轨枕、联接零件、轨下基础及轨道结构的配套

轨道结构三、轨枕四、联结零件五、轨下基础六、线路防爬及曲线加强七、轨道结构的合理配套一、轨道组成概述

(复习)二、钢轨

(复习)轨枕可以按以下方法进行分类：

1）按使用目的划分：普通轨枕、岔枕、桥枕2）按材料划分：木枕、混凝土枕、钢枕3）按构造及铺设方法：横向轨枕、纵向轨枕、短枕

三、轨枕1类型1）优缺点优点富于弹性，便于加工、运输和维修，电绝缘性能好，与道碴间摩擦系数大。缺点木材缺乏，价格贵，易腐朽，寿命短，不同种类轨枕弹性可能不一致。

2木枕普通木枕标准长度2.5m。

木岔枕2.6～4.85m，级差0.15m(旧道岔)，16级木岔枕2.6～4.90m，级差0.20m(新设计)，24级(混凝土岔枕2.6～4.80m，级差0.10m，12级)2）长度①防腐处理（防腐油与煤焦油混合的油剂，即混合油），防裂，防水。②在木枕上铺设垫板，并预钻道钉孔。③严格控制木枕的含水量。④出现裂缝后立即采取补救措施。3）延长木枕使用寿命的措施1）类型按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕

按结构型式：整体式、组合式、半枕按配筋方式：普通钢筋混凝土枕、预应力钢筋混凝土枕3混凝土枕Ⅱ型混凝土枕承轨槽按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕Ⅲ型混凝土枕承轨槽混凝土岔枕(单位；mm)混凝土桥枕（单位：mm）为设护轨梭头，增加螺栓孔

按结构型式：整体式、组合式、半枕（短枕）按配筋方式：普通钢筋混凝土枕、预应力钢筋混凝土枕按施加预应力方式：预应力混凝土枕又可分为先张法和后张法两种。我国采用先张法生产混凝土枕。2）主要优点①纵、横向阻力较大，提高了线路的稳定性，可以满足铁路高速度、大运量的要求；②铺设高弹性垫层可以保证有比较均匀的弹性；③使用寿命长，可以降低铁路轨道每年的修理费用。3）尺寸长度：2.3～2.7ｍ之间，Ｉ、Ⅱ型枕均采用2.5m。①Ⅰ型轨枕（还有相当比例）缺点：使用条件与承载能力不相匹配、结构薄弱、养护维修不便。4)我国混凝土枕现状

Ⅱ型混凝土枕的承载能力是按韶山型机车、轴重25t、最高速度120km/h、铺设密度1840根/km设计的。包括1984年以后设计鉴定的S-2型（1998年3月1日停产）、J-2型、YII-F型、TKG-II型等，从1985年后开始大量铺设于各型轨道。①

采用疲劳可靠性进行设计。②

难以适应重型和特重型轨道的承载条件。③

为我国目前的主型轨枕，基本适用于次重型、重型轨道。②Ⅱ型轨枕与新Ⅱ型轨枕（较前者有所改进，质量大22kg）螺旋道钉

类型：分为无挡肩、有挡肩两种。较II型轨枕加宽了枕底宽度，支承面积增加17％，端部面积增加20％，对于提高道床的纵横向阻力和轨道稳定性十分有利。若以支承面积计，1600根III型轨枕的底面积约与1840根II型枕相当。因此，加长和加宽的III型轨枕可以减少每千米的轨枕配置根数。③Ⅲ型轨枕（设计中采用III级荷载）无挡肩Ⅲ型枕预埋铁座主要特点：①

结构合理，强化了轨道结构。②

轨下和中间截面的设计承载能力较高。③

采用无螺栓扣件的扣压力能保持线路稳定。

4特种混凝土枕4.1混凝土宽枕宽轨枕铺设优点：①

使道床的应力大为减少。(支承面积比普通枕增加一倍)②

轨道结构得到加强。③

有利于铺设无缝线路。（重量大，阻力大）④

延长道床的清筛周期。（封闭）⑤

维修养护工作量少，适合于繁忙干线和车站。⑥

宽轨枕轨道整洁美观。1）优点提高了道岔的稳定性，轨距、水平、方向等几何尺寸容易保持，并消除了导曲线反超高及道岔爬行等病害，减少维修工作量约1/3。目前，全路铺设岔枕10000组，对强化道岔的结构，保证行车安全起到了积极的作用。

4.2混凝土岔枕2）问题混凝土岔枕比混凝土枕受力更复杂，在辙叉等特殊部位由于承受冲击力大，更容易发生裂纹；岔枕螺栓的固定方式是预埋尼龙套管，螺栓拧在套管中，在列车振动作用下容易松动，特别是尼龙套管容易积水，使螺栓锈蚀；扣件零配件型号繁多，通用性差。在管理工作中，混凝土岔枕的供应是成组发运，以50kg/m钢轨12号单开道岔为例，每组岔枕共有26种长度、81种规格的有挡肩岔枕92根，当个别岔枕损坏后，很难配备更换，另外，随着运量的增加，轨型发生变化，而由于不同轨型的混凝土岔枕不能通用，致使混凝土岔枕大量拆除下道，不能充分发挥混凝土岔枕使用寿命长的作用。它就是在混凝土枕的混凝土中掺入一定量的钢纤维，以提高轨枕的抗冲击韧性和抗裂、抗拉、抗剪、抗弯、抗疲劳强度。其研制工作是铁科院铁建所和太原轨枕厂承担的，经过设计、试验、试制和试铺，取得了比较满意的结果。4.3钢纤维混凝土枕4.4混凝土桥枕混凝土桥枕枕中部分应保持浮碴，既不能掏空，也不能进行捣固。5轨枕间距设该钢轨下轨枕的根数为n，n=N×L图中：L——钢轨长度（考虑8mm的轨缝值）;c——接头轨枕间距（1个）;

b——过渡轨枕间距（2个）;

a——中间轨枕间距（n－3个）.a、b、c

之间满足关系式：a>b>c(n－3)abbccL(n－3)abbccLL=c+2b+(n-3)aa、b、c

、L之间满足关系式：1）每公里轨枕数（级差80根/km）

木枕线路：1440～1920根/公里

混凝土枕线路：1440～1840根/公里式中

L——标准轨长，并考虑轨缝8mm；

n——一节钢轨下轨枕的根数，由每公里铺设的轨枕数换算过来；

a——中间轨枕间距；

b——过渡轨枕间距；

c——接头轨枕间距。①

Ｃ固定：50kg/m及以上钢轨，木枕取440mm、混凝土枕取540mm。2）轨枕布置（确定a、b、c）②

计算a：注意：b应取最终计算值，假设值b=(a+c)/2不可使用。以上的计算结果不一定能够满足使用要求，还需要对a、b、c的取值进行如下判断。i)a>b>c(首先尽量满足)；ii)a宜取５mm整倍数。3）计算结果要求4）实例某普通线路采用50kg/m钢轨L=10.5m，轨缝取8mm，每公里铺设PC枕1680根，求其轨枕布置的中间间距a，及过渡间距b（接头间距c=540mm）。

解：，取18根。中间轨枕间距：，取590mm。计算轨枕根数：过渡轨枕间距：，故可取满足四、联接零件（图）轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。钢轨联接零件分为：

①联接钢轨与钢轨的接头扣件

②联接钢轨与轨枕的中间扣件(简称扣件)。1钢轨接头联结形式1）按左右股钢轨接头位置划分相对式(对接)、相互式(错接)

我国采用相对式。只有一些非标准长度的钢轨或旧杂钢轨，在站线上使用错接，并要求错开距离应大于3.0m。错开对齐2）按钢轨接头与轨枕相对位置划分悬接式、单枕承垫式、双枕承垫式

我国采用悬接式。3）按接头用途及工作性能划分

普通接头、导电接头、异型接头、绝缘接头、尖轨接头、冻结接头、胶结接头及焊接接头。异型接头前后不同类型钢轨的联接。（又称过渡接头）

有两种情况：

1、采用异型夹板连接；

2、采用异型钢轨连接。采用异型夹板轨底高度不一样异型夹板：夹板截面不一样异型接头前后不同类型钢轨的联接。（又称过渡接头）异型轨：轨端焊接不同轨型截面大截面小胶接接头在无缝线路上，轨缝用胶填满，即胶接绝缘接头。抗剪荷载可达1700kN以上，是较为理想的绝缘接头。尖轨接头又称伸缩接头。是将接头以尖轨的形式联接，用于一些轨端伸缩量大的线路。因为它与温度变化有关，因此又称为温度调节器，广泛用于大桥上无缝线路接头处。冻结接头（上述几种接头结构允许轨端伸缩）冻结接头就是不允许钢轨伸缩的接头。焊接接头是指用焊接方法把钢轨联接成整体，有同类型轨焊接，也有不同类型轨焊成异型焊接接头。2钢轨接头联结零件（图）1）接头夹板我国采用的接头夹板为斜坡支承双头对称型夹板，简称双头式夹板（鱼尾板）。螺栓孔的圆形孔和长圆孔相间，共六个。采用长圆孔的原因：便于调整轨缝。3扣件（图）1）性能要求①

有足够的强度。②

有足够的耐久性。③

有一定的弹性。④

构造简单，便于安装和拆卸。2）木枕扣件①

分开式缺点是零件多，用钢量大，更换钢轨麻烦。主要用于桥上线路。②

混合式我国木枕轨道最广泛采用。木枕混合式扣件3）混凝土枕扣件（图）

①

性能要求

a足够的扣压力

b适当的弹性

c具有一定的轨距和水平调整量

d具有绝缘性能

②扣板式扣件③

弹条Ⅰ型扣件

（见下页图）用于标准轨距铁路直线及半径R≥300m曲线铺设50kg/m、60kg/m钢轨的预应力混凝土枕，预应力混凝土宽枕及直线地段整体道床的普通线路和无缝线路。

弹条有A、B两种型号，其中A型弹条较长。对于50kg/m钢轨除14号接头轨距挡板安装B型弹条外，其余均安装A型弹条。

60kg/m钢轨则一律安装B型弹条。④

弹条Ⅱ型扣件与弹条Ⅰ型扣件不同之处仅在于采用新材料。优点：扣压力大，强度安全储备大，残余变形小。适用于Ⅱ型或Ⅲ型混凝土枕的60kg/m钢轨的线路。适用性：标准轨距铁路直线及半径R≥300m曲线铺设60kg/m钢轨的预应力混凝土枕轨道。机车轴重245KN。货车速度120km/h。客车速度160km/h.与60kg/m钢轨和Ⅱ型枕、ⅢA型枕配套使用。

⑤

弹条Ⅲ型扣件特点：无螺栓、无挡肩优点：

a、扣压力大

b、弹性好

c、保持轨距的能力很强

d、养护工作量小。弹条III型扣件（无挡肩）⑥

防腐弹条扣件适用遂道和运输环境恶劣，腐蚀严重线路地段。防腐弹条扣件

⑦

北京地铁用DIⅥ3型扣件DI弹条该弹条设计扣压力8.24KN，设计弹程10.5mm,直径18mm。用于北京地铁线路上。⑧

广州地铁用单趾弹簧扣件：扣轨弹簧该弹条为英国潘得路扣件PR型，直径20mm用于广州地铁线路上。1）道床的功用2）道床材料的性能要求①

质地坚韧，有弹性，不易压碎和捣碎②

排水性能好，吸水性差③

不易风化，不易被风吹动或被水冲走

五、轨下基础1碎石道床3）道碴的技术条件要求①

道碴的分级使用（根据抗磨耗冲击性能、抗压碎性能、渗水性能来衡量道碴的质量，将道碴分为一、二级两种。）②

道碴的级配。③

道碴颗粒形状及清洁度要求。

4）道床断面道床断面具有以下主要特征：①

道床厚度②

顶面宽度③

边坡坡度道床厚度

a直线上道床厚度：钢轨断面处轨枕底面至基床顶面的距离。

b曲线上道床厚度：曲线里股钢轨断面处轨枕底面至基床顶面的距离。（最小者为道床厚度）

c道床厚度与以下因素有关：

(I)道床弹性

(II)道床脏污增长率

(III)垫碴层的承载能力

(IV)路基面的承载能力5）道床的变形它是轨道变形的来源。道床的下沉：①

初期急剧下沉②

后期缓慢下沉

1）概念用整体浇筑混凝土取代传统的道床，即为整体道床，也称为无碴轨道。

2整体道床2）优点①

整体性强，稳定性好，轨道几何形位易于保持，有利于铺设无缝线路及高速行车②

轨道变形小，维修工作量小③

减少隧道开挖面积，增加隧道或桥梁净空，整洁美观，坚固耐用

3）缺点①

工程投资费用高②

要求施工精度高③

要求使用特殊的施工方法④

要求使用特殊的扣件和垫层⑤

整治病害困难1）概念用沥青或其它聚合材料将散粒道碴固化成整体的道床。2）优点①

下沉与永久变形小。②

稳定、支承均匀、位移阻力大。③

弹性好。（减小道床压力和振动）④

防水、防脏，整齐、美观。⑤

减少隧道开挖面积。⑥

大大减少维修工作量。

3沥青道床4我国常用无碴轨道结构板式轨道是在日本新干线高速铁路上发展起来的一种新型轨道结构。它吸取了整体道床的优点，而对其不足：如工程费用高，施工进度慢、一旦基础变形整治困难、支承块易松动等，在结构、材料及施工方法多方面进行了研究和改进。板式轨道可以提高轨道的稳定性，大大减少线路的养护维修工作量（也称少维修轨道）,可节省大量的维修费用。有资料表明,在行车速度200km/h情况下，板式轨道比有碴轨道经济，所增加的投资约要四年内可以收回。1）板式轨道在研究板式轨道结构时，提出了如下四个基本要求：①建筑费要控制在有碴轨的两倍以内；②具有与有碴轨道相同的弹性和足够的强度；③施工方法较简便，且施工日进度为200m以上。板式轨道可以提高轨道的稳定性，大大减少线路的养护维修工作量（也称少维修轨道）,可节省大量的维修费用。有资料表明,在行车速度200km/h情况下，板式轨道比有碴轨道经济，所增加的投资约要四年内可以收回。

弹性支承块式（短轨枕）无碴轨道2）弹性支承块式（短轨枕）无碴轨道弹性支承块式无碴轨道主要由钢轨与扣件、钢筋混凝土支承块、橡胶套靴、枕（块）下橡胶垫板、混凝土道床板、隔离层及混凝土底座等组成。该种轨道已经用于我国秦岭等长大隧道内。①橡胶套靴、枕下胶垫（下页图）可提供较大的弹性，有利于轨道的减振降噪。②混凝土底座与隧道仰拱或桥面的预留钢筋连接，并用混凝土使之灌注成一整体结构。③在混凝土底座两端的中部设有凹槽，以防止其纵横向移动。④混凝土底座还可用来设置曲线超高。⑤底座与道床板之间设置隔离层，便于修复道床板。造价：250～350万元/km。

4）浮置板轨道它是将无碴轨道支承在弹性支承（橡胶或钢弹簧）上构成质量——弹簧系统，无碴轨道与隧道的仰拱或其它基础隔离，这样大大削弱了振动向基础的传入，该轨道多用于城市轨道的地铁和高架桥上。浮置板轨道是隔振效果非常好的轨道结构。钢弹簧支承的浮置板轨道在使用性能和寿命等方面优于橡胶支承。广州地铁一号线部分特殊减振地段使用了该种轨道。造价：单线600万元/km（不包括扣件、钢轨焊接铺设费用）。

列车运行时产生纵向水平力，使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动，这种现象称为线路爬行。使钢轨产生爬行的纵向水平力称为爬行力。六、线路防爬及曲线加强1概念1）在长大下坡、进站地段，列车减速、限速、制动；2）运量大，爬行量也大，爬行方向与列车运行方向一致；3）列车轴重大、速度高，则沿着运行方向爬行也大；4）线路状态不良，扣件松弛，道床松散，爬行也大。

2影响线路爬行的因素1）提高扣件阻力：采用弹性扣件，加大力矩，防止螺栓松动。2）加强道床的捣固、夯实，以提高轨道下道床的纵向阻力。3）安装防爬设备（针对木枕道钉扣件，混凝土枕扣板式扣件，扣件阻力比道床纵向阻力小）。

3措施穿销式防爬器轨卡穿销1）原