《軌道工程》重點整理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)軌道工程重點整理題型：選擇（1010=10） 填空（15題，201=20） 名詞解釋（53=15） 簡答（6題，56+15=35） 計算（2題，6+14=20）第一章 緒論1、歐美鐵路運輸1838年，第一條市郊鐵路在倫敦市郊開通；1863年，第一條地鐵線（6km，蒸汽驅(qū)動）在倫敦開通；1868年，第一條城市高架鐵路（蒸汽）在紐約的格林威治街開通；1890年，第一條電力驅(qū)動地鐵在倫敦開通；1895年5月6日，第一條由布達佩斯、格拉斯哥開通的電力高架線在芝加哥運營，它用一臺

2、帶電機車牽引12臺無動力拖車。1897年，芝加哥南部當局決定將高架鐵路電氣化，并與當時的工程技術(shù)專家斯卜拉格（Sprague）簽訂了合同。斯卜拉格做出的一個重要貢獻就是發(fā)明了多單元動車系統(tǒng)（動車組）。這種系統(tǒng)中，每輛車均有電機，但全部由第一輛車的駕駛員操縱。同年7月，斯卜拉格在南部官員和工程師之前示范了由6輛車編組的列車。1898年8月南部線淘汰掉了所有的蒸汽機車。2、我國鐵路運輸(1)中國第一條營業(yè)鐵路上海吳淞鐵路（1876年通車，762mm）；(2)中國自辦的第一條鐵路唐胥鐵路（1881年通車，1435mm）；(3)中國人（詹天佑）自行設(shè)計和施工的第一條鐵路干線京張鐵路（1905.9.4開

3、工，1909.8.11建成，10.2通車，用銀500萬兩）；(4) 舊中國鐵路（1881-1949）總共計21800km（臺除外），發(fā)展速度慢，分布極不合理，設(shè)備簡陋、標準低。五大交通運輸特點（1）公路運輸設(shè)施：公路、公路車站和車輛優(yōu)點：對于小、中批量商品的近距離運輸，運費較便宜，而且經(jīng)濟可以做到“門到門”包裝成本低缺點：運輸能力低；單位運費高；易遭偷盜；加劇擁擠與污染（2）鐵路運輸設(shè)施：鐵路、火車、車站及輔助設(shè)備優(yōu)點：運載能力較大，適用于大宗貨物的集中、迅速運輸中、遠距離運輸時，運費比較便宜受氣候條件的影響較小在軌道上運輸，安全性好為中長距陸上運輸骨干地位缺點：靈活性差；對包裝的要求較高；基

4、建成本大（3）水上運輸設(shè)施：天然水道、港口和船舶優(yōu)點：高運輸能力；低廉的單位運費缺點：速度慢；路線迂回；受天氣影響大，可靠性差（4）航空運輸設(shè)施：航空港、飛行器和航管設(shè)施優(yōu)點：速度快；受地形條件限制小缺點：運輸成本高；運載量有限；受氣候影響大管道運輸：集運輸工具和運輸線路于一身的運輸方式，貨物憑借高壓氣泵壓力在管道內(nèi)移動。包括液體、氣體和漿質(zhì)三種形式。優(yōu)點：可全天候工作；不需包裝；單向運輸；單位運營成本低缺點：貨物受限；機動靈活性小，初期投資大磁懸浮列車運行速度：目前試驗速度已達500km/h以上。重載鐵路特征：（1）經(jīng)常定期開行或準備開行總重8 000噸的單元或組合列車；（單元：一臺機車牽引

5、幾個車廂。組合：機車幾個車廂機車幾個車廂串起來。)（2）在長度不小于150 km的線路區(qū)段上，年運量超過4 000萬噸；（3）軸重(或計劃軸重)為27t及以上者。鐵路運輸?shù)纳a(chǎn)量客運密度、貨運密度、運輸密度鐵路建設(shè)的基本程序預(yù)可行性研究可行性研究初步設(shè)計施工圖工程施工和設(shè)備安裝驗交投產(chǎn)，正式運營后評估鐵路運營三要素：軸重、速度、運量軸載：包括車體、車體內(nèi)的裝載物、轉(zhuǎn)向架等整輛車的重量分配給每一軸的荷載。速度：在單位時間內(nèi)列車移動距離的長度。運量：在單位時間內(nèi)在該段線路所有通過列車牽引質(zhì)量的總和。 鋼軌軌道結(jié)構(gòu)基本組成（填空）鋼軌、軌枕、連接零件、軌道加強設(shè)備、道床、道岔鋼軌功能（1）為車輪提供

6、連續(xù)、平順和阻力最小的滾動表面，引導(dǎo)機車車輛前進。（2）鋼軌要承受來自車輪的巨大垂向壓力，并以分散形式傳遞到軌枕。（3）提供連續(xù)，平順和阻力最小的滾動面。（4）在電氣化鐵道或自動閉塞區(qū)段，還兼做軌道電路之用，為軌道電路提供導(dǎo)體。鋼軌類別分類依據(jù)：世界鐵路通常按所用軌道每延米質(zhì)量來分類。中國鋼軌：43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m（44.653、51.514 、60.64、74.414kg/m）通俗叫法：43 軌、50 軌、60 軌、75 軌（按長度分: 12.5m、25m，標準縮短軌、長尺鋼軌）鋼軌基本要求（基本了解）具有足夠的強度(剛度)和耐磨性具有一定的抗疲勞強度和沖擊

7、韌性具有足夠的硬度且均勻性良好足夠光滑又有一定粗糙度的頂面良好的道岔機加工性能和可焊性化學(xué)成分便于進行熱處理高速鐵路鋼軌的高平直度鋼軌的最佳斷面形狀：工字型截面鋼軌頭部：大而厚，并具有與車輪踏面相適應(yīng)的外形原因：（1）改善輪軌接觸條件、提高抵抗壓陷的能力；（2）具有足夠的支撐面積（磨耗）。鋼軌腰部（基本了解）（1）軌腰必須具有足夠的厚度和高度，具有較大的承載能力和抗彎能力。（2）軌腰的兩側(cè)為直線或曲線，而以曲線最常用，以有利于傳遞車輪軌鋼軌的沖擊動力作用和減少鋼軌軋制后因冷卻而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。50、60和75軌軌腰圓弧半徑分別為350、400和500mm。（3）軌腰與軌頭、底的連接，須保證夾板

8、能有足夠的支承面，并使截面的變化不致過分突然，以免產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中。為此，軌腰與軌頭-復(fù)曲線，如60軌采用了半徑為25和8mm的復(fù)曲線進行連接；軌腰與軌底-單曲線，半徑為14-20mm。鋼軌材質(zhì)（1）使鋼軌具有高可靠性的前提：鋼軌材質(zhì)具有較高的純凈度和合理的化學(xué)成分。提高鋼軌材質(zhì)的純凈度是減少鋼軌疲勞折損、提高鋼軌可靠性、延長使用壽命的有效途徑之一。主要元素：鋼軌鋼的主要元素是碳和鐵，并根據(jù)強度和硬度的要求增加其他化學(xué)元素。碳（C，一般含量為0.65%，但一般不超過0.82%）增多可提高抗拉強度、耐磨性和硬度；過多，變脆，塑性指數(shù)（伸長率、斷面收縮率和沖擊韌性）降低。錳（Mn，0.6-1.0

9、%，如含量超過1.2%，則稱為高錳鋼）提高強度和耐磨性，增加韌性，并去除有害的氧化鐵和硫類雜質(zhì)。如果超過1.2%，硬度、抗沖擊性、耐磨性雖有較大提高，但錳對鋼軌焊接有不利影響。硅（Si，含量一般為0.15-0.30%）使鋼軌致密，提高耐磨性；降低焊接性能磷和硫（一般要求磷和硫的含量都小于0.04%）含磷過多（超過0.1%），將使鋼軌變脆，出現(xiàn)冷脆性，嚴寒地區(qū)，鋼軌斷裂；硫不溶于鐵，不論含量多少，均生成硫化鐵，在985時，呈晶態(tài)結(jié)晶析出，這種晶體性脆易溶，出現(xiàn)熱脆性（800-1200)，軋制或熱加工工程中，鋼軌斷裂，出現(xiàn)大量廢品。鋼軌分類按鋼成分：碳素鋼、合金鋼、熱處理鋼按金相組織：珠光體鋼、貝

10、氏體鋼、馬氏體鋼按力學(xué)性能：普通鋼軌、高強度鋼軌、耐磨鋼軌鋼軌的七個力學(xué)指標強度極限b、屈服極限s、疲勞極限r(nóng)、伸長率s、斷面收縮率、沖擊韌性ak、硬度軌端淬火對鋼軌淬火可以提高鋼材的硬度，改善鋼材的機械性能。鋼軌損傷種類：鋼軌磨耗、接觸疲勞傷損、剝離及軌頭核傷、軌腰螺栓孔裂紋等軌腰螺栓裂紋發(fā)生的主要原因：鉆孔時在螺栓孔周邊產(chǎn)生有肉眼不能發(fā)現(xiàn)的發(fā)裂，在荷載的作用下加速裂紋發(fā)展；由于鋼軌接頭養(yǎng)護中存在的高低臺階、錯牙、軌端低塌、鞍型磨耗及道床板結(jié)，列車通過時產(chǎn)生的高頻力P1和準靜態(tài)力P2對螺孔應(yīng)力的影響極大。降低螺栓孔裂紋發(fā)展速度的措施：有效措施：控制萌生期是關(guān)鍵一般措施：提高鋼軌接頭區(qū)軌道結(jié)構(gòu)

11、的彈性，降低輪軌沖擊荷載P1和P2，螺栓孔應(yīng)力可減小30左右；提高螺栓孔表面的加工光潔度和在孔口倒棱；對螺栓孔表面進行硬化、防銹等處理，提高螺栓表面的強度。防止、減緩核傷發(fā)生和發(fā)展的主要措施：凈化鋼軌，控制夾雜物的直徑；提高鋼軌的接觸疲勞強度；提高軌道的彈性，加強軌道的養(yǎng)護維修，特別是對鋼軌接頭養(yǎng)護維修，減少動力沖擊作用。軌頭磨耗：垂直磨耗和側(cè)面磨耗波形磨耗一般出現(xiàn)位置：列車速度較高的鐵路上，主要發(fā)生波紋型磨耗，且主要出現(xiàn)在直線和制動地段；在車速較低的重載運輸線上主要發(fā)生波浪型磨耗，且一般出現(xiàn)在曲線地段；動力作用是鋼軌波磨形成的外因，鋼軌材質(zhì)性能是波磨的內(nèi)因。高速鐵路鋼軌的主要傷損類型：軌頭龜

12、裂隱傷（又稱踏面裂紋或踏面壓潰）蜂窩狀裂紋減緩鋼軌傷損的措施：凈化軌鋼，控制雜物的形態(tài)采用淬火鋼軌，發(fā)展優(yōu)質(zhì)重軌，改進軌鋼力學(xué)性質(zhì)改革舊軌再用制度，合理使用鋼軌按軌鋼材質(zhì)分類鋪軌鋼軌接頭（1）型式按其相對于軌枕位置：懸空式、承墊式按兩股鋼軌接頭相互位置：相對式、相錯式我國一般采用相對懸空式，即左右兩股鋼軌接頭應(yīng)對齊，同時位于兩接頭軌枕中間。（2）構(gòu)造：夾板、螺栓 、螺母 、彈簧墊圈等（3）預(yù)留軌縫的目的：適應(yīng)鋼軌熱脹冷縮的需要預(yù)留軌縫的條件：當軌溫達到當?shù)刈罡哕墱貢r，軌縫應(yīng)大于或等于零，使軌端不受擠壓力，以防溫度壓力過大而脹軌跑道；當軌溫達到當?shù)刈畹蛙墱貢r，軌縫應(yīng)小于或等于構(gòu)造軌縫，使接頭螺栓

13、不受剪力，以防止接頭螺栓拉彎或剪斷。列車通過接頭產(chǎn)生沖擊動力與三方面因素有關(guān)：軌縫、臺階、折角。臺階是接頭處兩根鋼軌的端部不在同一水平面上。折角是由于接頭下沉形成的。 有砟軌道扣件分類（1）按扣壓方式分：分開式、不分開式按扣件的彈性：全彈性、半彈性、無彈性按有無擋肩：有擋肩、無擋肩按照使用對象：木枕、混凝土枕、鋼枕混凝土軌枕扣件分類：扣板式扣件、彈條式扣件（型、型、型）道床（1）主要功能：將荷載擴散到路基上，保護路基；提供抵抗軌排縱、橫向位移的阻力；排水；緩沖減振；便于養(yǎng)護維修。橫斷面三個主要特征：道床厚度、頂面寬度、邊坡坡度（3）臟污的定義：位于道砟顆粒級配范圍外的成分都是臟污成分。（4）面

14、砟的材料一般為級配碎石。特殊地段的軌道過渡段（1）路橋過渡段路基處理：臺后填土加筋碎石優(yōu)質(zhì)材料填筑使用高強度、變形小的優(yōu)質(zhì)材料填筑（EPS）（2）過渡段軌道處理：在較軟一側(cè)增大鋼軌豎向剛度在較硬一側(cè)減小鋼軌豎向剛度設(shè)置輔助軌提高軌道結(jié)構(gòu)框架剛度 無砟軌道有砟軌道相較于無砟軌道的優(yōu)勢鋪設(shè)方便、造價低、容易維修在用無砟軌道取代有砟軌道時應(yīng)遵循的基本原則無砟軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強度，并要求支點彈性良好且均勻；結(jié)構(gòu)簡單，施工方便；良好電絕緣性能；易于調(diào)整軌道的幾何形位。對無砟軌道的要求具有較高的軌道穩(wěn)定性具有適宜的軌道彈性構(gòu)造簡單，堅固耐久軌道發(fā)生變形能夠調(diào)整基底局部下沉易于修復(fù)造價經(jīng)濟合理無砟軌道的優(yōu)

15、缺點（1）優(yōu)點：線路穩(wěn)定、平順，有利于鋪設(shè)無縫線路和高速行車維修工作量少堅固耐久、整潔美觀，使用壽命長在隧道、地鐵中減少開挖面積（2）缺點：一旦破壞，整修困難扣件彈性要好 道岔軌道三大薄弱環(huán)節(jié)：道岔、曲線、接頭道岔定義：機車車輛從一條線路轉(zhuǎn)向另一條線路的軌道連接設(shè)備。功用：軌道連接，軌道交叉，軌道連接與交叉組合。標準形式：普通單開道岔、單式對稱道岔、三開道岔、交叉渡線、交分道岔特種道岔：對稱道岔、交分道岔、三開道岔道岔號數(shù)：以轍叉號數(shù)N來表示。轍叉號數(shù)越大，轍叉角越小。轍叉號數(shù)是轍叉角的余切值。轍叉號數(shù)： 轍叉角：轍叉（1）有害空間的定義（名詞解釋）：從轍叉咽喉至實際尖端之間的距離。查照間距D

16、1：護軌作用邊至心軌作用邊查照間距D2：護軌作用邊至翼軌作用邊4、提高側(cè)向過岔速度措施（1）采用大號碼道岔，增大導(dǎo)曲線半徑，減小車輪對道岔各部位的沖角（2）加強道岔的構(gòu)造強度（3）采用對稱道岔，導(dǎo)曲線半徑可提高一倍（4）采用曲線尖軌，可加大導(dǎo)曲線半徑（5）采用變曲率導(dǎo)曲線，導(dǎo)曲線設(shè)置少量超高 軌道幾何形位1、軌道幾何形位（1）定義：指軌道各個部件的幾何形狀、相對位置和基本尺寸。（2）要素：軌距、水平、前后高低、方向、軌底坡線路平面定義：線路中心線在水平面上的投影。組成：直線、圓曲線、緩和曲線線路縱斷面定義：線路中心線展直后在縱向垂直面上的投影。線路限界定義：列車運行過程中，其外輪廓線始終與周圍

17、一切建筑物和各種設(shè)備的輪廓線之間保持著一個空間的安全距離。分類：建筑限界、設(shè)備限界、車輛限界5、三角坑定義：左右兩股鋼軌頂面相對于軌道平面發(fā)生的扭曲狀態(tài)。危害：由于三角坑會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架的四個車輪踏面不能全部正常壓緊軌道面，因此將引起車輛側(cè)滾和側(cè)擺，輪載變動，車輛傾覆脫軌，危及行車安全，必須立即消除。曲線軌道軌距加寬的計算原理按機車最大固定軸距以正常強制內(nèi)接順利通過最小半徑曲線的條件確定軌距按車輛自由內(nèi)接的方式通過曲線確定保證車輪不掉道，即最大軌距不超過允許值7、曲線外軌超高（P130-P131）（1）目的（掌握）：平衡離心力，使內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻，垂直磨耗均等，旅客不因離心加速度而感到不適。設(shè)

18、置方法：外軌抬高，在高速鐵路和城市軌道交通的圓形隧道內(nèi)等上是外軌抬高內(nèi)軌降低。計算公式：，行車速度：，曲線半徑計算結(jié)果取整，取為5mm整倍數(shù)。計算題：已知、，求，并判斷超高狀態(tài)。已知、，求超高狀態(tài)：欠超高：過超高：緩和曲線目的：保證行車平穩(wěn)而不在緩和曲線的始、終點產(chǎn)生振動沖擊。使因超高而產(chǎn)生的車輛重力的向心力分量與離心慣性力相適應(yīng)。對于半徑較小的曲線，曲線上的軌距加寬也應(yīng)在緩和曲線范圍完成。幾何形位的要求：坐標要求；偏角要求；曲率要求超高要求；變化率的要求（3）我國緩和曲線的線型方程為三次拋物線，9、縮短軌（P141-P143）（1）：整個圓曲線（包括圓曲線和兩端的緩和曲線）的總縮短量：緩和曲

19、線長度：圓曲線長度：圓曲線半徑：整個曲線上所需的縮短軌根數(shù)：所選用縮短軌的縮短量 軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)（1）軌道結(jié)構(gòu)承載能力計算的三個方面：強度計算、壽命計算、殘余變形計算。（2）作用在軌道上的力：垂向力（豎直力）、橫向力、縱向力。無縫線路的溫度應(yīng)力計算： 無縫線路接頭破壞的表現(xiàn)形式：軌縫、折角、臺階病害類型：鋼軌打塌、剝離掉塊；鋼軌軌腰螺栓孔裂紋；夾板斷裂；軌枕砸碎；道床板結(jié)，翻漿冒泥無縫線路（1）基本特點：長鋼軌段內(nèi)消滅軌縫消除輪軌接頭沖擊提高列車運行平穩(wěn)性增強旅客舒適性延長線路設(shè)備及機車車輛使用壽命40%減少線路養(yǎng)護維修工作量，附加費用較少 適應(yīng)高速行車要求，是軌道現(xiàn)代化方向（2）分類：根據(jù)處理鋼軌內(nèi)部溫度應(yīng)力方式的不同可分為溫度應(yīng)力式和放散溫度應(yīng)力式。根據(jù)鋼軌鋪設(shè)長度可分為（3）關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢：跨區(qū)間無縫線路 鋼軌的強韌化鋼軌焊接是無縫線路的關(guān)鍵技術(shù) 鋼軌膠接絕緣接頭也是鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路的關(guān)鍵技術(shù)之一 區(qū)間線路長鋼軌與道岔相的焊聯(lián)問題 溫度力計算（計算題）（P198-P199）鎖定軌溫（零應(yīng)力軌溫）：使鋼軌內(nèi)溫度應(yīng)力為0的軌溫。鋼軌伸縮量：鋼軌的線膨脹系數(shù)，取0.0118 鋼軌長度（）軌溫變化幅度（），又稱軌溫差