第3章 城市轨道交通系统的 构成――轨道

第3章城轨交通系统的构成——轨道第3章城市轨道交通系统的构成——轨道【学习目标】•1.能掌握城市轨道交通系统中轨道的概念。2.能说出轨道结构的构成要素和其所起的作用。3.能有效地辨别轨道的不同部件。1.轨道的概念作为一个整体结构，铺设在路基之上，直接承载列车车辆及其载荷的巨大压力，对列车运行起着导向作用的一组设备。2、轨道的组成3第3章城市轨道交通系统的构成——轨道轨道是由钢轨、轨枕、扣件、道床、道岔及其他附属设备等组成的构筑物。4第3章城市轨道交通系统的构成——轨道3.轨道的结构与性能要求1)轨道是城市轨道交通运营设备的基础，它直接承受列车载荷，并引导列车运行。2)轨道需具有耐久性及适量的弹性，以确保列车安全、平稳、快速运行和乘客舒适。3)城市轨道交通均采用电力牵引，故要求轨道结构具有良好的绝缘性以减少杂散。4)根据环境保护对沿线不同地段的减振、降噪要求，轨道应采用相应的减振轨道。5)从形式上看，全线轨道结构宜统一形式，采用统一的零部件，并要求外观整齐、维修工作量少且方便。6)从技术角度出发，轨道结构应采用成熟、先进的技术和施工工艺5第3章城市轨道交通系统的构成——轨道7)对于轨距的设计，要求直线地段轨距采用标准轨距1435mm，曲线地段轨距应按规定加宽。8)对于水平位置的设计，要求直线地段两股钢轨的顶面应保持同一水平，其误差按《铁路技术管理规程》规定正线不得大于4mm；曲线地段为保证行车安全和乘客舒适，曲线外轨须按规定设置超高。9)对于平面曲线的设计，为使列车能平稳地由直线进入圆曲线或由圆曲线转入直线，应在直线和圆曲线之间按规定设置缓和曲线，以适应逐步加宽轨距和设置超高的需要。6第3章城市轨道交通系统的构成——轨道一、轨道结构之一：钢轨1.钢轨概念两条直线形呈_____分布的，安装在_____或者_____之上的由材料制成的金属构筑物。7图３-2钢轨断面结构图任务1认识钢轨及轨枕钢铁任务1认识钢轨及轨枕2.钢轨的功用与日常巡检中常见问题问1：钢轨的功用有哪些？问2：钢轨的安全防护如何实现？问3：常见护轨主要应用于哪里？问4：日常巡检中钢轨易出现问题有哪些？问5、钢轨的连接方法有哪些？8任务1认识钢轨及轨枕提问1：钢轨的功用有哪些？1）承受车轮传递列车及载荷量2）引导列车方向3）安全保护提问2：钢轨的安全防护如何实现？护轨。提问3：常见护轨主要应用于哪里？高速转弯--防脱护轨桥上--桥上护轨道岔--道岔护轨9常见护轨(1)防脱护轨当列车以高速转弯时，外弯一面的轮缘受着极大的压力，为防止轮缘负荷过重，在内弯的轨条处会装设一段钢轨，使另一边的轮缘分担列车转向时所产生的离心力，而通常这附加的轨条会比正常的轨条高些，以加强保护。10图３-6防脱护轨任务1认识钢轨及轨枕(2)桥上护轨在钢轨两侧分别装设两段钢轨，以防止列车在桥上或高地出轨时继续向外冲。11图３-7桥上护轨任务1认识钢轨及轨枕(3)道岔护轨在道岔区防止车轮在岔心处进错路线而安装的护轨。12图３-8道岔护轨任务1认识钢轨及轨枕问4：日常巡检中钢轨易出现问题有哪些？(1)钢轨折断钢轨折断是指钢轨全截面至少断成两部分，或裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面，或钢轨顶面上有较大的掉块。(2)钢轨裂纹钢轨裂纹是指除钢轨折断之外，钢轨部分材料发生分离，形成裂纹。(3)钢轨磨耗钢轨磨耗是指小半径曲线上钢轨的侧面磨耗和波浪磨耗。(4)其他损伤其他损伤如钢轨接触疲劳伤损、钢轨纵向疲劳裂纹而导致剥离及轨头因内部存在微小裂纹或缺陷而导致的内部损伤、轨腰螺栓孔裂纹等。13任务1认识钢轨及轨枕3.钢轨的分类(1)从钢轨的断面形状上分14图３-3钢轨断面形状图任务1认识钢轨及轨枕(2)从钢轨的质量和强度上分43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m共四种。常用的是50kg/m、60kg/m。15任务1认识钢轨及轨枕提问5、钢轨的连接方法有哪些？(1)传统的连接安装法传统的连接安装法是把20m左右一节的钢轨固定在轨枕之上，各节钢轨之间的钢轨接头(亦称接缝)，通常使用鱼尾板和螺栓接合16钢轨接头图任务1认识钢轨及轨枕(2)较新的连接安装法该法是持续焊接钢轨，使原本一节一节的钢轨经焊接后成为无缝钢轨或长钢轨。17伸缩接头任务1认识钢轨及轨枕二、轨道结构之二——轨枕1.轨枕概念轨枕是轨道的基础部件，它是承垫于之下，将钢轨所承受的压力和应力，分散传递到上，同时又能有效地保持钢轨规矩和方向几何形位的轨道部件。18图３-9轨枕任务1认识钢轨及轨枕钢轨道床2.轨枕的种类(1)轨枕按制造材料分为四种1)木枕。2)钢筋混凝土轨枕。3)钢枕。4)塑料轨枕。19图３-10钢筋混凝土轨枕任务1认识钢轨及轨枕(2)轨枕按构造的种类分为三类1)横向与纵向轨枕。20图３-11横向与纵向轨枕任务1认识钢轨及轨枕2)短轨与长轨枕21图３-12短轨枕与长轨枕任务1认识钢轨及轨枕3)宽轨枕。22图３-13宽轨枕任务1认识钢轨及轨枕(3)轨枕按铺设位置分为三种轨枕按铺设位置不同分为普通轨枕、道岔区岔枕和桥枕三种。1)普通轨枕2)道岔区的岔枕3)桥枕。23任务1认识钢轨及轨枕24图３-14岔枕任务1认识钢轨及轨枕25图３-14岔枕任务1认识钢轨及轨枕一、轨道结构之三——扣件1.扣件的概念与构成扣件是用于联结与的零件。26任务2认识扣件和道床钢轨轨枕扣件由钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成。27任务2认识扣件和道床主要包括：（1）弹性扣件（2）承托物（3）弹性垫板282.扣件的作用将钢轨固定在轨枕上，保持轨距并阻止钢轨的横纵向移动，并能提供适当的弹性。29任务2认识扣件和道床扣件的性能(1)足够的扣压力。这是钢轨和轨枕联结的重要保证，通常要求扣件纵向阻力大于道床的纵向阻力，当然扣压力也不宜过大，否则会使扣件弹性急剧下降，影响扣件的使用寿命。(2)适当的弹性。适当的弹性可减小载荷对道床的压力及机车车辆簧下振动加速度，延长部件的使用寿命，扣件的弹性主要由橡胶垫板和弹条等部件提供。(3)一定的可调性。要求扣件具有一定的水平和轨距调整量。(4)可靠的绝缘性。由于轨道电路的需要，并为防止杂散电流的出现，在钢轨与轨枕联结的过程中，要有绝缘性能的要求。30任务2认识扣件和道床3.扣件的种类(1)按其结构不同为1)弹条式扣件。2)扣板式扣件。3)弹片式扣件31图３-17弹条式扣件结构任务2认识扣件和道床2)扣板式扣件。32图３-18扣板式扣件结构任务2认识扣件和道床3)弹片式扣件33图３-19弹片式扣件结构任务2认识扣件和道床(2)按扣件本身弹性分可分为刚性扣件和弹性扣件。(3)按轨枕有无挡肩分可分为有挡肩扣件和无挡肩扣件(4)其他除上述种类外，还有其他类型的特殊扣件，如专门用于轨距和水平调整量较大的调高扣件及用于板式轨道或整体道床等新型轨上的特殊扣件等。34任务2认识扣件和道床二、轨道结构之四——道床1.道床的概念与作用任务2认识扣件和道床道床是指路基、桥梁或隧道等下部结构之上，钢轨、轨枕之下的碎石、卵石层或混凝土层。道床厚度道床的作用道床的主要作用是支撑轨枕，把来自轨枕上部的巨大载荷，均匀地分布到路基上，以减少路基的变形。任务2认识扣件和道床具体表现：1）分压作用2）约束轨道框架3）增弹减震任务2认识扣件和道床37(1)碎石道床(2)整体道床(3)沥青道床(4)新型道床2、道床的种类2、道床的种类(1)碎石道床碎石道床又称为有碴道床，是一种比较常见的道床形式。(2)整体道床(3)沥青道床(4)新型道床任务2认识扣件和道床任务2认识扣件和道床(2)整体道床整体道床又称混凝土整体道床，也称无碴道床，是现代城市轨道交通中常用的道床形式。1)无枕式整体道床。39(2)整体道床2)轨枕式整体道床。任务2认识扣件和道床①短枕式整体道床北京地铁一、二期工程大多铺设这种道床②长枕式整体道床上海和新加坡地铁(3)沥青道床沥青道床是指为了改善普通碎石道床的散体特性而加入乳化沥青或沥青砂浆而使其稳定的一种道床轨道结构形式。1)沥青灌注式道床。任务2认识扣件和道床(3)沥青道床2)沥青混凝土面层式道床。3)沥青垫层式混凝土道床。任务2认识扣件和道床(4)新型道床减振浮动道床任务2认识扣件和道床3.道床的病害与维修道床病害：变形、脏污、道碴坍塌、道床翻浆、道床板结任务2认识扣件和道床任务3认识道岔一.道岔的概念道岔是一种使列车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、车辆段和停车场大量使用。轨道的三大薄弱环节为：道岔、曲线、接头任务3认识道岔二.道岔的构成转辙器连接导轨辙叉及护轨问题1：道岔由哪几部分构成？1)转辙机械2）尖轨3）轨距拉杆5）其他零配件4）转辙拉杆1、转辙器控制轨道变线连接的设备位于两条尖轨间的连接拉杆。作用是用来维持两条尖轨轨距，提高尖轨稳定性。用来控制尖轨位置转换的拉杆，与转辙机相连，实现尖轨摆动。4321问2：指出图中每部分名称？任务3认识道岔2、连接导轨连接导轨是指引导车轮进入辙叉的一组或多组轨道。3、辙叉及护轨1)辙叉。2)护轨。3)翼轨。4)岔心。问3：指出图中每部分名称用来引导车轮准确进入岔心的一组钢轨。由岔心、翼轨和联接零件组成。任务3认识道岔三、道岔的组合形式与种类1、道岔组合的基本形式线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。2、常用道岔的种类1)单开道岔。任务3认识道岔2)双开道岔。图３-30双开道岔任务3认识道岔图３-31三开道岔3)三开道岔。任务3认识道岔图３-32交分道岔4)交分道岔。任务3认识道岔图３-33交叉渡线5)交叉渡线。任务3认识道岔图３-34菱形交叉6)菱形交叉。任务3认识道岔(1)电动扳动电动扳动是依靠电动机的动力来推动转辙拉杆，从而扳动尖轨的扳动方式。(2)手动扳动手动扳动是利用人力借杠杆去扳动尖轨的扳动方式。图３-35道岔号数计算图四、道岔的扳动方式任务4其他附属设备1.防爬设备的组成与作用防爬器：协助扣件限制钢轨与枕木间的纵向位移。防爬撑：连接轨枕，共同抵抗钢轨纵向力。任务4其他附属设备图３-37轨距杆2.轨距杆和轨撑的组成与作用(1)轨距杆轨距杆两端固定于轨底，每隔5～7根木枕设一根。任务4其他附属设备图３-38轨撑杆图(2)轨撑轨撑主要用于曲线地段的轨道加强，安设于两股钢轨道心外侧。任务5独轨铁路轨道结构1.独轨铁路轨道结构的种类图３-39跨座式轨道结构图任务5独轨铁路轨道结构2.跨座式独轨铁路的轨道结构1)跨座式独轨铁路的轨道通常为支柱上端的预应力钢筋混凝土轨道梁，其上铺设钢轨，车轮自车厢的下部支承于钢轨上。2)跨座式轨道道岔是由一定长度的道岔梁组成。图３-40悬挂式轨道结构图任务5独轨铁路轨道结构3.悬挂式独轨铁路的轨道结构1)悬挂式独轨铁路的轨道梁，由一定跨距的钢支柱或钢筋混凝土支柱架在空中，车辆悬挂在轨道梁下运行。2)悬挂式独轨的车辆有对称式和非对称式两种。【实践操作】1.操作练习1)在实训室中完成对轨道结构的感性认识和作用了解，并能模拟完成道岔的转辙。2)根据自己对轨道构成知识的了解，在课余时间，利用生活中的废弃物作原料，制作一种轨道模型。2.书面练习1)简要回答城市轨道交通轨道系统的概念与构成。2)简要回答城市轨道交通轨道系统中各种设施与设备是如何在车辆运行中起作用的。【评价跟进】1.教师的评价表格2.学员的评价【评价跟进】表格3.知识跟进1)在城市轨道交通运营过程中，轨道系统对安全方面会产生哪些影响？2)在车辆牵引供电方面，轨道系统是如何发挥作用的？