2轨枕、联接零件、轨下基础及轨道结构的配套

1、第二讲 轨道结构 三、轨枕 四、联结零件 五、轨下基础 六、线路防爬及曲线加强 七、轨道结构的合理配套 一、轨道组成概述 (复习) 二、钢轨 (复习) 轨枕可以按以下方法进行分类： 1）按使用目的划分：普通轨枕、岔枕、桥枕 2）按材料划分：木枕、混凝土枕、钢枕 3）按构造及铺设方法：横向轨枕、纵向轨枕、短枕 三、轨枕 1 类型 1）优缺点 优点 富于弹性，便于加工、运输和维修，电绝缘性能好， 与道碴间摩擦系数大。 缺点 木材缺乏，价格贵，易腐朽，寿命短，不同种类轨枕 弹性可能不一致。 2 木枕 普通木枕标准长度2.5m。 木岔枕2.6 4.85m，级差0.15m(旧道岔)，16级 木岔枕2.6 4.90m，级差0.20m(新设计)，24级 (混凝土岔枕2.6 4.80m，级差0.10m，12级) 2）长度 防腐处理（防腐油与煤焦油混合的油剂，即混合油） ，防裂，防水。 在木枕上铺设垫板，并预钻道钉孔。 严格控制木枕的含水量。 出现裂缝后立即采取补救措施。 3）延长木枕使用寿命的措施 1）类型 按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕 按结构型式：整体式、组合式、半枕 按配筋方式

2、：普通钢筋混凝土枕、预应力钢筋混凝土枕 3 混凝土枕 型混凝土枕 承轨槽 按使用部位：普通混凝土枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕 型混凝土枕承轨槽 混凝土岔枕(单位；mm) 混凝土桥枕 混凝土桥枕（单位：mm） 为设护轨梭头，增加螺栓孔 按结构型式：整体式、组合式、半枕（短枕） 按配筋方式：普通钢筋混凝土枕、预应力钢筋混凝土枕 按施加预应力方式：预应力混凝土枕又可分为先张法和 后张法两种。 我国采用先张法生产混凝土枕。 2）主要优点 纵、横向阻力较大，提高了线路的稳定性，可 以满足铁路高速度、大运量的要求； 铺设高弹性垫层可以保证有比较均匀的弹性； 使用寿命长，可以降低铁路轨道每年的修理费用。 3）尺寸 长度：2.32.7 之间，、型枕均采用2.5m。 型轨枕（还有相当比例） 缺点： 使用条件与承载能力不相匹配、结构薄弱、养护维修不便。 4)我国混凝土枕现状 型混凝土枕的承载能力是按韶山型机车、轴重25t 、最高速度120km/h、铺设密度1840根/km设计的。包括 1984年以后设计鉴定的S-2型（1998年3月1日停产）、J- 2型、YII-F型、TKG-II型等，从1985年后开始大

3、量铺设于 各型轨道。 采用疲劳可靠性进行设计。 难以适应重型和特重型轨道的承载条件。 为我国目前的主型轨枕，基本适用于次重型、重型 轨道。 型轨枕与新型轨枕（较前者有所改进，质量大22kg） 螺旋道钉 类型：分为无挡肩、有挡肩两种。 较II型轨枕加宽了枕底宽度，支承面积增加17，端 部面积增加20，对于提高道床的纵横向阻力和轨道稳定 性十分有利。若以支承面积计，1600根III型轨枕的底面积 约与1840根II型枕相当。 因此，加长和加宽的III型轨枕可以减少每千米的轨枕 配置根数。 型轨枕（设计中采用III级荷载） 无挡肩型枕 预埋铁座 主要特点： 结构合理，强化了轨道结构。 轨下和中间截面的设计承载能力较高。 采用无螺栓扣件的扣压力能保持线路稳定。 4 特种混凝土枕 4.1 混凝土宽枕 宽轨枕铺设 优点 ： 使道床的应力大为减少。(支承面积比普通枕增加一倍) 轨道结构得到加强。 有利于铺设无缝线路。（重量大，阻力大） 延长道床的清筛周期。（封闭） 维修养护工作量少，适合于繁忙干线和车站。 宽轨枕轨道整洁美观。 1）优点 提高了道岔的稳定性，轨距、水平、方向等几何尺寸 容易保持，并消

4、除了导曲线反超高及道岔爬行等病害，减 少维修工作量约1/3。目前，全路铺设岔枕10000组，对强 化道岔的结构，保证行车安全起到了积极的作用。 4.2 混凝土岔枕 2）问题 混凝土岔枕比混凝土枕受力更复杂，在辙叉等特殊部位 由于承受冲击力大，更容易发生裂纹；岔枕螺栓的固定方式 是预埋尼龙套管，螺栓拧在套管中，在列车振动作用下容易 松动，特别是尼龙套管容易积水，使螺栓锈蚀；扣件零配件 型号繁多，通用性差。 在管理工作中，混凝土岔枕的供应是成组发运，以 50kg/m钢轨12号单开道岔为例，每组岔枕共有26种长度、 81种规格的有挡肩岔枕92根，当个别岔枕损坏后，很难配 备更换，另外，随着运量的增加，轨型发生变化，而由于不 同轨型的混凝土岔枕不能通用，致使混凝土岔枕大量拆除下 道，不能充分发挥混凝土岔枕使用寿命长的作用。 它就是在混凝土枕的混凝土中掺入一定量的钢纤维， 以提高轨枕的抗冲击韧性和抗裂、抗拉、抗剪、抗弯、抗 疲劳强度。其研制工作是铁科院铁建所和太原轨枕厂承担 的，经过设计、试验、试制和试铺，取得了比较满意的结 果。 4.3 钢纤维混凝土枕 4.4 混凝土桥枕 混凝土桥枕枕中部分应

5、保持浮碴，既不能掏空，也不能 进行捣固。 5 轨枕间距 设该钢轨下轨枕的根数为n，n=NL 图中：L钢轨长度（考虑8mm的轨缝值）; c接头轨枕间距（1个）; b 过渡轨枕间距（2个）; a中间轨枕间距（n3个）. a、b、c 之间满足关系式：abc (n3)ab b c c L (n3)ab b c c L L=c+2b+(n-3)a a、b、c 、L之间满足关系式： 1）每公里轨枕数（级差80根/km） 木枕线路：1440 1920 根/ 公里 混凝土枕线路：1440 1840 根/ 公里 式中 L标准轨长，并考虑轨缝8mm； n 一节钢轨下轨枕的根数，由每公里铺设的 轨枕数换算过来； a中间轨枕间距； b过渡轨枕间距； c接头轨枕间距。 固定：50kg/m 及以上钢轨，木枕取440mm、混凝土 枕取540mm。 2）轨枕布置（确定a、b、c） 计算a： 注意：b应取最终计算值， 假设值b=(a+c)/2不可使用。 以上的计算结果不一定能够满足使用要求，还需要 对a、b、c的取值进行如下判断。 i) abc(首先尽量满足)； ii)a宜取mm整倍数。 3） 计算结果要求 4） 实例

6、 某普通线路采用50kg/m钢轨L=10.5m，轨缝取8mm，每公 里铺设PC枕1680根，求其轨枕布置的中间间距a，及过渡间 距b（接头间距c=540mm）。 解： ，取18根。 中间轨枕间距： ，取590mm。 计算轨枕根数： 过渡轨枕间距： ，故可取满足 四、联接零件（图） 轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢 轨接头。 钢轨联接零件分为： 联接钢轨与钢轨的接头扣件 联接钢轨与轨枕的中间扣件(简称扣件)。 接头扣件 中间扣件(简称扣件) 1 钢轨接头联结形式 1）按左右股钢轨接头位置划分 相对式(对接)、相互式(错接) 我国采用相对式。 只有一些非标准长度 的钢轨或旧杂钢轨， 在站线上使用错接， 并要求错开距离应大 于3.0 m。 错开 对齐 2）按钢轨接头与轨枕相对位置划分 悬接式、单枕承垫式、双枕承垫式 我国采用悬接式。 3）按接头用途及工作性能划分 普通接头、导电接头、异型接头、绝缘接头、尖轨接 头、冻结接头、胶结接头及焊接接头。 普通接头 前后同 类型钢轨的 正常联接。 没有导线 导电接头 将钢轨 做为导电体 的自动闭塞 区段，为加 强导电性， 在接头处铆 上一根

7、导线 。 异型接头 前后不同类型钢轨的联接。 （又称过渡接头） 有两种情况： 1、采用异型夹板连接； 2、采用异型钢轨连接。 采用异型夹板 轨底高度不一样 异型夹板：夹板截面不一样 异型接头 前后不同类型钢轨的联接。（又称过渡接头） 异型轨：轨端焊接不同轨型 截面大 截面小 绝缘接头 在自动闭塞区段上，还需要有使信号电流不能从一个闭 塞分区传到另一个闭塞分区的接头装置。 工务绝缘类 轨端垫板类 胶接接头 在无缝线路上，轨缝用胶填满，即胶接绝缘接头。抗 剪荷载可达1700kN以上，是较为理想的绝缘接头。 尖轨接头 又称伸缩接头。是将接头以尖轨的形式联接，用于一 些轨端伸缩量大的线路。因为它与温度变化有关，因此又 称为温度调节器，广泛用于大桥上无缝线路接头处。 冻结接头 （上述几种接头结构允许轨端伸缩） 冻结接头就是不允许钢轨伸缩的接头。 焊接接头 是指用焊接方法把钢轨联接成整体，有同类型轨 焊接，也有不同类型轨焊成异型焊接接头。 焊接接头 2 钢轨接头联结零件（图） 1）接头夹板 我国采用的接头夹板为斜坡支承双头对称型夹板，简 称双头式夹板（鱼尾板）。 作用联结钢轨与钢轨间的接头； 组成

8、鱼尾板、螺栓、螺帽、弹性垫圈等。 双头式夹板 螺栓孔的圆形孔和长圆孔相间，共六个。 采用长圆孔的原因：便于调整轨缝。 2）接头螺栓 遵照国际标准，以抗拉强度将螺栓分为10.9级和8.8 级（相当于抗拉强度为10.9、8.8kgf/mm2）. 鱼尾螺拴 弹性垫圈、螺母、平垫 3）螺母、弹簧垫圈等配件。 3 扣件（图） 1）性能要求 有足够的强度。 有足够的耐久性。 有一定的弹性。 构造简单，便于安装和拆卸。 2）木枕扣件 分开式 缺点是零件多，用钢量大，更换钢轨麻烦。主要用 于桥上线路。 混合式 我国木枕轨道最广泛采用。 作用 将钢 轨紧 扣在 轨枕 上； 铁垫板 木枕混合式扣件 3）混凝土枕扣件（图） 性能要求 a 足够的扣压力 b 适当的弹性 c 具有一定的轨距和水平调整量 d 具有绝缘性能 扣板式扣件 弹条型扣件 （见下页图） 用于标准轨距铁路直线及半径R300m曲线铺设 50kg/m、60kg/m钢轨的预应力混凝土枕，预应力混凝土宽 枕及直线地段整体道床的普通线路和无缝线路。 弹条有A、B两种型号，其中A型弹条较长。 弹条A型扣件 弹条B型扣件 对于50kg/m钢轨除14号接头轨

9、距挡板安装B型弹条外， 其余均安装A型弹条。 60kg/m钢轨则一律安装B型弹条。 弹条II型扣件 弹条型扣件 弹条型扣件 与弹条型扣件不同之处仅在于采用新材料。 优点： 扣压力大，强度安全储备大，残余变形小。适用于 型或型混凝土枕的60kg/m钢轨的线路。 适用性： 标准轨距铁路直线及半径R300m曲线铺设60kg/m钢 轨的预应力混凝土枕轨道。机车轴重245KN。货车速度 120km/h。客车速度160km/h.与60kg/m钢轨和型枕、 A型枕配套使用。 弹条型扣件 特点：无螺栓、无挡肩 优点： a、扣压力大 b、弹性好 c、保持轨距的能力很强 d、养护工作量小。 弹条III型扣件（无挡肩） 弹条III型扣件（无挡肩） 防腐弹条扣件 适用遂道和运输环境恶劣，腐蚀严重线路地段。 防腐弹条扣件 北京地铁用DI3型扣件DI弹条 该弹条设计扣压力8.24KN，设计弹程10.5mm,直径 18mm。用于北京地铁线路上。 广州地铁用单趾弹簧扣件：扣轨弹簧 该弹条为英国潘得路扣件PR型，直径20mm用于广州地 铁线路上。 1）道床的功用 2）道床材料的性能要求 质地坚韧，有弹性，不易压碎和捣碎 排水性能好，吸水性差 不易风化，不易被风吹动或被水冲走 五、轨下基础 1 碎石道床 3）道碴的技术条件要求 道碴的分级使用（根据抗磨耗冲击性能、抗压碎 性能、渗水性能来衡量道碴的质量，将道碴分为一、二 级两种。） 道碴的级配。 道碴颗粒形状及清洁度要求。 4）道床断面 道床断面具有以下主要特征： 道床厚度 顶面宽度 边坡坡度 道床厚度 a 直线上道床厚度：钢轨断面处轨枕底面至基床顶面的距 离。 b 曲线上道床厚度：曲线里股钢轨断面处轨枕底面至基床 顶面的距离。（最小者为道床厚度） c 道床厚度与以下因素有关： (I) 道床弹性 (II) 道床脏污增长率 (III) 垫碴层的承载能力 (IV) 路基面的承载能力 5）道床的变形 它是轨道变形的来源。道床的下沉： 初期急剧

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