铁路轨道知识点.docx

铁路轨道由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备等组成的构筑物。位于铁路路基上，承受车轮传来的荷载，传递给路基，并引导机车车辆按肯定方向运转。有些国家或地区也称线路上部建筑。在钢梁桥、灰坑、转盘、某些隧道以及承受型轨道构造的地段，可以没有道床、或者也没有轨枕。轨道组成轨道最早是由两根木轨条组成，后改用铸铁轨，再进展为工字形钢轨，20 世纪 80 年月，世界上多数铁路承受的标准轨距(见铁路轨道几何形位)为 1435 毫米4 英尺 8(1/2)英寸。较此窄的称窄轨铁路,较此宽的称宽轨铁路见铁路工程。轨枕一般为横向铺设，用木、钢筋混凝土或钢制成。道床承受碎石、卵石、矿渣等材料。钢轨、轨枕、道床是一些不同力学性质的材料，以不同的方式组合起来的。钢轨以连接零件扣紧在轨枕上；轨枕埋在道床内；道床直接铺在路基面上。轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静荷载和动荷载，荷载从钢轨通过轨枕和道床传递到路基。通过力学理论，分析争论在各种荷载条件下，轨道各组成局部所产生的应力和应变，而确定其承载力量和稳定性。轨道类型为使轨道成为一个整体，要依据铁路的具体运营条件,使轨道各局部之间的作用相互协作,并考虑轨道、车辆、路基三者之间相互作用的协作协调。这就要求将轨道划分类型。轨道类型的内容包括钢轨类型，连接零件种类， 轨枕的种类和配臵，道床材料和断面尺寸。它所依据的主要运营条件为铁路运量、机车车辆轴重和行车速度。最正确的轨道构造须做到在给定的运营条件下，保证列车按规定的最高速度平稳、安全和不连续地运行，将荷载有效地传递给铁路路基， 并结合合理的轨道材料使用和养护制度，使其设备折旧费、建设投资利息和设备养护费用之和为最小。轨道构造类型，常按不同运营条件将铁路线路分成为轨道等级来表示。这种分等的标准各国不同。中国铁路 1975 年的规程，将轨道分为四种类型：轻型、中型、次重型和重型四等见表中国铁路轨道分类(1975 年)。轨道养护 轨道各局部在列车重复荷载的作用以及气候环境条件的影响下，将产生磨耗、腐蚀、腐朽、疲乏伤损和剩余变形。同时还会使轨距、水平、方向、凹凸等轨道几何形位发生变化。这些变化积存起来，如不准时消退,将加剧冲击振动,严峻的甚至会引起脱轨、颠覆事故。因此，必需做好轨道更和修理，以恢复轨道各组成部件的性能，并保持轨道几何形位处于良好状态见轨道养护。展望轨道现代化的根本目标是适应铁路运输高速度、大运量的要求，保证列车运行的安全、平稳和舒适，延长各部件使用寿命，削减养护修理工作量，削减各种污染，完成给定的运输任务，取得最正确的综合技术经济效果。其主要内容有：铺设超重型高强度耐磨钢轨；使用高速道岔；进展无缝线路；承受弹性连接零件，改善轨枕、道床、路基面的工作条件；争论进展型的轨下构造；轨道设备更、修理和修理工作的机械化及现代化。轨道现代化的另一进展将是构造的根本改革，如有些国家正在试验、争论的单轨轨道，有导向而无轨的磁悬浮轨道等。1. 运营条件主要由哪些参数来描述？与轨道类型选择有何关系？答：铁路运营条件以行车速度、轴重和运量三个参数来反映。行车速度增加， 动压力就增大，轴重的增加也会使轨道受力加大，尤其是对钢轨会产生更不利的影响，运量增长，列车荷载作用次数增多，使轨道部件疲乏受损伤和永久变形积存加速。2. 我国正线轨道类型如何划分？1答：分为：特重型、重型、次重型、中型、轻型。3. 有砟轨道构造的主要组成及其功用是什么？1答：铁路有砟轨道一般由钢轨、轨枕、道床、联结零件、防爬设备和道岔等部件组成。钢轨是铁路轨道的主要部件，作用是：钢轨：引导机车前进，承受车轮的巨大压力并将该力传递到轨枕或其他支承上。轨枕的功用：是保持钢轨的位臵、方向和轨距，并将它承受的钢轨力均匀的分布到道床上 。联结零件的作用：接头扣件：保持轨线连续性，并传递和承受弯矩和横向力， 中间扣件：固定钢轨，保持正确轨距，防止钢轨纵横向位移。道床的作用：传递由钢轨，轨枕传来的机车车辆动荷载，使之均匀的分布在路基基床上，抵抗轨道框架纵横向位移，保持几何形位，供给排水力量，防止轨道下沉。供给轨道弹性，起到缓冲、减振降噪的作用，调整轨道框架的水平和方向。防爬设备：使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动。道岔：4. 钢轨的类型有那些？2答：钢轨类型一般以取整后的每米钢轨质量kg/m)来分类，我国目前使用的标准钢轨有 75、60、50、43、38kg/m5. 钢轨损伤的主要形式有哪些？伤损的缘由及解决措施是什么？ 6-10答：轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹。缘由：既有钢轨生产中产生的缺陷，又有运输、铺设和使用过程中的问题。轨头核伤措施有： 提高钢轨材质，防止消灭气孔等不良现象。改善线路质量，提高弹性和平顺性，削减动力和冲击。钢轨探伤车对钢轨进展探伤，及早觉察，准时治理。钢轨磨耗措施：承受耐磨轨；加强养护修理，保持几何形位，增加线路弹性；曲线涂油；机械打磨。轨腰螺栓孔裂纹：加强接头养护，防止接头消灭错牙等；增加接头弹性；螺栓孔周边倒棱；承受无缝线路才能从根本上消退此问题。6. 比较一下木枕及混凝土枕的优缺点？10 11答：优点：木枕富于弹性，便于加工、运输和修理；有较好的电绝缘性能。缺点：价格贵，易腐蚀、磨损，使用寿命短，不同种类的木材的木枕弹性也不全都，造成轨道的动态不平顺。砼枕的优点：重量大、稳定性好；不受气候影响，使用寿命长；材源较多，能保证均匀的几何尺寸，轨道弹性均匀，平顺性好；扣件易于更换；制造相对简洁，可以满足铁路高速、大运量的要求。缺点： 弹性差、绝缘性能低，更换较困难。7. 目前我国使用的砼枕有哪些类型？各自的特点是什么？ 12 13答：I 型砼枕的承载力是按建设型机车、轴重 21t、最高时速 85km/h、铺设密度 1840 根/km 设计的，轨枕长均为 2.5m。II 型砼枕的承载力是按韶山型机车、轴重 25t、最高时速 120km/h、铺设密度 1840 根/km 设计的，轨长均为 2.5m。III 型砼枕构造合理、强化了轨道构造，提高了设计承载力量及保持线路稳定力量， 分为有挡肩：适用于直线或R 大于等于 300m 的曲线轨道，无挡肩：适用于直线或 R 大于等于 350m 的曲线轨道，轨长有 2.5m 和 2.6m。8. 钢轨接头有哪些种类？其特点是什么？19答：按左右股钢轨接头相互位臵来分，有相对式和相互式两种。相对式： 使左右钢轨受力均匀，旅客舒适，也有利于机械化铺，错接式：使用在非标准长度的钢轨或旧杂钢轨。按钢轨接头与轨枕相对位臵分，有悬接式、单枕承垫式和双枕承垫式。悬接式：削减挠曲和弯矩；单轨承垫式：当车轮通过时，轨枕左右摇动不稳定，双枕承垫式：可保证稳定性，但又有刚度的、不易捣固的缺乏。按接头联接的用途及工作性能来分，有一般接头、导电接头、绝缘接头、异型接头、尖轨接头、冻结接头、胶结接头及焊接接头。9. 碎石道床断面的三个特征是什么？29答：道床断面包括顶面宽度、道床厚度和道床边坡坡度三个主要特征。10. 碎石道床变形下沉的阶段和特点是什么？31答：道床变形是轨道的重要因素，轨道变形分为永久变形和弹性变形。道床下沉可分为初始急剧下沉和后期缓慢下沉两个阶段，初始急剧下沉：道床的密实阶段在列车荷载作用下道渣被压实，孔隙率减小，使道床纵横断面发生变化，轨道产生不平顺；后期缓慢下沉阶段：道床的正常工作阶段，这时道床仍有少量下沉，下沉量与运量之间有直接关系。11. 总结比较一下有渣轨道与无渣轨道的特点？31答：有渣轨道：均匀传力；供给纵横向阻力、保持几何形位；供给良好的排水力量，供给轨道弹性、缓冲、减振、调整轨道框架的水平和方向、保持良好的平纵断面。修理简洁、初期投资小、施工精度低。无渣轨道：少修理、高牢靠性、轨道构造轻、建筑高度低；整体性、连续性、稳定性、耐久性好、几何形位易于保持；初步投资大、轨道弹性差、施工精度要求高、根底处理严格；用于客运专线和高速铁路有优势、道床美观、没有道砟飞砟带来的问题。12、无渣轨道有哪些类型？其构造特点是什么？32-34答：板式轨道、弹性支承块式无渣轨道、长枕埋入式轨道及 Rheda2023 型轨道、浮臵板轨道。板式轨道：具有结实耐用，变形小、平顺性好、少修理等特点。弹性支承块式无渣轨道：可缓冲列车荷载的横向冲击作用，可供给较大弹性， 有利于轨道的减振降噪。长枕埋入式轨道：由钢轨与扣件、穿孔砼枕、砼道床板床、隔离层及砼底座等组成，隧道内可不设砼底座。浮臵板轨道：是将无渣轨道支承在弹性支承上构成质量弹簧系统，隔振效果格外好但造价高。13、简述直线轨道几何形位及其特征？41-44答：轨距、水平、前后凹凸、方向、轨底坡轨距：是钢轨顶面下 16mm 范围内两股钢轨作用边之间的最小距离，标准轨距为 1435mm。水平：是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。为保持列车平稳运行，并使两股钢轨均匀受力，直线地段上两股钢轨顶面应保持同一水平。前后凹凸：是轨道沿线路方向的竖向平顺性。经过一段时间列车运行后，由于路基沉陷、道床捣固密实程度等的不全都，导致轨面产生不均匀下沉，造成轨面前后凹凸不平，称为静态不平顺；当列车通过吊板和空板地段时，导致这些地段的轨道下沉不全都称为动态不平顺。方向：是指轨道中心线在水平面上的平顺性。方向是行车平稳性的掌握性因素，依据行车平稳与安全要求，直线应笔直，曲线应圆顺。轨底坡：为了使钢轨轴心受力，钢轨向轨道内侧倾斜，因此轨底与轨道平面之间就形成一个横向坡度。它可使其轮轨接触集中于轨顶中部，提高钢轨的横向稳定性，延长钢轨使用寿命。14、简述轨道超高设臵的目的，如何设臵？49答：到达内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。在设臵外轨超高时，主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种方法。外轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高外轨的方法，线路中心高度不变法是内外轨分别各降低和抬超群高值一半而保证线路中心标高不变的方法。15、为何限制未被平衡的加速度、余超高、欠超高？答：由于未被平衡的加速度或未被平衡的超高使内轨或外轨产生偏载，引起内外轨不均匀磨耗，并影响旅客乘车的舒适性。16. 如何确定曲线超高的最大值和曲线上的最高低行车速度？ 53-54答：17. 简述缓和曲线设臵的目的？54答：防止机车车辆在曲线轨道运行时，消灭一些与直线运行显著不同的受力特征突然产生或消逝，以保持列车曲线列车平稳性。18. 如何确定缓和曲线长度？59-60答：按行车安全来确定：即圆曲线外轨超高与外轨超高顺破坡度的比值。按舒适条件确定：当外轮上升或降低速度的限制条件，缓和曲线长度为， 当未被平衡的离心加速度变化率的限制条件：按线路设计标准来确定。19. 轨道的承受的力有哪些？各由什么因素引起？73答：包括：各种垂直力、横向水平力和纵向水平力。垂直力：是指静轮重和附加动压力。静轮重与机车车辆的类型及其载重有关，附加动压力的起因较多包括机车车辆本身构造和车轮踏面的不圆顺；横向水平力：是指轨道平面上与轨道方向垂直的水平力。在直线轨道上，由于机车车辆蛇形运动引起，在曲线轨道上， 主要是由车轮通过曲线时的导向力引起。纵向水平力：是指沿轨道方向的水平力， 包括列车启动、制动、加速。轨道力学分析模型有哪些？74答：轨道构造竖向受力的静力计算模型有：连续弹性根底梁模型和连续弹性点支承梁模型。20. 简述连续弹性根底梁理论的模型、求解思路。76答：21. 表征轨道弹性的参数有哪些？它们之间的关系如何？ 74 76答：有钢轨支座刚度 D、钢轨根底弹性模量 u 和道床系数 C 三个参数。22.准静态法中如何考虑动力增值因素？23. 无缝线路的类型有哪些？99-100答：按钢轨内部的温度应力处理方式的不同，分为温度应力式和放散温度应力式，按钢轨长度分为一般无缝线路和全区间无缝线路跨区间无缝线路。24. 什么是轨温 、中间轨温、锁定轨温零应力轨温？108 110答：轨温：指钢轨的温度，中间轨温：最高轨温与最低轨温之和的一半，锁定轨温：无缝线路的锁定是通过拧紧长钢轨两端的接头螺栓和上紧钢轨扣件实现的，锁定时的轨温称为锁定轨温。25. 为什么说无缝线路可以无限长？107答：无缝线路长钢轨内的温度应力与钢轨长度无关，与轨温变化 有关，降低钢轨内部温度应力的关键，在于掌握 。26. 从根本温度力图上如何看钢轨的温度力、伸缩位移与轨温的相互关系？答：27. 线路阻力有哪些？各起什么作用？受什么因素影响？ 100答：线路阻力分为：纵向阻力接头阻力、中间扣件阻力、道床纵向阻力， 横向阻力道床横向阻力、轨道框架水平刚度，竖向阻力道床竖向阻力、轨道框架竖向刚度。作用：接头阻力：防止钢轨端部伸缩变化，中间扣件：抵抗钢轨沿轨枕纵向移动，道床纵向阻力：抵抗轨道框架纵向位移；道床横向阻力： 抵抗轨道框架横向位移，轨道框架水平刚度：抵抗弯曲变形。影响：纵向阻力： 受长钢轨内的纵向力分布、线路爬行、钢轨伸缩，道床断面外形、道床的密实度等的影响；横向阻力：道床的饱满程度、道床肩宽、道床肩部堆高、道床种类和粒径、线路修理作业的影响。29. 简述无缝线路的稳定性。117 118答：无缝线路变形的进展分为三个阶段：持稳阶段(不变形阶段)：轨温上升，压力增加，轨道不产生横向变形，胀轨阶段渐变阶段：随温度压力增加，轨道消灭微小横向变形，随温度连续上升，变形会明显增加，直到温度上升到临界压力 Pk，跑道阶段突变阶段：当温度力超过Pk 或轨道受到外部干扰时，横向变形突然增加导致轨道构造受到严峻破坏。30. 影响无缝线路稳定性的因素是什么？118答：钢轨温度压力，它是轨道构造失稳的主要因素；轨道初始不平顺变形，它降低了轨道抵抗胀轨跑到的力量。32. 道岔的功用是什么？有哪些种类？138答：分为：一般单开道岔、单式对称道岔、三开道岔、穿插渡线和交分道岔。功用：确保列车能在规定的速度下安全、牢靠的由一条线路转向另一条线路。33. 单开道岔由哪些局部组成？139答：由转辙器根本轨、尖轨和其它零件，辙叉、护轨，连接局部和岔枕组成。34.辙叉有哪些类型？其各自的特点？141 142 144 145答：按平面形式分：直线辙叉和曲线辙叉；按构造分：固定式和可移动式； 直线式固定辙叉分为整铸辙叉和钢轨组合式辙叉。特点：35.道岔号数由什么表示？138答：用辙叉号数来表示，有 6、7、9、12、18、24、38 等。36.如何提高道岔的直向和侧向过岔速度？162答：直向：加长直股方向护轨缓冲段长度，减小各部位冲角；侧向：加大道岔的导曲线半径，削减车轮对道岔各部位的冲击，承受对称道岔，以曲线尖轨取代直线尖轨或承受曲线辙叉，承受变曲率的导曲线；