第八章轨道知识简介第一节 轨道结构基本知识一、轨道的基本组成*轨道是线路设备的重要组成部分，一般由钢轨、轨枕、联结零件、防爬设备、道床、轨道加强设备和道岔所组成一）钢轨钢轨是轨道最重要的组成部件，它直接承受列车的荷载，引导列车运行，把机车车辆荷载，传递给轨枕由于机车车辆轴重的逐渐增大，钢轨所承受的荷载也越来越大，对钢轨的材质和强度有更高的要求二）轨枕轨枕的作用是一方面承受钢轨传下来的机车车辆的各种荷载，并把它分布给道床；另一方面是通过扣件把钢轨固定在规定的正确位置上，以保持轨距、轨底坡、曲线超高等，防止钢轨产生位移和爬行三）联结零件联结零件分接头联结零件和中间联结零件1．接头联结零件 包括钢轨夹板和螺栓等用于钢轨和钢轨、钢轨和道岔之间的联接2．中间联结零件 道钉、垫板（用于木枕线路）、混凝土轨枕用螺旋道钉、扣件、像胶垫板等中间联结零件的作用是固定钢轨的位置，阻止钢轨的纵、横向位移，防止钢轨翻转，并将钢轨所受的力传递给轨枕四）防爬设备由防爬器和防爬支撑组成用以增加钢轨和轨枕的联结，增加线路抵抗钢轨爬行的能力五）道床道床的作用是固定轨枕的位置，防止轨枕纵、横向位移并把轨枕所承受的压力传递给路基，同时道床还起到排水的作用，可防止路基翻浆冒泥和木枕腐朽。
六）道岔道岔作用主要是引导列车从一条线路转向另一条线路二、钢轨接头**（一）钢轨接头分类在轨道上，钢轨之间的连接部位称为钢轨接头钢轨接头是线路的薄弱环节之一，由于机车车辆动荷载作用，使接头低塌、道床翻浆、钢轨鞍形磨耗、轨枕断裂，大量增加线路的维修费用钢轨接头的形式很多，从基本结构来分：有普通接头和尖轨接头两种1．普通接头 普通接头按其相对于轨枕位置的不同分悬空式和双枕承垫式两种（图8－1）；按两股接头相互位置的不同分为相对式和相错式两种；按其用途的不同可分为普通接头、异形接头、导电接头、绝缘接头（图8－2）、冻结接头、胶结绝缘接头等 悬空式 双枕式图8－1（8T1、8T2） 接头形式图8－2（8T3） 绝缘接头2．尖轨接头 又称伸缩接头，是用尖轨和弯折基本轨组成的联结接头（图8－3），它充许接头处钢轨随轨温变化有较大的伸缩，多用于特大钢桥上无缝线路的连接图8－3（8T4） 尖轨接头（二）连接零件钢轨接头联结零件包括夹板（鱼尾板）、螺栓、螺母、垫圈等，钢轨接头结构的作用是保持轨线的连续性，并传递和承受弯矩与横向力，部分满足钢轨伸缩要求。
1）接头夹板 接头夹板是承受弯矩、传递纵向力、阻止钢轨伸缩的重要部件（图8－4），要求有较好的垂直和水平刚度，并有足够的强度我国铁路广泛采用双头夹板，双头夹板的上下头有斜面分别与轨头颚部斜面、轨底上部斜面相接，每块夹板有三个圆孔和三个长圆孔，由于是斜面相接，增加了接头弹性，接触面有一定磨损后，还可以保持良好接触，并具有较大的垂直及水平刚度，适合于行车的需要图8－4（8T5） 60 kg/m钢轨夹板（2）接头紧固件 接头紧固件主要有螺栓（图8－5）、螺母及垫圈 接头螺栓螺母是在钢轨接头处用以夹紧夹板及钢轨的配件，并部分阻止钢轨的伸缩；为保证足够的强度，螺栓多用高碳钢制造，并经热处理，在无缝线路上均采用高强度螺栓，垫圈是用以为了防止螺母松动，一般包括弹簧垫圈及平垫圈图8－5（8T6） 60 kg/m钢轨夹板螺栓三、扣件**（一）混凝土枕扣件混凝土枕扣件，常用的有扣扳式扣件、Ι型弹条扣件1．扣板式扣件扣板式扣件的结构形式和安装方式如图8－6所示在用硫磺浆液锚固的螺纹道钉上，安装一块特制扣板，一端扣稳钢轨，另一端则支承在铁座上铁座主要传递水平力，并保持轨距扣板有不同的种类和号码以适应不同类型的钢轨和不同的轨距。
图8－6 扣板式扣件2．Ι型弹条扣件目前，为了适应高速重载铁路的发展和提高轨下基础的轨底绝缘缓冲垫板弹性的要求，我国大量使用Ι型弹条扣件（图8－7）弹条呈ω形，用13 mm直径的弹簧圆钢制成配合使用10 mm厚的橡胶垫板，使钢轨与轨枕联结牢固根据不同的钢轨类型和轨距，采用不同号码的轨距挡板和挡板座图8－7 I型弹条扣件（二）木枕扣件木枕扣件分为分开式和混合式两种：1．分开式 分开式是将垫板分别与轨枕和钢轨单独扣紧，如图8－8所示为K型分开式扣件联结情况其特点是扣压力大，可以防止线路变形；但用钢量大，结构复杂，更换困难图8－8 分开式扣件2．混合式 混合式是先用道钉将垫板与木枕扣紧，再用道钉将钢轨、垫板与木枕一同钉连在一起（图8－9）其特点是结构简单，安装方便；但当钢轨受力后向上挠曲时会将扣紧道钉拔起图8－9（8T10） 混合式配件四、爬行及防爬设备***（一）轨道的爬行列车车轮沿钢轨运行时，除产生竖直力和横向力外，还有纵向力由于纵向力的作用，使钢轨带动轨枕沿着线路方向一起移动，此种现象称为轨道的爬行，其纵向力称为爬行力1．轨道爬行的一般规律在双线地段，爬行方向与列车运行方向基本相同，列车运行方向在下坡道时爬行量较大。
两个方向运量大致相等的单线地段，其两个方向都发生爬行，且易向下坡道方向爬行两个方向的运量显著不同的单线地段，其运量大的的方向爬行量也大，在运量大的下坡道方向爬行量更大双线或单线的制动地段，容易向制动方向爬行2．轨道爬行的危害爬行对轨道的危害很大，钢轨爬行后使接头挤成连续瞎缝，促使胀轨跑道；另一端则拉大轨缝，造成夹板螺栓拉弯或拉断，拉弯中间扣件，拉裂木枕或拉斜轨枕，造成轨道不平顺；在明桥上的钢轨爬行时，使桥枕间距扩大，甚至带动钢梁，使钢梁支座损坏；在道岔上的钢轨产生爬行时，将影响尖轨的正确位置或转辙器扳动的灵活性轨道爬行往往使轨枕离开捣固坚实的道床，造成轨道沉落，产生低接头3．防止爬行的措施防止轨道爬行的根本措施在于提高轨道的纵向阻力，保证钢轨与轨枕之间不发生相对移动，亦即需要加强中间扣件的扣压力、接头夹板的夹紧力、夯实道床以提高道床的阻力，并增设足够的防爬设备，以加大轨道抵抗纵向移动的阻力二）防爬设备的组成及其分类防爬设备包括防爬器和防爬支撑1．防爬器有穿销式和弹簧式两种我国广泛使用的是穿销式防爬器（图8－10）它是由带挡板的轨卡及穿销组成，轨卡的一边紧密地卡住轨底，另一边用楔形穿销将相应轨底间的空隙楔紧，使之牢固地卡住轨底，而挡板与轨枕之间须设置木制承力板，才能起到抗爬作用。
在碎石道床地段，用一对防爬器和三对支撑组成一个防爬组，将四根轨枕连成一个防爬整体，这种形式称为单方向锁定组；如在反方向也安装一对防爬器时，则称为双方向锁定组图8－10（8T11） 穿销式防爬器2．防爬支撑可用木制，亦可用石料，混凝土制造第二节 道岔知识一、普通单开道岔**一组单开道岔，主要由转辙器、连接部分、辙叉及护轨以及岔枕等组成（图8－11）图8－11（8T12） 单开道岔（一）转辙器转辙器是引导列车进入道岔不同方向的设备，其作用是将尖轨扳动到不同位置，使列车沿直线或侧线运行转辙器的主件有基本轨和尖轨，联结零件，跟端结构以及辙前垫板、辙后垫板等（图8－12）此外，转辙器中还包括有转辙机械等设备图8－12 转辙器1．基本轨基本轨的作用除承受车轮的垂直压力外还与尖轨共同承受车轮的横向水平力，并保持尖轨位置的稳定基本轨一般多用12.5 m或25 m的标准轨制成，并在尖轨尖端前后相应的范围内进行液火，增加钢轨的强度，以提高其耐磨强度2．尖轨尖轨是用与基本轨同类型的标准钢轨或特种断面钢轨刨制而成尖轨的作用是依靠其被刨尖的一端与基本轨紧密贴靠，以正确引导车轮的运行方向，列车靠它引进直股或侧股线路上。
（1）尖轨按平面形状分为：直线尖轨和曲线尖轨两种（图8－13），直线尖轨工作边与基本轨工作边所成的夹角β称为转辙角，也是尖轨的冲击角冲击角较大时，尖轨所受冲击力也较大，限制了列车侧向通过道岔的速度由于直线尖轨制造加工简单，更换使用方便，左、右开道岔皆可互换使用，尖轨尖端刨削部分短，横向刚度大，故目前大部分道岔多采用直线尖轨图8－13 尖轨类型（2）尖轨按断面形状和特征分为：普通断面尖轨、高型特种断面尖轨和矮型特种断面尖轨三种①普通断面尖轨 采用钢轨制作而成，将尖轨尖端轨头两侧及轨底内侧（靠基本轨之一侧）进行刨切，并使尖轨覆盖在基本轨轨底之上，尖轨轨底未刨切的部分，则放在高出基本轨底面6 mm的垫板平台上（图8－14），为使尖轨尖端不承受车轮重量，将尖轨顶面刨切，在尖轨顶面宽35 mm处，刨切成与基本轨顶面齐平，在尖轨顶面宽20 mm以下的断面不会受到车轮竖向压力，其结构如图8－15所示 图8－14（8T16） 尖轨断面 图8－15 轨尖尺寸②高型特种断面尖轨 一般指用与基本轨同类型等高的特种断面钢轨制作的尖轨（图8－16），这种尖轨无论竖向或横向的刚度都很大，宜辅设在列车运行速度较高、轴重较大的线路上。
图 8－16（8T18） 高型特种断面尖轨 ③矮型特种断面尖轨 一般指较同类型基本轨高度低的特种断面钢轨制作的尖端（图8－17），须配合较高的滑床平台使用由于尖轨断面高度比较小，所以稳定性好，但它的竖向和横向刚度都较高型特种断面尖轨小图8－17（8T19） 矮型特种断面尖轨3．跟端结构（活接头）尖轨跟端结构是转辙器中的一个重要连接点，应保证尖轨由一个位置扳动至另一个位置时摆动灵活，还要保证与基本轨的连接牢固可靠，并且构造简单，维修方便我国的单开道岔上所采用的尖轨跟端结构大多为夹板间隔铁式（图8－18），这种结构是由间隔铁、弯折夹板、辙跟外轨撑、辙跟内轨撑和异径螺栓（或螺栓套管）等组成图8－18 夹板间隔铁式跟端结构在列车高速通过的道岔上，为了加强尖端结构，可配合特种断面尖轨采用弹性可弯式跟端结构（图8－19）图8－19 弹性可弯式跟端结构4．其它零件（1）连接杆 连接杆的作用是将两根尖轨联结成一个框架式整体一起摆动，同时保持两尖轨在平面上的相对位置连接杆多用扁钢制成，安装在尖轨最前面转辙连接杆须用方钢制造2）顶铁（轨距卡） 为了保持尖轨在列车通过时不被车轮横向压力所挤弯，应在尖轨轨腰上安装顶铁，这样，车轮作用于尖轨的横向力便会通过顶铁传递于基本轨，共同抵靠。
顶铁有多种形式，有用铁板制成的半圆形，有锥体螺栓形；也有用铁板弯成等腰梯形3）轨撑 为了增强转辙器的横向稳定性，在基本轨外侧安装轨撑，它的作用是承受横向力和防止基本轨产生横向移动轨撑用铸钢制成，有双墙式、单墙式两种，通过水平螺栓与基本轨连接，用垂直螺栓与垫板连接，（4）滑床板 单开道岔的床板是用厚度不少于20 mm的钢板制成，其长度为570 mm，在板面上有凸出高6mm、宽80mm的滑床平台滑床板的作用是承托由尖轨与基本轨传来的压力，并传递到岔枕上去，同时应保证尖轨在滑床台上能正常的左右平滑摆动5）辙前垫板（轨撑垫板） 辙前垫板铺设在尖轨尖端前面的一段基本轨下面，与轨撑共同配合起着防止基本轨向外横向移动的作用6）辙后垫板（顺坡垫板、支距垫板） 为了使尖轨高出基本轨的轨面高差逐渐顺坡降低下来，并保持尖轨跟后导曲线支距的准确，在尖轨跟后一段长度内，应铺设辙后垫板7）平垫板 平垫板是铺设在转辙器最前面的两块垫板，其平面形状与普通木枕垫板相同，但没有轨底坡，故称平垫板5．转辙机械（扳道器）转辙机械的作用是扳动尖轨到不同的位置上，使道岔准。