铁道概论第二章铁路线路—轨道

1、道岔的类型
①单开道岔，是最简单、最常用的一种道岔。
右开道岔
左百度文库道岔
②对称道岔
整个道岔对称于主线的中线或辙叉角的中分线，列车通过时 无直向及侧向之分。
对称道岔 增大导曲线 半径，提高 侧线通过速 度，并可缩 短站场长度
③三开道岔
三开道岔是将一个道岔纳入另一个道岔内构成（两顺向道
岔），有三个辙叉，可开通三个方向。
新建、改建铁路线路正线应采用60 kg/m钢轨，重载运煤 专线线路应采用75 kg/m钢轨。
我国标准钢轨长度为12.5及25m两种，对于75 kg/m 钢轨 只有25m一种。
高速铁路上为100m定制长轨条。 还有专供曲线地段铺设内轨用的标准缩短轨若干种。
5、轨缝
普通轨道为适应钢轨热胀冷缩的需要，钢轨接头处必须留 有一定的缝隙。
两翼轨相距最近处称辙叉咽喉。
从辙叉咽喉至辙叉心轨实际尖端之间称为“有 害空间”，这一段是轨线中断区段，机车车辆通 过时，轮缘有走错辙叉槽而引起脱轨的可能，因 此必须设置护轨，强制引导。
护轨制约车轮走向，使之安全通过“有害空间”，避免走 向异侧或撞击心轨。 护轨中间部分为平直线，与基本轨平行；为使车轮轮缘能 顺利进入护轨轮缘槽，在护轨平直段的两端设置缓冲区。
道岔的功用：
1、线路的连接设备 引导铁路机车车辆由一条线路进入另一条线路。
图 线路连接道岔
道岔的功用：
2、线路的交叉设备 引导机车车辆由一条线路跨越另一条线路。
图 线路交叉道岔
3、连接与交叉设备
既可以引导铁路机车车辆由一条线路进入另一条线路， 也能够引导机车车辆由一条线路跨越另一条线路。
图 线路连接、交叉道岔
1、接头联结零件
两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。
接头联结零件
2、中间联结扣件
把钢轨与轨枕牢固地联结起来，以确保钢轨位置稳定。 可以分为：木枕联结扣件和混凝土枕联结扣件。 我国木枕轨道地段中间联结方式主要有混合式和分开式。
（1）混合式
目前木枕大量采用的联结方式是混合式。 先用道钉把垫板与木枕扣紧，然后再用道钉将钢轨、垫板和木枕三者同时 联结。混合式扣件零件少，安装成本低，但扣紧力不如分开式。
四、钢轨联结零件
联结零件分为接头联结零件和中间联结扣件。 1、接头联结零件 两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。
四、钢轨联结零件
联结零件分为接头联结零件和中间联结扣件。
1、接头联结零件
两节钢轨的末端，用接头联结零件联结。
钢 轨 的 接 头 连 接 过 程
四、钢轨联结零件
联结零件分为接头联结零件和中间联结扣件。
主要表现为：
①扣压力足。当钢轨弯曲、转 动时，不会导致钢轨沿垫板发生纵 向移动。
②适当的弹性。混凝土枕的弹 性比木枕差许多，其弹性主要由橡 胶垫板提供。
③具有绝缘性能。
钢轨与混凝土枕的联结
五、道床
1、道床的功用与材料选择
道床铺设在路基面上的石碴（道碴）垫层，介于轨枕与路基之间，是 轨道的重要组成部分。 1）支撑轨枕，承受来自轨枕的压力，均匀的传递到路基； 2）固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动，保持轨道的稳定； 3）提供轨道弹性，缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击； 4）提供良好的排水性能，减少路基病害；便于轨道养护维修作业。
二、钢轨
2.钢轨的特点
钢轨的作用要求它应当具备足够的刚度、韧度、硬度、顶面粗
糙等特点。
刚度——抵抗由动荷载引起的挠曲 变形；
韧度——防止动荷载引起钢轨折断； 硬度——防止被车轮压陷或磨损太 快； 顶面粗糙度——适当的粗糙度有利 于机车的牵引力、制动力的实现。
3、 钢轨断面
钢轨采用“工”字形断面，由轨头、轨腰和轨底组成。
三开道岔可缩短用地；但尖轨寿命 短，两普通辙叉部分不能设置护轨，且 存在有害空间，车辆沿主线方向运行速 度低。
④菱形交叉
它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器， 所以股道之间不能转线。
⑤交分道岔
交分道岔是将一个单开道岔纳入另一个道岔构成（两对向 道岔），可开通四个方向，有两条直线和两条侧线，有2个钝 角辙叉、2个锐角辙叉。
铁道概论
铁路线路——轨道
天津铁道职业技术学院
铁路线路——轨道
一、轨道的组成及作用
钢轨 轨枕 道床 联结零件 防爬设备 道岔
轨 道 的 基 本 组 成
作用：轨道起着机车车辆运行的导向作用，直接承受由车轮传来 的巨大压力，并把它传递给路基或桥隧建筑物。
二、钢轨
1.钢轨的功用 1）支承和引导车轮； 2）为车轮滚动提供阻力较小 的表面； 3）承受车轮的作用力并传布 于轨枕； 4）在电气化铁路和自动闭塞 区段，作为轨道电路使用。
t0 —更换钢轨或调整轨缝时的轨温（oC）；
tZ

1 2
(tmax
tmin )，中间轨温
三、轨枕
1、轨枕的功用
1)承受钢轨的垂直力、水 平力。
2)传递这二力给道床和路 基。
3)保持钢轨方向、位置、 轨距。
2、轨枕的特点 坚固耐久、具有弹性、
造价合理、制造、铺设、养 护及维修方便。
3、轨枕的分类
道岔号测量法
八、无缝线路
无缝线路也叫长钢轨线路。将标准长度的钢轨焊接成为长钢轨的轨道。 我国目前能生产25m的钢轨，先在焊轨厂焊成250m(或500 m）的长轨 条，然后再运到铺轨地点，焊成1000～2000 m的长轨条或更长的长钢轨。
无缝线路由于 消除了钢轨接缝， 因而具有行车平稳、 机车车辆及轨道维 修费用低、使用寿 命长等优点。
可动心轨辙叉消灭了固定辙叉的“有 害空间”，且直向无需设置护轨，提高列 车运行的平顺性，提高列车直向速度，广 泛用于高铁。
（3）连接部分
连接部分是转辙器和辙叉之间的连接线路。 连接部分包括直连接线和曲连接线部分，曲连接线称导曲线。 在导曲线上一般不设缓和曲线和超高，列车在侧向过岔时要限制速度。
3、道岔号数
按制作材料分，有钢筋混凝土枕和木枕两种。 经过防腐处理的木枕一般可以使用15年。 我国铁路所使用的主要是预应力混凝土枕。
木枕
钢筋混凝土轨枕
按用途分，有普通轨枕、岔枕和桥枕。
4、轨枕的长度
我国普通轨枕的长度为2.5m和2.6m， 道岔用的岔枕长度有2.6m~4.8m（木岔枕）或 2.4m~4.9m（混凝土岔枕）。
道岔是线路提高速度的主要控制因素之一。列车通过道岔的速度 分为直向过岔速度与侧向过岔速度两种。
辙叉角α越小，N值越大，导曲线半径也就越大，侧线过岔速度越 高。
目前我国铁路上大多使用9、12、18号三个型号道岔，它们所允许
的侧向通过速度分别为30、45、80公里/小时。高铁采用18号及以上道
岔。
道岔号数 （N）
道床纵断面示意图
六、轨道加强设备
在轨道受力大，几何尺寸、形状和空间位置易发生变化的 位置进行强度加强的设备叫轨道加强设备。包括：防爬设 备、轨距杆、轨撑等。
轨道爬行： 因列车运行时纵向力的作用，使钢轨产生纵向移动，有
时甚至带动轨枕一起移动，这种现象叫轨道爬行。
六、轨道加强设备
防止爬行的措施 轨道爬行危害：往往引起轨缝不匀、轨枕歪斜等线路病害，对 轨道的破坏性极大，严重时还会危及行车安全。因此，必须采 用有效措施加以防止。 防爬措施：一方面加强钢轨与轨枕间的扣压力和道床阻力；另 一方面是设置防爬器和防爬支撑等防爬设备。
为使钢轨更好承受来自各方面的力， 钢轨应具有一定高度；轨头为适应轮 轨接触，应大而厚，并具有足够面积； 为保证稳定性，轨底应有足够宽度和 一定厚度。
4、钢轨类型及长度
在我国，钢轨的类型以每米长度的大致质量的kg整数 （kg/m）表示，现行的标准钢轨类型有：75 kg/m 、60 kg/m 、50 kg/m 、43 kg/m等。
电力牵引线路，半径小于800米 当条件重合时，只增
的曲线地段。
加一次， 并且不能超
2)坡度大于12‰的下坡制动地段。过数目最大值。
3)长度大于等于300米的隧道
地段。
5、轨枕的布置
（2）轨枕间距
轨枕间距示意图 普通轨道上，钢轨接头处车轮的冲击动荷载大，接头轨枕间距（c） 应该比中间轨枕间距（a）小一些。而且，从c向a过渡时，应该有一个 过渡轨枕间距（b），以适应荷载的变化。三者大小为：a>b>c。
辙叉角（α） 导曲线半径（m） 道岔全长（m）
侧向允许通过 速度（Km/h）
9
6°20′25″
180
12
4°45′49″
330(350)
18
3°10′12.5″
800
28.848 36.815(37.8)
54(69)
30 45(50)
80
常用道岔有关尺寸及侧向允许速度
现场检测道岔号数的最简单方法是用脚量法，即先在辙叉心轨顶面 上找出一脚长的宽度处，然后由此向前量至辙叉理论尖端处是几脚，就 是几号道岔。
（2）辙叉与护轨部分
包括辙叉、护轨、主轨（安装护轨的基本轨）及其他联结零件。 作用：保证车轮安全通过两股轨线的相互交叉处。 翼轨和岔心是辙叉的主要构成部分。
辙叉
护轮轨
护轮轨
连接转辙器
尖轨
尖轨
叉心两工作边的交点称为辙叉理论中心（理论 尖端）；
叉心实际尖端处有6～10mm的宽度称为实际
尖端； 叉心两工作边的夹角称为辙叉角。
钢轨与木枕的混合式连接过程
钢轨与木枕的混合式联结
（2）分开式
钢轨与木枕的分开式联结
将垫板分别与轨枕和钢轨单独扣紧。 分开式扣压力大，能有效防止钢轨的横、纵向位移，同时便于安装与更 换，但成本高。在特殊线路与桥上线路使用。
（3）混凝土枕联结扣件及混凝土枕联结方式
由于混凝土枕重量大、刚度大，因而混凝土枕扣件的性能也比木枕扣件 好。
5、轨枕的布置
（1）每千米配置轨枕根数 我国铁路规定： 木枕轨道：1440~1920根/Km；混凝土枕轨道：1520~1840根 /Km
配置轨枕数示意图
5、轨枕的布置
符合左下侧条件之一的地段，轨道应该加强，即每千米的轨枕数 需要增加。
1)混凝土枕轨道上，半径小于 木枕增加160根
600米的曲线地段；或木枕轨道、 混凝土增加80根；
交分道岔
⑤交分道岔
⑥交叉渡线
由四组相同号数的单开道岔和一组菱形交叉所构 成。即是两组方向相反的单渡线交叉重叠在一起的设 备，供两条线路上的列车双向串线之用。
2a
2a
交叉渡线
交叉渡线
⑦特殊道岔
两股侧线偏向同侧
2、道岔的组成（以单开道岔为例）
三大组成：转辙器部分；辙叉及护轨部分；连接部分。
组成部件： 转辙器部分的基本轨、尖轨； 连接部分的直轨、导曲线轨。 辙叉及护轨部分的翼轨、护轨、岔心（心轨）；
道岔因辙岔角大小的不同，有不同的道岔号N，道岔号数可用道岔辙 叉角的余切（即辙叉的跟端长和跟端支距的比值）来确定。
18号、24号辙叉转角分别为9号、12号辙叉的一半。
N ctg EF
AE

道岔号码N越大，辙叉角 越小，侧向过岔允许速度越高。但N越大，
则道岔全长越长，占地长度也越长，工程费用相应增加。
请指出道岔的组成部分及组成部件。
？
翼轨
岔心
基本轨 导轨
直轨
尖轨 护轨
(1)转辙器部分的功用与组成
功用：引导机车车辆的行驶方向。
组成：两根基本轨、两根尖轨、各种联结零件、道岔转 换设备。
尖轨是转辙器 的主要部件， 通过连接杆与 转辙机械相连， 操纵转辙机械 可改变尖轨位 置。
单开道岔的转辙器部分
预留轨缝不应太 小，以免高温时 钢轨伸长而无伸 长余地；轨缝也 不应太大，以免 低温时钢轨缩短， 缝隙过大，严重 影响运行。
5、轨缝


0.0118L(tZ

t0 )
1 2
q
式中：
δ—计算轨缝尺寸（mm）；
L—钢轨长度（m）；
q—构造轨缝，38、43、50、60、75kg/m钢轨均采用18mm；
碎石道床示意图
道床常用材料为碎石、卵 石、矿渣、粗砂等。 道床断面示意图 我国一般采用碎石道床。
2、道床应具备的性能
1）质地坚硬，耐压、耐磨，具有弹性； 2）排水性能好，吸水度小； 3）不易风化、侵蚀。
3、道床断面
道床断面为梯形，主要有三个要素： 1）道床厚度（h）:足够的厚度，确保轨道稳定。 2）顶面宽度（b）：一般为3米。 3）边坡坡度（i）
六、轨道加强设备
轨距杆、轨撑 在曲线地段，由于列车横向力的作用，很容易引起轨距扩大。 预防方法是用轨距拉杆、轨撑进行加固。
七、道岔
机车车辆在运行过程 中，常常需要由一条线 路转入另一条线路，或 跨越其它线路。在就需 要设置线路的连接与交 叉设备，即道岔。
道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数量多、使用 寿命短、限制列车速度、行车安全性低，与曲线、接头并称 为轨道的三大薄弱环节。