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1、一、铁路轨道发展史由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备 等组成的构筑物。位于铁路路基上，承受车轮传来的荷载， 传递给路基，并引导机车车辆按一定方向运转。有些国家或 地区也称线路上部建筑。在钢梁桥、灰坑、转盘、某些隧道 以及采用新型轨道结构的地段，可以没有道床、或者也没有 轨枕。轨道组成轨道最早是由两根木轨条组成，后改用铸铁轨 再发展为工字形钢轨，20 世纪 80 年代，世界上多数铁路采 用的标准轨距（见铁路轨道几何形位）为 1435 毫米（4 英尺 8（1/2）英寸）。较此窄的称窄轨铁路 ,较此宽的称宽轨铁路 （见铁路工程）。轨枕一般为横向铺设，用木、钢筋混凝土 或钢制成。道床采用
2、碎石、卵石、矿渣等材料。钢轨、轨枕、 道床是一些不同力学性质的材料，以不同的方式组合起来的 钢轨以连接零件扣紧在轨枕上；轨枕埋在道床内；道床直接 铺在路基面上。轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静 荷载和动荷载，荷载从钢轨通过轨枕和道床传递到路基。通 过力学理论，分析研究在各种荷载条件下，轨道各组成部分 所产生的应力和应变，而确定其承载能力和稳定性。轨道类型为使轨道成为一个整体，要根据铁路的具体运营条件,使轨道各部分之间的作用相互配合,并考虑轨道、车 辆、路基三者之间相互作用的配合协调。这就要求将轨道划 分类型。轨道类型的内容包括钢轨类型，连接零件种类，轨 枕的种类和配置，道床材料和断面尺寸
3、。它所依据的主要运 营条件为铁路运量、机车车辆轴重和行车速度。最佳的轨道 结构须做到在给定的运营条件下，保证列车按规定的最高速 度平稳、安全和不间断地运行，将荷载有效地传递给铁路路 基，并结合合理的轨道材料使用和养护制度，使其设备折旧 费、建设投资利息和设备养护费用之和为最小。轨道结构类 型，常按不同运营条件将铁路线路分成为轨道等级来表示。 这种分等的标准各国不同。中国铁路 1975 年的规程，将轨 道分为四种类型：轻型、中型、次重型和重型四等（见表中 国铁路轨道分类（1975 年）。轨道养护轨道各部分在列车重复荷载的作用以及气候 环境条件的影响下，将产生磨耗、腐蚀、腐朽、疲劳伤损和 残余变形
4、。同时还会使轨距、水平、方向、高低等轨道几何 形位发生变化。这些变化积累起来，如不及时消除 ,将加剧 冲击振动,严重的甚至会引起脱轨、颠覆事故。因此，必须 做好轨道更新和维修，以恢复轨道各组成部件的性能，并保 持轨道几何形位处于良好状态（见轨道养护）。展望轨道现代化的基本目标是适应铁路运输高速度、大 运量的要求，保证列车运行的安全、平稳和舒适，延长各部 件使用寿命，减少养护维修工作量，减少各种污染，完成给 定的运输任务，取得最佳的综合技术经济效果。其主要内容 有：铺设超重型高强度耐磨钢轨；使用高速道岔；发展无缝 线路；采用弹性连接零件，改善轨枕、道床、路基面的工作 条件；研究发展新型的轨下结构
5、；轨道设备更新、修理和维 修工作的机械化及现代化。轨道现代化的另一发展将是结构 的根本改革，如有些国家正在试验、研究的单轨轨道，有导 向而无轨的磁悬浮轨道等。二、铁路轨道业务知识问答1运营条件主要由哪些参数来描述？与轨道类型选择 有何关系？答：铁路运营条件以行车速度、轴重和运量三个参数来 反映。行车速度增加，动压力就增大，轴重的增加也会使轨 道受力加大，尤其是对钢轨会产生更不利的影响，运量增长， 列车荷载作用次数增多，使轨道部件疲劳受损伤和永久变形 积累加速。2我国正线轨道类型如何划分？ 答：分为：特重型、重型、次重型、中型、轻型。 3有砟轨道结构的主要组成及其功用是什么？ 答：铁路有砟轨道一
6、般由钢轨、轨枕、道床、联结零件、 防爬设备和道岔等部件组成。钢轨是铁路轨道的主要部件，作用是：钢轨：引导机车 前进，承受车轮的巨大压力并将该力传递到轨枕或其他支承 上。轨枕的功用：是保持钢轨的位置、方向和轨距，并将它 承受的钢轨力均匀的分布到道床上。联结零件的作用：接头扣件：保持轨线连续性，并传递 和承受弯矩和横向力，中间扣件：固定钢轨，保持正确轨距， 防止钢轨纵横向位移。道床的作用：传递由钢轨，轨枕传 来的机车车辆动荷载，使之均匀的分布在路基基床上，抵 抗轨道框架纵横向位移，保持几何形位，提供排水能力， 防止轨道下沉。提供轨道弹性，起到缓冲、减振降噪的作 用，调节轨道框架的水平和方向。防爬设
7、备：使钢轨沿着 轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动。道岔：4钢轨的类型有那些？答：钢轨类型一般以取整后的每米钢轨质量（kg/m）来 分类，我国目前使用的标准钢轨有 75、 60、 50、 43、 38kg/m5钢轨损伤的主要形式有哪些？伤损的原因及解决措 施是什么？答：轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹。原因：既 有钢轨生产中产生的缺陷，又有运输、铺设和使用过程中的 问题。轨头核伤措施有：（1）提高钢轨材质，防止出现气孔 等不良现象。改善线路质量，提高弹性和平顺性，减少动 力和冲击。钢轨探伤车对钢轨进行探伤，及早发现，及时 治理。钢轨磨耗措施：采用耐磨轨；加强养护维修，保持 几何形位，增加线路
8、弹性；曲线涂油；机械打磨。轨腰螺 栓孔裂纹：加强接头养护，防止接头出现错牙等；增加接头 弹性；螺栓孔周边倒棱；采用无缝线路才能从根本上消除此 问题。6比较一下木枕及混凝土枕的优缺点？答：优点：木枕富于弹性，便于加工、运输和维修；有 较好的电绝缘性能。缺点：价格贵，易腐蚀、磨损，使用寿 命短，不同种类的木材的木枕弹性也不一致，造成轨道的动 态不平顺。砼枕的优点：重量大、稳定性好；不受气候影响， 使用寿命长；材源较多，能保证均匀的几何尺寸，轨道弹性 均匀，平顺性好；扣件易于更换；制造相对简单，可以满足 铁路高速、大运量的要求。缺点：弹性差、绝缘性能低，更 换较困难。7目前我国使用的砼枕有哪些类型？
9、各自的特点是什 么？答：I型砼枕的承载力是按建设型机车、轴重21t、最 高时速85km/h、铺设密度1840根/km设计的，轨枕长均为 2.5m。II型砼枕的承载力是按韶山型机车、轴重25t、最高时 速120km/h、铺设密度1840根/km设计的，轨长均为2.5m。III 型砼枕结构合理、强化了轨道结构，提高了设计承 载能力及保持线路稳定能力，分为有挡肩：适用于直线或 R 大于等于 300m 的曲线轨道，无挡肩：适用于直线或 R 大于 等于 350m 的曲线轨道，轨长有 2.5m 和 2.6m。8钢轨接头有哪些种类？其特点是什么？答：按左右股钢轨接头相互位置来分，有相对式和相 互式两种。相对
10、式：使左右钢轨受力均匀，旅客舒适，也有 利于机械化铺，错接式：使用在非标准长度的钢轨或旧杂钢 轨。 按钢轨接头与轨枕相对位置分，有悬接式、单枕承垫 式和双枕承垫式。悬接式：减少挠曲和弯矩；单轨承垫式： 当车轮通过时，轨枕左右摇动不稳定，双枕承垫式：可保证 稳定性，但又有刚度的、不易捣固的不足。 按接头联接的用途及工作性能来分，有普通接头、导 电接头、绝缘接头、异型接头、尖轨接头、冻结接头、胶结 接头及焊接接头。9碎石道床断面的三个特征是什么？ 答：道床断面包括顶面宽度、道床厚度和道床边坡坡度 三个主要特征。10碎石道床变形下沉的阶段和特点是什么？ 答：道床变形是轨道的重要因素，轨道变形分为永久
11、变 形和弹性变形。道床下沉可分为初始急剧下沉和后期缓慢下沉两个阶 段，初始急剧下沉：道床的密实阶段在列车荷载作用下道渣 被压实，孔隙率减小，使道床纵横断面发生变化，轨道产生 不平顺；后期缓慢下沉阶段：道床的正常工作阶段，这时道 床仍有少量下沉，下沉量与运量之间有直接关系。11总结比较一下有渣轨道与无渣轨道的特点？答：有渣轨道：均匀传力；提供纵横向阻力、保持 几何形位；提供良好的排水能力，提供轨道弹性、缓冲、 减振、调节轨道框架的水平和方向、保持良好的平纵断面。 维修容易、初期投资小、施工精度低。无渣轨道：少维修、高可靠性、轨道结构轻、建筑高 度低；整体性、连续性、稳定性、耐久性好、几何形位易
12、于保持；初步投资大、轨道弹性差、施工精度要求高、基 础处理严格；用于客运专线和高速铁路有优势、道床美观、 没有道砟飞砟带来的问题。12、无渣轨道有哪些类型？其结构特点是什么？答：板式轨道、弹性支承块式无渣轨道、长枕埋入式轨 道及 Rheda2000 型轨道、浮置板轨道。板式轨道：具有坚固耐用，变形小、平顺性好、少维修 等特点。弹性支承块式无渣轨道：可缓冲列车荷载的横向冲击作 用，可提供较大弹性，有利于轨道的减振降噪。长枕埋入式轨道：由钢轨与扣件、穿孔砼枕、砼道床板 床、隔离层及砼底座等组成，隧道内可不设砼底座。浮置板轨道：是将无渣轨道支承在弹性支承上构成质量 弹簧系统，隔振效果非常好但造价高。
13、13、简述直线轨道几何形位及其特征？ 答：轨距、水平、前后高低、方向、轨底坡 轨距：是钢轨顶面下 16mm 范围内两股钢轨作用边之间 的最小距离，标准轨距为 1435mm。水平：是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。为保持 列车平稳运行，并使两股钢轨均匀受力，直线地段上两股钢 轨顶面应保持同一水平。前后高低：是轨道沿线路方向的竖向平顺性。经过一段 时间列车运行后，由于路基沉陷、道床捣固密实程度等的不 一致，导致轨面产生不均匀下沉，造成轨面前后高低不平， 称为静态不平顺；当列车通过吊板和空板地段时，导致这些 地段的轨道下沉不一致称为动态不平顺。方向：是指轨道中心线在水平面上的平顺性。方向是行 车平
14、稳性的控制性因素，按照行车平稳与安全要求，直线应 笔直，曲线应圆顺。轨底坡：为了使钢轨轴心受力，钢轨向轨道内侧倾斜， 因此轨底与轨道平面之间就形成一个横向坡度。它可使其轮 轨接触集中于轨顶中部，提高钢轨的横向稳定性，延长钢轨 使用寿命。14、简述轨道超高设置的目的，如何设置？答：达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀等，满 足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。在设置外轨超高时，主要有外轨提高法和线路中心高度 不变法两种方法。外轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高 外轨的方法，线路中心高度不变法是内外轨分别各降低和抬 高超高值一半而保证线路中心标高不变的方法。15、为何限制未被平衡的加速度、余
15、超高、欠超高？答：由于未被平衡的加速度或未被平衡的超高使内轨或 外轨产生偏载，引起内外轨不均匀磨耗，并影响旅客乘车的 舒适性。16. 如何确定曲线超高的最大值和曲线上的最高（低） 行车速度？答：17. 简述缓和曲线设置的目的？答：防止机车车辆在曲线轨道运行时，出现一些与直线 运行显著不同的受力特征突然产生或消失，以保持列车曲线 列车平稳性。18. 如何确定缓和曲线长度？答：按行车安全来确定：即圆曲线外轨超高与外轨超 高顺破坡度的比值。按舒适条件确定：当外轮升高（或降 低）速度的限制条件，缓和曲线长度为，当未被平衡的离心 加速度变化率的限制条件：按线路设计规范来确定。19. 轨道承受的力有哪些？
16、各由什么因素引起？答：包括：各种垂直力、横向水平力和纵向水平力。垂 直力：是指静轮重和附加动压力。静轮重与机车车辆的类型 及其载重有关，附加动压力的起因较多包括机车车辆本身构 造和车轮踏面的不圆顺；横向水平力：是指轨道平面上与轨 道方向垂直的水平力。在直线轨道上，由于机车车辆蛇形运 动引起，在曲线轨道上，主要是由车轮通过曲线时的导向力 引起。纵向水平力：是指沿轨道方向的水平力，包括列车启 动、制动、加速。轨道力学分析模型有哪些？答：轨道结构竖向受力的静力计算模型有：连续弹性基 础梁模型和连续弹性点支承梁模型。20. 简述连续弹性基础梁理论的模型、求解思路。答：21. 表征轨道弹性的参数有哪些？它们之间的关系如 何？答：有钢轨支座刚度D、钢轨基础弹性模量u和道床
