轨道工程检测技术 课件 第二章 轨道线路与结构检测

第二章轨道线路与结构检测§2.1轨道线路静态检测§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩1轨距定义以及数值(1)轨距为两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直的距离。(2)同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最短距离。(3)轨距指钢轨踏面下16mm范围内两股钢轨工作边之间的最小距离。

我国《技规》规定，轨距应在钢轨头部内侧面下16mm处量取。标准轨距（1435mm）宽轨距窄轨距§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩2轨距检测设备传统工具铁路轨距尺（标尺和数显）支距尺现代测量工具轨道几何状态检测仪（轨检小车）§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩2轨距检测设备0级测量允许速度不大于350km／h线路1级测量允许速度不大于250km／h线路2级测量允许速度不大于160km/h线路。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩3轨距测量方法§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩3轨距测量方法特点：可以直接读数，消除了普通轨距尺的视觉误差，精度更高，可以读到0.01mm；增加了工作效率，在曲线超高大地段不需要垫超高板也可以直接出水平数值。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩3轨距测量方法①一般以每6.25m检查一处12.5m钢轨的接头及中间各检查一处，每节钢轨检查两处；25m钢轨的接头，长度的四分之一、二分之一、四分之三，每节钢轨检查四处。非标准长度的钢轨可比照办理。无缝线路每千米检查160处（也按每6.25m检查一处）。②轨距尺必须与线路中线垂直现场操作时轨距尺垂直于任一般钢轨均可。测量时，不论钢轨头部有无肥边和磨耗，也不论轨顶有无坡度，均以标准轨距尺测得的数据为准③记录在线路检查记录簿上，按线路里程（股道）、轨号、检查部位，记录轨距值。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩3轨距测量方法线路检查记录簿§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩3轨距测量方法（验收标准）§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩3轨距测量方法（验收标准）即在lm长度内的轨距变化值：正线、到发线不得超过2mm，站线和专用线不得超过3mm。轨距变化应和缓平顺，容许速度大于120km/h线路轨距变化率不得大于1‰，轨距变化应和缓平顺，其变化率：正线、到发线不应超过2‰(规定递减部分除外)，站线和专用线不得超过3‰，§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨矩轨距变化率的计算6.25m3m2mABDC1436mm143814411435A′B′C′D′AA′-BB′:（1438-1436）/2000=1‰BB′-CC′:（1441-1438）/6250=0.48‰CC′-DD′:（1441-1435）/3000=2‰§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨向轨向是指轨道中心线在水平面上的平顺性，即轨道的中线位置，应和它的设计位置一致。轨向是指钢轨头部内侧面沿钢轨方向的横向凹凸不平顺，即直线上轨道是否直，曲线上轨道是否圆顺。1轨向定义2轨向测量方法弦线法目测找出两股钢轨的轨向不良处，用石笔作出标记。将10m弦绳两端贴靠在钢轨内侧踏面下16mm处，测量弦绳至轨向不良处钢轨作用边的最大矢度值。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---高低1高低定义弦线、轨检车轻型轨道不平顺检测小车测量。钢轨顶面垂直于轨道方向偏离钢轨顶面平均位置的偏差。轨道沿线路方向的竖向平顺性称前后高低2高低测量设备高低是指钢轨顶面沿钢轨方向的竖向凹凸不平顺，在钢轨顶面中间以10m弦量取最大矢度。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---高低1高低测量方法要求目视平顺，前后高低偏差用l0m弦量测的最大矢度值不应超过4mm，其他站线不得大于5mm。线路大中修验收标准中规定：普通线路空吊板率不得超过12％，无缝线路空吊板率不得超过8％。目测线路高低，在检查轨距、水平的同时，每隔100～150m目测前后高低，全面查看，重点检查。对超限的轨距和高低记录在“紧急工作量及其他”栏中。高低检查时，先俯身目测下腭圆弧的延长线，从纵向上找出线路高低不良的位置，用石笔做出标记验收标准§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---高低轨道高低不平顺原因：路基沉陷、捣固不良、扣件松动、枕木腐朽和钢轨磨耗等因素有些地段，表面上看轨面是平顺的，但实际上轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙（间隙超过2mm时称为吊板）轨枕与道砟之间存在空隙（空隙超过2mm时称为空板或暗坑）当列车通过时，这些地段的轨道下沉较大，也会产生不平顺。

轨道高低不平顺，危害甚大。列车通过这些地方时，冲击力增加，使道床变形加速，从而又进一步扩大不平顺，使机车车辆对轨道的破坏力增大。所以，对轨道来说，这是一个恶性循环过程。轨道的基本组成§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---水平1水平的定义水平指的是线路左右两股钢轨顶面的相对高差水平：同一轨道横截面上左右钢轨顶面所在水平面的高度差。不含圆曲线上设置的超高和缓和曲线上超高顺坡量。

超高：曲线地段外轨顶面与内轨顶面设计水平高度之差。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---水平1水平的测量（轨距尺）（1）水平检查时，水平差的符号，在直线地段，以顺计算里程方向，以左股钢轨为基本股，对面股低于基本股时的水平差符号为“+”号，反之为“-”号；曲线地段以曲线内股钢轨为基本股，外股钢轨顶面与内股钢轨顶面的高差比曲线超高大时用“+”号，反之为“-”号。对于道岔来说，以导曲线内股及内侧直股为标准股，比标准股高时记录为“+”，反之记录为“一”(含辙叉部分)。（2）水平检查与轨距检查同步进行，在钢轨长度的同一处所，按先轨距后水平的顺序检查，口述与标准尺寸的偏差，如+3、-5，即轨距与标准值偏差为+3mm，水平与标准值偏差为-5mm。（3）记录。在线路检查记录簿上，按线路里程（股道）、轨号、检查部位，记录水平的偏差值。§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---水平三角坑（扭曲）三角坑的检查：就是在一段不太长的距离内，钢轨顶面连续出现两个正负不同的水平差，检查三角坑时基长为6.25m，但在延长18m的距离内无超过《修规》规定的三角坑值4mm。其含义是在一段规定的距离内，先是左股钢轨高于右股，后是右股高于左股，高差值超过容许偏差值，而且两个最大水平误差点之间的距离，不足18m。三角坑的数值：以线路一定范围内（18m）相邻两点或三点的水平正负偏差值的代数差的绝对值来表示三角坑值。【例题】如图所示为某直线线路两股钢轨水平检查结果，试计算三角坑值。由图可知：AA′处水平偏差为－2mmBB′处水平偏差为+3mmCC′处水平偏差为－1mm。则：AA′—BB′段三角坑值=∣－2-（+3）∣=5mmBB′—CC′段三角坑值=∣+3-（－1）∣=4mm1如正线直线地段作业验收时，检查出连续四点水平偏差为：+6、+4、+3、+5，三角坑的计算2正线直线地段作业验收时，检查出连续四点水平偏差为：+6、-2、0、-1，应勾划三角坑，其偏差则为+6-（-2）=8mm，同时勾划+6处为水平超限；3如连续四点水平偏差为：+5、0、-3、-1，水平偏差+5与-3仍在18m范围内，依旧构成三角坑，三角坑偏差值为+5-（-3）=8mm，同时勾划+5处水平超限。§2.1轨道线路静态检测§2.1轨道线路静态检测轨道线路几何形位检测---轨底坡钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度称为钢轨的轨底坡(也叫内倾度)1轨底坡的定义设置轨底坡的目的，是为了使车轮压力更集中于钢轨的中轴线，减少荷载的偏心距，降低轨腰应力。与此同时，还可减少钢轨头部由于接触应力而产生的塑性变形，因为在轨头中部，塑性变形的积累，要较两侧部分缓慢得多。

可根据钢轨顶面上由车轮碾磨形成的光带位置来判定。如光带偏离轨顶中心向内，说明轨底坡不足；如光带偏离轨顶中心向外，说明轨底坡过大；如光带居中，说明轨底坡合适。线路养护工作中，可根据光带位置调整轨底坡的大小。轨底坡的测量（看光带）§2.1轨道线路静态检测轨道不平顺有四种类型:1轨道前后高低不平顺它是指实际的轨道中心线与理想的轨道中心线沿长度方向的垂向几何位置偏差。2轨道水平不平顺它是指左右钢轨沿长度方向的垂向高度差。3轨道方向(轨向)不平顺它是指实际的轨道中心线与理想的轨道中心线沿长度方向的水平几何位置偏差。4轨距不平顺它是指实际的轨距与名义轨距的偏差。新型的测量设备（轨检小车）以后章节会具体讲本章内容结束第二章轨道线路与结构检测§2.2轨道结构检测1轨道结构类型以及组成2轨道结构检测设备和方法§2.2.1轨道基本组成轨道结构组成：钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。311传统有砟轨道结构的组成（*）钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及轨道加强设备

钢轨Ⅲ型轨枕Ⅲ型扣件碎石道床321传统有砟轨道结构的组成（*）钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及轨道加强设备

钢轨木枕防爬器碎石道床道钉扣件轨排石撑331传统有砟轨道结构的组成（*）钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及轨道加强设备

木枕线路加强混凝土枕线路加强拉杆防脱护轨拉杆341传统有砟轨道结构的组成（*）钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及轨道加强设备

木枕道岔混凝土枕道岔352无砟砟轨道结构的组成用整体混凝土结构代替传统有砟轨道中的轨枕和散粒体碎石道床的轨道结构。定义：国际上目前比较常见的无砟轨道有：日本的板式轨道；德国的雷达2000型无砟轨道，旭普林型无砟轨道，博格板式轨道。类型：362无砟砟轨道结构的组成国内高速铁路常用的有：CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板式无砟轨道；CRTSⅠ、Ⅱ型双块式无砟轨道；道岔区轨枕埋入式无砟轨道372无砟砟轨道结构的组成CRTSⅠ型板式无砟轨道－钢轨－扣件(含充填式垫板)预制轨道板：－普通混凝土框架板(RF)－预应力混凝土平板(P)－预应力混凝土框架板(PF)凸形挡台及周围填充树脂水泥乳化沥青砂浆调整层(袋装灌注)现浇钢筋混凝土底座定义：预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现浇的具有凸形挡台的钢筋混凝土底座上，并适应zpw-2000轨道电路的单元轨道板无砟轨道结构型式，382无砟砟轨道结构的组成CRTSⅡ型板式无砟轨道预制轨道板通过水泥沥青砂浆调整层，铺设在现场摊铺的混凝土支承层或现场浇注的钢筋混凝土底座（桥梁）上，并适应zpw-2000轨道电路的无砟轨道结构型式392无砟砟轨道结构的组成CRTSⅢ型板式无砟轨道RTSIII型无砟轨道系统属于板式无砟轨道结构体系的范畴，轨道板采用预制的单元分块结构，通过轨道板底门型钢筋、底座凹槽进行限位、自密实混凝土进行充填调整，底座板与自密实混凝土层间设置中间隔离层402无砟砟轨道结构的组成双块式无砟轨道岔区轨枕埋入式无砟轨道413轨道结构检测钢轨检测（外形尺寸、位置以及伤损）1钢轨平直度检测钢轨平直度检测仪钢轨平直度检测工装钢轨断面形状：工字形，由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。断面性能特征：受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。钢轨截面形状及其设计原则433轨道结构检测钢轨检测（外形尺寸、位置以及伤损）2钢轨状态检查钢轨状态检测主要包括伤损、钢轨重伤和钢轨折断三种状态的检测。3钢轨焊接检测焊接方式一般分为接触焊、气压焊、铝热焊三种形式。检测项目：静弯、落锤、疲劳、探伤、金相、硬度、外观、抗拉、冲击及断口检验，接触焊取5组25根落锤试件连续不断为合格。检测频率：每个标段检测一组。周期检测项目：落锤、静弯、探伤、硬度、外观及断口检验等。检测频率：过程中每焊接500个钢轨接头，应做周期性检验，合格后方可继续施焊。接头焊缝探伤检测频率：100%焊接接头检测。4钢轨位置检测钢轨精调（1）钢轨折断是指有下列情况之一者：钢轨全截面至少断成两部分；裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面；钢轨顶面上有长大于50mm、深大于10mm的掉块。

钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。（2）钢轨裂纹是指除钢轨折断外，部分材料发生分离，形成裂纹。（3）常见钢轨伤损：钢轨磨耗、接触疲劳伤损、剥离及轨头核伤、轨腰螺栓孔裂纹等。453轨道结构检测轨枕检测（外形尺寸、位置以及伤损）功用：（1）承受钢轨压力，并传布于道床；（2）有效地保持轨道的几何形位（轨距和方向）。要求：（1）必要的坚固性、弹性和耐久性；（2）便于固定钢轨；（3）具有抵抗纵向和横向位移的能力。分类：按材质分：木枕、混凝土枕和钢枕；按使用目的分：普通枕、桥枕和岔枕等；

木枕又称枕木，是铁路最早采用且仍继续使用的一种轨枕。用混凝土枕代替木枕已成为轨枕发展主要方向。

用混凝土枕代替木枕已成为轨枕发展主要方向。

目前，我国混凝土枕主要采用先张法，且分为

I型、II型和III型三类，其中II型混凝土轨枕为我国的主型混凝土枕。

截面：梯形，上窄下宽。承轨槽：做成1:40的斜面。底面：纵向两端为梯形、中间为矩形。我国

I、II型枕长度均为2.5m。新设计的

III型轨枕长度有2.6m和2.5m两种。岔枕和钢桥桥枕长度有2.6~4.85m多种。表1-1我国混凝土枕主要尺寸轨枕类型主筋数量混凝土等级截面高度(mm)截面宽度(cm)底面积(cm2)质量(kg)长度(cm)轨下中间端部轨下中间I36φ3C4820.216.529.4527.5256588251250II44φ34φ10C5820.216.529.4527.5256588251250III10φ78φ7.8C6023.018.530.028.07720320260混凝土枕伤损分为一般伤损、严重伤损、失效。轨道板外观质量以及位置检测483轨道结构检测道床检测（外形尺寸）

道床厚度(mm)标准道床几何尺寸包括道床的厚度，道床顶面宽度及边坡坡度。允许速度大于120km/h的线路，无垫层时碎石道床厚度不得小于450mm；有垫层时碎石道床厚度不得小于300mm，垫层厚度不得小于200mm。五年内年计划通过总重(Mt)W年≥5050>W年≥2525>W年≥15W年＜15无垫层的碎石道床一般路基450450400350不易风化的岩石、碎石路基350350300300有垫层的碎石道床(碎石/垫层)300／200300／200250／200250／200有碴桥面上的碎石道床vmax≤120km/h250vmax＞120km/h300493轨道结构检测道床检测（外形尺寸）道床几何尺寸包括道床的厚度，道床顶面宽度及边坡坡度。线路类别顶面宽度（m）曲线外侧道床加宽碴肩堆高（m）边坡坡度半径（m）加宽（m）正线无缝线路Vmax＞3.50.151∶1.75Vmax≤3.4≤6000.100.151∶1.75普通线路年通过总重不小于8Mt3.1≤8000.101∶1.75年通过总重小于8Mt3.0≤6000.101∶1.75

站

线2.91∶1.50503轨道结构检测道床检测（外形尺寸、质量）道碴检测检测项目：粒径级配、针状指数、片状指数、杂质含量等。检测频率：同一产地、级别且连续进场的，每5000m3为一批，不足5000m3亦按一批计，其中道碴材质检测按每50000m3为一批，不足50000m3亦按一批计。底碴检测检测项目：粒径级配、杂质含量等。检测频率：同一产地、品种且连续进场的，每5000m3为一批，不足5000m3亦按一批计。4道砟压实度检测底碴压实度检测频率：每5km检测5处，每处测2个点位。道碴压实度检测频率：每组道岔检测3个点位；无缝线路碴面压实度每5km抽检3次，每次测3个点位。现场测定方法道床密实度γ射线道床密度仪

核子密度仪

灌水法（二）道床纵向阻力测定

道床纵向阻力是指道床抵抗轨道框架纵向位移的阻力。一般以每根轨枕的阻力或每延厘米分布阻力表示。它是抵抗钢轨伸缩，防止线路爬行的重要参数。道床纵向阻力与枕盒内道砟的饱满程度、枕底的道床密度、枕的尺寸有关，与道砟肩部堆高有一定关系。道床纵向阻力是在现场原位测定的，将被测轨枕所有扣件松开，并抽出胶垫，利用相邻轨枕提供的反力用旋转丝加力，纵向推移轨枕，通过测力传感器和数显仪测量纵向推力，同时用百分表记录轨枕位移，得出单根轨枕纵向位移与阻力的关系曲线。（三）道床横向阻力测定

道床抵抗轨道框架横向位移的阻力称为道床横向阻力。它是防止无缝线路胀轨跑