铁路线路a学习.pptx

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1、 在铁路运输基本设备中，铁路线路是基础，在线路上的车站是铁路与社会的联系窗口，机车作为动力，车辆作为运载工具，由信号和通信设备控制列车的安全运行。因此，本篇的学习内容为：第一章 铁路线路 学习轨道、路基、桥梁、隧道等铁路基本组成。第二章 铁路机车车辆 学习掌握我国铁路系统运用的机车、车辆。第三章 铁路车站 掌握车站的定义、分类、设备，以及各类车站的作用与任务。第四章 铁路信号与通信 学习铁路信号与通信的基本原理，掌握其在铁路运输上的运用。第1页/共109页第2页/共109页立交桥第3页/共109页立交桥第4页/共109页 铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组

2、成的一个整体工程结构。第一章第一章第一章 铁路线路铁路线路铁路线路线路结构为什么线路要用这种结构?第5页/共109页答案1这种结构造价最低,材料易取得.2这种结构强度大,稳定性好,能满足常速列车的要求.3这种结构简单,便于维修.4缺点是维修工作量较大.第6页/共109页 在建筑一条铁路之前，必须进行调查研究和勘探工作，首先确定线路走向和等级,并从若干个可供比较的方案中选出一个最优方案来进行设计。铁路建设的三个阶段：选线设计阶段：主要进行方案调查研究、初测和初步设计工作。基建阶段：主要进行定测、技术设计和施工图设计，最后进行工程施工、验交投产。运营评价:铁路运营若干年后，有建设单位会同有关部门，

3、对工程质量、技术指标和经济效益等考察验证，以评价设计和质量。1.1.1 1.1.1 1.1.1 铁路的勘测设计铁路的勘测设计铁路的勘测设计1.1 1.1 1.1 铁路线路的平纵断面铁路线路的平纵断面铁路线路的平纵断面第7页/共109页1.1.2 铁路等级 铁路还分老大老二 全国8万多km铁路看起来都是两条钢轨铺成,好象没有区别,实际铁路是分老大老二的.按铁路在路网中的作用和远期年客货运输量,可分为3级,如下表所示:铁路等级表 1Mt=100万吨一级铁路强度最大，造价最高，三级最小。第8页/共109页 铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线AB与两路肩边

4、缘水平连线CD交点O的纵向连线。如下图所示：1.1.3 1.1.3 1.1.3 铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面铁路线路的平面和纵断面图211 线路横断面中心线铁路线路在设计图纸上是用它的中心线来表示的第9页/共109页第10页/共109页1.1.3.1 铁路线路的平面及平面图 铁路线路在转向处所设的曲线为圆曲线，其基本组成要素有：曲线半径R，曲线转角，曲线长L，切线长度T，缓和曲线长度L0。线路的平面由直线、圆曲线以及缓和曲线组成。图2-1-4线路曲线地段1.曲线要素第11页/共109页 2.圆曲线 小半径曲线对运营不利，这是因为：1）限制列车运行速度，增加轮轨磨耗，增加列车运行

5、阻力,降低轮轨间的粘着系数；2）增加轮轨设备和维修工作量。其中，限制列车运行速度一项，影响到铁路线路的运营能力，也是我们关注的重点。（1）曲线半径对运营的影响 （2）为保证线路的运营能力，必须规定最小曲线半径。第12页/共109页 用数学公式表达：（1）列车运行速度与曲线半径的关系 式中：V列车运行速度，km/h；h曲线外轨超高，mm；R曲线的半径，m（2）曲线上列车最大限制速度 由公式可知，曲线半径数值一定时，影响列车运行速度的因素是曲线外轨超高度数值h。曲线外轨超高度的最大容许值，在单线铁路上一般取150mm，另外可以考虑一定量的欠超高度，但以不影响乘客的舒适度为限。则上公式(1-8)可以

6、改写为：第13页/共109页 3.缓和曲线3.1 为什么要设缓和曲线?1 直线半径和曲线半径不同 2 直线和曲线轨道高低不同 3 直线和曲线轨距不同为保证列车安全，使线路平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线过渡到直线，以避免离心力的突然产生和消除，第14页/共109页 常需要在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径变化的曲线，这个曲线称为缓和曲线，如下图所示为设有缓和曲线的铁路曲线。图2-1-8 曲线设置第15页/共109页 用一定的比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面上，就是铁路线路平面图。线路平面图和纵断面图是铁路勘测设计、施工和运营的重要文件。6.6.6.铁路线路平面图铁路线路平面

7、图铁路线路平面图图2-1-11 线路平面图主要内容 地形，地物，直线、曲线，桥,隧，车站第16页/共109页 线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。1.1.3.2 1.1.3.2 1.1.3.2 铁路线路的纵断面及纵断面图铁路线路的纵断面及纵断面图铁路线路的纵断面及纵断面图图2-1-12 坡道坡度及坡道附加阻力示意图 1.坡道的坡度 坡度是一段坡道两端点的高差H与水平距离L之比，用i表示，如下图所示。i =(H/L)*1000%0HLi =6%0第17页/共109页关于线路纵断面的名词(动画)第18页/共109页 当列车在上坡道上运行时，受到由坡道引起的阻力，称为坡道附加阻力。机车

8、车辆的质量Q(t)的重力Qg(kN)可以分解为垂直于坡道的分力N和平行于坡道的分力Wi。垂直分力N由轨道的反作用力抵消了，平行分力Wi，就成为坡道附加阻力。机车车辆的坡道附加阻力Wi可用下列公式计算：Wi QgsinQgtanQgi1000Qgi2.2.2.坡道附加阻力坡道附加阻力坡道附加阻力 列车平均每千牛 kN 重量所受到的坡度阻力称为单位坡道阻力i，其计算公式如下：(N/KN)单位坡道阻力i等于坡度千分数的值%0第19页/共109页 （2）加力牵引坡度的确定 1）如何确定线路坡度 线路坡度大可以降低线路造价，但造成运营困难，必须规定合理的线路坡度称为限制坡度 2）加力牵引坡段的定义 在一

9、条轶路线的全线范围内，地形是不相同的。有一般地段，有困难地段，还可能有特殊困难地段(如跨越山岭地段)。在特殊困难地段，线路纵断面的设计有两个方案：A.可以修建隧道穿过山岭(例如西安安康的秦岭隧道 18.4km)；B.也可以利用大坡度(坡度值大于限制坡度数值的坡段)跨越山岭。在这个坡段上，列车必须以双机牵引或多机牵引。这种坡段称为加力牵引坡段。例如，我国京张铁路的关沟段和宝成铁路的宝凤段，都采用了加力牵引坡段。第20页/共109页图2-1-13 宝成线 双机牵引 第21页/共109页 线路纵断面图是用一定的比例尺（水平方向为1:10000、垂直方向为1:1000）和规定的符号，把平面图上的线路中

10、心线展直后投影到铅垂面上，并注有线路平面和纵断面有关资料的图。4.4.4.铁路线路纵断面图铁路线路纵断面图铁路线路纵断面图 图2114 线路纵断面图设计标高设计坡度地面标高线路纵断面线路纵断面第22页/共109页课堂习题1 线路如何分级?2曲线带来哪些影响?3为什么要设缓和曲线?4为什么要规定最小曲线半径?5铁路线路平面图包含铁路线路平面图包含哪些内容?第23页/共109页 为满足行车和线路养护维修的需要，在铁路沿线设有许多用来表明铁路建筑物及设备位置和技术状态的标志。线路标志应设在线路里程增加方向的左侧机车车辆限界以外，距钢轨头部外侧不小于2 m处。曲线标等不超过钢轨顶面的标志，为不妨碍某些

11、特种车辆在工作状态时顺利通过，可设在距钢轨头部外侧不小于1.35m处。1.1.3.3 1.1.3.3 1.1.3.3 线路标志线路标志线路标志 1.线路标志的作用 线路的标志是为线路的维修和养护以及司机和车长等工作上的需要而设置的。第24页/共109页 （1）公里标、半公里标 是线路的里程标。公里标从铁路线路起点开始，每走一公里设置一个；半公里标 设于线路的半公里处。2.2.2.线路标志的类型及设置地点线路标志的类型及设置地点线路标志的类型及设置地点第25页/共109页 （2）曲线标 为曲线的技术参数，在上面标明曲线的有关要素(曲线长度、缓和曲线长度、曲半径、超高、加宽)。该标设置于圆曲线的中

12、部，示意图如下：该标设置于圆曲线的中部，示意图如下：第26页/共109页 （3）坡度标 表示该坡道的坡度大小及坡段长度，并用箭头表示上坡和下坡。坡度标设在变坡点处。坡度坡段长度变坡点公里标第27页/共109页 （4）桥梁标 设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程。第28页/共109页 （5）管界标 设在铁路局、工务段、领工区、养路工区、供电段、电力段的管辖地段的分界点处，两侧标明所向的单位名称。第29页/共109页 铁路路基是轨道的基础，承受轨道的重量及列车的动载荷并传递给地面。1.1.4 1.1.4 铁路路基 1.铁路路基特点 1)是铁路线路的重要组成部分，在整个铁道工程中占有

13、很大比重；2)铁路路基采用天然土、石构筑，暴露于大自然中，不断受到侵蚀、破坏。图2-1-15 铁路路基第30页/共109页 2.铁路路基设计要求 1)慎重对待，从设计、施工、运营做全面考虑，并通过技术经济比较进行调整；2)路基应该具有坚固、稳定、耐久，可以抵抗各种自然因素的影响。本节学习要求 1、从路基横断面入手，学习掌握各种铁路路基横断面；2、重点掌握铁路路基的组成；3、关于铁路路基稳定性的学习。第31页/共109页 按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面可以分为6类：1.1.4.1 1.1.4.1 路基的断面形式 1、路堤 路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。图2-1

14、-16 路堤断面简图 第32页/共109页 2、路堑 路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。图2-1-18 路堑实物图 图2-1-17 路堑断面简图第33页/共109页 3、不填不挖路基 路基设计标高与地面标高相同，轨道铺设在经过处理的天然地面上。图1-49 半路堤断面简图图2-1-18 不填不挖路基断面简图 4、半路堤 在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。第34页/共109页 5、半路堑 在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。图2-1-19 半路堑断面简图图2-1-20 半路堑实物图第35页/共109页 6、半路堤半路堑 经过填、挖两部分构成的路基。图2-1-21 半路堤半路堑断

15、面简图 第36页/共109页1.1.5 桥隧建筑物 桥梁，在铁路架空的部位承托轨道。桥梁由上部结构（桥跨）和下部结构（桥墩、桥台、墩台基础）组成。轨道传来的力，通过桥墩、墩台、基础，传递至基底面上。图2-1-30 内昆线金沙江大桥钢桁架桥第37页/共109页 隧道，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。图2-1-31 内昆线安边2号隧道第38页/共109页 涵洞：设置在路基下的过水建筑物。路基不中断。承受通过路基传来的动力载荷，以及路基土体的土压力。图2-1-32 涵洞明渠：当流量较小，路堤较低时可用明渠代替涵

16、洞第39页/共109页 涵洞示意图第40页/共109页1.1.5.1 铁路桥梁 桥梁简介 1.桥梁的作用与分类 作用：供铁路线路跨越水流、山谷或其它建筑物的设施。（1）跨越河流跨河桥。（2）跨越山谷跨谷桥。（3）跨越铁路、公路跨线桥。（4）跨越市区、工业区、农作物区.低洼地段旱桥(高架桥)。图2-1-33 跨河桥(陇海线渭河桥)第41页/共109页图2-1-34 跨谷桥(南昆线八渡3号大桥)图2-1-36 跨线桥图2-1-35 旱桥高架桥(西康线)第42页/共109页2.桥梁结构我们以跨河桥为例:1)其组成部分为：桥跨、桥墩、桥台、墩台基础。2）按桥全长分类 按桥全长小于20m为小桥,小于10

17、0m为中桥,小于500m为大桥,大于500m为特大桥.第43页/共109页 3)名词解释 1,跨度-俩墩台之间距离 2,全长-俩桥台挡土墙之间距离 3,孔径-每个桥孔在设计水位时距离 4,净孔-桥跨底部到设计水位的高度第44页/共109页图2-1-38 连续梁桥 3.根据桥梁受力分类 桥梁的型式很多，根据桥梁受力情况，分为5类：梁桥、拱桥、刚架桥、悬桥和组合体系桥等。（1）梁桥 梁桥在竖向载荷作用下只产生竖向反力。桥跨为梁，只受桡受剪，不受到轴向力。梁桥又分简支梁桥、连续梁桥（见图1-38）、悬臂梁桥。第45页/共109页图2-1-39 实体拱拱桥（2）拱桥,双曲拱桥 拱桥在竖向载荷下有竖向反

18、力和横向反力，无铰拱桥还产生支座弯矩。桥跨为拱，以受压为主，也受桡受剪。拱桥可以分为实体拱拱桥和桁拱拱桥。双曲拱桥不仅桥跨为拱,桥面下也成拱形增加桥面强度第46页/共109页图2-1-40 斜腿刚架桥 （3）刚架桥,桁架桥 刚架桥的特点是桥跨与墩台以刚性连接成一体，在竖向载荷的作用下有竖向反力和水平反力，无铰刚架还有支撑弯矩。刚架以受桡为主，也受剪和轴向力。从造型上刚架桥可以分为门形刚架桥和斜腿刚架桥。桁架桥是以钢桁架作支撑,如 图2-1-30(61)第47页/共109页图2-1-41 悬桥（4）悬桥 悬桥以缆索跨过塔顶，锚定于河岸上作为承重结构，在缆索上悬挂吊杆，吊起桥面系。缆索受拉。其优点

19、是跨度可以很大第48页/共109页图2-1-42 斜拉桥 （5）组合体系桥 组合体系桥是由不同体系组合而成的桥梁。例如：系杆拱桥是由梁与拱的组合体系；斜拉桥是梁与索的组合体系。其优点是跨度可以很大第49页/共109页1.1.5.2 隧道 在崇山峻岭间修建铁路，为了保证现代化铁路的顺直、平缓，需要开凿隧道让铁路穿过。我国是一个多山的国家，铁路线上隧道长度的比重将会越来越大。第50页/共109页 1.隧道的基本组成 隧道是修筑在地层内的建筑物，铁路隧道结构由主体建筑物和附属建筑物组成。主体建筑物洞门、洞身衬砌。作用是保持隧道的稳定，保证列车的安全运行。附属建筑物避车洞、防排水设施、通风设施。为隧道

20、安全、养护与维修隧道的需要而设置。第51页/共109页图 大瑶山隧道洞门图 秦岭隧道的洞身衬砌第52页/共109页隧道洞口的安全（动画）问题：如何防止仰坡塌方，落石堵塞洞口？第53页/共109页2.隧道的衬砌结构 衬砌是用于支持隧道四周围岩，防止其塌落的设施。隧道衬砌材料应该具有足够的强度、耐久性；特殊地段还要求抗冻、抗渗、抗侵蚀性。第54页/共109页1.4.2.3 隧道洞门 隧道洞门的学习内容主要是考虑洞口位置的选择：结合地形、地质、水文地质情况，施工及运营条件，洞口有关工程全面考虑。第55页/共109页1.2 轨 道（上部建筑）在路基、桥隧建筑物修成之后，就可以在上面铺设轨道。轨道由钢轨

21、、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等主要部件组成。它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和冲击力，并把它传布给路基或桥隧建筑物。第56页/共109页动画第57页/共109页第58页/共109页1.2.1 钢轨 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。1.2.1.1 钢轨的功用要充分发挥的这四点功用，钢轨应该具备哪些特点？思考题目第59页/共109页1.2.1.2 钢轨的特点与钢轨断面 钢轨的作用是直接承受车轮的巨大压力并引导车轮的运行方向，因而它应当具备足够的强度、稳定性和

22、耐磨性。为了使钢轨具有最佳的抗弯性能，钢轨的断面形状采用“工”字形，如下图所示，由轨头、轨腰和轨底组成。1.钢轨特点：四个“度”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；顶面粗糙度有利于机车的牵引力、制动力的实现。第60页/共109页2.钢轨断面 (1)断面形状 钢轨断面的造型统一为“工”字形钢轨断面图(2)断面特点轨底较宽有利于保证钢轨稳定钢轨断面的组成(动画)头厚耐磨第61页/共109页 钢轨的作用是直接承受车轮的巨大压力并引导车轮的运行方向，因而它应当具备足够的强度、稳定性和耐磨性。为了使钢轨具有最佳的抗弯性能，钢轨的断面形状采用“工”字形

23、，如下图所示，由轨头、轨腰和轨底组成。钢轨断面图第62页/共109页 在我国，钢轨的类型或强度以每米长度的大致质量（公斤数）表示，现行的标准钢轨类型有：75公斤米、60公斤米、50公斤米。钢轨的长度长一些好，可以减少接头的数目，列车运行平稳并可节省接头零件和线路的维修费用，但是由于加工条件和运输条件的限制，一根钢轨的轧制长度是有限的。目前我国钢轨的标准长度有25米和12.5米两种，对于75公斤米钢轨只有25米长一种。此外，还有专供曲线地段铺设内轨用的标准缩短轨若干种。第63页/共109页第64页/共109页本节习题 1、钢轨的功用是什么？2、根据钢轨的功用，推断钢轨应具备的特点。1A.承受车轮

24、的作用力并传布于轨枕与道床；B.支承车轮和引导车轮运行方向；C.为车轮滚动提供阻力较小的表面；D.在电气化铁路和自动闭塞区段，作为轨道电路使用。2 (四个“度”)第65页/共109页1.2.2 轨枕1.2.2.1 轨枕的功用、特点 根据下图，试推测轨枕的功用。并说明轨枕应具备的特点。1.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。第66页/共109页 2.特点 坚固耐久、具有弹性、绝缘性好、造价合理、制造维修方便。可以认为，轨枕是介于钢轨与道床之间，承受来自钢轨的各向压力，并将压力弹性地均布于道床的设施。第67页/共109页1.2.2.2 轨枕

25、的分类 轨枕按照制作材料分，主要有钢筋混凝土枕和木枕两种。目前我国铁路所使用的主要是预应力混凝土枕和轨枕板。木枕的优点:弹性好,绝缘性好,维修方便.缺点是寿命短,造价高.钢筋混凝土枕优点是自重大稳定性好,寿命长,造价低.改进措施是:木枕用防腐剂延长寿命.混凝土枕用橡胶垫增大弹性和绝缘性.木枕 钢筋混凝土轨枕 木枕钢筋混凝土枕第68页/共109页1.2.2.3 轨枕的布置 1.每千米配置轨枕数 每千米配置的轨枕根数，由运量、行车速度、线路等级条件决定。力求在最经济条件下，保证轨道具有足够的强度与稳定性。我国铁路规定：(1)木枕轨道，每千米轨枕数最多为1920根，最少为1440(18)根；(2)混

26、凝土枕轨道，每千米轨枕数最多为1840(23)根，最少为1440根。图2-1-42 配置轨枕数示意图第69页/共109页 符合右下侧条件(蓝字表示)之一的地段，轨道应该加强，即每千米的轨枕数需要增加 木枕增加160根 混凝土增加80根；当条件重合时，只增加一次，并且不能超过数目最大值。1)混凝土枕轨道上，半径小于600米的曲线地段；或木枕轨道、电力牵引线路，半径小于800米的曲线地段。2)坡度大于12的下坡制动地段。3)长度大于等于300米的隧道地段。第70页/共109页1.2.3.1 联结零件接头联结零件钢轨的接头连接动画 联结零件分为接头联结零件和中间联结零件。接头联结零件：两节钢轨的末端

27、，用接头联结零件联结。先用两块鱼尾板夹住钢轨，然后用螺栓拧紧。为防止螺栓松动，在螺帽与鱼尾板之间，加有弹簧垫圈。第71页/共109页1.2.3.2 中间联结扣件 中间联结扣件的作用：把钢轨与轨枕牢固地联结起来，以确保钢轨位置稳定。根据轨枕的性质，中间联结扣件可以分为：木枕联结扣件和混凝土枕联结扣件。从分类上我们可以推测，不同的轨枕，存在不同的联结方式。图2-1-42 钢轨与轨枕的联结第72页/共109页 1.木枕扣件及木枕联结方式 目前，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 目前大量采用的联结方式是混合式。混合式是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

28、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。钢轨与木枕的混合式连接（动画）图2-1-43 钢轨与木枕的混合式联结第73页/共109页 （2）分开式 分开式是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。图2-1-44 钢轨与木枕的分开式联结第74页/共109页 2.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。图2-1-45 钢轨与混凝土枕联结 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

29、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。第75页/共109页1.2.4 道床 道床介于轨枕与路基之间，是轨道的重要组成部分。道床是铺设在路基面上的石碴（道碴）垫层。主要作用是支承轨枕，把从轨枕上部的压力均匀地传递给路基；并固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动；缓和机车车辆轮对对钢轨的冲击，排除雨水。道床断面图2-1-46 道床示意简图 1.2.4.1 道床的功用与材料选择第76页/共109页1.道床的功用：1）承受来自轨枕的压力，均匀的传递到路基；2）提供轨道的横、纵向阻力，保持轨道的稳定；3）提供轨道弹性，减缓、吸收轮轨的冲击、振动；4）提供良好的排

30、水性能，减少路基病害；5）便于轨道养护维修作业。图2-1-47 碎石道床示意图 以碎石、矿渣、沙子等为材质构成的碎石道床，满足以上5点要求，价廉物美，是我国目前使用最广泛的道床类型。第77页/共109页2.道床应具备的性能图2-1-48 碎石道床示意图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。第78页/共109页 1、道床的的功用有：A.承受来自钢轨的压力，均匀的传递到路基；B.提供轨道的横、纵向力，保持轨道的稳定；C.提供轨道弹性，减缓、吸收轮轨的冲击、振动；D.提供良好的排水性能，减少路基病害；E.便于轨道养护维修作业本节习题 2、根据道床功用，描述

31、其应该具备的性能。A.质地坚硬，耐压、耐磨；B.耐高温，抗热性好；C.不易风化、侵蚀；D.排水性能好，吸水度小；E.具有良好弹性。第79页/共109页1.2.5 防爬设备 1.爬行的定义 列车运行时，车轮作用于钢轨上除产生竖直力和横向力外，还产生一个纵向水平推力，能引起钢轨的纵向移动，有时甚至带动轨枕沿着线路方向一起移动，此种现象称为轨道的爬行。第80页/共109页 2.防止爬行的措施 防止爬行，除需要加强接头扣件、中间扣件的扣紧力外，就是通过安装防爬设备实现的。安装方法是将防爬器扣紧在钢轨底部,使其档板紧靠轨枕,把钢轨的爬行力传递给轨枕并与防爬支撑配合使用,把爬行力分散给其他轨枕.阻止钢轨的

32、爬行力.图2-1-50 防爬石质支撑 （a）穿销式防爬器 （b）防爬器的安装（c）防爬器第81页/共109页 在曲线地段,道岔地段，由于列车横向力的作用，很容易引起轨距扩大。预防方法是采用轨距拉杆进行横向加固。图2-1-50 轨距拉杆轨距拉杆第82页/共109页1.3 道岔 什么是道岔？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，或平面跨越其它线路。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、道岔中有曲线限制列车速度、行车安全性低，所以道岔与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。第83页/共109页1.3.1 单开道岔构造1.3.1.1 单开

33、道岔的概述 单开道岔是最简单、最常用的一种道岔。普通单式道岔的组成1基本轨2尖轨3翼轨4护轨 5-导曲线轨。1.单开道岔的组成（1）三大组成部分：1，转辙器部分；2，辙叉及护轨部分；3，连接部分。5第84页/共109页 （2）7个组成部件：转辙器部分的 1基本轨、2尖轨；辙叉及护轨部分的 3翼轨、4护轨、5岔心；连接部分的 6直轨、7导曲线轨。图2-1-54 单开道岔结构与名称第85页/共109页 可动心轨辙叉的心轨与尖轨同时扳动（如图），心轨尖端总是同一根翼轨密贴而同另一根翼轨分离，这样就不存在有害空间。使行车平稳而安全，消除了列车直向过岔速度的限制。可动心轨撤叉活动心轨辙叉高速道岔第86页

34、/共109页单开道岔的中心线标示法 a从尖轨前基本轨端点起到道岔的中心点距离 b-从道岔的中心点到辙叉根部距离ab道岔全长=a+b第87页/共109页1.3.2 其他类型道岔与交叉设备 除了单开道岔以外，还有对称双开道岔、三开道岔、交分道岔和菱形交叉。对称双开道岔的特点是同道岔相衔接的两条线路各自向两侧分岔；它的优点是（与单开道岔相比）：辙叉号码相同时，其导曲线半径较大；道岔全长较短。由于对称道岔的这些优点，常被使用在驼峰编组场的头部或尾部，即工业企业 的厂内线，组织不停车会车的双线插入段。双开道岔第88页/共109页 1.对称双开道岔 又称为对称道岔，是单开道岔的一种特殊形式。整个道岔对称于

35、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。图1-41 对称双开道岔(重庆站)第89页/共109页 三开道岔的特点是同道岔相衔接的有三条线路，每副三开道岔都 有四根尖轨。优点：长度较短,道岔数少；缺点：（尖轨削弱较多，转辙器使用寿命短；两普通辙叉在主线内方无法设置护轨，机车车辆沿主线不 能高速运行。双开、三开道岔 2.三开道岔第90页/共109页 3.交分道岔 交分道岔有单式、复式之分。复式交分道岔相当于几组对向铺设的单开道岔，实现不平行股道的交叉。交分道岔具有道岔长度短，开通进路多以及两个主要行车方向均为直线等优点。图1-42 交分道岔第91页/共109页1.3.3.3 道岔号数

36、及列车过岔速度 道岔因其辙叉角的不同，有不同的道岔号（N），道岔号数表明了道岔各部分的主要尺寸。对于道岔号我们习惯用辙叉角（）的余切值来表示，如上图，即：式中：N道岔号数 FE撤叉根端长 AE撤叉跟端支距道岔号数 N第92页/共109页 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。道岔号测量法 第93页/共109页 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

37、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。常用道岔有关尺寸及侧向允许速度道岔号数及列车过岔速度的关系第94页/共109页1.3.4 轨道的几何形位 轨道几何形位是指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。从轨道横断面上来看，轨道的几何形位包括轨距、水平、外轨超高和轨底坡。轨道的两股钢轨之间应保持一定的距离，位保证机车车辆顺利通过小半径曲线，曲线轨距应考虑加宽。两股钢轨的顶面应置于同一水平高差。从轨道的纵断面上看，轨道的几何形位包括轨道的前后高低。钢轨顶面在纵向上应保持一定的平顺度，为行车平稳创造条件。第95页/共109页1.3.4.1 直线部分的轨距和水平1.轨距

38、两根钢轨轨头内侧之间的距离称为轨距。我国规定，轨距应在钢轨头部内侧顶面下16mm处测量。我国铁路主要采用1435mm的标准轨距,世界各国铁路也普遍采用1435mm的轨距。轨距宽于1435 mm的称为宽轨铁路，如俄罗斯采用1524mm的宽轨铁路。轨距窄于1435mm的称为窄轨铁路。我国云南省尚有从昆明至河口的1000mm的窄轨铁路。在机车车辆不断运行的情况下,轨距可能产生一定的误差，我国规定标准轨距的误差宽不得超过6 mm，窄不得超过2mm。第96页/共109页 轨距应大于轮对宽度(轮对的两轮缘外侧距)。轮对的轮缘与钢轨之间应留有一定的活动间隙，称为游间。轨距 轮对宽度 活动量式中，S为轨距(m

39、m)；q为轮对宽度(mm)轮对与钢轨的相互位置 轨距示意图 钢轨与轮缘间留有游间是为了轮缘能在两根钢轨间自由滚动，而不会被卡住，并减少轮轨磨耗和运行阻力。但游间过大又会增加车辆运行时的横向摆动，即车辆蛇行运动幅度。我国规定游间正常值为14 mm，最小值为9 mm，最大值为47 mm。第97页/共109页 2.水平 在线路同一断面处左右两股钢轨顶面的高度差，简称“水平”。轨距和水平均用道尺来测量。通常每6.25m检查一处，即每节12.5m钢轨的接头及中间各检查一处。直线地段两股钢轨的顶面应保持在同一水平，高差不允许超 4mm。3.轨底坡 在直线上钢轨不是竖直铺设，而要向内倾斜1:40的坡度，称为

40、轨底坡。轨底坡的设置是利用钢轨垫板做成1:40的坡度，钢轨安置在垫板上而形成内倾度。设置轨底坡的目的是为了钢轨能适应车辆的圆锥形踏面(车轮踏面接触轨头的主要部分为1:20的圆锥面)，使车轮压力集中于钢轨中轴线，减少轨头偏心磨耗。第98页/共109页1.2.4.2 曲线部分的轨距和水平 1.轨距加宽 铁路车辆的轮对固定于转向架上，车辆在曲线上运行时，转向架对于车体可以转动，而转向架上的车轴是平行的不能作相互转动，其最外两根车轴之间的距离称为固定轴距。二轴转向架在曲线上运行时，通常是前一轮对的外轮缘紧靠外轨，若其后一轮对内轮缘也 正好与内轨接触,此时要求的轨距是:Sgmax+f 说明：f是以2倍的

41、固定轴距作为弦在外轨圆上的外矢距。轨距加宽原因示意图第99页/共109页2.外轨超高 列车在曲线上运行时，由于离心力的作用使曲线外轨受到较大的压力，因而造成外轨比内轨磨耗大，出现两根钢轨磨耗不均匀的现象。同时，旅客受到离心力的作用也感到不舒适，如果离心力过大还可能导致列车倾覆。因此，为了消除这些不良影响，通常是将曲线上的外轨抬高，使机车车辆向内倾斜，以抵消离心力的作用。外轨比内轨高出的部分称为超高。超高的程度，应使超高后机车车辆的重力Qg与离心力f的合力正好作用于两根钢轨中心距离S的中点。这样，两根钢轨的受力又相等了。外 轨 超 高 原 理 图 第100页/共109页曲线外轨超高量（h），通常

42、用下式计算：铁路技术管理规程规定，外轨超高的最大值单线不得超过125mm，复线地段不得超过150 mm。外轨超高原理图 h=11.8 v*v/R (mm)V通过曲线的平均速度 km/h第101页/共109页1.3.5 限 界 为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线，称为限界。铁路基本限界可分为机车车辆限界和建筑接近限界两种。机车车辆限界是机车车辆横断面的最大极限，它规定了机车车辆不同部位的宽度、高度的最大尺寸和底部零件至轨面的最小距离。机车车辆的任何部位，在任何情况下都不得超出机车车辆限

43、界规定的尺寸。机车车辆限界是和桥梁、隧道等限界起相互制约作用的，当机车车辆在满载状态下运行时，也不会因产生摇晃、偏移等现象而与桥梁、隧道及线路上其他设备相接触，以保证行车安全。第102页/共109页 建筑接近限界是一个和线路中心线垂直的横断面，它规定了保证机车车辆安全通行所必需的横断面的最小尺寸。凡靠近铁路线路的建筑物及设备，其任何部分（和机车车辆有相互作用的设备除外）都不得侵入限界之内。机车车辆眼界及直线建筑物接近限界如下图所示。机车车辆限界及直线建筑接近限界（点击图片播放动画）由图可知，在机车车辆限界和直线建筑限界之间，留有一定的空隙，称为安全空间。留有安全空间的目的：一是为组织“超限货物

44、列车”运行；二是为适应运行中的列车横向晃动偏移和竖向上下振动，防止与邻近的建筑物或设备发生碰撞。第103页/共109页 当货物装车后，货物任何部分的高度和宽度超过机车车辆限界，称为超限货物。按货物超限的程度，分为一级超限、二级超限、超级超限三个级别。列车运行在曲线上时，由于车体中心线与轨道中心线不吻合，两转向架中心销之间的车体中心线向曲线内侧偏移，车体纵向两端向轨道外侧突出，车体与建筑限界之间的安全空间减小，同时由于曲线地段的外轨超高使车体向曲线内倾斜，也使车体与建筑限界之间的安全空间减小。为保证列车在曲线上的运行安全，曲线地段建筑限界应在直线建筑限界的基础上适当加宽。第104页/共109页

45、4800mm：机车车辆的中部最大高度，限界规定为4800毫米，因此机车车辆顶部的任何装置，如高烟囱、放置防火罩或天窗的开度等，均应保持在4800毫米以内，防止机车车辆顶部与桥梁、隧道上部相撞。3400mm：机车车辆在钢轨水平面上部1250至3600毫米范围内，其宽度规定为3400毫米，但为了安装路签受机及悬挂列车侧灯，允许左右各加宽100毫米。1250mm：在钢轨水平面上1250毫米高度以下，机车车辆宽度应逐渐缩减，因为在这个范围内，建筑物和设备较多，如站台、道岔转辙器、电气装置等，为防止与这些设备接触，所以规定不同的限界要求。机车车辆限界部分几个特殊尺寸：第105页/共109页 2440：信

46、号机、水鹤、跨线桥柱、雨棚、天桥（距正线及通行超限列车的站线）距线路中心的最小距离。2150：信号机、水鹤（距不通行超限货物列车的站线）距线路中心的距离。5500：直线建筑接近限界的最大高度。6500：在电力机车牵引的线路上，建筑接近限界的最大高度为6550毫米，困难时可6200毫米。这是考虑到线路上空有输电接触网。直线建筑接近限界部分尺寸说明：第106页/共109页 线 路 业 务一,线路日常维修包含:巡道、起道、拨道、改道、调整轨逢、捣固、清筛道喳等。二,线路大修包含:全面更换或修理钢轨、全面更换或补充轨枕、清筛或更换道喳等。大修以后使线路达到设计水平。本章结束 谢谢使用!第107页/共109页 1、由于列车制动、转向，以及温度变化是轨道发生爬行的原因，请分析容易发生爬行的地段：2、单开道岔的组成部分 3、什么是有害空间？对铁路行车有何影响？可以采取什么措施减少有害空间的影响？4、画单开道岔示意图5机车车辆限界是机车车辆横断面的最大极限，它规定了机车车辆最大宽度和高度是多少？本节习题第108页/共109页感谢您的观看！第109页/共109页