高速铁路轨道.ppt
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1、CRHCRH高速铁路轨道高速铁路轨道 湖南高速铁路职业技术学院湖南高速铁路职业技术学院曾锟曾锟 15173435001CRHCRH第一节第一节 高速铁路对轨道的基本要求高速铁路对轨道的基本要求n n1.1 1.1 高平顺性高平顺性n n高平顺性是高速铁路对轨道的最根本的要求,也高平顺性是高速铁路对轨道的最根本的要求,也是建设高速铁路的控制性条件。这是因为轨道不是建设高速铁路的控制性条件。这是因为轨道不平顺是引起列车振动、轮轨动作用力增大的主要平顺是引起列车振动、轮轨动作用力增大的主要原因。因此,为保障高速行车的平稳、安全和舒原因。因此,为保障高速行车的平稳、安全和舒适,必须严格控制轨道的平顺性
2、。适,必须严格控制轨道的平顺性。CRHCRHn n要达到高速铁路轨道高平顺性,必须满足以下条件:要达到高速铁路轨道高平顺性,必须满足以下条件:n n1 1路基设计和施工必须满足路基的工后沉降小、不均匀路基设计和施工必须满足路基的工后沉降小、不均匀沉降小,在动力作用下变形小、稳定性高等要求。高平顺沉降小,在动力作用下变形小、稳定性高等要求。高平顺性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的前提条件。性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的前提条件。n n2 2桥梁的动挠度等变形必须满足高平顺的要求。桥梁的动挠度等变形必须满足高平顺的要求。n n3 3道床必须选用硬质、耐磨的道碴,并在铺枕前整平压道床必须
3、选用硬质、耐磨的道碴,并在铺枕前整平压实。近十多年来国外重载、高速铁路均已采用。实。近十多年来国外重载、高速铁路均已采用。n n4 4严格控制轨道的初始不平顺。严格控制轨道的初始不平顺。CRHCRHn n欧洲时速欧洲时速200km/h200km/h以上轨道铺设精度标准如表以上轨道铺设精度标准如表4-14-1所示,日所示,日本新干线建设时的铺设精度标准如表本新干线建设时的铺设精度标准如表4-24-2表表4-44-4所示。所示。表4-1 欧洲铁路时速200km以上轨道铺设精度标准不平顺种类瑞典国铁西德联邦铁路法国国铁西班牙铁路水平(mm)2234扭曲(三角坑)(mm)21(每3m测量基线)1.3高
4、低(mm)22/5m33轨向(mm)2223轨距(mm)23CRHCRH表4-2 日本新干线有碴轨道的铺设精度标准项目高低轨向水平轨距标准值(mm)3(10m弦正矢)3(10m弦正矢)22表4-3 日本新干线无碴轨道的铺设精度标准项目高低轨向水平轨距标准值(mm)2(10m弦正矢)2(10m弦正矢)11表4-4 日本新干线道岔的铺设精度标准项目高低轨向水平轨距标准值(mm)3(10m弦正矢)2(10m弦正矢)21CRHCRHn n结合我国铁路的国情,我国高速铁路轨道平顺度铺设精度结合我国铁路的国情,我国高速铁路轨道平顺度铺设精度标准如表标准如表4-54-5表表4-74-7所示。所示。表4-5
5、我国高速铁路有碴轨道平顺度铺设精度标准项目高 低轨向水平扭曲(2.5m)轨距幅值(mm)22222弦长(m)10CRHCRH表4-6 我国高速铁路无碴轨道平顺度铺设精度标准项目高 低轨向水平轨距幅值(mm)2211弦长(m)10表4-7 我国高速铁路道岔平顺度铺设精度标准项目高 低轨向水平轨距幅值(mm)2221弦长(m)10CRHCRHn n1.2.1.2.高可靠性,长寿命高可靠性,长寿命n n高可靠性主要是指轨道结构保持平顺性,维持线路正常运高可靠性主要是指轨道结构保持平顺性,维持线路正常运营的能力。高速列车荷载的特点主要在于高频冲击和振动,营的能力。高速列车荷载的特点主要在于高频冲击和振
6、动,这种高频荷载容易造成扣件松动、轨下胶垫磨耗、混凝土这种高频荷载容易造成扣件松动、轨下胶垫磨耗、混凝土轨枕承轨槽破损,特别是有碴轨道中道碴破碎、粉化,道轨枕承轨槽破损,特别是有碴轨道中道碴破碎、粉化,道床沉降和变形。床沉降和变形。n n长寿命,指的是轨道结构有较长的维修和大修周期。由于长寿命,指的是轨道结构有较长的维修和大修周期。由于高速铁路的行车密度大,速度高,因此其维修工作量必须高速铁路的行车密度大,速度高,因此其维修工作量必须少,维修周期必须长,才能保证不中断行车,维持列车正少,维修周期必须长,才能保证不中断行车,维持列车正常运行。常运行。CRHCRHn n1.3 1.3 高稳定性高稳
7、定性n n采用跨区间无缝线路是提高轨道结构连续性、均匀性的重采用跨区间无缝线路是提高轨道结构连续性、均匀性的重大举措。在跨区间无缝线路中,道岔的连续焊接会使道岔大举措。在跨区间无缝线路中,道岔的连续焊接会使道岔区基本轨产生附加的温度力,从而使结构、受力和变形更区基本轨产生附加的温度力,从而使结构、受力和变形更为复杂的道岔区成为高速铁路稳定性的控制区;高速列车为复杂的道岔区成为高速铁路稳定性的控制区;高速列车的高频冲击和振动会使轨道自身保持稳定的能力降低;而的高频冲击和振动会使轨道自身保持稳定的能力降低;而高速列车的蛇行和横向振动又会使作用到轨道上的横向荷高速列车的蛇行和横向振动又会使作用到轨道
8、上的横向荷载加大,增加轨道横向失稳(胀轨、跑道)的可能性。载加大,增加轨道横向失稳(胀轨、跑道)的可能性。CRHCRH第二节第二节 有碴轨道结构有碴轨道结构 n n2.1 2.1 钢轨钢轨n n钢轨是轨道的主要结构之一。为保证列车高速运钢轨是轨道的主要结构之一。为保证列车高速运行的平顺性,线路下部基础、轨道上部结构以及行的平顺性,线路下部基础、轨道上部结构以及各轨道部件,都要为钢轨的正常工作提供良好条各轨道部件,都要为钢轨的正常工作提供良好条件。而钢轨本身,其内在质量、材质性能、断面件。而钢轨本身,其内在质量、材质性能、断面公差、平直程度等都是十分重要的特性。钢轨在公差、平直程度等都是十分重要
9、的特性。钢轨在技术上要能保证足够的强度、韧性、耐磨性、稳技术上要能保证足够的强度、韧性、耐磨性、稳定性和平顺性,在经济上要能保证合理的大修周定性和平顺性,在经济上要能保证合理的大修周期,减少养护维修工作量。期,减少养护维修工作量。CRHCRH日本新干线钢轨介绍日本新干线钢轨介绍n n1 1无缝钢轨无缝钢轨n n将长将长2525米的钢轨焊接成米的钢轨焊接成1.21.21.51.5千米的长钢轨,千米的长钢轨,最长的达到最长的达到60.460.4千米。为了防止热胀冷缩现象,千米。为了防止热胀冷缩现象,采用了伸缩接头。采用了伸缩接头。CRHCRH日本新干线钢轨介绍日本新干线钢轨介绍CRHCRHn n同
10、诸多关键技术一样,长钢轨并非日本人的原创。同诸多关键技术一样,长钢轨并非日本人的原创。早在早在2020世纪世纪2020年代,欧洲人便开始研究长钢轨技年代,欧洲人便开始研究长钢轨技术了。日本从术了。日本从19271927年起开始着手研究。年起开始着手研究。n n铁路钢轨的类型和强度一般以每米长度的重量来铁路钢轨的类型和强度一般以每米长度的重量来表示。钢轨每米长度的重量越大,钢轨的强度越表示。钢轨每米长度的重量越大,钢轨的强度越高。日本常用的钢轨是高。日本常用的钢轨是50kg/m50kg/m和和60kg/m60kg/m钢轨。目钢轨。目前,新干线都采用前,新干线都采用60kg/m60kg/m钢轨。钢
11、轨。日本新干线钢轨介绍日本新干线钢轨介绍CRHCRHn n2.钢轨重量n n钢轨类型应根据轨道振动、轮轨冲击、轮轨接触钢轨类型应根据轨道振动、轮轨冲击、轮轨接触和钢轨纵向力的计算来确定。和钢轨纵向力的计算来确定。60kg/m60kg/m钢轨的横向、钢轨的横向、垂向刚度是可满足高速列车动弯应力的强度需求垂向刚度是可满足高速列车动弯应力的强度需求的。日本新干线、法国的。日本新干线、法国TGVTGV和德国和德国ICEICE高速铁路所高速铁路所采用的钢轨均为采用的钢轨均为60kg/m60kg/m钢轨。可见,京沪高速铁钢轨。可见,京沪高速铁路选用路选用60kg/m60kg/m钢轨是适宜的。钢轨是适宜的。
12、CRHCRHn n3钢轨尺寸允许偏差及平直度要求n n高速铁路的轨道结构区别于普通线路的最重要的特点是对轨道不平顺的严格控制,体现在钢轨上则是对其表面尺寸质量、平直度、表面平整度和扭曲的严格要求。钢轨尺寸的精确和外形的平直是轨道平顺的基本保证之一。CRHCRHn n4.钢轨的化学成分n n高速铁路钢轨出现质量问题的主要形式是由于钢高速铁路钢轨出现质量问题的主要形式是由于钢轨内部夹杂、缺陷所引起的疲劳折损。提高钢轨轨内部夹杂、缺陷所引起的疲劳折损。提高钢轨材质的纯净度是减少钢轨疲劳折损、提高钢轨的材质的纯净度是减少钢轨疲劳折损、提高钢轨的可靠性、延长其使用寿命的有力途径。可靠性、延长其使用寿命的
13、有力途径。n n钢轨的化学成分是影响其力学性能、焊接性能及钢轨的化学成分是影响其力学性能、焊接性能及其他使用性能的基本因素,也是钢轨材质纯净度其他使用性能的基本因素,也是钢轨材质纯净度的重要指标。的重要指标。CRHCRH2.2 2.2 轨枕轨枕 n n尽管在高速铁路的发展中无碴轨道所占的比例越来越大,尽管在高速铁路的发展中无碴轨道所占的比例越来越大,在许多国家已成为轨道结构的首选,但有碴轨道仍然是高在许多国家已成为轨道结构的首选,但有碴轨道仍然是高速铁路轨道结构的主要形式之一,混凝土枕的性能和质量速铁路轨道结构的主要形式之一,混凝土枕的性能和质量仍是需要关注的重点。仍是需要关注的重点。n n由
14、于混凝土轨枕使用寿命长,维修工作量少,由混凝土制由于混凝土轨枕使用寿命长,维修工作量少,由混凝土制品厂生产的轨枕形状、尺寸、性能都比较标准、均一,为品厂生产的轨枕形状、尺寸、性能都比较标准、均一,为钢轨支撑的均匀性和轨面的动态平顺性提供了更可靠的条钢轨支撑的均匀性和轨面的动态平顺性提供了更可靠的条件,因而世界各国高速铁路有碴轨道均采用混凝土轨枕。件,因而世界各国高速铁路有碴轨道均采用混凝土轨枕。我国既有铁路干线大部分铺设了混凝土枕,高速铁路则要我国既有铁路干线大部分铺设了混凝土枕,高速铁路则要求全部采用混凝土枕。求全部采用混凝土枕。CRHCRH新干线的有碴轨道新干线的有碴轨道CRHCRHn n
15、高速铁路混凝土轨枕类型大部分为高速铁路混凝土轨枕类型大部分为整体式整体式,如德国、,如德国、意大利、西班牙和日本等国的各类轨枕,法国有碴轨意大利、西班牙和日本等国的各类轨枕,法国有碴轨道传统的轨枕结构是道传统的轨枕结构是双块式双块式,在高速铁路中仍然采用,在高速铁路中仍然采用双块式轨枕,但在有碴桥上因设置护轮轨的需要,采双块式轨枕,但在有碴桥上因设置护轮轨的需要,采用了整体式轨枕。用了整体式轨枕。n n世界各国客运专线和高速铁路有碴轨道的技术发展表世界各国客运专线和高速铁路有碴轨道的技术发展表明,明,整体式和双块式混凝土整体式和双块式混凝土轨枕形式都可以满足高速轨枕形式都可以满足高速运行在承载
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