铁路轨道介绍
铁路轨道
一、轨道结构1.轨道：是铁路的主要技术装备之一。
轨道引导列车运行，直接承受来自列车的荷载，并将其传至路基或桥隧结构物。
轨道结构应具有足够的强度、稳定性和耐久性，并具有正确的几何形位，保证列车安全、平稳、不间断的运行。
2.轨道一般由钢轨、轨枕、道床、道岔、连接零件和防爬设备组成。
3.我国铁路正线轨道类型分为特重型、重型、次重型、中性和轻型。
设计时应本着由轻到重逐步增强的原则。
根据路段旅客列车设计行车速度及近期预测运量等主要运营条件确定。
4.钢轨的功能：是铁路轨道的重要组成部件。
其功能在于为为车轮滚动提供阻力最小的表面，并引导列车的车轮运行，直接承受车轮荷载并将其传于轨枕。
在电气化铁路或自动闭塞区段，钢轨兼有轨道电路的功能。
5.钢轨的要求：钢轨应具有足够的强度、耐磨性和稳定性。
钢轨还应具有足够的刚度，其表面应具有良好的平顺性，使之在列车作用时不至产生过大的变形，以减少列车的动力冲击。
6.钢轨的类型：一般以每米质量千克数表示。
我国铁路钢轨的主要类型有75、60、50kg/m和43kg/m。
为满足特殊部位的需要，在标准钢轨断面上进行刨、削或特种工艺轧制形成特种断面钢轨。
7.钢轨断面：作用于直线轨道钢轨上的力，其主要成分是竖直力。
钢轨在列车荷载作用下的弯曲应力大多分布于轨头和轨底，其最佳断面形状为工字型。
钢轨采用工字断面，有三部分组成：①钢轨轨头：高度为E，是直接接触车轮的部分，应具有抵抗压溃和耐磨的能力，，故轨头应大而厚，其外形应与车轮踏面相适应。
钢轨头部顶面应具有足够的宽度（C），以使在其上面滚动的车轮踏面和轨头顶面磨耗均匀。
钢轨头部顶面应轧制成为隆起的圆弧形，使车轮传来的压力更集中于钢轨截面对称轴。
轻型钢轨顶面半径为300mm的圆弧；较重型钢轨顶面半径为80、300、80mm或80、500、80mm的复合圆弧。
②钢轨腰部：必须有足够的厚度和高度，以满足强度条件。
轨腰的两侧为曲线。
轨腰和钢轨头部及底部的连接，必须保证夹板有足够的支承面。
《铁路轨道》课件
应急预案制度
制定铁路轨道安全应急预案，明确应急组织、救援流程和资源调配 等，确保在突发事件发生时能够迅速、有效地进行处置。
安全防范措施
安装防护设施
01
在铁路轨道沿线安装安全防护设施，如防撞栏杆、警示标志等
，提高行人和车辆的安全意识。
03
提供列车导向
铁路轨道的钢轨和道岔等部分要为列 车提供行驶的导向作用，保证列车按 照规定的路线行驶。
05
04
分散列车重量
铁路轨道要分散列车的重量，使轨道 和路基能够承受列车的重量和冲击力 。
铁路轨道的类型
02
有砟轨道
定义
应用场景
有砟轨道是指在铁路上铺设道砟的轨 道，道砟材料多为石砟，具有较好的 弹性和排水性能。
高铁技术不断创新
为提高高铁的安全性、舒适性和效率，高铁技术 在不断进行创新，如采用智能调度系统、无人驾 驶技术等。
高铁成为绿色交通方式
高铁的建设和运营注重环保，采用节能减排技术 ，减少对环境的影响，成为绿色出行的代表。
城市轨道交通的发展
城市轨道交通网络不断完善
随着城市化进程的加速，城市轨道交通网络在各大城市得到快速发展，线路覆盖面广，站 点密集。
智能化和自动化技术的应用
未来铁路轨道将更加注重智能化和自动化技术的应用，如智能调度 系统、无人驾驶列车等，提高运营效率和安全性。
环保技术的广泛应用
未来铁路轨道将更加注重环保，采用更先进的节能减排技术，减少 对环境的影响，实现绿色发展。
THANKS.
定期维护保养
02
对铁路轨道、道岔、信号设备等进行定期维护保养，确保设备
铁路轨道
一． 轨道结构的组成及功用答：有砟轨道结构由钢轨，轨枕，联结零件，防爬设备，道床和道岔组成。
轨道是铁路的主要技术装备之一，是行车的基础。
轨道的作用是引导机车车辆运行，直接承受列车荷载作用，并把荷载分布传递给路基或桥隧建筑物。
二． 作用在轨道上的力有哪些？答：竖向力包括轮重和附加动应力，因车辆蛇形运动，车轮轮缘接触钢轨而产生的往复周期性的横向力，列车启动制动的纵向水平力。
三． 图示两种轨道计算模型各叫什么名称？标出图中参数并说明其物理意义？ 答：a ：轨枕间距；u ：钢轨基础弹性。
四． 钢轨支座刚度D ，道床系数C ，轨道特性参数k ，钢轨整体刚度，钢轨基础弹性模量u 的定义及相互关系？答：钢轨支座刚度D ：使钢轨支座顶面产生单位下沉式，所需要的施加于支座顶面的力；道床系数C ：道床顶面产生单位下沉时所需施加于道床顶面的单位面积的压力； 钢轨基础弹性模量u ：为使单位长度的钢轨基础产生单位下沉所需施加在其上的分布力；钢轨整体刚度：使钢轨产生单位下沉所需的竖直荷载；轨道特性系数k ：钢轨基础与钢轨的刚比系数相互关系2t u k K k === 五． 轨道强度检算时为什么引进速度系数，偏载系数和横向水平力系数，以及各系数的意义？ 答：当列车运行时，影响动轮载的因素有很多，目前主要考虑速度，未被平衡超K高和列车通过曲线的横向力的影响。
故分别用速度系数，偏载系数和横向水平力系数考虑。
速度系数：由行车速度引起的动轮载增量与静轮载之比,随速度增大而增大；偏载系数：列车通过曲线时，由于存在未被平衡的超高，产生偏载，使外轨或内轨轮载增加，其增量与静轮载的比值；横向水平力系数：考虑横向水平力和偏心竖直力联合作用下，使钢轨承受横向水平弯曲和扭转，由此产生轨头和轨底边缘弯曲应力增大而引入的系数。
六．什么是速度系数，我国速度系数共分几级，应用范围多少？答：由行车速度引起的动轮载增量与静轮载之比为速度系数。
我国速度系数共分3级，分别适用于行车速度小于120km/h，行车速度在120~160km/h，行车速度在160~200km/h三种。
高速铁路轨道知识介绍
一般数百万吨通过总重可以完成密实阶段。 在新建高速铁路一次铺成无缝线路时，要采用道砟分层铺设、分层 捣固、动力稳定的作业方式，一次稳定下沉总量8-10mm，相当于10万 吨的运量。 后期下沉阶段是道床的正常工作阶段，下沉量和运量有直接关系。
1.3 无砟轨道结构
双 块 式 无 砟 轨 道 (路基地段)
1.3 无砟轨道结构
双 块 式 无 砟 轨 道 (桥梁地段)
1.3 无砟轨道结构
长 枕 埋 入 式
道岔区无砟轨道
1.3 无砟轨道结构
道岔区无砟轨道 (板式)
1.3 无砟轨道结构
→创新纵连板式
1.3 无砟轨道结构
创新板式无砟轨道
(桥梁地段)
7）铁垫板通过锚固螺栓与预埋于混凝土枕或轨道板中的绝缘套管配合紧固。 预埋套管上设有螺旋筋定位孔，便于螺旋筋准确定位。混凝土枕或轨道板 中的预埋套管中心对称布置，便于混凝土枕或轨道板的布筋设计。
8）调整轨向和轨距时无需任何备件，通过移动带有长圆孔的铁垫板来实现， 为连续无级调整，可精确设置轨向和轨距且作业简单方便。
8
恶劣环境条件 扣件系统经EN 13146-6所述300 h盐雾试验之后，用手工拆卸
影响
工具能顺利拆卸。
9
钢轨左右位置 单股钢轨左右位置调整量：－8～＋8 mm；
调整量
轨距调整量：－16～＋16 mm，调整级别1mm。
10
钢轨高低位置 调整量
钢轨高低位置调整量： －4～＋26 mm。
SKL15型弹条：扣压力9 kN，弹程15 mm； 11 扣压力及弹程 SKL15B型弹条：扣压力6 kN。
铁路轨道简介
铁路轨道简介一、轨道类型站线轨道类型应根据站线的用途按下表选用。
到发线要采用比正线轻一级的新轨或同级旧轨。
到发线一般只作接发列车之用，只有在个别情况下才办理通过列车。
但列车速度因受所连接着道岔的侧向通过速度控制，都比正线通过列车速度低，因此，到发线所承受的列车动荷载比正线轨道低，同时到发线的年通过总重亦比正线少得多，所以，规定到发线的轨道标准选用50kg/m或43kg/m新轨或旧轨。
注：1钢轨系指新轨或旧轨；“旧轨”是指磨耗未超标或经整修后符合要求的再用轨。
2到发线（含到达线、出发线和编发线，下同）的钢轨，当正线采用80kg/m 及以下轨型时，到发线仍按轻一级；当正线为50kg/m时，到发线采用43kg/m；当正线为60kg/m及以上时，到发线均采用50kg/m；3驼峰溜放部分线路（系指自峰顶至调车线减速器或脱鞋器出口的一段线路）及延伸一节钢轨，宜采用50kg/m，作业量较小的小能力驼峰也可采用43kg/m；在驼峰溜放部分的线路，即自峰顶至调车线减速器或脱鞋器出口的这一段线路上，坡度陡，曲线半径小，作业量大，轨道受车轮的冲击力和摩擦力较大，钢轨磨耗严重。
为了延长钢轨使用寿命，保证轨道强度和稳定，减少养护工作，故规定采用与到发线相同的钢轨。
对作业量较小的驼峰可采用43kg/m钢轨。
4其他站线系指调车线、牵出线、机车走行线及站内联络线，次要站线系指除到发线及其他站线以外的站线；因不通行正规列车，只作机车、车辆走行、调动停留之用，轨道承受的动荷载更低，故规定可铺设43kg/m钢轨。
5改建车站时，次要站线上可保留38kg/m的钢轨；根据轨道应力分析，在电力机车和内燃机车轴重大于21t及速度为25～30km/m的次要站线铺设38kg/m钢轨，一般强度是够的，故规定在改建车站时，次要站线上可保留38kg/m的旧轨。
6在按速度要求须采用18号单开道岔，且铺设混凝土枕的线路上，应采用Ⅱ型混凝土枕。
2、轨枕普通木枕按截面尺寸分为Ⅰ、Ⅱ类。
《铁路轨道》教学课件—01轨道结构
钢轨
03. 钢轨的接头
预留轨缝： （1）预留轨缝的计算:
钢轨
03. 钢轨的接头
预留轨缝： （1）预留轨缝的计算:
允许铺设轨温的上限
允许铺设轨温的下限
钢轨
04. 钢轨材质、热处理及力学性能
钢轨的化学成分是影响其力学性能、焊接性能和其他使用性能的基本因素，也是钢轨材质纯 净度的指标。 钢轨的主要成分是铁Fe，其次是碳C。含碳量一般不超过 0.82%。
钢轨
03. 钢轨的接头
（1）普通接头：按两股钢轨接头相互位置分为相对式和相错式两种。
（1）普通接头：按其用途可分为普通接头、异形接头、导电接头、绝缘接头、冻结接头、胶结 绝缘接头等。
钢轨
03. 钢轨的接头
（2）尖轨接头：指接头用尖轨和弯折基本轨组成的联结形式，是用于特大钢桥上无缝线路的尖 轨接头。它允许接头处钢轨随轨温变化有较大的伸缩。这种接头又称伸缩接头或温度调节器。
种类： 我国铁路钢轨按其长度分为100m、50m、25m 和12.5m四种长度，通称为标准轨，在曲线上 还需要使用标准缩短轨。 我国铁路规定，标准轨的长度是在20℃条件下测量的长度。12.5m钢轨的长度公差为±6mm； 25m钢轨的长度公差为±10mm。
钢轨
02. 钢轨用钢的钢号
从材质的角度看，主要是U71Mn、U74及PD2、PD3、稀土钢轨以及合金轨。 根据钢轨钢的化学成分及其强度级别，可分为碳素钢轨、微合金钢轨、低合金钢轨； 按交货状态可分为热轧钢轨和热处理钢轨。 热处理钢轨按其工艺条件又可分为离线热处理钢轨及在线热处理钢轨。 一般强度为1080 MPa及以上的钢轨被称为耐磨轨或高强度钢轨。 钢号为U71、U74中的U表示钢轨的符号，71、74表示钢轨含碳量为0.71%、0.74%，其他Cu、 Mn、Si表示这种钢轨钢的合金成分，序号 1～3 为普通碳素钢轨，4～6 为低合金钢轨。
铁路线路及站场第二章轨道
(一)直线轨距 我国铁路标准直线轨距为1 435 mm。 为使机车车辆能在线路上两股钢轨间顺利滚动，轨距应略 大于轮对宽度。当轮对的一个车轮轮缘紧贴钢轨作用边时，另 一个车轮轮缘与钢轨作用边之间就留有一定的空隙，此空隙称 为游间，如图2－16所示。
若 S0 为轨距， q 为轮对宽度，
图2－8 钢轨绝缘接头 1－钢轨；2－接头夹板；3－高强绝缘螺栓；
4－绝缘套管；5－槽型绝缘板；6－高强 绝缘垫圈；7－高强钢平垫。
(二)中间联结零件 中间联结零件又称轨枕扣件，它的主要功用是将钢轨固定 在轨枕上，并保持其稳固位置，防止钢轨作相对于轨枕的纵、 横向移动。
木枕扣件主要是道钉、垫板。 其连接方式为先用道钉将垫板与木 枕扣紧，再另用道钉将钢轨、垫板 与木枕一同钉连在一起，如图2－9 所示。垫板设于钢轨与木枕之间， 可增大钢轨与木枕的接触面积，以 免木枕被压坏；垫板的双肩抵住轨 底侧面又可保持轨距；垫板上设有 坡度，使钢轨形成1：40轨底坡， 以保持钢轨中部受力。
钢轨类型以每米大致质量表示。目前，我国钢轨主要有75、 60、50、43 kg／m等几种。我国标准钢轨断面尺寸见表2－1。
表2－1
钢轨各部尺寸
钢轨类型(kg／m) 75 60
50
43
标准长度(m) 25 12.5 25 12.5 25 12.5 25
轨头宽(mm) 75．O 73．O
轨腰厚(mm) 20．O 16.5
图2－13 隧道内的整体道床
五、防爬设备
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。
轨道爬行后，会造成轨缝不匀，一端轨缝顶严，另一端轨 缝拉大。轨缝顶严部位，夏季轨温升高，钢轨内产生较大的压 应力，严重时会造成胀轨跑道。轨缝拉大部位，冬季轨温降低， 钢轨内产生较大拉应力，严重时会拉弯甚至拉断螺栓。轨道爬 行后，还会造成轨枕移位，使轨枕处于松软的道床上，轨面出 现凹凸不平，严重地危及行车安全。
铁路轨道的组成
.铁路轨道的组成：钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬设备、道岔。
2.轨道的类型如何分类：设计车速在300km/h为无碴轨道结构；200km/h—250km/h为有碴轨道结构；特重型、重型、次重型、中型、轻型。
3.轨距、水平、轨底坡定义，如何测量：（1）轨距：为两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直的距离，1435mm，用道尺和轨检车量测。
（2）水平：指线路左右两股轨道顶面的相对高差，用道尺和轨检车量测。
（3）轨底坡：钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度，可根据钢轨顶面车轮碾磨痕迹的光带位置来判断。
4.标准轨距：1435mm；曲线轨距：由固定轴距为4m的车辆顺利通过为条件计算出来的；曲线轨距加宽：把曲线的内侧向内侧方向移动一定距离。
5.轨道误差：允许偏差+6mm或-2mm；正线、到得大于5mm。
三角坑：再一段不太长的距离内，首先是左股轨道比右股轨道高，接着是右股轨道比左股轨道高，所形成的轨道不平顺。
6.曲线规矩加宽：将曲线轨道内轨向曲线中心方向移动，曲线外轨的位置保持与轨道中心半个规矩的距离不变。
曲线外轨超高：有外轨提高法和线路中心高度不变法，前者是保持内轨标高不变而只抬高外轨，后者是内外轨分别各降低和抬高超高值的一半。
超高值视离心力的大小而定，曲线半径越小，速度越高，离心力越大，用来平衡的超高值越大。
7.钢轨按取整后的每延米长度质量来分：43kg/m、45kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m。
8.标准钢轨长度：25m和12.5m；标准缩短：比25m缩短40mm 80mm160mm，比15m缩短40mm 80mm 120mm六种。
短轨长度为6.5m。
9.轨道附属设施：轨撑、防爬设备、轨距杆、曲线加强增加轨枕配置。
轨道爬行：由于钢轨相对于轨枕、轨排相对于道床的阻力不足导致轨道纵向位移。
信号标志及线路标志作用是：向行人和线路养护人员先是铁路建筑物、设备的位置和状态，位置设置在铁路运行方向的左侧。
10.轨缝：18mm。
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“铁路轨道”教学大纲
课程编号：30L313Q
适用专业：土木工程课程层次及学位课否：专业主修课程、学位课
学时数：32 学分数：2
执笔者：高亮编写日期：2003年12月
一、课程的任务和教学目标
《铁路轨道》是土木工程专业的专业主修课程及学位课，是从事铁路和城市轨道交通轨道结构设计、施工及轨道管理工作的重要基础课。
任务是使学生系统学习铁路轨道的组成、设计原理和方法、轨道管理等相关知识。
主要讲授内容有：绪论、轨道结构与部件、几何形位、轨道结构力学分析、道岔、无缝线路等。
通过对此课程的学习，可以使学生较好地从事铁路、城市轨道交通设计、施工、管理等方面的工作。
二、课程教学内容和学时分配
（一）绪论（建议3学时）
了解世界铁路的发展概况、我国铁路高速与重载铁路的建设概况、铁路的性质及其在国民经济与交通体系中的地位，及该专业的发展的现状、科研动态等；
重点：使学生系统了解该课程的主要讲授内容及各部分的联系。
（二）铁路轨道结构与几何形位（建议8学时）
了解轨道结构的发展现状、轨道组成及部件（包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、道岔、线路防爬及曲线加强设备）；理解轨道各种部件的工作特点（材质、构造、类型、伤损等）和功用；掌握轨道几何形位的设置依据、要素及特征等理论和计算方法，并对高速铁路或提速线路的几何参数有一定的了解。
重点：轨道几何行位的要素及特征。
（三）轨道结构力学分析（建议7学时）
了解轨道结构力学分析的目的、意义和轨道结构的受力特点；轨道结构力学分析的几种模型；掌握轨道强度计算理论（主要是连续弹性基础梁理论）。
了解轨道横向受力分析的原理；了解轨道准静态、动力学的发展动态。
重点：轨道强度理论（主要是连续弹性基础梁理论）；
难点：轨道强度理论。
（四）道岔（建议6学时）
了解道岔的功能、种类；掌握单开道岔的构造特点、各部件的功能及要求等。
了解道岔的几何尺寸，理解道岔的允许过岔速度、轨道连接等内容。
了解提速、高速道岔的结构特点。
重点：单开道岔的构造；
难点：道岔的几何尺寸部分；
（五）无缝线路（建议8学时）
掌握无缝线路的基本原理和基本理论（包括长轨节内温度力的分布规律、无缝线路稳定性理论、无缝线路设计方法等）；了解桥上无缝线路、无缝道岔等特殊部位的设计和无缝线路的铺设养护及维修。
重点：无缝线路的基本原理和基本理论（包括长轨节内温度力的分布规律、无缝线路稳定性理论）；
难点：长轨节内温度力的分布规律和无缝线路稳定性理论；
建议：提示学生务必先预习。
三、课程教学安排及要求
（一）课堂教学
要求既要突出重点，又要使学生全面掌握本课程的知识，应使用电子课件。
应注意培养学生的思维能力、分析问题、解决问题的能力，尤其在无缝线路理论、轨道强度计算等方面。
要求指导学生如何自学，使学生了解、会查阅本专业的文献资料。
注意培养学生查阅资料，归纳总结问题能力。
（二）实践性教学环节
可以单独安排课程设计，培养学生分析问题和解决问题的能力。
内容可以是线路大修课程设计、铁路无缝线路设计等。
课程设计可以作为实践教学环节另做安排，学分另计。
（三）作业
所布置的作业应能使学生深入理解基本原理和概念、提高分析解决实际问题的能力以及查阅资料、归纳总结问题的能力。
并可加大研究性专题及综合评述性题目。
部分作业需要上机编制程序进行。
主要作业题目建议为：归纳总结轨道部件的组成和特点（1题）；几何形位方面的计算及分析（1题、上机计算）；轨道强度计算及分析（1题、上机计算）；无缝线路方面的计算分析（2～3题、上机计算）；高速、提速道岔结构特点（1题）。
四、课程的考核
考核的主要目标：对轨道结构的种类、特点、基本原理、养护维修方法等有较详细的了解，并能进行简单的编程设计。
考核的建议方式：可采用开卷或闭卷考试（可占70％），平时成绩可占30％。
五、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程：材料力学、结构力学、钢结构设计原理等。
相关课程：铁路轨道测试技术、新型轨道结构、城市轨道交通。
六、建议教材及教学参考书
（1）谷爱军．铁路轨道．中国铁道出版社，2005
（2）许实儒,童本浩. 铁路轨道基本理论．中国铁道出版社, 1997；
（3）童大埙. 铁路轨道基本知识．中国铁道出版社, 1997；
（4）郝赢. 铁道工程. 中国铁道出版社，2000；
（5）王午生, 许玉德, 郑其昌．铁道与城市轨道交通工程．同济大学出版社, 2003；
（6）卢耀荣. 无缝线路研究与应用. 中国铁道出版社，2004；
（7）范俊杰. 现代铁路轨道（第二版）, 中国铁道出版社，2004；
（8）赵国堂. 高速铁路无碴轨道结构. 中国铁道出版社，2006；
（9）翟婉明. 车辆—轨道耦合动力学（第二版）, 中国铁道出版社，2000；（10)铁路轨道设计规范(TB10082-2005) . 中国铁道出版社，2006；
（11)既有线提速200km/h技术条件. 中国铁道出版社，2006；
（12)客运专线铁路工程竣工验收动态检测指导意见. 中国铁道出版社，2008。