铁路轨道与修理

“十二五”职业教育国家规划教材

经全国职业教育教材审定委员会审定

全国铁道职业教育教学指导委员会规划教材

高等职业教育铁道工程技术专业“十三五”规划教材

铁路轨道与修理

李建平主编

⦾

秦立朝曾锟副主编

⦾

梁永胜主审

⦾

中国铁道出版社有限公司

年北京

2019·

内容简介

本书为十二五职业教育国家规划教材分为三个项目个任务主要介绍了

“”,8。

直线轨道各部分组成要求及轨道几何形位曲线轨道主要特征及技术标准无缝线

、;;

路的基本原理及结构单开道岔提速道岔高速道岔的构造及技术特点铁路线路

;、、;

静态检测要求工量具使用及检测方法线路动态检查检测与分析工务作业安全防

、;;

护及要求轨道维修基本作业流程及要求作业验收与质量评定等基本知识和技能

;、。

本书可作为高职高专铁道工程技术及其相关专业的教学用书同时也可作为相

,

关技术人员的培训和参考用书

。

图书在版编目(CIP)数据

铁路轨道与修理李建平主编版北京

/——:

中国铁道出版社有限公司.3.

,

十二五职业教育国家规20划19教.1材1全国铁道职业教

“”

育教学指导委员会规划教材高等职业教育铁道工程技术

专业十三五规划教材

“”

ISBN978-7-113-26460-4

铁李轨道铁路维修高等

……()

职业Ⅰ.教①育教材Ⅱ.①Ⅲ.①

Ⅳ.①U216.42

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2019)257278

书名:铁路轨道与修理

作者李建平

:

责任编辑:陈美玲编辑部电话:电子信箱:

(010)51873240992462528@

封面设计:崔丽芳

责任校对:王杰

责任印制:樊启鹏

出版发行:中国铁道出版社有限公司北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

印刷:三河市宏盛印务有限公司

版次:年月第版年月第版年月第次印刷

20088120191132019111

开本:印张字数千

/::

787mm×1092mm11620518

书号:

ISBN978-7-113-26460-4

定价:元

55.00

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社读者服务部联系调换电话

,,。:(010)51873174

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:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

第三版前言

本书是在“十二五”职业教育国家规划教材《铁路轨道与修理》(第二版)的基础上根

据教育部职成司新颁布的《铁道工程技术专业教学标准》并结合课程标准编写而成的。

到年末全国铁路营业总里程达到万以上,高铁营业总里程达到

201913.9km

万以上。随着铁路建设的现代化,特别是快速铁路、高速铁路的发展,对从事

3.5km

铁路线路施工和维修养护的工程技术人员提出了更高的要求。为适应铁路建设和管

理的需要,培养适合铁路现代化发展需要的高素质技术技能型人才,重新修订了《铁路

轨道与修理》(第二版)教材,作为高职铁道工程技术及其相关专业的教学用书。

本书按项目—任务体例编写,分三个项目个任务。分别为:项目(轨道构

81

造认识)包括任务(直线轨道构造认识)、任务(曲线轨道认识)、任务(无缝线

123

路认识)和任务(道岔构造认识);项目(轨道检测)包括任务(线路静态检测)、

425

任务(线路动态检测);项目(轨道维护)包括任务(工务安全卡控)、任务(轨

6378

道维修)。教材内容与现场实际联系紧密,力求全面反映当前铁路轨道工程的新

材料、新技术、新工艺、新规范。为适应教学的需要,每个项目都有明确、具体的教

学目标,后续将配套网络教学资源,让师生在开放的网络学习平台共享学习,同时

可供在职人员培训,满足终身学习的要求。

本书由湖南高速铁路职业技术学院李建平任主编,湖南高速铁路职业技术学院

秦立朝、曾锟任副主编,中国铁路广州局集团有限公司高级工程师梁永胜任主审。

编写分工为:湖南高速铁路职业技术学院甄相国、陈花林编写任务;湖南铁

1.1~1.8

路科技职业技术学院谢喜峰编写任务、任务;湖南高速铁路职业技术学院金能

1.93.7

龙编写任务;湖南高速铁路职业技术学院李波编写任务、任务;秦立朝编

23.1~3.63.8

写任务;湖南高速铁路职业技术学院何成波、何奎元编写任务;李建平编写任务;湖

456

南高速铁路职业技术学院赵长波编写任务;湖南高速铁路职业技术学院曾锟、郭丽丹

7

编写任务;。本书在编写过程中,还得到了中国铁路广州局集团有限公司衡阳工务

8

段、长沙高铁工务段相关人员的大力支持和热情帮助,特表示真挚谢意。

由于编者水平有限,书中出现纰漏在所难免,敬请读者批评指正。

编者

年月

20198

第一版前言

本书由铁道部教材开发小组统一规划,为铁路职业教育规划教材。本书是根

据铁路高职教育铁道工程(工务)专业教学计划“铁路轨道与修理”课程教学大纲

编写的。由铁路职业教育铁道工程(工务)专业教学指导委员会组织,并经铁路职

业教育铁道工程(工务)专业教材编审组审定。

随着铁路建设的现代化,对从事铁路线路养护维修的工程技术人员提出了更

高的要求,为适应铁路建设和管理的需要,培养适合铁路现代化发展需要的专业

技术人才,根据铁道部的统一部署,我们组织编写了《铁路轨道与修理》教材,作为

铁道工程技术及相关专业的教学用书。根据目前铁路轨道结构的发展状况和学

生的培养目标,本教材在确保基本概念、基本理论和基本知识的前提下,注重现场

的实用性、适应性和先进性,对铁路的新技术、新规章作了较详细的介绍,对线路

养护维修作业方法和作业要求作了重点阐述。

本书由湖南交通工程职业技术学院何奎元主编,天津铁道职业技术学院荣佑

范主审。包头铁道职业技术学院胡国喜编写第一章;齐齐哈尔铁路工程学校禹凤

军编写第二章;湖南交通工程职业技术学院邓昌大编写第三章,何奎元编写第四、

第五章,秦立朝编写第七章;吉林铁道职业技术学院赵勇编写第六章。在编写过

程中得到了许多专家的指点帮助,在此谨表谢意。

由于作者学术水平、教学经验和写作能力有限,书中难免存在不足之处,敬请

读者批评指正。

编者

年月

20088

目录

项目1轨道构造认识

……………1

任务直线轨道构造认识

1……………………1

轨道概述

1.1………………2

钢轨

1.2………………3

轨枕

1.3………………20

扣件

1.4………………27

有砟道床

1.5………………42

轨道加强设备

1.6…………45

道口

1.7………………49

轨道几何形位

1.8…………53

无砟轨道

1.9………………60

复习思考题

……………………69

任务曲线轨道认识

2………………………70

铁路曲线概述

2.1…………70

曲线外轨超高

2.2…………73

曲线轨距加宽

2.3…………78

缓和曲线

2.4………………80

曲线轨道方向整正

2.5……………………82

曲线缩短轨配置

2.6………………………93

曲线限界加宽

2.7…………97

复习思考题

……………………100

任务无缝线路认识

3………………………101

无缝线路概述

3.1………………………101

无缝线路基本原理

3.2…………………104

线路阻力

3.3……………109

钢轨内的温度力分布

3.4………………112

无缝线路稳定性分析

3.5………………118

无缝线路设计

3.6………………………120

全区间和跨区间无缝线路

3.7…………124

特殊地段无缝线路

3.8…………………127

复习思考题

……………………129

任务道岔构造认识

4………………………130

道岔概述

4.1……………130

铁路轨道与修理

·Ⅱ·

छछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछ

普通单开道岔

4.2………………………133

普通单开道岔几何尺寸

4.3……………143

过岔速度影响因素分析

4.4……………149

提速道岔与高速道岔

4.5………………153

钢轨伸缩调节器

4.6……………………160

复习思考题

……………………164

项目2轨道检测

………………165

任务线路静态检测

5………………………165

静态检测概述

5.1………………………166

直线轨道检测

5.2………………………169

曲线轨道检测

5.3………………………180

无缝线路检测

5.4………………………182

道岔检测

5.5……………185

复习思考题

……………………196

任务线路动态检测

6………………………197

动态检测概述

6.1………………………197

轨检车的检测原理及检测项目分析

6.2………………201

轨道不平顺的原因及分析

6.3…………208

轨道动态质量评价与管理

6.4…………215

线路动态检测报表及波形图的应用

6.5………………221

复习思考题

……………………233

项目3轨道维护

………………234

任务工务安全卡控

7………………………234

工务安全概述

7.1………………………235

安全防护设备

7.2………………………240

线路作业安全防护

7.3…………………244

电气化区段作业安全

7.4………………251

劳动作业安全

7.5………………………253

复习思考题

……………………255

任务轨道维修

8……………256

轨道维修概述

8.1………………………256

铁路线路维护基本作业

8.2……………260

曲线维护

8.3……………274

道岔维护

8.4……………276

无缝线路维护

8.5………………………292

无砟轨道维护

8.6………………………304

维修作业验收与质量评定

8.7…………304

复习思考题

……………………313

参考文献

…………………………314

项目1轨道构造认识

铁路线路是由轨道、路基、桥隧建筑物(桥梁、隧道和涵洞)等组成的总称。铁路轨道是线

路的上部建筑,即路基面以上、钢轨及以下的组成部分,由钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设

备和道岔等组成。铁路轨道是铁路运输的重要技术设备,它支承和引导列车车轮,直接承受竖

向、横向和纵向荷载的作用。为了满足列车安全平稳行驶的需要,铁路轨道必须具备足够的强

度和稳定性、平顺性。

铁路轨道采用有砟轨道和无砟轨道两种结构形式。有砟轨道一般用于客货共线铁路,无

砟轨道则用于客运专线铁路。本项目主要介绍有砟轨道与无砟轨道的基本构造和技术特征,

包括有砟轨道和无砟轨道的各组成部分及要求、几何形位、伤损形式等,通过本项目学习掌握

铁路轨道的基本构造及要求,为学习铁路轨道的施工与维修养护打下基础。

知识目标

1.

()掌握有砟轨道的基本组成及几何形位。

1

()掌握无砟轨道的结构特点。

2

()掌握曲线轨道的技术特征。

3

()掌握无缝线路的基本知识。

4

()掌握道岔的基本构造及几何形位。

5

能力目标

2.

()能够正确地识读铁路轨道结构图。

1

()掌握无砟轨道与有砟轨道的优缺点。

2

()掌握无砟轨道与有砟轨道的技术标准及要求。

3

()学会规范、标准的查找与使用。

4

素质目标

3.

()培养吃苦耐劳、团队协作与敬业爱岗的精神。

1

()养成严谨求实的工作作风。

2

()具有安全及节能环保意识。

3

任务1直线轨道构造认识

铁路轨道按道床的材料和结构特征分为有砟轨道和无砟轨道轨道由钢轨轨枕联结零

。、、

件道床防爬设备和道岔等多种力学性能不同的材料组成的各自发挥着作用为满足列车安

、、,,

2铁路轨道与修理

··

छछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछ

全平稳行驶的需要不仅要求各组成部分和整体结构状态良好同时要求保持良好的几何形

,,

位即要求轨道各组成部分的几何形状相对位置和基本尺寸等符合规范要求

,、。

1.1轨道概述

1.1.1学习目标

知识目标

1.

掌握有砟轨道和无砟轨道的特点

(1)。

掌握有砟轨道的组成

(2)。

能力目标

2.

能正确区分有砟轨道的各个组成部分

(1)。

能初步进行轨道类型的选择

(2)。

1.1.2相关学习内容

轨道的组成

1.

轨道是铁路线路的组成部分传统的有砟轨道图主要应用于普速铁路包括钢轨

,(1.1),、

轨枕联结零件道床防爬设备及道岔等作为一个整体性工程结构轨道铺设在路基之上

、、、。,,

起着列车运行的导向作用直接承受列车及其荷载的巨大压力在列车运行的动力作用下它

,。,

的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性保证列车按规定的最高速度安全平稳和不

,,、

间断地运行无砟轨道图是指采用混凝土沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床

。(1.2)、

的轨道结构主要用于高速铁路

,。

.

.

..45e

.

图有砟轨道结构断面示意图图无砟轨道结构断面示意图单位

1.11.2(:mm)

轨道的类型

2.

我国轨道类型划分的传统方法有两种一种是按铁路等级划分另一种是按运营条件划分

:,。

按铁路等级将铁路线路划分为级要求同一等级的铁路必须采用同一种类型的轨道

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,。

按运营条件划分将正线轨道类型分为特重型重型次重型中型和轻型五种类型按年通过总质

、、、,

量可采用不同类型的轨道但随着高速铁路城际铁路客运专线有砟轨道结构技术的发展和应

。、

用原来以客货共线铁路为依据的轨道结构分类已不适应当前我国高速铁路城际铁路客货共

,、、

线铁路重载铁路等有砟轨道结构线路协同发展的实际所以在新修编的铁路轨道设计规范中

、,,

取消了传统的以年通过总质量线路行车速度和钢轨质量为主要运营条件的有砟轨道结构分类

、,

项目1轨道构造认识3

··

छछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछ

而是根据线路的不同类型及相关运营条件匹配轨道结构部件见表

,1.1。

我国无砟轨道结构经过十几年的技术引进吸收再创新已形成完整的具有自主知识产权的

、、,

技术体系按结构形式分为预制板式和现浇混凝土式两大类预制板式包括型型

,,CRTSⅠ、CRTSⅡ、

型板式和道岔区板式现浇混凝土式包括型型双块式和道岔区轨枕埋入式

CRTSⅢ,CRTSⅠ、CRTSⅡ。

表1.1正线轨道结构类型

客货共线铁路

高速

项目单位城际铁路重载铁路

铁路级

级铁路Ⅱ

Ⅰ铁路

年通过总质量

Mt————>250100~25040~100

列车轴重

t≤17≤17≤17≤17≤23≤25≤25≤2325~303025、273025、27

旅客列车速度v

Kkm/h>250200160120200180120≤120≤120≤120≤120≤120≤120

货物列车速度v

Hkm/h————<100<100<80<80<90<90<90<90<90

钢轨

kg/m60606060606060607560606060

弹条弹条弹条弹条弹条弹条弹条

弹条

扣件或或或或或或或与轨枕匹配的弹性扣件

—ⅥⅡⅡⅡⅡⅡⅡ型

型型型型型型型Ⅱ

ⅤⅢⅢⅢⅢⅢⅢ

或

型号型型型型型型Ⅲ新满足设计轴重要求的混凝土枕

—ⅢⅢⅢⅢⅢⅢ新Ⅱ

有混凝Ⅱ

砟

轨土枕600

间距或

道mm600600600600600600570600600600600600

570

路基双面砟

(cm——3025—3030253535303530

层道床底砟

)cm——2020—2020202020202020

路基单

道床(道砟

层道床cm35303030303030303535353530

厚度)

及硬质岩石

材质路基桥道砟

、cm353530303535353035353535

梁隧道

、

特级

道砟材质面砟特级一级一级一级一级一级一级一级特级特级/特级特级

—一级

型板式单元桥隧

CRTSⅠ()19/30(20)

预制型板式纵连桥隧

CRTSⅡ()20/30(20)

板式型板式单元桥隧

无无CRTSⅢ()21/30(18)

砟砟道床板厚度底座厚度

道岔区板式/

轨道路基地段26/18

道床()(cm)

型双块式

现浇CRTSⅠ26/30

混凝型双块式

CRTSⅡ24/30

土式

道岔区轨枕埋入式

40/30

1.2钢轨

1.2.1学习目标

知识目标

1.

掌握钢轨的功用分类方法及钢轨的类型

(1)、。

掌握钢轨的断面及要求

(2)。

掌握钢轨的主要化学成分

(3)。

4铁路轨道与修理

··

छछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछछ

掌握钢轨接头的组成及类型

(4)。

掌握接头预留轨缝及要求

(5)。

掌握钢轨伤损的种类及标准

(6)。

能力目标

2.

能进行钢轨类型的判别

(1)。

能进行钢轨伤损判别和防治

(2)。

能区分不同的接头类型并描述其特点

(3)。

能识别接头联结零件并说明其作用

(4)。

能根据图片或实物辨认钢轨或接头伤损类型并说明产生的原因及整治方法

(5)。

能熟练进行预留轨缝和轨缝调整的计算

(6)。

1.2.2相关学习内容

钢轨的基本知识

1.

钢轨的功用及要求

1)

钢轨是铁路轨道的主要组成部件它的功用在于引导机车车辆的运行承受车轮的巨大压

,,

力并传递到轨枕上为车轮提供连续平顺和阻力较小的滚动表面在电气化铁路或自动闭塞

,、,

区段钢轨还兼做轨道电路之用

,。

为使列车能够安全平稳和不间断地运行钢轨除必须充分发挥上述诸功能外还应保证

、,,

在轮载和轨温变化作用下应力和变形均不超过规定的限值这就要求钢轨具有足够的强度

,,、

韧性和耐磨性

。

钢轨的断面及类型

2)

钢轨断面

(1)

钢轨采用宽底式工字形断面由轨头轨腰和轨底三部分组成如图所示

,、,1.3。

图钢轨断面形状

1.3

钢轨断面应满足下列要求

:

钢轨头部是直接和车轮接触的部分为改善轮轨接触条件提高其抵抗压陷和耐磨的

①。,

能力轨头宜大而厚并有足够的面积以备磨耗其几何形状应适合轮轨的接触

,,,。

为使钢轨有较大的承载能力和抗弯能力钢轨腰部必须有足够的厚度和高度轨腰与

②,