第二章轨道结构工程

1第二章轨道结构工程2轨道是由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔及其他附属设备等组成。组成轨道部件材料(钢、混凝土、弹簧、道渣、减振阻尼橡胶等)的力学性质差异极大，通过科学可靠的方式把它们组合在一起、用以导向列车的运行、承受高速行驶列车的荷载并把荷载传递给支撑轨道结构的基础。345地铁轨道结构需要考虑的问题：①为保护城市环境，对噪声控制要求较高，除了车辆结构采取减振措施，必要时修筑声屏障外，轨道结构也要采取减振措施。②轨道交通行车密度大，运营时间长，留给轨道维修作业的时间很短，因而一般采用较强的轨道部件。新建轨道交通系统时，对浅埋隧道和高架结构，一般采用无渣道床等少维修轨道结构。6③轨道交通车辆一般采用电力牵引，以走行轨作为供电回路。为减小因漏泄电流(或称迷流)而造成周围金属设施的腐蚀，要求钢轨与轨下基础有较高的绝缘性能。④受街道和建筑物所限，城市轨道交通曲线区段占很大比重，在小半径曲线地段，应采用耐磨钢轨。钢轨铺设前应进行预弯。运营时钢轨应进行涂油以减少磨耗。78910第一节、钢轨第二节、扣件第三节、轨枕第四节、道床第五节、道岔11第一节钢轨钢轨是轨道结构的主要组成部分，直接承受地铁(轻轨)列车荷载，并传递到扣件、轨枕、道床和结构底板(路基或桥梁)，依靠钢轨的头部内侧和列车轮缘的相互作用，引导列车前进。因钢轨在列车静荷载和冲击动荷载作用下产生弹性挠曲和横向弹性变形，故钢轨应有足够承载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性。1213钢轨141、选型钢轨的类型习惯以每米大致质量数来表示。目前我国铁路的钢轨类型主要有43kg／m，50kg／m，60kg／m，75kg／m，等类型：质量愈大表示断面强度等性能指标愈高。我国生产的钢轨定尺长度，一般有12．5m，和25m两种。15地铁无统一选型标准，参照国家铁路的钢轨选型标准。我国地铁和轻轨均选用60kg/m的重型钢轨，车场线选用43kg/m或50kg/m的轻型钢轨。地铁及轻轨的轨距一般采用1435mm的国际标推轨距。16重型钢轨与轻型钢轨对比：质量允许载重抗弯强度使用年限更换率振动影响17%50%34%1.5~3.0-84%-10%60kg/m与50kg/m比较：172、损伤分析及材质选择⑴损伤分析钢轨主要承受车辆的集中垂直荷载，使钢轨断面产生一定弯曲，但由于抗弯强度不足而损坏的很少。造成其损坏的主要原因为磨耗和疲劳损伤18出现“鞍形”磨耗的原因由于焊缝及焊缝两侧热影响区的金相组织、晶粒度不同,造成焊接接头各部位的硬度差异。钢轨焊接接头经过焊接热循环后,各部位组织和性能都发生了变化,焊缝及热影响区的硬度出现高低不同:在热影响区与母材近临区域50mm宽度范围内,出现软化带,硬度下降幅度较大;用打磨机打磨时常出现硬度低的部位打磨的凹下量较多,硬度高的部位打磨的凸起量多些的现象,出现了“鞍形”磨耗。192021⑵材质分析在顶面最大接触应力条件下，满足列车运行的强度、稳定性、疲劳破损方面的要求下，进行允许应力对比分析。22以60kg／m钢轨为例．计算出列车通过时静荷重及冲击动力荷重作用下钢轨顶面最大接触应力，在此应力条件下，保证列车运行时钢轨的强度、稳定性、疲劳破损方面的要求。对普通碳素钢钢轨、普通碳素淬火钢钢轨和高碳微钇钢轨进行允许应力对比分析，我国地铁和轻轨在材质方面选择高碳微钇钢轨。233、钢轨连接与无缝线路(1)机械连接24(2)焊接连接与无缝线路我国钢轨焊接技术最早是采用电弧焊，现在采用铝热焊、气压焊、电接触焊等焊接方法，其中以电接触焊接的长钢轨，质量好，效率高。无缝线路是指将钢轨焊接起来的线路。25第二节轨枕2627轨枕（1）轨枕的功能支承钢轨，保持轨距和方向，传递荷载（2）轨枕的要求坚固性，弹性，耐久性（3）轨枕的分类按构造和铺设方法分：横向轨枕、纵向轨枕、短轨枕、宽轨枕按材料分：木枕、混凝土枕及钢枕28293031第三节扣件1、什么是扣件？2、扣件的作用？3、扣件的组成？4、设计的原则？32333435364、扣件设计需要考虑的因素(1)调整量地铁整体道床上的扣件，轨距调整量+8mm、-12mm，高低调整量为+10mm能满足使用要求。(2)抗横向力根据北京地下铁道轨道动测资料，曲线半径为200m，车速为50km/h，扣件受到最大横向力37kN。37(3)扣压力扣件的扣压力大于12kN就能制止钢轨爬行。(4)绝缘性能扣件的绝缘部件工作电阻应大于108欧姆。38(5)垂向和横向静刚度在确保列车安全运行的条件下，根据地铁和轻轨交通车辆轴重及减振的要求，一般扣件垂向静止刚度为200—290kN／cm，横向静止刚度应为220-600kN／cm。(6)扣件强度要求扣件在垂向受力55kN，横向受力40kN的条件下，经过200-300万次疲劳试验，无损坏及磨耗。39DTI扣件40第四节道床1、什么是道床2、地铁道床的结构要求3、道床的分类41（1）碎石道床优点：结构简单，容易施工，减振、减噪性能好，造价低。缺点：轨道建筑高度较高，造成结构底板下降，隧道净空加大，排水设施复杂，养护频繁，更换轨枕困难。42（2）整体式道床4344长枕式整体道床45整体道床46弹性道床47（3）浮置板道床48地铁一号线轨道工程包括正线整体道床和车辆段碎石道床两部分，其中正线铺轨长度约58Km，采用60KG/m、U71MN钢轨和U75V钢轨铺设，车辆段铺轨长度约14Km，采用50KG/m、U71MN钢轨铺设。49第五节道岔什么是道岔车辆由一条线路转向或越过另一条线路时的设备称为道岔。道岔的形式线路连接、线路交叉及线路连接与交叉等三种基本形式5051525354课后思考题1、轨道由哪些部分组成？2、扣件的作用有哪些？