在工厂进行的大型气压焊，另一种是 在工地进行的移动式小型气压焊。 3）铝热焊。铝热法焊接设备简单、轻便、成本低，但焊 接质量容易受人为因素影响，质量不稳定，一般焊接强度 为母材的70%-90%。 为母材的70%-90%。 北京地铁一期工程钢轨焊接，是先在工厂采用气压焊 法，将标准钢轨焊接成长钢轨，再将长钢轨运到现场，采 用铝热焊法将长钢轨焊接成轨节。经过20多年地铁得运行， 用铝热焊法将长钢轨焊接成轨节。经过20多年地铁得运行， 铝热焊接头还相当好。
轨道结构基本知识(最终版)
3）按道岔平面型式分类
单开道岔按其平面型式主要有直线尖轨、直线 辙叉的单开道岔；曲线尖轨、直线辙叉的单开 道岔；曲线尖轨、曲线辙叉的单开道岔等。我 国常用的单开道岔采用前两种型式。
4）按转辙器结构型式分类
按尖轨断面型式分为普通钢轨断面和特种钢轨 断面的单开道岔。
按尖轨跟端结构型式分为间隔铁式（活接头式） 和可弯式的单开道岔。
基本轨顶面淬火
为了增加钢轨表面硬度，提高耐磨性并 保持尖轨良好的密贴状态，基本轨头顶 面应进行淬火处理。”75“型道岔基本轨 轨头淬火处理，范围从尖轨尖端前 200mm左右处开始到尖轨轨头刨切起点 后100mm左右处止。对于”92“型道岔， 基本轨轨头顶面全长淬火。
3、尖轨
尖轨是转辙器的主要组成部件之一，列车依靠 尖轨的开通方向不同而进入道岔直股或侧股线 路。
道岔的种类
单开道岔
单开道岔是主线为直线，侧线向主线的左侧或 右侧分支的道岔，站在道岔的尖轨尖端，面向 跟端，侧线向左分支的道岔称为左开道岔，侧 线向右分支的道岔称为右开道岔。
普通单开道岔简图
转辙器
连接部分
辙叉
直基本轨
护轨
尖轨
道岔咽喉 直股
导曲线
护轨
辙叉心
单开道岔是各种类型道岔的主要型式 ，应用最 为普遍。单开道岔由转辙器、连接部分及护轨 组成。
木枕
其优点是弹性好，易加工制作，运输、 铺设、养护及维修方便，与钢轨的连接 较简便，绝缘性能好。其缺点是易腐蚀 和产生机械磨损，使用年限短，浪费木 材。目前在正线上已基本不用，主要用 于道岔及明桥面上。
木枕尺寸
木枕的长度、宽度及厚度应符合部分要 求尺寸，普通木枕分两类：Ⅰ类木枕用 于正线，长度250cm，高度16cm，底宽 22cm；Ⅱ类木枕用于站线，长度250cm， 高度14.5cm，底宽20cm。
单开道岔按其平面型式主要有直线尖轨、直线 辙叉的单开道岔；曲线尖轨、直线辙叉的单开 道岔；曲线尖轨、曲线辙叉的单开道岔等。我 国常用的单开道岔采用前两种型式。
4）按转辙器结构型式分类
按尖轨断面型式分为普通钢轨断面和特种钢轨 断面的单开道岔。
按尖轨跟端结构型式分为间隔铁式（活接头式） 和可弯式的单开道岔。
基本轨顶面淬火
为了增加钢轨表面硬度，提高耐磨性并 保持尖轨良好的密贴状态，基本轨头顶 面应进行淬火处理。”75“型道岔基本轨 轨头淬火处理，范围从尖轨尖端前 200mm左右处开始到尖轨轨头刨切起点 后100mm左右处止。对于”92“型道岔， 基本轨轨头顶面全长淬火。
3、尖轨
尖轨是转辙器的主要组成部件之一，列车依靠 尖轨的开通方向不同而进入道岔直股或侧股线 路。
道岔的种类
单开道岔
单开道岔是主线为直线，侧线向主线的左侧或 右侧分支的道岔，站在道岔的尖轨尖端，面向 跟端，侧线向左分支的道岔称为左开道岔，侧 线向右分支的道岔称为右开道岔。
普通单开道岔简图
转辙器
连接部分
辙叉
直基本轨
护轨
尖轨
道岔咽喉 直股
导曲线
护轨
辙叉心
单开道岔是各种类型道岔的主要型式 ，应用最 为普遍。单开道岔由转辙器、连接部分及护轨 组成。
木枕
其优点是弹性好，易加工制作，运输、 铺设、养护及维修方便，与钢轨的连接 较简便，绝缘性能好。其缺点是易腐蚀 和产生机械磨损，使用年限短，浪费木 材。目前在正线上已基本不用，主要用 于道岔及明桥面上。
木枕尺寸
木枕的长度、宽度及厚度应符合部分要 求尺寸，普通木枕分两类：Ⅰ类木枕用 于正线，长度250cm，高度16cm，底宽 22cm；Ⅱ类木枕用于站线，长度250cm， 高度14.5cm，底宽20cm。
轨道构造
四、钢轨焊接方法 又称电阻焊，质量稳定，材质均匀，强度 可达母材的95%以上。 2.气压焊 一种是在工厂进行的大型气压焊，另一种 是在工地进行的移动式小型气压焊。强度可 达母材的90~95%。 3.铝热焊 设备简单、轻便、成本低，但是焊接质量 不稳定，强度为母材的70~90%。
1.接触焊
接触焊
2.混凝土枕 (1)优点： 重量大、强度高、稳定性好； 耐火、耐腐蚀、使用期限长； 材料来源丰富，可以节约大量木材，有利环保。 (2)缺点： 重量大、弹性差、易脆裂。 (3)改进措施： 增加弹性：与钢轨联结时，轨枕上铺设胶垫。 防止损伤：在运输、维修中避免摔碰。 (4)外形主要尺寸 采用上窄下宽的梯形，主要尺寸见表2.6。
防止核伤的最有效方法是对钢料进行控制 性冷却，避免钢轨内部因氢气逸出而产生的 细小裂纹，从而根本消灭了产生核伤的疲劳 源。 但是，尽管采取各种预防措施，钢轨核伤 仍无法绝对避免。为确保行车安全，必须进 行定期的钢轨探伤，以便及时消除隐患，避 免发生重大行车事故。
3.材质选择
我国地铁和轻轨在材质方面上选择高碳微 钇钢轨（PD3）。
我国地铁和轻轨均采用60kg/m的重型钢轨，
车场线选用50kg/m或43kg/m的轻型钢轨。
我国钢轨标准长度为12.5m和25m两种；
对于75kg/m的钢轨只有25m一种。
二、钢轨的化学成分
钢轨的强度、耐磨性以及抵抗冲击的能力， 在很大程度上取决于钢轨的材质，也就是取 决于钢材的化学成分、金相组织、生产工艺 和热处理质量。 其中，碳，锰，硅，磷，硫对钢材有影响
二、轨道各部件的作用 1、钢轨是轨道最重要的部件，直接承受线路列 车的荷载，引导列车运行。 2、轨枕的作用是一方面承受钢轨传下来的机车 车俩的各种力，并把它传给道床；另一方面是 通过扣件把钢轨规定在正确位置上。 3、道床的作用是固定轨枕的位置。
轨道的构造与施工课件
轨道的分类
按功能
正线轨道、道岔轨道、道口轨道、调车轨道等。
按铺设方式
有砟轨道、无砟轨道。
按平面形状
直线轨道、曲线轨道。
轨道的发展历程
木轨
最早的轨道使用木材铺设，但 承载能力低，易损坏。
铁轨
随着冶铁技术的发展，铁轨逐 渐取代木轨，提高了承载能力 和耐久性。
重轨与轻轨
根据用途和承载能力，轨道分 为重轨和轻轨两种类型。
铺设道砟 将经过筛选和加工的道砟均匀铺设在 路基上，作为轨道的基础。
铺设轨枕
在道砟上铺设混凝土或木制轨枕，提 供轨道的支撑和稳定性。
安装钢轨
将经过选择的钢轨按照设计要求进行 铺设，确保轨道的平直度和稳定性。
连接钢轨
使用夹板和螺栓等连接件将钢轨连接 起来，形成连续的轨道。
无砟轨道的施工方法
基础处理
铺设混凝土底座
配备安全防护设施
为施工人员提供必要的安全防护设施，如安全帽、 安全带、防护眼镜等。
轨道施工的环保措施
控制施工噪音
合理安排施工时间，采用低噪音设备，尽量 减少施工噪音对周围居民的影响。
减少粉尘排放
采取洒水、覆盖等措施，减少施工现场的粉 尘排放，降低空气污染。
合理利用水资源
采取节水措施，减少用水量，同时对废水进 行合理处理，防止水污染。
减少固体废弃物
合理分类和处置施工过程中产生的固体废弃 物，减少对环境的污染。
轨道施工的职业健康与安全
建立职业健康与安全管理体系
制定完善的职业健康与安全管理体系，确保施工人员的身体健康和生 命安全。
提供职业健康检查
定期对施工人员进行职业健康检查，及时发现和预防职业病。
改善作业环境
城市轨道交通车辆构造总结
城市轨道交通车辆构造总结城市轨道交通车辆是一种特殊类型的车辆，它们被用于在城市之间或城市内运输乘客。
这些车辆的构造通常包括以下几个方面：1. 车体结构：城市轨道交通车辆的车体通常由强度高的钢材制成，以提供足够的支撑和安全性能。
车体通常具有流线型设计，以减少空气阻力和提高列车的运行效率。
车辆的车体外部还会涂有特殊的防腐涂料，以保护车体免受恶劣环境的影响。
2. 轮组系统：轨道交通车辆的轮组系统包括车轮、轴承和轴箱等组件。
车轮通常由坚固耐磨的合金钢制成，以承受列车的重量和运行时的冲击力。
轴承则被用于支撑车轮，并减少摩擦阻力。
轴箱则被安装在车体下部，用于将轴承和车轮与车体连接起来。
3. 牵引系统：城市轨道交通车辆的牵引系统用于向车辆提供动力。
常见的牵引系统包括电动牵引系统和内燃牵引系统。
电动牵引系统通过电动机和电池组提供动力，而内燃牵引系统则使用燃油发动机来驱动车辆。
这些牵引系统通常还包括变速器和传动装置，以调节车辆的速度和扭矩。
4. 控制系统：城市轨道交通车辆的控制系统用于监控车辆的运行状态并控制车辆的行驶。
控制系统可以包括传感器、计算器和执行器等组件。
传感器用于收集车辆的运行数据，计算器则根据这些数据进行计算和分析，最后执行器用于控制车辆的操作，例如加速、减速和制动等。
5. 客舱设计：城市轨道交通车辆的客舱设计通常会考虑乘客的舒适性和安全性。
客舱内部通常会安装座椅、扶手和把手等设施，以提供乘客的舒适支撑和稳定性。
此外，车厢内也会配备紧急疏散设备，例如灭火器和逃生门，以应对紧急情况。
综上所述，城市轨道交通车辆的构造包括车体结构、轮组系统、牵引系统、控制系统和客舱设计等方面。
这些构造的设计和制造都是为了提供安全、高效和舒适的乘坐体验。
有砟轨道结构(高铁轨道构造与施工课件)
上爬
3、混凝土枕扣件
➢弹条Ⅱ型扣件
弹条Ⅱ型扣件结构与弹条I型扣件相同，弹条材质60Si2CrA(A表示甲 类钢) ，σs和σb分别提高了42%和36%。
✓优点：扣压力大、强度安全储备大、残余变形小，适用于Ⅱ型或Ⅲ型混凝土枕 的60kg/m钢轨线路
✓缺点：防锈与防松工作量，不适用于高速
Ⅲ型枕
Ⅱ型枕
3、混凝土枕扣件
✓ 绝缘性能
弹条式扣件 ➢扣板式扣件
扣板式扣件由扣板、螺纹道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓冲垫板组成。 硫磺水泥砂浆锚固螺纹道钉，挡板传力，垫板缓冲绝缘。 ✓优点：零件简单，调整轨距比较方便
✓缺点：扣压力较低，在使用过程中容易松动，适用于50kg/m及以下钢轨
3、混凝土枕扣件
➢弹条I型扣件
弹条I型扣件由ω形弹条、螺纹道钉、轨距挡板、挡板座及弹性橡胶垫板等组 成。弹条直径为13mm的60Si2Mn或55Si2Mn热轧弹簧圆钢，变形后提供扣压力， 轨距挡板调距并传力，挡板座缓冲绝缘。 ✓优点：弹性好、扣压力损失较小，能较好地保持轨道几何形位，使用效果好 ✓缺点：弹程偏小导致扣压力偏小，强度储备不足 ，曲线地段易上滑
✓加工质量参数：道砟粒径、级配颗粒形状、表面状态、 清洁度
新建重载铁路采用一级道砟 既有线大修力求采用一级道砟 高速上采用特级道砟——增强稳定，减少磨损、粉化和飞砟
54
➢道砟级配
道砟中颗粒的分布，影响道床物理力学性能和养护维修工作量。道砟 级配分为宽级配和窄级配，一级道砟宽级配、特级道砟窄级配。 ✓宽级配：大、小颗粒的相互配合以及道砟颗粒之间的填满，使得道砟有
➢国内外主要干线普遍采用2.6m长轨枕 ✓减小枕中负弯矩 ✓提高纵横向稳定性和整体刚度，改善道床、路基工作状态， 利于铺设无缝线路，适当减少轨枕配置根数
3、混凝土枕扣件
➢弹条Ⅱ型扣件
弹条Ⅱ型扣件结构与弹条I型扣件相同，弹条材质60Si2CrA(A表示甲 类钢) ，σs和σb分别提高了42%和36%。
✓优点：扣压力大、强度安全储备大、残余变形小，适用于Ⅱ型或Ⅲ型混凝土枕 的60kg/m钢轨线路
✓缺点：防锈与防松工作量，不适用于高速
Ⅲ型枕
Ⅱ型枕
3、混凝土枕扣件
✓ 绝缘性能
弹条式扣件 ➢扣板式扣件
扣板式扣件由扣板、螺纹道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓冲垫板组成。 硫磺水泥砂浆锚固螺纹道钉，挡板传力，垫板缓冲绝缘。 ✓优点：零件简单，调整轨距比较方便
✓缺点：扣压力较低，在使用过程中容易松动，适用于50kg/m及以下钢轨
3、混凝土枕扣件
➢弹条I型扣件
弹条I型扣件由ω形弹条、螺纹道钉、轨距挡板、挡板座及弹性橡胶垫板等组 成。弹条直径为13mm的60Si2Mn或55Si2Mn热轧弹簧圆钢，变形后提供扣压力， 轨距挡板调距并传力，挡板座缓冲绝缘。 ✓优点：弹性好、扣压力损失较小，能较好地保持轨道几何形位，使用效果好 ✓缺点：弹程偏小导致扣压力偏小，强度储备不足 ，曲线地段易上滑
✓加工质量参数：道砟粒径、级配颗粒形状、表面状态、 清洁度
新建重载铁路采用一级道砟 既有线大修力求采用一级道砟 高速上采用特级道砟——增强稳定，减少磨损、粉化和飞砟
54
➢道砟级配
道砟中颗粒的分布，影响道床物理力学性能和养护维修工作量。道砟 级配分为宽级配和窄级配，一级道砟宽级配、特级道砟窄级配。 ✓宽级配：大、小颗粒的相互配合以及道砟颗粒之间的填满，使得道砟有
➢国内外主要干线普遍采用2.6m长轨枕 ✓减小枕中负弯矩 ✓提高纵横向稳定性和整体刚度，改善道床、路基工作状态， 利于铺设无缝线路，适当减少轨枕配置根数
城市轨道交通轨道结构
混 凝 土 宽 枕 尺 寸
宽轨枕铺设
2）类型 主要有弦76 、筋76 、弦82 、筋82
5.2 混凝土岔枕
1）优点 提高了道岔的稳定性，轨距、水平、方向等几何尺寸容易保持，并消除
了导曲线反超高及道岔爬行等病害，减少维修工作量约1/3。目前，全路铺设 岔枕10000组，对强化道岔的结构，保证行车安全起到了积极要求，还需要对a、b、c的取值 进行如下判断。
3） 计算结果要求
i) a>b>c(首先尽量满足)（有时可能满足不了）。 ii)a宜取５mm整倍数。
2）问题
混凝土岔枕比混凝土枕受力更复杂，在辙叉等特殊部位由于承受冲击力大 ，更容易发生裂纹；岔枕螺栓的固定方式是预埋尼龙套管，螺栓拧在套管中， 在列车振动作用下容易松动，特别是尼龙套管容易积水，使螺栓锈蚀；扣件零 配件型号繁多，通用性差。
在管理工作中，混凝土岔枕的供应是成组发运，以50kg/m钢轨12号单开道 岔为例，每组岔枕共有26种长度、81种规格的有挡肩岔枕92根，当个别岔枕损 坏后，很难配备更换，另外，随着运量的增加，轨型发生变化，而由于不同轨 型的混凝土岔枕不能通用，致使混凝土岔枕大量拆除下道，不能充分发挥混凝 土岔枕使用寿命长的作用。
a L 2c n2
于是有
式中 L——标准轨长，并考虑轨缝8mm； n—— 一节钢轨下轨枕的根数，由每公里铺设的
轨枕数换算过来； a——中间轨枕间距； b——过渡轨枕间距； c——接头轨枕间距。
b L c (n 3)a 2
注意：b应取最终计算值， 假设值b=(a+c)/2不可使用。
波 形 磨 耗 波 长 80～ 600m m :最 长 达 2m ， 多 发 生 在 曲 线 上 ，
《轨道构造与施工》备课课件：第一章：轨道结构
钢轨的化学成分
铁Fe、碳C、锰Mn、硅Si、钒V、磷P、硫S
碳C——含碳量提高，抗拉强度、耐磨性及硬度迅速增加； 过高，伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降， 还会使钢轨内部产生白点形成极微小裂纹，诱发钢轨 断裂，危及行车安全。一般不超过0.82%。
锰Mn——强度和韧性，去除有害的氧化铁和硫夹杂物； 一般为0.6~1.0%。1.1~1.5%为中锰钢，耐磨性较好。
连接零件分为接头连接零件和中间连接零件。 接头连接零件用于钢轨与钢轨的可靠连接，尽可能地保持钢轨 的连续性与整体性； 中间连接零件，又称扣件，用于连接钢轨和轨枕，其作用是固 定钢轨位置，阻止钢轨相对于轨枕的纵、横向移动，确保轨距 正常，并防止钢轨翻转。
道床是轨枕的基础，有砟道床由碎石和筛选卵石等道砟材料组 成，在其上以规定的间隔布置一定数量的轨枕，用以增加轨道 的弹性和防止轨枕纵、横向位移，并把承受的压力分布传递给 线下的路基或桥隧建筑物，同时起到排水的作用。 无砟轨道道床通常由现浇的道床板或预制的轨道板及混凝土底 座（支撑层）构成。
最新版
《轨道构造与施工》
备课课件 第一章：轨 道 结 构
1 轨道构造，直线与曲线轨道
《轨道构造与施工》课程 2 轨枕及轨道板预制
是城市轨道交通工程技术专业 3 城市轨道交通无砟轨道施工 必须学习的一门专业核心课程， 4 钢轨及钢轨接头施工，扣 是学生从业能力形成的关键课 件施工
程。在整个课程体系中，是一 门专业技术课程。
目前已逐渐被混凝土枕所代替。
失效原因：腐朽、机械磨损及裂隙。
防➢➢扩 开腐大裂剂垫处：板打油面入类积C和钉或水或在溶S铁性钉垫防，板腐还下剂有加“胶组垫钉，板降”低，木钉枕在表开面裂单处位，面预积的防 油压开力裂类。防腐剂适合工厂对木枕防腐。多采用防腐油与煤焦油混合 的➢➢道 还油钉可剂应将（预木混先枕合钻端油好部）用，，铁钻可丝孔防或需止其经木他防枕金腐开属处裂部理，件也捆可扎以，起以到防防端水部作开用裂。。 ➢最好采用分开式扣件
轨道力学分析(高铁轨道构造与施工课件)
解：
道床刚度：
Db
Clb
2
1.0120 2.6 0.3 2
46.8 MN
m
钢轨支座刚度： 1 1 1 1 1
D D扣 Db 75 46.8
D 28.8 MN m
基础弹性模量： u D 28.8 48.0 MN m2
a 0.6
刚比系数：k 4
u 4EI
4
48.0 106 4 210109 3217108
2
4
6
0.25π，0
η(kx)
8
① 为kx的无量纲函数 ②随kx的增大， y、M、R的值
μ(kx) 均有不同程度减小
弯矩
③当kx≥5时，轮载的影响已非
位移，反力
常小，通常可忽略不计
y、M、R 随k 的变化
7
y(mm) 6
M(×104N.m) 5
R(×104N) 4
3
ymax
P0k 2u
P0 8EIk 3
钢轨 a
P 钢轨支点 弹性系数 a
点支承梁模型
P
连续支承梁模型
模型比较
点支承梁模型更接近 于实际结构物，但求 解相对繁琐，目前在 动力学分析及特殊问 题求解中应用较多
连续支承梁模型有 应用简单方便、直 观等特点，对工程 应用有较高的应用 价值
在实用的基础刚度范围内，点支承法计算钢轨 弯矩比连续支承法约大5~10%，而钢轨下沉约 小1~2%。两者计算结果均满足工程精度要求
（1）钢轨抗弯刚度EI
使钢轨产生单位曲率所需的力矩，量纲：力·长度2
M EIy ''
钢轨竖向受力及变形 EI 钢轨竖向抗弯刚度； E 钢轨钢弹性模量，E 2. 058×105 MPa； I 钢轨截面对水平轴惯性矩。
城市轨道交通列车车体
图2-10 车体的一般结构
Hale Waihona Puke 1.4 车体的基本结构 1）底架
（1） 端梁
是指底架两端的 横向梁，其上固 定有端墙，又称 缓冲梁。
（2） 枕梁
是指转向架支撑 处的横向梁。
（3） 侧梁
是指底架两侧边 沿的纵向梁，其 上固定有侧墙。
（4） 中梁
位于底架中部， 断面较大并沿纵 向中心线贯穿全 车。
1.4 车体的基本结构 2）侧墙
1.3 车体的结构形式
1）底架承载结构 底架承载结构又称自由承载结构，是指由底架承担全部载荷的车体结构。 2）侧壁承载结构 侧壁承载结构又称侧墙和底架共同承载结构，是指由底架、侧墙和端墙共同承担载荷的 车体结构。 3）整体承载结构 整体承载结构是指由底架、侧墙、端墙和车顶共同承担载荷的车体结构。将底架、侧墙、 端墙和车顶焊接成一个整体，形成开口或闭口的箱型结构，此时车体各部分均参与承受载荷， 从而使承重更加均匀，如图2-9所示。
（3）为了降低城轨线路建设的工程投资，要求城轨车辆，特别是高架轻轨车辆质量轻、 轴重小。为使车辆轻量化，车体一般采用大型中空截面挤压铝型材、高强度复合材料或不锈 钢。
（4）由于城市轨道交通人口密集，所以对车辆的防火要求很高，特别是地铁车辆，通常 车体的结构采用防火设计，且材料必须经过阻燃处理。
（5）车辆应符合隔音和降噪的要求，最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。 （6）车辆的外观造型和色彩必须考虑城市文化、环境美化，与城市景观相协调。
1.1 车体的类型 5）按车体结构工艺分类
按结构工艺的不同，车体可分为一体化结构车体和模块化结构车体。一体化结构车体是 几十年来国内普遍采用的。模块化结构车体是20世纪90年代中后期在国外发展起来的一种新 型车体结构。目前，模块化结构车体在国内以理论研究为主，实际应用相对较少，但这将是未 来车体结构的发展趋势。
Hale Waihona Puke 1.4 车体的基本结构 1）底架
（1） 端梁
是指底架两端的 横向梁，其上固 定有端墙，又称 缓冲梁。
（2） 枕梁
是指转向架支撑 处的横向梁。
（3） 侧梁
是指底架两侧边 沿的纵向梁，其 上固定有侧墙。
（4） 中梁
位于底架中部， 断面较大并沿纵 向中心线贯穿全 车。
1.4 车体的基本结构 2）侧墙
1.3 车体的结构形式
1）底架承载结构 底架承载结构又称自由承载结构，是指由底架承担全部载荷的车体结构。 2）侧壁承载结构 侧壁承载结构又称侧墙和底架共同承载结构，是指由底架、侧墙和端墙共同承担载荷的 车体结构。 3）整体承载结构 整体承载结构是指由底架、侧墙、端墙和车顶共同承担载荷的车体结构。将底架、侧墙、 端墙和车顶焊接成一个整体，形成开口或闭口的箱型结构，此时车体各部分均参与承受载荷， 从而使承重更加均匀，如图2-9所示。
（3）为了降低城轨线路建设的工程投资，要求城轨车辆，特别是高架轻轨车辆质量轻、 轴重小。为使车辆轻量化，车体一般采用大型中空截面挤压铝型材、高强度复合材料或不锈 钢。
（4）由于城市轨道交通人口密集，所以对车辆的防火要求很高，特别是地铁车辆，通常 车体的结构采用防火设计，且材料必须经过阻燃处理。
（5）车辆应符合隔音和降噪的要求，最大限度地降低噪声对乘客和沿线居民的影响。 （6）车辆的外观造型和色彩必须考虑城市文化、环境美化，与城市景观相协调。
1.1 车体的类型 5）按车体结构工艺分类
按结构工艺的不同，车体可分为一体化结构车体和模块化结构车体。一体化结构车体是 几十年来国内普遍采用的。模块化结构车体是20世纪90年代中后期在国外发展起来的一种新 型车体结构。目前，模块化结构车体在国内以理论研究为主，实际应用相对较少，但这将是未 来车体结构的发展趋势。
铁道轨道结构及其部件图解
轨道结构及其部件轨道组成及作用钢轨轨枕道床路基?轨道加强设备（主要有防爬设备、轨距杆、如防爬设备――枕轨间，在钢轨相对于轨枕爬行时，阻止轨爬行设备，现使用较少，扣件性能较好原因。
（爬行一般指钢轨相对轨枕的爬行）。
在线路曲线上安装轨撑和轨距杆，可提高钢轨横向稳定性，防止轨距扩大。
有碴轨道：弹性好，维修方便，但易于变无碴轨道（日本板式、德国雷达2000轨道；路基上差些，隧道、桥上好些）：造价高，维修难、弹性差、噪声大。
－－我国：城市轨道交通有时要求采用无碴轨道（如大连公铁混行），美观、污染少、结构－－客运专线拟部分或全部采用无碴轨道。
轨道结构应该保证机车车辆在规定的最大载重和最高速度运行时，具有足够的强度、稳定性、（一）承受列车荷载――重复性、随机性很大的有关，与轴重有关，机车车辆状态、1.0m弦），P变为3P。
Interaction between动力关系、接触力学、蠕滑力胶新线路基沉陷严重靠增道碴来保证运营－不－－维修的经常性和周期性。
）。
钢轨一般2～3系数。
（四）引导、支承列车，要求轨道有精确的几设计速度）：焊接接头，不（弦）（凸出点要求）。
所有的高速铁路必须以轨道状态保障为前提发展。
－－高速铁路使得轨道结构更为复杂了。
点－－自学（前已叙述）属于同一等级的铁路，近期运量与远期的发展也有很大差别，所以应采用由轻到重，逐步加强的原则。
轨道类型的选择还应考虑经济性。
轨道类型标准愈高，一次投资和大修费用愈大，但经常维修和养护费用较少，使用寿命较长，也就是说，分摊至每单位运量的运营费用愈低。
因此，各种类型轨道的适应范围是以它的使用期限内大修投资成本和维修养护费用合计为最小作为依已颁布的新《铁路线路设计规范》，对旧的《线规》进行了修改，反映了铁路现代技术的需要，适应了市场的需求。
正线轨道类型见P4表1。
选型应按照由轻到重逐步加强的原则，根据近期调查的运量及旅客最高行车速度等运营条件《线规》指出，改建既有线时，特重型、重型轨道应采用无缝线路，有条件时宜采用跨区间无缝线路；次重型轨道采用无缝线路。
《铁道线路》 直线地段轨道构造
第二章 直线与曲线轨道
第一节直线地段轨道
第二章 直线与曲线轨道
（三）纵向水平力 列车的起动、制动或线存在高低及三角坑， 都会对轨道的纵向水平推力，导致钢轨爬行。 所谓三角坑，即在一段不很长的距离内，先 是左股钢轨较右股钢轨高，后是右股钢轨较左股 钢轨高，且这两个最大水平无差点之间的距离在 6.25m范围内。
第一节直线地段轨道
第二章 直线与曲线轨道
第一节直线地段轨道
第二章 直线与曲线轨道
三、直线地段轨道构造
轨距为两股钢轨头部内侧间与轨道中线相垂直的距离。
我国的标准轨距在直线地段为1435mm。 轨距是利用轨道尺或者其他工具在钢轨头部内侧顶面 下16mm处测量得到的。 由于各种原因轨距常有误差，在直线地段规定宽不得 超过6mm，窄不得超过2mm。允许速度大于120KM/h的线 路宽不得超过4mm，窄不得超过2mm。
第一节直线地段轨道
第二章 直线与曲线轨道
线路允许速度120 km/h以上至160 km/h的区段，线路两 股钢轨的水平，较上述标准的容许偏差规定为： （1）维修线路的正线、到发线、道岔不得大于4 mm
（2）保养线路的正线、到发线不得大于4 mm，道岔不
得大于5mm。否则，即使两股钢轨的水平误差不超过允许范 围，也将引起机车车辆的剧烈振动。 为了防止脱轨，在正线和到发线上，不允许有超过4mm 的三角坑，站线及专用线不允许超过6mm。
固定轴距是确定机车车 辆能否通过最小曲线半 径和曲线轨距加宽的主 要依据。
第一节直线地段轨道
第二章 直线与曲线轨道
二、轮轨间的相互作用
机车车辆虽设有弹簧装臵，但由于机车上各种构件的 往复运动，当列车通过钢轨接头和道岔时，方向不良、坑 洼、空吊板及前后高低等各种形式的轨道不平顺，将使弹 簧装臵对轨道产生复杂的振动。这些振动对轨道起破坏作
城市轨道交通车辆构造-车体
城市轨道交通车辆构造-车体引言城市轨道交通是现代城市公共交通系统的重要组成部分，其中车体是车辆的重要组成部分之一。
本文将介绍城市轨道交通车辆构造中车体的相关内容，包括车体的结构、材料、设计要求等方面的内容。
1. 车体结构城市轨道交通车辆的车体结构一般包括车顶、车侧、车底、车端四个部分。
下面将对这四个部分进行详细介绍。
1.1 车顶城市轨道交通车体的车顶主要用于安装车辆的控制系统、通风系统等设备，保证车内的正常运行和乘客的舒适度。
车顶一般采用铝合金或碳纤维等轻质材料制作，以减轻整个车体的重量。
1.2 车侧车体的车侧是车辆的外壳部分，起到保护乘客和车辆内部设备的作用。
车侧一般由钢板制成，并在表面进行防腐处理和喷涂防尘漆。
车侧上还设有车门，方便乘客上下车。
1.3 车底车体的车底是支撑整个车体的基础部分，一般由钢材制成，并设置有悬挂装置和缓冲装置，以减少车辆在运行过程中的震动和噪音。
车底还安装有电动机和传动装置等重要组件。
1.4 车端车体的车端是车辆的前后部分，连接车厢和司机室。
车端一般采用钢材制作，并加强结构以保证载客安全。
车端还设有防撞装置和部分车辆控制设备。
2. 车体材料城市轨道交通车体的材料选择对车辆的性能和耐用性有重要影响。
以下是常用的车体材料：2.1 钢材钢材是城市轨道交通车体最常用的材料之一。
它具有强度高、抗震性好、成本低等优点，能够满足车体的强度和刚度要求。
但钢材的重量较大，需要进行防腐处理来延长使用寿命。
2.2 铝合金铝合金是一种轻质高强度的材料，被广泛应用于城市轨道交通车体的制造中。
它具有重量轻、抗腐蚀性好等优点，可以有效减轻整个车体的重量，并提高车辆的运行效率。
2.3 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高强度、轻质的材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
它被广泛应用于高速列车等特殊领域，可以显著提高车体的强度和刚度，同时减轻车体的重量。
3. 车体设计要求城市轨道交通车辆的车体设计要满足以下几个方面的要求：3.1 强度和稳定性车体需要具备足够的强度和稳定性，能够承受列车在运行过程中的惯性力和外部碰撞等作用，保证乘客和车辆的安全。
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2.气压焊
一种是在工厂进行的大型气压焊，另一种的稳定性， 减少养护维修工作量。
世界上最重型的钢轨已达到77.5kg/m。
❖ 我国地铁和轻轨均采用60kg/m的重型钢轨， 车场线选用50kg/m或43kg/m的轻型钢轨。
❖ 我国钢轨标准长度为12.5m和25m两种；
❖ 对于75kg/m的钢轨只有25m一种。
但是，尽管采取各种预防措施，钢轨核伤 仍无法绝对避免。为确保行车安全，必须进 行定期的钢轨探伤，以便及时消除隐患，避 免发生重大行车事故。
❖ 3.材质选择
❖ 我国地铁和轻轨在材质方面上选择高碳微 钇钢轨（PD3）。
❖
四、钢轨焊接方法
❖ 1.接触焊
又称电阻焊，质量稳定，材质均匀，强度
可达母材的95%以上。
❖ 折返线：在线路两端终点站或准备开行折返 列车的区间站，设置的专供列车折返调头的 线路。
❖ 联络线：线路之间为调动列车等作业方便而 设置的连接线路。
❖ 渡线：设置在上下行正线之间或其他平行线 路之间的连接线。
❖ 出入（库）线：车辆基地与正线车站联系线 路，专供列车进出车辆基地，分为入库线和 出库线。
三、城市轨道交通对轨道结构的基本要求
❖ 1、结构简单，整体性强； ❖ 2、有足够刚度，强度，便于施工； ❖ 3、对于扣件，要求强度高，韧性好； ❖ 4、采用成熟新工艺、新技术、新材料。
第二节 钢轨
❖ 一、钢轨的功用、断面和类型 ❖ 1、钢轨的功用 ❖ 钢轨是供列车车轮滚动行驶其上的铁路
构建，主要功用如下： ⑴.承受车轮重压及磨损。 ⑵.将车轮重压分散置钢轨下的轨枕。 ⑶.承受不断反复的重压。
2、钢轨的断面
钢轨断面 示意图
美国土木工程协会(ASCE)建议，无论钢轨 的重量如何，断面质量比例大致应为：头部 42%、腰部21%、底部37%，且钢轨的高度 应等于底部的宽度。
我国一般要求轨高与轨底宽之比是 1.15~1.20。
3、钢轨类型
钢轨类型以取整后的每米钢轨重量来分类。
目前，我国铁路的钢轨类型主要有75kg/m、 60kg/m、50kg/m、43kg/m及38kg/m等五种。
三、钢轨的伤损及材质选择
❖ 1、钢轨的伤损 ❖ 钢轨作为一根支承在连续弹性基础上的无
限长梁，主要承受来自机车车辆的集中垂直 荷载，在其断面上产生一定的弯矩。钢轨更 换的主要原因是磨耗和疲劳伤损。
钢轨的磨耗在直线及曲线上有不同形式和 程度上的表现。直线上主要为接头部分的鞍形 磨耗。曲线上主要为外股钢轨的侧面磨耗、内 股钢轨的头部压溃和波形磨耗，而在小半径曲 线上更显得特别严重。
第二章 轨道构造
第一节 概述
一、轨道组成
轨道是线路的组成部分，这里所指的轨道 包括钢轨、轨枕、道床、联结零件 、防爬设 备和道岔等。
作为一个整体性工程结构，轨道铺设在路 基之上，起着列车运行的导向作用，直接承 受机车车辆及其荷载的巨大压力。
在列车运行的动力作用下，它的各个组成 部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列 车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间 断地运行.
❖ 6、防爬设备由防爬器和防爬支撑组成，用以 增加钢轨和轨枕的联结，增加线路抵抗钢轨 爬行的能力。
轨撑：用以支撑钢轨外侧的腰部，以抵抗钢 轨头部所受之侧向力，防止因钢轨倾斜而导 致道钉松动。
防爬器：装设于钢轨底下，以其一侧顶住轨 枕(及垫钣)，用于防止钢轨因车轮滚动所造成 的纵向爬行，并可控制钢轨因温度升高而产 生的延伸现象。
二、钢轨的化学成分
❖ 钢轨的强度、耐磨性以及抵抗冲击的能力， 在很大程度上取决于钢轨的材质，也就是取 决于钢材的化学成分、金相组织、生产工艺 和热处理质量。
❖ 其中，碳，锰，硅，磷，硫对钢材有影响
含碳量高，可增加钢轨的强度,但含碳过高,将使其塑 性及冲击韧性降低。
适当提高锰和硅的含量，能增加钢轨的强度、硬度和 韧性。
硫和磷是有害杂质，不容许超过规定的限度。 此外，在钢轨中加入适量的铬、镍、钼、钒、钛或铜等 元素制成合金钢轨，可提高钢轨的质量。我国自70年代 起已生产含稀土、低锰、中硅及含钛、含铜等低合金钢 轨。
为提高轨端部分的抗磨性能，防止压陷，保证钢轨全 长磨耗均匀，通常在钢轨的两端进行轨面淬火，以提高 其硬度；全长淬火，钢轨使用效果更好。
钢轨疲劳伤损的主要表现是核伤。它起源于 轨头内部存在的细小裂纹。随着机车车辆通过 时轨头内部出现极为复杂的应力组合，使这一 细小裂纹先是成核，然后再向轨头四周发展， 最后则在无预兆下猝然折断，引起后果十分严 重的行车事故。
❖ 钢轨的磨耗是决定钢轨使用寿命的最主要因 素，主要是轮轨间滚动摩擦和滑动摩擦作用 的结果。
2、钢轨伤损的防止措施 减少曲线钢轨磨耗的主要措施在于改进
机车车辆转向架的设计，借以改善轮轨间的 相互作用条件，减少彼此间的摩擦。作为治 标措施，可采用曲线钢轨侧面涂油或在小半 径曲线上铺设耐磨性能高的特种合金钢轨。
防止核伤的最有效方法是对钢料进行控制 性冷却，避免钢轨内部因氢气逸出而产生的 细小裂纹，从而根本消灭了产生核伤的疲劳 源。
二、轨道各部件的作用
1、钢轨是轨道最重要的部件，直接承受线路列 车的荷载，引导列车运行。
2、轨枕的作用是一方面承受钢轨传下来的机车 车俩的各种力，并把它传给道床；另一方面是 通过扣件把钢轨规定在正确位置上。
3、道床的作用是固定轨枕的位置。
❖ 4、道岔的作用是引导列车从一线路转向另一 线路。
❖ 5、联结零件分接头和中间联结零件。接头联 结零件用于钢轨和钢轨、钢轨和道岔之间的 联结；中间联结零件的作用是固定钢轨的位 置，阻止钢轨的纵、横位移，并将钢轨所受 的力传给轨枕。
❖ 按轨头的磨耗程度分为轻伤和重伤两类，其 标准见表2.2，2.3。
❖ 补充：
❖ 地铁线路按其在运营中的作用，分为正线、 辅助线和车场线。
❖ 正线：贯穿所有车站、区间供列车日常运行 的线路。
❖ 辅助线：为保证正线运营而配置的线路，一 般不行使载客车辆，速度要求较低。
❖ 车场线：场区作业的线路。
❖ 辅助线包括：折返线、渡线、联络线、停车 线、出入线等。