铁路轨道几何形位
轨道几何形位(几何尺寸)
算例：
容许偏差：弦测法客运专线+-3mm，20m弦 长。 曲线：R=10000m,实设应为：f=5mm； 正常范围：2～8mm. R2=102+(R-f)2 近似：R=50000/f 计算得出： R＝25000m~6250m均为正常。 曲线长度及偏角、圆顺性合适即可。
五、轨底坡（列车平稳性来设）
三、前后高低（纵向水平）：
轨道沿线路方向的竖向平顺性称为前后 高低。 ±4mm/10m弦长（站线：±6mm/10m） 目视平顺。
静态不平顺：
– 新铺或经过大修后的线路，即使其轨面是平顺的，但是经过
一段时间列车运行后，由于路基状态、捣固坚实程度、扣件 松紧、枕木腐朽和钢轨磨耗的不一致性，就会产生不均匀下 沉，造成轨面前后高低不平，即在有些地段（往往在钢轨接 头附近）下沉较多，出现坑洼，这种不平顺，称为静态不平 顺；
曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定超高度，以使车体重 力的向心分力得以抵消其曲线运行的离心力。
– 轨底坡：
轨道两股钢轨底面应设置一定的轨底坡，使钢轨向内倾斜，以保 证锥形踏面车轮荷载作用于钢轨断面的对称轴。
3、从轨道的纵断面上看： 轨道的几何形位包括轨道的前后高低。
– 钢轨顶面在纵向上应保持一定的平顺度，为
原因：
– 如果在延长不足18 m的距离内出现水平差超
过4 mm的三角坑．将使同一转向架的四个车 轮中，只有三个正常压紧钢轨，另一个形成 减载或悬空。 – 如果恰好在这个车轮上出现较大的横向力， 就可能使浮起的车轮只能以它的轮缘贴紧钢 轨，在最不利的情况下甚至可能爬上钢轨， 引起脱轨事故。 – 因此，一旦发现，必须立即消除。
量测方法：
直 线 ： ±4mm/10m （ 站 线 及 专 用 线 ： ±5mm/10m ） － － 设 计 中 曲 线 应 大 于 20m，取10m整倍数。 曲线：正矢20m弦，矢度查表。（大机作 业用激光来量测），具体量测：先分 点：10m弦一个点。
铁道工程-第六章-轨道几何形位
二、机车车辆走行部分的构造
2.转向架的类型
（1）按轴数分类：机车有二轴、三轴和四轴转向
架。车辆有二轴、三轴和多轴转向架。车轴在转向架上的 排列形式称轴列式或轴式。我国东风型内燃机车和韶山Ⅰ 型电力机车为三轴转向架，其轴式为30—30（或C0—C0）， 其中，C表示3，脚注0表示有牵引电动机驱动的动轮轴； 北京型内燃机车为二轴转向架，其轴式为20—20（或B0— B0），其中，B表示2，我国客货车辆多为二轴转向架。为 了适应我国重载运输发展的要求，正在研制单节大功率八 轴内燃机车，即两台四轴转向架。比较理想的轴式为B0＋ B0—B0＋B0，即由两台二轴转向架组合而成一台四轴转向 架，车辆则采用多转向架或转向架群。
二、机车车辆走行部分的构造
二、机车车辆走行部分的构造
三轴转向架
二、机车车辆走行部分的构造
二、机车车辆走行部分的构造
1.转向架的构造
（1）轮对轴箱装臵：轮对沿着钢轨滚动，除传递车辆 重力外，还传递轮轨之间的各种作用力，其中包括牵引力和 制动力等。轴箱与轴承装臵是联系构架和轮对的活动关节， 使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动。 （2）弹性悬挂装臵：为减少线路不平顺和轮对运动对 车体的各种动态影响（如垂向振动，横向振动等），转向架
动力分散，一种叫动力集中
二、机车车辆走行部分的构造
2.1 机车车辆基础知识简介
车辆的分类 （1）按用途分：客车、货车 客车：硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、 行李车、邮政车等
货车：平车、敞车、棚车、罐车、保温车等 （2）按车辆的轴数分：四轴车、六轴车、八轴车等
轴数越多，车轮也越多，载重量就越大。
二、机车车辆走行部分的构造
东风11（DF11）型内燃机车
二、机车车辆走行部分的构造
中南大学教学课件《铁道工程》之轨道工程-第七章 轨道结构力学
3. 纵向水平荷载
包括钢轨爬行力；列车起动、制动时产生的纵向水平力；坡道 上列车重力的水平分力；温度力；摩擦纵向力；钢轨焊接造成 的收缩应力。其中，温度力对无缝线路的稳定性至关重要。
二、作用在轨道结构上的力
1. 竖向荷载
（1）静载：自重+载重 中-活载、ZK标准活载 （2）动载：附加动压力（动力附加值） 1）机车车辆构造与状态原因引起： a）车轮扁瘢、擦伤——冲击荷载 b）车轮不圆顺——冲击 2）轨道构造与状态引起： a）接头(轨缝、错牙、台阶、折角)——冲击 b）焊缝和轨面短波不平顺——冲击 c）轨道不平顺 3）机车车辆在轨道上的运动方式引起 a）蛇行——偏载 b）曲线——偏载
��轨道上的水平荷载������rs ������rs<0.85(10+ )
������ ������
二、作用在轨道结构上的力
3. 纵向荷载
（1）轨道爬行
轨道爬行的产生是由于钢轨相对轨枕或轨枕相对于道床在运行方向上逐 渐产生了位移。在双向行车的单线铁路上，爬行发生的次数要少些。在 坡道上，无论行车方向如何，轨道均向下爬行。轨道爬行有如下弊端： ①无缝线路上钢轨纵向力会增加； ②有缝线路上钢轨伸缩缝太大或太小； ③由于水平弯矩施加在轨排上，钢轨的不均匀爬行会导致轨枕不方正； ④轨枕发生位移，将降低道床的稳定性。
Q
q
Q+dQ
d2y M EJ 2 EJy (3-1) dx dM 3
dy dx
(3-0)
Q
dx dQ q EJy4 dx
EJy
(3-2) (3-3)
式中 : E为钢轨钢的弹性模量； J为钢轨截面对水平中性轴的惯性矩； θ钢轨转
角 ； M为钢轨截面弯矩； Q为钢轨截面剪力；q为基础分布反力
轨道几何形位静态检查原理及应用
90 加速度 / ( ×g)
01629 4 01069 9 01025 2 01009 8 01006 3 01001 6
100 加速度 / ( ×g)
01777 1 01086 3 01031 1 01012 1 01007 8 01002 0
120 加速度 / ( ×g)
11119 01124 3 01044 8 01017 5 01011 2 01002 8
105
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·铁道工务 ·
韩清强 ,武 勇 —轨道几何形位静态检查原理及应用
收标准 4 mm ,经常保养标准 6 mm ,临时补修标准 9 mm 与理论计算值比较接近 。
水平作业验收标准 4 mm ,经常保养标准 6 mm ,临时补
修标准 10 mm , 120 km / h及以下线路水平作业验收标
准 4 mm ,经常保养标准 6 mm ,临时补修标准 9 mm 均
比理论计算值偏严 ,这主要考虑轨向与水平逆相位复
合不平顺的影响 ,偏于安全 。
114 三角坑 (Δh′)
静态检查与动态检查是管理轨道几何形位的两种 方式 。静态检查是在轨道不行车时对轨道几何形位状 态的检查 ,检查项目主要有高低 、轨向 、轨距 、水平 、三 角坑 、超高 、变化率等 7 项 ;动态检查是在行车条件下 对轨道几何形位状态的检查 ,检查的项目主要有高低 、 轨向 、轨距 、水平 、三角坑 、垂直加速度 、水平加速度等 7项 。掌握动静态检查原理对做好轨道几何形位的维 护十分重要 ,尤其是随着全路第五次大面积提速 ,列车 运行速度大幅提高 ,对行车的平稳性 、舒适性要求更 高 ,对轨道几何形位的控制标准要求更严 ,掌握其原理 更有必要 。
铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺
（2）按轨道不平顺波长特征区分类型 随机性轨道不平顺包含许多不同的波长成分，波长范围 很宽，0.01～200米波长的不平顺均常见。而且不同波长的不 平顺，其影响也各不相同。按轨道不平顺的波长特征，可分 为短波、中波、长波不平顺三类。
波长类型 波长范围 几毫米至 几拾毫米 几百毫米 1至3.5米 可能出现的幅值范 围 1毫米以内 2毫米以内 0.1～1毫米 包含的常见不平顺 擦伤、剥离掉块、焊缝等轨 面不平顺、波纹磨耗 波浪形磨耗、轨枕间距不平 顺 新轨轨身不平顺
作为单元区段，分别计算单元区段内左、右高低、左、右轨 向、轨距、水平、三角坑七项几何参数的标准差。各单项几
何不平顺幅值的标准差称为单项指数，七个单项指数之和作
为评价该单元区段轨道平顺性综合质量状态的轨道质量指数。 其计算公式为：
TQI i
i 1 i 1
7
7
1 2 ( xij xi ) n j 1
6.3 轨道平顺状态的评估方法
评定诊断轨道平顺状态好坏和恶化程度的依
据，是轨道不平顺对机车车辆响应的影响和经验。 我国对轨道不平顺状态的评价方法主要采用局部 不平顺幅值超限评分法（即峰值扣分法）和轨道 质量指数法（TQI）：
1、即峰值扣分法；
2、TQI。
1、峰值扣分法
峰值扣分法从轨道几何尺寸指标、动力学指标的角度 出发，根据轨道局部不平顺超限等级，以一公里为单位计算 总扣分的方式来评价轨道的质量。检查评定项目包括轨距、 水平、高低、轨向、三角坑、车体垂向振动加速度和横向振 动加速度共七项。 局部不平顺幅值超限评分法把轨道动态几何尺寸允许 偏差管理值按线路允许速度分为四级：Ⅰ级为保养标准，每 处扣1分；Ⅱ级为舒适度标准，每处扣5分；Ⅲ级为临时补 修标准，每处扣100分；Ⅳ级为限速标准，每处扣301分。
6-轨道的几何形位(一)
4、轨距的测量（每6.25m检查一处） 道尺（轨距尺）——静态测量 轨距尺是用于测量铁路线两股钢轨间的 轨距、水平度以及超高等的专用计量器具 。
图-4 轨
第7 页
距
尺
பைடு நூலகம்
图-5 GTGC轨距尺结构示意图 1、活动测头 2、活动端搭轨铁 3、活动端搭轨铁座 4 、位移传感器连接块 5、位移传感器 6、数据微处理器及OLED显示盒（含倾斜角传感器） 7 、提手(电池盒) 8、锂离子电池 9、扳手 10、固定端搭轨铁座 11、固定端搭轨铁 12、固定测头 13、位移传动导向机构
图-7 三角坑
第12页
三、前后高低 1、定义：线路纵向平顺情况 2、量测 10m弦 4mm 不平顺
图-8 纵向高低
第13页
四、方向 1、定义：线路中心的方向 2、量测：直线：10m弦 <4mm 曲线：20m弦 3、方向不平顺危害： ﹡横向力增加 ﹡容易脱轨 ﹡胀轨跑道
第14页
3、高低不平顺 静态：钢轨磨耗、轨枕腐烂、道床下 沉 动态（动力型不平顺）：
轨道的几何形位（一）
五要素
任课班级：电大12-1、2
轨道几何形位： 是指轨道各个部件的几何形 状、相对位置和基本尺寸。目的 是保证机车车辆在轨道上安全、 平稳、不间断地运行。 轨道几何位五要素： ①轨距 ②水平 ③前后高低 ④方向 ⑤轨底坡。
第2 页
导入 轨道直接承受 来自机车车辆的 载荷，并引导机 车车辆的运行。 为确保列车的 安全运行，轨道 的两股钢轨之间 ，应保持一定的 距离——轨距
第8 页
、轨检车——动态测量 用来检测轨道的几何状态和不平顺 状况，以便评价轨道几何状态的特种 车辆，简称轨检车。 检测项目：高低、水平、三角坑、 方向、轨距，以及里程和行车速度。
毕业论文：铁路轨道几何形位偏差与检测维修技术
四川交通职业技术学院道路桥梁工程系毕业论文题目：铁路轨道几何形位偏差与检测维修技术年级:2013届学号：20104028姓名：魏晓敏专业：道路桥梁工程技术(铁道方向）指导教师：钟彪王向峰论文提交日期:20 年月日论文答辩日期：20 年月日论文答辩通过日期：20 年月日20 年月日毕业设计（论文）任务书3毕业设计（论文)评审表1）(指导教师用）班级：姓名：学号：45毕业设计（论文）答辩情况记录班级：姓名：学号：67毕业设计（论文)总成绩评定表系毕业设计（论文）领导小组审核意见：组长签名：年月日注：毕业设计(论文）总成绩中，指导教师评分占40％，评阅人评分占20%，答辩评分占40％.9摘要近年来，中国高速铁路建设进程不断加快，从2008年的第一条高速铁路—京津城际铁路运营以来，到现在中国大陆高铁营业里程已达6894千米。
铁路轨道是列车高速、安全运营的基础设施。
为保证列车安全快速运行,满足乘客乘坐的舒适度及提高运转效率，轨道线路必须符合水平、轨向、轨距、曲线超高等技术参数的管理标准,同时还要具备足够的强度和稳定性。
铁路轨道准确的几何尺寸是保证列车安全运行的基本条件，但在机车车辆的作用下和其他因素的影响下，轨道几何尺寸经常会发生变化，因此,必须规定轨道几何尺寸的容许偏差。
与普通铁路相比，高速铁路更要树立“以检为主，检重于修，重检慎修"的理念。
本论文从轨道的几何形位、尺寸偏差以及如何检测并维修等多方面介绍分析了轨道的养护维修.关键词:轨道；几何尺寸;外轨超高；检测维修10目录1 绪论 (13)1。
1 轨道维修的背景及意义 (13)1。
2 国内外轨道维修的概况 (13)1。
2.1 我国线路养护维修简介 (13)1.2.2 国外高速铁路的发展及其养护维修特点 (14)2 轨道几何形位 (15)2.1 轨道几何形位 (16)2。
1。
1 轨距 (16)2。
1。
2 水平 (17)2。
1。
3 前后高低 (18)2。
轨道几何形位
：指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。
：轨向（直线、曲线）和缓和曲线平面（直线曲线）和横断面：轨距(曲线轨距加宽）、轨底坡水平(曲线外轨超高)纵断面：前后高低轨道几何形位密切配合—轨道几何形位→密切配合影响机辆的：1）安全运行2）设备寿命）舒适度4）养护费用3）舒适度一节机车车辆走行部分车辆走行部分组成：轮对轴箱弹性悬挂装置制动装置转向架+ +++•车轮1）2））磨耗型踏面→母线为曲线:减磨、降低接触应力•轮缘→踏面内侧制成凸缘—防车轮脱轨→ 通过踏面上距车轮内侧面一定距离的•踏面测量线→通过踏面上距车轮内侧面定距离的一点划出的水平线轮缘厚度→ 由踏面测量线向下10mm处量得的厚度•→由踏面测量线向下10mm处量得的厚度•车轮直径→取踏面上距轮内侧面一定距离的一点为静态不行车：不行车时的状态→用道、轨检仪测试尺轨检仪测试：行车时动态行车时的状态→用动态轨检车测试水平定义：指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。
：应在同一水平面上→荷载均匀平稳行车直线地段应在同水平面上荷载均匀平稳行车《维规》：钢轨顶面水平容许偏差，正线、到发线≯4mm，其钢轨水平偏差，对行车危害不同：两种性质不同的对行车危害不同：1)水平差：一股始终高于另一股，高差值＞容许值角替高平，高值容许值，个平最)三角坑：两股交替高低不平，高差值＞容许值，且两个水平最大误差点之间的距离＜18 m三轮压紧，一轮减载悬空，爬轨、脱轨→消除→三轮压紧轮减载悬空爬轨脱轨→消除不平顺水平不平顺即轨道同一横截面上左右两轨顶面的高差。
不平顺般称三角坑)(一般称三角坑即左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲。
用相隔一定距差度量。
扭曲=a -（-b ）轨向定义：指轨道中心线在水平面上的平顺性。
《维规》：直线方向必须目视平顺用10m弦测量正线上维规》：直线方向必须目视平顺，用10m弦测量，正线上正矢≯4 mm；站线、专用线≯5 mm营线直线并非直线是许多波长的曲线营线：直线并非直线，而是许多波长10～20m的曲线↗蛇行运动→行车平稳性轨道方向→控制行车平稳性的因素轨向不良控制行车平稳性的因素轨向偏差不超过容许范围，则轨距变化对车辆振动影响处于从属地位。
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铁路轨道几何形位 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
铁路轨道几何形位
轨道上两股钢轨在平面和立面上的相互位置。
在直线段，平面上左右两股钢轨要保持与轨道中线相等距离和一致的方向；在立面上，除了随着线路纵断面的变化保持一致高度外，在每一横断面上左右两轨顶面应保持同一高度。
在曲线段，使外股相对于内股应保持一定的高差，两轨间的距离要比直线加宽。
在不致影响列车安全与
正常运行前提下，对上述的标准要求，都允许有一定
的误差，并根据线路等级的不同，各国都规定了自己
的标准。
轨距为两根钢轨头部内侧间与线路中线垂直方向
上的距离，在轨顶面以下规定的部位量取。
由于轨头断面的圆弧及侧面斜度的不同，这个部位在不同的国家规定有不同的数值，如中国为16毫米(图1[轨距测量]),联邦德国为14毫米，法国为15毫米，苏联为10毫米。
轮对上左右两车轮内侧面之间的距离,加上两个轮缘厚度,称为轮对宽度。
轮对宽度应略小于轨距，使轮缘与钢轨内侧保持必要的间隙，以利于在轨道上行驶的车辆轮对都能顺利通过，而不使轮对楔住在轨道内，也不致引起车辆过度的摆动。
中国规定直线地段的标准轨距为1435毫米，允许误差为+6～-2毫米；轨距变化必须和缓，每米距离内不可有大于2毫米的差异。
随着车速日益提高,世界各国正研究缩小钢轨与轮缘间的间隙，以增加行车的平稳性。
如英国在混凝土枕轨道上已采用1
432毫米（木枕轨道仍为1435毫米）的轨距。
苏联自1971年起采用1520毫米（原为1524毫米）。
水平形位直线地段两轨应保持同一高度，使两轨负荷均匀，允许有一定误差。
中国铁路的规定，是按线路种类的不同，分别为不大于4～6毫米。
轨道不允许有三角坑存在,即在一段不太长的距离内,不允许左右两轨高差交替变化，以致引起车辆剧烈摇幌。
对于不同线路种类,中国铁路规定，在18米距离内,不许有超过4～6毫米的三角坑存在。
过大的三角坑会使个别车轮悬空，轮缘爬上轨面，而发生脱轨事故。
轨底坡车轮轮箍和钢轨接触的面为1/20的圆锥面。
为了使车轮压力的合力线更接近于钢轨中轴线，以减小偏磨,钢轨不是竖直铺设,而是略向轨道中心倾斜。
这种倾斜度称轨底坡。
中国铁路过去采用1/20的轨底坡（直线地段）自1965年起改为1/40。
其原因是车轮踏面(轮箍和钢轨接触的面)经过一段时间的磨耗后,斜度已接近于1/40。
曲线地段轨道几何形位曲线轨道构造与直线地段有不同特点：①曲线半径较小时，轨距适当加宽；②外轨增设超高；③曲线两端与直线连接处设置缓和曲线。
轨距加宽机车车辆进入曲线轨道时，因惯性作用，仍然力图保持其原来行驶方向，仅当前轴外轮碰到外轨，并受到外轨引导，才沿着曲线轨道行驶。
这时车辆的转向架与曲线在平面上保持一定的位置和角度。
可能出现三种不同情况：第一种情况是当轨距足够宽时，只有前轴外轮的轮缘受到外轨的挤压力（称导向力），后轴
则居于曲线半径方向，两侧轮缘与钢轨间都有一定的间隙，行车阻力最小;第二种情况是当轨距不够宽时,后轴（或其他一轴）的内轮轮缘也将受到内轨的挤压（图2 [曲线段轨距受挤需加宽]），产生了第二导向力，行车阻力较前者增加；当轨距更小时,可能出现第三种情况,此时不但中间某轴内轮受内轨挤压，而且后轴外轮也受到外轨挤压，车轮被楔住在两轨之间,不仅行车阻力大,甚至可能把轨道挤开。
因此小半径曲线上轨距必须加宽。
在确定轨距加宽时,须根据铁路机车车辆的轴数和轴距,计算轨距能允许车辆以何种情况通过曲线。
确定轨距加宽的原则是：①保证最常用的车辆转向架能以第一种情况自由通过曲线；②保证轴距较长的多轴机车能以第二种情况通过，而不致出现第三种情况。
根据上述原则算出的曲线轨道的轨距，减去直线上的标准轨距，称轨距加宽值。
中国轨距加宽值，按照曲线不同半径，过去
分为三级加宽，后改为两级加宽，
每级5～10毫米。
但包括6毫米容
许误差在内，轨距最大不得超过14
56毫米，以保证轮对平稳、安全地
通过曲线。
外
轨超高列车在曲线上行驶对轨道产
生离心力，使外轨承受较大的压力，发生严重的侧
面磨耗，并使旅客感觉不适，严重时甚至造成列车
倾覆事故。
为此，须将外轨抬高一定程度，借助于
因车体内倾所产生的重力内向分力来平衡这种离心
力（图3 [外轨超高]）。
外轨抬高的数量，称外
轨超高度。
由列车通过时离心力的大小确定。
离心力与车速平方成正比，与曲线半径大小成反比，因此半径越小，车速越大，离心力越大，需设的超高就越大。
在车速和曲线半径都为已知的情况下，借助于上述各力的平衡关系，按使两轨垂直磨耗均等的条件，可得外轨超高的计算公式为
＝式中超高以毫米计；速度以公里/时计；半径以米计。
由于通过曲线的各种列车的车速和车重各不相同，车速高的偏磨外轨，低速车则偏磨内轨，为了达到两轨磨耗均等，可采用下面的平均速度来计算超高：
[559-1]式中为列车次数；为列车重量；为列车实际速度。
若按两轨磨耗均等的原则设置超高，因所受的离心加速度过大，有时会使高速列车中的旅客感觉不舒适。
因此，还要根据旅客舒适度条件进行检验，如不能满足要求时,应再调整超高。
旅客感受的外侧离心加速度按下式作近似计算
[559-02]式中以米/秒计，其余仍如上述。
当大于时，上式为正值，这是离心力大于超高所提供的向心力，说明超高度不足（即欠超高）；当小于时，为负值,这时离心力小于超高度所提供的向心力，说明超高过大（即余超高）。
欠超高和余超高都使旅客感觉不适,且与的绝对值成正比。
若命该超高的差值为△,当｜｜分别为、、米/秒时，则△相应为9 2、76、61米毫。
由于具体条件不同，各国规定的允许离心加速度有些差别。
一般而言,离心加速度如不超过米/秒，旅客不致有不舒适的感觉。
中国铁路规定:在山区铁路,其值不得大于米/秒；平原区域或复线不得大于～米/秒（见铁路线路平面）。
实际设置超高时,取其整数到5毫米，最大超高为150毫米；单线上下行速度悬殊时不超过125毫米，以防临时停车，内轨受过大偏压。
缓和曲线设于圆曲线与直线相接处，使圆曲线的轨距加宽及外轨超高，可以在缓和曲线范围内逐渐完成。
缓和曲线的曲率是渐变的，从零变至与圆曲线曲率相同；超高也是渐变的，因而列车由直线进入曲线时，车体所受的离心力与向心力也是渐变的。
为使这两种力处处平衡，可推导出这曲线的线型是一空间的高次方程。
在纵断面上，如果外轨超高按直线规律递增，即为各国常用的三次螺旋线。
然而它在直缓点（直线与缓和曲线连接点）及缓圆点（缓和曲线与圆曲线连接点）上仍不免有力的突变。
为了消除这种突变，超高的递增率可采用高次方程表示，使外轨作成曲线型的顺坡。
如联邦德国在高速线上采用两个二次代数式，日本的高速线上采用余弦型曲线顺坡，都属于这一类型。
中国自50年代以来，对缓和曲线理论作过大量研究，提出多种类型，有的曾在一些铁路上试铺过，取得一定效果。