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1、第三章 轨道结构工程,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。,城市轨道交通的轨道结构由于线路一般穿过居民区(地下、地面或高架)，还要另外考虑以下一些问题： 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。 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
2、结构，一般采用无渣道床等少维修轨道结构。 轨道交通车辆一般采用电力牵引，以走行轨作为供电问路。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。 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。钢轨铺设前应进行颅弯运营时钢轨应进行涂油以减少磨耗。,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
3、度、断裂韧性、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性。此外钢轨还有兼供轨道电路之用。 钢轨断面形状主要为工字形，由轨头、轨腰、轨底三部分组成。,钢轨,1选型,钢轨的类型习惯厂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43kgm，50kgm，60kgm，75kgm，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125m，和25m两种。 地铁及轻轨的轨距一般采用1435mm的国际标推轨距。,2损伤分析及材质选择,钢轨作为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁，主要承受车辆的集中垂直荷载，使钢轨断面产个一定弯曲，但钢轨由于断面抗弯强度不足而损坏的现象很少，造成其损坏的主要原因是
4、磨耗和疲劳损伤。,(2)材质分析,以60kgm钢轨为例计算出列车通过时静荷重及冲击功力荷重作用下钢轨胶团最大接触应力，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，我国地铁和轩轨在材质方面选择高碳微亿钢轨。,3钢轨连接与无缝线路,(1)机械连接,(2)焊接连接与无缝线路 我同钢轨焊接技术最早是采用电视焊，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。,第二节 轨 枕,轨 枕,轨枕是轨下基础的部件之一。它的功能是支承钢轨，保持轨距和方向，并将钢轨对它的各向压力传
5、递到道床上。因此，轨枕必须具有坚固性、弹性和耐久性。,第三节 扣 件,扣件是钢轨与轨枕或其他轨下基础连接的重要连接件，它的作用是固定钢轨，阻止钢轨纵向和横向位移，防止钢轨倾斜，并能提供适当的弹性将钢轨承受的力传递给轨枕或道床承轨台。扣件内钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成。,扣 件,扣件性能,(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。 (3)扣压力,扣件性能,(4)绝缘件能 扣件的绝缘部件工作电阻应大于100000000
6、欧姆。 (5)垂向和横向静刚度 在确保列车安全运行的条件下，根据地钦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200290kNcm，横向静止刚度应为加220-600kNcm。,扣件性能,(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。,扣件,第四节 道 床,道床铺设在路基之上，轨枕以下。与城际铁路不同的是地铁一般穿越城市的闹市区、居民区，行车密度大，运行时间长(许多城市地铁由早上5时运营到深夜10时)。轨下道床结构须具有稳定性好、耐久性强、易于养护维修的特点，特别是由于振动与噪音直接影响着居民的生活与健康，减振与降噪成为地铁道床结构设计的一个重要内容。,碎石道床,1碎石道床,2整体式道床,长枕式整体道床,整体道床,弹性道床,3浮置板道床,3浮置板道床,4轻轨整体道床,4轻轨整体道床,第五节 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。,第五节 道 岔,道 岔,道 岔,
