第2章轨道几何形位总结

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游间的取值及作用： 1. δ值要适中
2.太小会加速轮缘磨耗及增大运行阻力，挤翻钢 轨，甚至危及安全。
3.太大引起蛇形运动幅度加大，列车横向晃动加 剧，破坏钢轨，降低舒适性。
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3.轨距的测量与维护
1)量测：静态：轨道尺 动态：轨道检查车 2）轨距不平顺≯2‰
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二 线路纵断面 1.纵断面要素 平道 坡道
上坡 下坡
线路中心线纵向展直后在铅锤面上的投影 , 叫 线路纵断面。 它表明线路的起伏变化情况 , 其高程成为路肩 高程。为适应地面的起伏，线路上除了平道以 外，还修成不同的坡道。因此平道与坡道就是 线路纵断面的组成要素。
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§2.1 线路的平面及纵断面
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线 路的平面 ，表明线路的直、曲变化状态。
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平面要素：直线与曲线
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§2.1 线路的平面及纵断面
一、线路平面 线路平面要素
直线 曲线
圆曲线 缓和曲线 曲线半径的大小是影响工程费和运营条件的基 本因素，按照地形条件和设计行车速度的要求， 规定最小半径。 曲线的不利影响：曲线阻力、限制行车速度和 加速轨道磨损；列车通过曲线时产生离心力,容易 脱轨和加速轨道和车轮磨损。 曲线地段加强：限制半径、曲线加宽、外轨超 高、增设轨距拉杆等。
保证大多车辆能以自由内接形式通过曲线 保证机车过曲线时，不能以楔接形式，而允许以 正常强制内接形式通过； 保证车轮不掉道，即最大轨距不超限值。
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5.以车辆通过条件确定轨距加宽
条件：按照自由内接形式通过曲线
SZ = qmax + f0 其中： Sz--静力自由内接条件下的 轨距 qmax --最大轮对宽度 f 0 --矢距
三. 轨道的平顺性 3.1水平
1）定义：左右两股钢轨顶面相对高差要满足均 匀和平顺要求。 2）目的：保持两股钢轨受力均匀 3）量测：道尺与轨检车 4）水平不平顺规定：≯4mm误差 变化率：小于1‰ 5）水平病害： 三角坑-左右两股钢轨顶面相对于轨道平面发生的扭
曲状态。
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三角坑示意图
二 线路纵断面 1.纵断面要素
平道+坡道
线路中心线纵向展直后在铅锤面上的投影 , 叫 线路纵断面。 它表明线路的起伏变化情况 , 其高程成为路肩 高程。为适应地面的起伏，线路上除了平道以 外，还修成不同的坡道。因此平道与坡道就是 线路纵断面的组成要素。
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二 线路纵断面 h
2.坡度表示 i‰ = h/L l 3.几个概念 1）变坡点：坡道与坡道或坡道与平道的交点 2)坡段长度：坡道相邻变坡点之间的长度 3）竖曲线：纵断面上用于连接两相邻坡道的圆 曲线 4）限制坡度：区间或牵引区段内限制列车牵引重 量的坡度。
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7.曲线最大容许轨距
1）按最不利条件考虑 a.轮缘最薄 b.一侧轮缘紧贴钢轨 c.踏面变坡点在钢轨头部圆弧内
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smax d min Tmin A min r 22 1350 100 - 13 - 3 1456 (mm)
2）曲线最大轨距取值 Sb=Smax-q=1456-6=1450（mm） 其中： Smax—— 曲线最大容许轨距 — 超过危险 dmin——最薄轮缘 Tmin——最小轮背内侧距离 r——钢轨头部圆弧半径 Amin——车轮内侧面至踏面变坡点的距离
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§2.1 线路的平面及纵断面
一、线路平面 线路平面要素
直线 曲线
圆曲线 缓和曲线
1. 圆曲线 1）圆曲线要素
转角α 半径R 切线长T 曲线长L
ZY：直圆点 YZ：圆直点
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T Rtg

2
(m)
2R R L 360 180
2）我国规定：
(m)
普速线路Rmax = 4000 m
Rmin
=
I、II级为800m 困难条件 450 m III级为600m 困难条件 350m
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2.缓和曲线 指在直线与圆曲线，圆曲线与圆曲线之间设置 的曲率连续变化的曲线。
ZH：直缓点 HY：缓圆点 YH：圆缓点 HZ：缓直点
直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线-直线
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3.轮对尺寸 1)轮背内侧距离（T）及轮对宽度（q）
2)车轮踏面形状及尺寸 (mm) h d m 机车 28 33 140 车辆 25 32 135
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§2.3
直线轨道
一.对直线轨道的要求 1.轨距符合要求 1435(+6/-2)mm 2.平顺性良好（水平、高低、轨向） 3.轨底坡正确
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道岔打磨车
轨道检测车
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四.轨底坡
1）定义：钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度（内倾度） 2）作用： ﹡车轮压力集中于钢轨中轴线上 ﹡减小荷载偏心矩 ﹡降低轨腰应力 3）坡度：1：40
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§ 2.3 曲线轨道
曲线是轨道三大薄弱环节之一，需要额外处理。原因
第二章
本章要点：
轨道几何形位
轨道的几 何形位： 轨道各部 分几何形 状、相对 位置和基 本尺寸。
• • • • • • •
线路平纵断面要素 轮对及其尺寸 轨道病害与整治 曲线轨距加宽 曲线外轨超高 缓和曲线 曲线缩短轨
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铁路在空 间上的位 置是由线 路中心线 在水平和 垂直面上 的投影所 决定的。
d
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§2.2
轮对
1.轮对：一根车轴左右压装两个轮子形成轮对 2.踏面：车轮与钢轨接触的曲面称为车轮踏面， 踏面呈圆锥面。
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3.轮对尺寸 1)轮背内侧距离（T）及轮对宽度（q）
q = T + 2d
※
T=1353±3 mm 机车车辆相同
轮背内侧距离（ T ）：两车轮轮缘内侧之 间的距离； 轮对宽度 (q): 轮背内侧距加上两个轮缘厚 度。
2.缓和曲线 指在直线与圆曲线，圆曲线与圆曲线之间设置 的曲率连续变化的曲线。 1）作用 ①减少列车由直线进入圆曲线的冲动； ②减少列车由水平轨道变为倾斜轨道所引 起的突然反应。 2）长度要保证最少值 25m-80m
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2.缓和曲线 3）特点：在直缓点处R=∞ 在缓圆点处R=a
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二 轨距 1. 轨距（S） 定义：两钢轨头部内侧顶面下16mm水平距离。
※ ※
我国铁路轨距：1435+6-2 轨距变化：正线≤2‰
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mm（1433-1441mm） 站线≤3‰
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2.游间（δ）
当一侧轮缘紧贴钢轨时,轮缘外侧与轨头
内侧间的距离。
δ = S – q = S -（T + 2d）
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f的计算如图〈2〉： f0/L=L/（2R-f0） f0 L 略去等式右边的f，则有 L 2R 2 L f 故： 0
2R
f L
2R
其中： R—线半径 L—固定轴距
曲线加宽量 e= Sz-S SZ = qmax + f0
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图2
S—直线轨距
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分析： f0与R成反比，与L2成正比 在R一定条件下，L增大，则f0增大 因此，固定轴距的大小是决定机车车辆能够顺利 通过曲线的重要因素。
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§2.1 线路的平面及纵断面
线路平面图
铁路在空间上的位置是由线路中心线在水平和垂直面 上的投影所决定的。
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§2.1 线路的平面及纵断面
铁路在空间上的位置是由线路中心线在水平和垂直面 上的投影所决定的。
车站平面图
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线路中心线在 水平面上的投 影，叫做铁路 线路的平面 ， 表明线路的直、 曲变化状态 ； 线路中心线展 直后在铅垂面 上的投影，叫 铁路线路的纵 断面， 表明线 路的坡度变化 。
三. 轨道的平顺性
指轨道保持设计几何形位的状态。包括轨道水平、 方向、高低、轨距。
3.1轨道不平顺的危害 轨道不平顺造成大的轮轨动作用力，对轨道 结构起破坏作用。 直接影响或危及高速行车的安全。 轨道不平顺对机车车辆系统是一种外部激扰， 是产生机车车辆系统震动的主要根源。
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3 ）楔接通过：机车车辆车架或转向架外侧最前位和 最后位车轮轮缘同时与外侧轨距线接触，最靠近中间 的两车轮轮缘与内侧轨距线接触。 4 ）正常强制内接通过：为避免机车车辆以斜接形式 通过曲线，对楔接所需轨距增加δmin/2 ，此时转向架 在曲线上所处位置形式称为正常强制内接。
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4.轨距加宽原则
②外轨移动轨距变宽引起脱线
2.影响轨距加宽值的因素：
①曲线半径
②固定轴距
③轮缘厚度
④轮缘与钢轨的内接形式
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§ 2.3 曲线轨道
3.轮缘与钢轨的内接形式 由于轨道游间的存在，机车车辆的车架或转 向架通过曲线轨道时可以占用各种不同的几何位 置。
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1) 斜接通过：机车车辆车架或转向架外侧最前位车 轮轮缘与外轨轨距线接触，内侧最后位车轮轮缘与内 轨轨距线接触。 2)自由接通过：机车车辆车架或转向架外侧最前位车 轮轮缘与外轨轨距线接触，其它各轮轮缘无接触的在 轨道上自由行驶。
最大加宽量 emax = Sb – S = 15 (mm)
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二. 曲线线间距加宽
1）限界
1.机车车辆限界
为确保行车和人 身安全，机车车 辆及装载货物不 得超出一定的轮 廓线，此轮廓线 称为机车车辆限 界。
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1）限界
2.建筑接近限界
靠近轨道的建筑 物及设备不得侵 入线路的的轮廓 线，此轮廓线称 为建筑接近限界。
3）高低不平顺危害 a 轮轨冲击增大 b 轨道连接件松动、破坏， 线路变形、破坏 c 降低旅客舒适度
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3.3.方向-轨向
1）定义：指轨道中心线在水平面上的平顺性， 即其位置保持设计位置的状态。 2）量测：直线：10m弦chords<4mm 曲线：20m弦 3）方向不平顺危害： ☆ 横向力增加 ☆ 容易脱轨 ☆ 胀轨跑道
6）三角坑的危害 引起车辆侧滚和侧摆，甚至倾覆脱轨，危及行车 安全，必须立即消除。
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3.2 前后高低
1）定义：指轨道纵向高度变化情况. 2）量测：10m弦 4mm不平顺 正线（到发线）≤4mm
L 2 2 (R f ) ( ) R 2 2 L f 8R
2
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A.钢轨受到阻力较大,易磨损；
B.车辆受磨损较大，易损坏；
C.车辆倾斜及转弯，容易碰撞。
D.旅客列车舒适度要求。
处理措施：
A.轨距加宽
C.限界扩大
B.线间距加宽
D.外轨超高
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E.缓和曲线
§ 2.3 曲线轨道
一.曲线轨距加宽 1.加宽的原因：①轮缘挤压外轨产生摩擦阻力
δmin = Smin- qmax= Smin-（Tmax + 2dmax） =1433 -（1356 + 2×34） =9（mm） δmax = Smax- qmin = Smax -（Tmin + 2dmin）
= 1441 -（1350 - 2×22） = 47（mm）
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游间
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§2.1 线路的平面及纵断面
一、线路平面 线路平面要素 直线 曲线
圆曲线 缓和曲线
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线 路的平面 ，表明线路的直、曲变化状态。
一条理想的铁路线平面应尽可能取直。一般在平坦 地带的铁路线以直线为主，只有在绕避障碍或趋向 预定目标时，才采用曲线。
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固定轴距：同一转向架上 前后两轴距离。始终是平 行的。
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6.机车通过条件验算
因机车固定轴距较车辆大，故条件放宽
条件：Sz应能满足机车以强制内接形式通过曲线
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公式：
s
2h
sx min / 2

q
max

f
w

fN
min
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Sx ——楔住内接时的轨距 S2h ——强制内接时的轨距 注:1）一般Sz≥S2h 2）R≥350m不加宽 300≤R＜350m 加宽5mm R＜300m 加宽15mm 3）加宽值在缓和曲线范围内递减
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二 线路纵断面
坡段应尽量长些，以利行车平顺和减少变坡点 。坡段长度不短于远期列车长度的一半。 相邻坡段坡度代数差的绝对值不易过大 。 I 、Ⅱ级铁路大于3 ‰，Ⅲ级铁路大于4 ‰时 ，应以竖曲线连接。
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竖曲线：在线路纵断面的变坡点处设置的竖向圆 弧称为竖曲线。
a
b
c