钢轨轨枕Word格式文档下载.docx
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192
轨头宽度6（mm）
70
73
轨底宽度B（mm）
114
132
150
轨腹厚度t（mm）
20
螺栓孔直径函（mm）
29
31
轨端至1孔中心距L1（mm）
56
66
76
96
l孔至2孔中心距L2（mm）
110
220
2孔至3孔中心距L3（rrirri）
160
130
截面积（cm2）
57
钢轨长（m）
25
60kg/m钢轨断面尺寸如图2-2-2所示。
图2-2-260kg/m钢轨横断面及侧面图
三、钢轨伤损标准
钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生钢轨折断、钢轨裂纹以及其他影响和限制钢轨使用性能的伤损。
钢轨伤损分为轻伤、重伤和折断三类。
钢轨折断是指发生下列情况之一者：
1.钢轨全截面断裂；
2.裂纹贯通整个轨头截面；
3.裂纹贯通整个轨底截面；
4.允许速度不大于160km/h区段钢轨顶面上有长度大于50mm且深大于10mm的掉块，允许速度大于160km/h区段钢轨顶面上有长度大于30mm且深度大于5mm的掉块。
四、钢轨接头
钢轨接头是线路三大薄弱环节之一。
接头处轨面不连续，增加行车阻力达25%之多，造成多种接头病害，加大了线路维修费用的投资。
（一）钢轨接头的类型
1．按轨枕支承形式分
（1）悬空式：
即钢轨接头悬于两根轨枕之间。
目前我国铁路上均采用这种接头形式。
它受力条件好，结构简单，便于维修。
（2）承垫式：
即钢轨接头放在轨枕之上。
这种形式的接头刚度大，捣固困难，只在特殊情况下使用。
2．按两股钢轨接头相互位置分。
（1）相对式：
即两股钢轨的接头左右相对。
它的优点是列车运行比较平稳，两股钢轨受力均匀。
我国铁路广泛采用悬空相对式钢轨接头。
（2）相错式：
即两股钢轨接头左、右错开，但相错不能小于3m。
这种形式使列车冲击次数增加一倍，而且冲击偏心，会增大列车摇摆，易造成三角坑等病害。
3．按钢轨接头性能分
（1）普通接头：
即标准钢轨或非标准钢轨铺设时两根钢轨的联结接头，使用夹板和螺栓进行联结。
（2）异型接头：
即不同类型钢轨相互联结的接头。
为使不同钢轨顶面及头部内侧相吻合，使用相应的异形夹板和异形垫板联结。
正线钢轨异型接头必须使用异型钢轨。
（3）导电接头：
供传导轨道电流或作为牵引电流回路之用的接头，用于自动闭塞区段及电力牵引地段。
轨间传导联结装置用两根直径5mm的镀锌铁丝，插于两轨端轨腰的圆孔内组成──塞钉式；
或用一条断面100mm2左右的钢丝索焊接于钢轨头部的钢套中组成──焊接式。
（4）绝缘接头：
在自动闭塞区段上，相邻闭塞分区两端钢轨接头处设绝缘接头，以保证轨道电路不能从一个闭塞分区传到另一闭塞分区。
一般绝缘接头是用尼龙轨头片、尼龙夹板和尼龙螺栓套把钢轨、夹板和螺栓隔开，阻止电流通过，起到绝缘作用，如图2-2-3所示。
为了提高无缝线路的整体性和稳定性，增强钢轨接头阻力，改善钢轨的绝缘性能，目前，国内推广使用了钢轨胶接绝缘接头，如图2-2-4所示。
它由胶接绝缘夹板、轨端绝缘板、高强度螺栓、防松螺母和高强度平垫圈组成，先通过胶接车间预制而成，用铺轨列车运到现场，直接焊接在两根钢轨之间。
在现场安装时，需在胶接绝缘夹板与钢轨腹部之间涂抹高强度胶粘剂，使其成为胶接绝缘接头。
胶接绝缘夹板由槽形钢板、绝缘槽板及加强型夹板经加温固化而成。
国外研制的本克拉绝缘接头也在我国铁路线上试用。
图2-2-3绝缘接头断面图2-2-4胶接绝缘接头
1－钢轨；
2－接头夹板；
3－高强绝缘螺栓；
4－绝缘套管
5－槽形绝缘板；
6－高强绝缘垫面；
7－高强钢平垫圈
（5）焊接接头：
用电阻焊、小型气压焊或铝热焊的方法将钢轨焊接形成的接头，多用于无缝线路。
（6）冻结接头：
这种接头是用提高摩擦阻力的方法实现的冻结钢轨接头。
其特点是：
它不改变现行接头的结构，不使用胶粘剂，也不使用附加机械零件，接头阻力高，足以在大多数地区的铁路轨道上冻结钢轨接头。
（7）尖轨接头（即温度调节器）：
用于连接轨端伸缩量很大的普通轨道或温度跨度大于100m的明桥面活动端轨道的钢轨接头。
尖轨接头按构造平面形式的不同，可分为斜线型、折线型及曲线型三种。
目前使用的主要为曲线型温度调节器，设计的最大伸缩量为1000mm。
（二）钢轨接头位置的要求
1．钢轨接头相错
线路两股钢轨接头，一般应采用相对式。
曲线地段外股应使用标准长度钢轨，内股应使用厂制缩短轨调整钢轨接头位置。
剩余少量相错量，应利用钢轨长度误差量在曲线内（有困难时可在直线上）调整。
直线地段应按钢轨误差量配对使用。
在每节轨上相差量一般应不大于3mm，并应前后、左右抵消。
在两股钢轨上，累计相差量最大不得大于15mm。
铺设非标准长度钢轨或再用轨，无厂制缩短轨时，钢轨接头可采用相错式，其相错量不得小于3m。
采用相错式接头的两曲线之间直线长度短于300m时，该直线段亦可采用相错式。
采用相错式时个别插入的短轨，宜铺设在曲线两端的直线上，在困难条件下可铺设在曲线内股。
2．线路上插入个别短轨规定
线路上个别插入短轨，在正线上不得短于6m，在站线上不得短于4.5m，并不得连续插入两根及以上。
个别插入短轨线路的允许速度不得大于160km/h。
3．不得有钢轨接头的位置
（1）明桥面小桥的全桥范围内i；
（2）钢梁端部，拱桥温度伸缩缝和拱顶等处前后各2m范围内；
（3）设有温度调节器的钢梁的温度跨度范围内；
（4）钢梁的横梁顶上；
（5）平交道口铺面范围内。
钢轨接头若恰在上列位置并铺设25m长度标准轨时，可插入一根12.5m长度的标准轨，以调整接头位置；
铺设12.5m长度的标准轨时，可更换成一根25m长度的标准轨以调整接头位置，也可挤严轨缝后将接头用高强螺栓拧紧冻结或焊接。
困难时，才准予插入个别短轨来调整接头位置。
（三）钢轨接头联结零件
接头联结零件包括夹板、螺栓、螺母、垫圈等。
它的主要作用是保持两根钢轨的连续性，使钢轨接头前后与完整的钢轨一样，并传递和承受钢轨的挠曲力、横向力，同时满足钢轨热胀冷缩的要求。
1．夹板
夹板的作用是夹紧钢轨，使钢轨轨端不能横向及上下单独移动。
每个钢轨接头有左、右两块夹板，通过拧紧螺栓夹紧两端钢轨，因此要求它有足够的强度和抗冲击能力，并便于拆装和维修。
夹板的形式很多，我国主要采用斜坡支承双头对称型夹板（简称双头式夹板）。
60kg/m钢轨用双头夹板的形式及尺寸如图2-2-5所示。
图2-2-560kg/m钢轨双头夹板
表2-2-2为常用夹板及其尺寸。
表2-2-2夹板尺寸（mm）
钢轨类型
（kg/m）
全长
两中间
孔距离
第一孔至第二孔距离
第二孔至第三孔距离
第三孔至
端部距离
圆孔直径
1000
40
26
820
790
120
65
24
除双头夹板以外，还有平形夹板、角形夹板、鱼尾形夹板、裙边式夹板及异形夹板等。
2．螺栓
夹板与钢轨用螺栓来夹紧。
高强度螺栓在螺帽上铸有“⊙”的标记，遵照国际标准按抗拉强度划分为级和级两种。
级有纹部分直径为24mm，级有纹部分直径为24mm和22mm两种。
螺母采用10级高强度螺母。
钢轨接头阻止钢轨端部自由伸缩的阻力称为接头阻力。
接头阻力是由钢轨与夹板之间的摩擦力产生的。
摩擦力越大，接头阻力越大。
摩擦力取决于夹板的螺栓孔数、螺栓直径、强度及拧紧程度。
一副六孔夹板，使用普通螺栓的接头阻力可达235～265kN，使用高强度螺栓时可达292—588kN。
要达到这个要求，接头螺栓必须保持紧固状态。
接头螺栓扭力矩的标准值如表2-2-3。
表2-2-3普通线路接头螺栓扭矩标准
单位
25m钢轨
12.5m钢轨
最高、最低轨温差>
850C
最高、最低轨温差≤85℃
钢轨
kg/m
60及以上
螺栓等级
扭矩
N·
m
700
600
500
400
c值
mm
6
4
2
注：
①c值为接头阻力及道床阻力限制钢轨自由伸缩的数值。
②小于43kg/m钢轨比照43kg/m钢轨办理。
③高强度绝缘接头螺栓扭矩不小于700N．m。
接头防松紧固件的扭矩标准如表2-2-4。
表2-2-4接头防松紧固件扭矩标准
防松螺母类型
8级
10级
12级
扭矩（N·
m）
400～600
600～1000
900～1100
3．垫圈
为防止螺栓松动，需要安装垫圈。
垫圈类型应根据所确定的轨道类型按表2-16选用。
表2-2-5垫圈类型选用表
轨道类型
特重型、重型
次重型
中型、轻型
无缝线路
25m轨
接头螺栓等级
级
级/级
垫圈
类型
高强度
平垫圈
高强度平垫圈
单层弹簧垫圈
（四）钢轨接头联结零件伤损标准
1.接头夹板
接头夹板伤损达到下列标准，应及时更换：
（1）折断；
（2）中央裂纹（中间两螺栓孔范围内），正线、到发线有裂纹；
其他站线平直及异型夹板超过5mm，双头及鱼尾型夹板超过15mm；
（3）其他部位裂纹发展至螺栓孔。
2.接头螺栓及垫圈
接头螺栓及垫圈伤损达到下列标准，应及时更换：
（1）螺栓折断，严重锈蚀，丝扣损坏或杆径磨耗超过3mm不能保持规定的扭力矩；
（2）垫圈折断或失去弹性。
接头螺栓应齐全，作用良好，缺损时应及时补充和更换。
普通线路接头螺栓扭矩应达到规定值，并应保持均匀。
扭矩不足时，不得低于规定值100N·
m以上。
（五）预留轨缝计算
普通线路钢轨接头，应根据钢轨长度与钢轨温度预留轨缝。
轨缝的标准尺寸按下列公式计算：
a0=aL（tZ–t0）+
ag
式中a0──更换钢轨或调整轨缝时的预留轨缝（mm）；
a──钢轨线膨胀系数，为0.0118mm/（m·
℃）；
L──钢轨长度（m）；
tZ──更换钢轨或调整轨缝地区的中间轨温（℃），
tz=
（Tmax＋Tmin）
Tmax,Tmin——当地历史最高和最低轨温（℃）；
t0——更换钢轨或调整轨缝时的轨温（℃）；
ag——构造轨缝，38、43、50、60、75kg/m钢轨ag均采用18mm。
最高、最低轨温差不大于85℃地区，在按上式计算以后，可根据具体情况将轨缝值减小1～2mm。
25m钢轨铺设在当地历史最高、最低轨温差大于100℃的地区应个别设计。
各地区（或区段）采用的最高、最低轨温，由铁路局规定。
【例题】某地区Tmax=60℃，Tmin=-10℃，在轨温为20℃时调整轨缝，钢轨长度为25m，求预留轨缝a0。
【解】tz=
（Tmax+Tmin）=
=250C
a0=aL（tz-t0）+1ag=×
（25-20）+
×
18=10.5mm
预留轨缝采用10.5mm。
12.5m钢轨地段，更换钢轨或调整轨缝时的轨温不受限制。
25m钢轨地段，更换钢轨或调整轨缝时的轨温限制范围为（tz+30℃）～（tz-30℃）；
最高、最低轨温差不大于85℃地区，如将轨缝值减小1—2mm，轨温限制范围相应地降低3℃～7℃；
特殊情况下，在轨温限制范围以外更换的25m钢轨必须在轨温限制范围以内时调整轨缝。
轨缝应设置均匀，每千米线路轨缝总误差：
25m钢轨地段不得大于80mm；
12.5m钢轨地段不得大于160mm。
绝缘接头轨缝不得小于6mm。
最大轨缝不得大于构造轨缝。
在轨道结构中，轨枕的功用是承受来自于钢轨上的各种力，且传递至道床，同时轨枕还起着保持钢轨方向、轨距和位置等作用。
轨枕按其材质分为木枕、混凝土枕和钢枕。
五、木枕
木枕根据其在线路上使用部位的不同，分为普通木枕、道岔木枕（岔枕）和桥梁木枕（桥枕）三种。
（一）木枕特点
木枕具有弹性好、形状简单、制造容易、质量轻、铺设及更换方便等优点，但也有消耗量大、易腐蚀、使用寿命短、在列车动力作用下容易产生轨向不良和轨距扩大的缺点。
（二）木枕的规格尺寸
木枕的断面形式为矩形，允许枕面两角为坡形。
各种木枕规格如表2-2-6所示。
表2-2-6各种木枕规格（cm）
种类
长度
面宽
底宽
侧宽
厚度
普通
木枕
I类
250
16～22
22
11～16
16
Ⅱ类
15～20
10～
道岔木枕
260至480
（每20cm进级）
18
桥梁木枕
300
宽×
高
20×
22,20×
24,22×
320
22×
28,24×
30
340
24×
420,480
26,22×
（三）木枕扣件
扣件的作用是把钢轨与轨枕或其他类型轨下基础联结在一起，保证钢轨在轨枕上位置稳定，阻止横向位移并防止爬行。
扣件还应起到缓冲和减震作用。
木枕轨道上扣件的形式主要有不分开式和分开式两种。
1．不分开式扣件
不分开式扣件是用道钉将钢轨、垫板共同钉于木枕上，如图2-2-6所示。
图2-2-6不分开式扣件图2-2-7刚性联结零件
木枕联结零件有道钉、螺纹道钉、铁垫板，如图2-2-7所示。
（1）道钉：
普通道钉采用韧性较好的l、2、3号钢制成，标准长度为165mm，截面为16mm×
16mm。
铁路冻害地段，因垫板与枕木之间垫人不同厚度的冻害垫板，使用的道钉长度有205、230、255、280mm四种。
钉道钉时必须符合以下规定：
①有铁垫板时，直线及半径800m以上的曲线地段，每根木枕上每股钢轨内外侧各钉一个道钉；
半径在800m及以下的曲线（含缓和曲线）地段，内侧加钉一个道钉。
铁垫板与木枕的联结道钉，必须钉齐（冻害地段、明桥面除外）。
②无铁垫板时，每根枕木上每股钢轨的内外侧各钉一个道钉，四个道钉位置呈八字形，道钉中心至枕木边缘的距离大于50mm，钢轨内外侧道钉错开80mm以上。
（2）螺纹道钉：
螺纹道钉采用3号钢制造，标准长度为150mm，由于其不便于改道作业，一般木枕线路不用，多用于道岔和木枕分开式扣件上。
（3）铁垫板：
铁垫板的主要作用是增大钢轨对木枕的受力面积，以免钢轨应力集中压坏木枕。
双肩式垫板可以卡住轨底两侧，以保持轨距。
由于垫板设有向内的1:
40坡度，使钢轨形成向内倾斜的轨底坡，可使钢轨面与车轮踏面相吻合，减少钢轨磨耗。
铁垫板面上设计有5个钉孔。
2．分开式扣件（K式扣件）
分开式扣件的构造如图2-2-8所示，将垫板分别与轨枕和钢轨单独扣紧。
先用四个螺纹道钉将垫板固紧在木枕上，再用轨卡及轨卡螺栓将轨底扣紧在垫板上。
图2-2-8分开式扣件
1—木枕；
2—轨卡垫板；
3—螺纹道钉；
4—轨卡：
5—弹簧垫圈；
6—平垫圈；
7—螺母；
8—螺栓；
9—轨下垫板
（四）木枕扣件的伤损标准
铁垫板和道钉应齐全，作用良好，缺少时应及时补充，道钉浮起或松动时应及时整治
（道钉连续浮起或松动不得超过三根枕木）。
伤损达到下列标准，应有计划地更换：
1.道钉钉头脱落、严重锈蚀或下颚磨耗达3mm及以上；
2.铁垫板折断、变形、严重锈蚀或丧失固定立柱螺栓功能。
（五）木枕使用要求及失效标准
1.木枕使用要求
使用木枕（含木岔枕）应遵守下列规定：
（1）木枕宽面在下，顶面与底面同宽时，应使树心一面向下。
（2）接头处使用质量较好的木枕。
（3）劈裂的木枕，铺设前应捆扎或钉组钉板。
（4）使用新木枕应用直径为12.5mm木钻钻孔，孔深有铁垫板时为110mm，无铁垫板时为130mm。
使用螺纹道钉时，应比照道钉办理。
（5）改道用的道钉孔木片规格，长为110mm，宽为15mm，厚为5～10mm，并经过防腐处理。
2.木枕（含木岔枕）失效标准
（1）腐朽失去承压能力，钉孔腐朽无处孔，不能持钉；
（2）折断或拼接的接合部分离，不能保持轨距；
（3）机械磨损，经过削平或除去腐朽木质后，允许速度大于120km/h的线路，其厚度不足140mm，其他线厚度不足100mm；
（4）劈裂或其他伤损，不能承压、持钉。
六、混凝土枕
（一）混凝土枕特点
混凝土枕材料来源较广，对轨道稳定性好，可满足干线铁路高速度、大运量的要求，不受气候、腐朽、虫蛀及失火影响，使用寿命长，但它容易因发生裂纹而失效，质量大，更换困难，弹性差。
（二）混凝土枕分类
1.按制造工艺，可分为普通混凝土枕、预应力钢筋混凝土枕两类。
2.按配筋直径大小可分为钢弦（高强度钢丝，简称弦）和钢筋（高强度钢筋，简称筋）两种。
3.我国现行混凝土枕分三类，分别与不同轨道类型配套使用。
（1）I型混凝土枕
I型混凝土枕的承载能力是按轴重23t、最高速度85km/h、铺设密度1840根/km设计的，适用于中型、轻型轨道。
随着国民经济和铁路运输发展，机车车辆轴重不断提高，年通过总重也不断增长，I型混凝土枕的承载能力已不能适应这些条件的变化，破损加剧，寿命缩短。
因此，在我国铁路线路上，I型混凝土枕正逐步被淘汰下道。
（2）Ⅱ型混凝土枕
Ⅱ型混凝土枕的设计是根据重载线路承受荷载大，重复次数多的特点，采用疲劳可靠性进行设计的，设计标准是按年运量60Mt，轴重机车25t、货车23t，最高行车速度120km/h，铺设60kg/m钢轨，适用于重型、次重型轨道。
与I型轨枕相比，轨下截面正弯矩的计算承载能力提高13%～25%，中间截面正弯矩提高%，中间截面负弯矩提高14%～41%。
J-2型轨枕是采用4根直径10mm的高强度钢筋，C60级混凝土。
Ⅱ型轨枕是我国铁路的主型轨枕。
图2-2-9为新Ⅱ型枕的外形、截面尺寸和配筋示意图。
图2－2－9新Ⅱ型混凝土枕
（3）Ⅲ型混凝土枕
由于Ⅱ型轨枕在重型、次重型轨道上使用时，某些区段出现轨枕中顶面横向裂缝、沿螺栓孔纵向裂缝、枕端龟裂、侧面纵向水平裂缝、挡肩斜裂等病害，轨枕年失效下道率平均%，难以适应重型和特重型轨道的承载条件，为了适应强轨道结构的要求，又研制了Ⅲ型轨枕。
Ⅲ型混凝土枕有挡肩和无挡肩两种形式。
长度有2.6m和2.5m两种，目前使用的主要是2.6m，如图2-2-10所示。
设计参数采用机车（三轴）最大轴重23t、最高速度160km/h、轨枕配置1760根/km设计，主要适用于特重型轨道。
图2-2-10Ⅲ型有挡肩混凝土枕
（三）混凝土枕规格尺寸如表2-2-7所示。
表2-2-7混凝土枕尺寸
轨枕长
（m）
截面高度（mm）
枕头外形
承轨槽坡度
质量
（kg）
轨下
中部
端部
S-1（弦79型）
200
175
斜
1:
233
S-2（弦81型）
165
平
J-2（筋81型）
新Ⅱ型
205
273
S-3（有挡肩）
230
185
260
353
S-3（无挡肩）
235
349
（四）混凝土枕使用要求
1.铺设混凝土枕地段，钢轨有接头病害时必须整治（焊补、打磨等）；
路基有翻浆、不均匀下沉及超过15mm的冻害时必须整治。
2.承轨槽坡度不一致的轨枕应分别成段铺设，不宜交杂混铺。
伤损轨枕应修理后才能铺设。
3.螺纹道钉应用硫磺水泥砂浆锚固。
4.混凝土枕质量大，在搬运、装卸和铺设时要使用适当工具，尽量避免砸、摔、撞、碰。
5.混凝土枕截面为梯形，不便安装防爬器，要注意拧紧扣件，增加钢轨与轨枕的联结强度，防止钢轨爬行。
6.混凝土枕的扣件要合理使用。
无缝线路和60kg/m及以上钢轨必须采用弹条扣件；
使用70型扣板式扣件时，在800m及以下的曲线地段，钢轨外侧应使用加宽铁座。
7.在下列地段，不宜铺设混凝土枕：
（1）铺设木岔枕的普通道岔两端各5根，铺设木岔枕的提速道岔两端各50根轨枕。
（2）
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