铁路轨道综合实训报告

一. 铁路道岔

道岔是个大家族，既然有单开道岔，就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交分道岔）等。

道岔

双开道岔为Y形，即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。三开道岔如同Ψ形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。复式交分道岔像X形，实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。除此而外，还有一种交叉设备，通常使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来，就是交叉渡线。它不仅能开通较多的方向，而且占地不多，所以经常在车站采用最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。

大家可能已经发现，车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。设置护轨的目的也就在此，它要强制引导车轮的运行方向。尽管如此，这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度，对开行高速列车十分不利。解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。

二．无缝线路

无缝线路是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路。钢轨的长度可以达数千米或数十千米，但为了铺设、维修、焊接、运输的方便，我国的无缝线路长度多为1~2km。因线路上减少了大量钢轨接头和轨缝，故称之为无缝线路。无缝线路分温度应力式及放散温度应力式两种。目前世界各国绝大多数均采用温度应力式无缝线路。无缝线路的类型分为温度应力式和放散温度应力式两类，温度应力式为无缝线路的基本结构型式。

无缝线路和普通线路相比，最大的区别是钢轨的接头也可以说轨缝大大减少，前文已简单提到普通线路钢轨接头对线路来说是一个薄弱环节。钢轨接头的存在破坏了轨道的连续性，造成了不平顺。也常常会产生鞍形磨耗、低接头、接头掉块、夹板弯曲、轨枕破损、翻浆冒泥、暗坑、错牙、支嘴等病害，这些病害的存在大大的增加了线路养护的工作量和费用。钢轨接头不仅给公务工作带来沉重的负担，而且对机车车辆的使用寿命、维修周期都有不利的影响。同时当车辆经过接头时发出的震动和噪声，使旅客感觉到不适。无缝轨道的出现解决了普通轨道接头的问题，随着告诉铁路和重载铁路的需要，相信以后大量的无缝线路成为修建的首选。

无缝线路当然不是完美的，任何事物都有其自身的优点与缺点。对于普通的线路上基本轨的长度无非是12.5m和25m，也就是说每隔12.5m或25m就会有一个接缝，随着温度的升降钢轨能自由的伸缩，因而积存在钢轨内的温度力较小。无缝线路可不同，由于钢轨的长度很长，，仅能在常轨的两端有些伸缩，中间段不能热胀冷缩，当温度升高，将会带来很高的温度力，人们在铁路线上采用强大的线路阻力来锁定轨道，限制了钢轨的自由伸缩。在我国是采用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件等对钢轨进行约束。实验表明，直径24mm的高强螺栓，六孔夹板接头可提供40至60吨的纵向阻力。弹条扣件每根轨枕可提供1.6吨的纵向阻力。由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系，所以我们锁定钢轨时必须正确、合理地选定锁定轨温，以保证无缝线路钢轨冬天不被拉断，夏天不致胀轨跑道，危及行车安全。这当然也是养护维修的重中之重。

三．无渣轨道

无碴轨道是以混凝土或沥青砂浆取代散粒道碴道床而组成的轨道结构型式，它具有轨道稳定性高，刚度均匀性好，结构耐久性强和维修工作量显著减少等特点，对于高速铁路较传统的有碴轨道有更好的适应性。砟(zhǎ)，岩石、煤等的碎片。在铁路上，指作路基用的小块石头。传统的铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成，钢轨固定放在枕木上，之下为小碎石铺成的路砟。传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但容易变形，维修频繁，维修费用较大。同时，列车速度受到限制。

作为最主要的无碴轨道结构型式之一，板式轨道在日本新干线应用广泛。经过30余年的经验积累，日本新干线板式轨道在设计、施工及养护维修等方面日趋成熟。自20世纪至今，累计铺设里程已达2700多千米。国内对板式无碴轨道的研究是随着对高速铁路的研究不断深入进行的，目前已在秦沈线狗河特大桥（741）、双何特大桥（740），赣龙线枫树排隧道（719），遂渝线，并在京沪高铁上实现大规模铺设。按照无碴轨道宜集中铺设的原则，本线在长度大于6km的隧道及相邻两铺设无碴轨道的隧道间小于500m的桥梁和路基铺设板式无碴轨道。铺设范围包括“三隧两桥”（依次为石板山隧道、黑水坪大桥、南梁隧道、孤山大桥、太行山隧道）以及其间的路基，共计铺轨95.045km。其中太行山隧道全长27.839，居亚洲在建铁路山岭隧道之首。

板式无碴轨道由60kg/m钢轨、弹性分开式扣件、轨道板、乳化沥青水泥砂浆（CA砂浆）、混凝土凸形挡台及混凝土底座等部分组成，轨下设置充填式垫板。

对无碴轨道的研究尚处于起步阶段，没有形成规范的无碴轨道计算理论，在本线板式无碴轨道设计过程中，我们在对中国内的三重叠合梁模型、德国的当量叠合梁模型深入研究基础上，采用更为接近实际的有限元梁—板模型。

石太客运专线作为中国国内唯一一条集高速客运与重载货运于一体的客

运专线，将首次大规模铺设板式无碴轨道，而当前国内尚没有形成规范的无碴轨道计算理论，因此需深入研究板式无碴轨道受力规律，以保证设计经济、合理。采用有限元理论，建立了板式无碴轨道的梁—板模型，应用大型有限元工具软件A9BCB对模型进行求解。应用有限单元理论建立板式无碴轨道结构的整体模型：钢轨采用弹性点支承梁模拟；扣件采用线性离散弹簧模拟；轨道板采用板单元进行模拟；CA砂浆调整层采用实体单元模拟；底座采用弹性地基板模拟，以反映下部基础对轨道结构的支承作用；地基系数采用k30进行计算。