轨道工程-5.ppt

1、第五章第五章轨道工程轨道工程主要内容主要内容n第一节第一节 线路线路n第二节第二节 站场站场第一节第一节 线路线路n了解线路的概念和等级了解线路的概念和等级 n掌握铁路线路平面和纵断面概念掌握铁路线路平面和纵断面概念 n掌握曲线阻力、坡道阻力、限制坡度含义掌握曲线阻力、坡道阻力、限制坡度含义n重点理解限制坡度的概念重点理解限制坡度的概念 n了解路基的基本概念了解路基的基本概念 、掌握路基的排水设、掌握路基的排水设备备 n了解轨道组成，主要掌握单开道岔的知识了解轨道组成，主要掌握单开道岔的知识 一一 概述概述(一一)基本概念基本概念 铁路线路是由铁路线路是由路基路基、桥隧建筑物桥隧建筑物和和轨道

2、轨道组成组成的一个整体工程结构。是机车车辆和列车运的一个整体工程结构。是机车车辆和列车运行的基础。它直接承受机车车辆轮对传来的行的基础。它直接承受机车车辆轮对传来的压力，为了保证列车能按规定的最高速度安压力，为了保证列车能按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行，使铁路运输部门全、平稳和不间断地运行，使铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务，铁路线能够质量良好地完成客货运输任务，铁路线路必须经常保持完好状态。路必须经常保持完好状态。（二）系统类型（二）系统类型n高速轨道交通（高速磁悬浮与高速铁路）高速轨道交通（高速磁悬浮与高速铁路）n普通铁路普通铁路n城市轨道交通城市轨道交通(三三)铁路主

3、要技术标准铁路主要技术标准考虑因素：考虑因素：选定铁路主要技术标准是设计铁路的基本决策，选定铁路主要技术标准是设计铁路的基本决策，应根据国家要求的年输送能力和确定的铁路等应根据国家要求的年输送能力和确定的铁路等级，考虑沿线资源分布和国家级，考虑沿线资源分布和国家科技发展规划，科技发展规划，并结合设计线的地形、地质、气象等自然条件，并结合设计线的地形、地质、气象等自然条件，经过论证比选确定。经过论证比选确定。铁路主要技术标准：铁路主要技术标准：设计行车速度，设计行车速度，线路等级、设计运量、正线路等级、设计运量、正线数目、牵引种类、机车类型、车站分布、线数目、牵引种类、机车类型、车站分布、闭塞类

4、型、到发线有效长度等。最重要的闭塞类型、到发线有效长度等。最重要的是是线路等级线路等级。这些标准是确定铁路能力大小的决定因这些标准是确定铁路能力大小的决定因素。选用不同的标准对设计线的工程造价素。选用不同的标准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响。和运营质量有重大影响。1、设计行车速度、设计行车速度n列车在某种设计特征的路段上行驶所能保列车在某种设计特征的路段上行驶所能保持的最大安全行车速度。持的最大安全行车速度。2 2、线路等级线路等级 线路等级主要用于城市间铁路。设计铁路时，线路等级主要用于城市间铁路。设计铁路时，首先要确定铁路等级。铁路技术标准和装备类首先要确定铁路等级。铁路技术标准和

5、装备类型都要根据铁路等级去选定。型都要根据铁路等级去选定。我国我国铁路线路技术管理规程铁路线路技术管理规程规定铁路等级规定铁路等级应根据在铁路网中的作用、性质和远期的客货应根据在铁路网中的作用、性质和远期的客货运量确定。运量确定。我国铁路共分为三个等级我国铁路共分为三个等级等等 级级 铁路在路网中的意义铁路在路网中的意义 远期年客货运量远期年客货运量级铁路：级铁路：在路网中起骨干作用的铁路。在路网中起骨干作用的铁路。15Mt15Mt级铁路：级铁路：1.1.在路网中起骨干作用的铁路。在路网中起骨干作用的铁路。15Mt15Mt 2.2.在路网中起联络、辅助作用在路网中起联络、辅助作用 的铁路。的铁

6、路。7.5Mt7.5Mt级铁路级铁路：为某一区域服务，具有区域运输为某一区域服务，具有区域运输 性质的铁路。性质的铁路。7.5Mt7.5Mt3 3、设计运量、设计运量n指线路设计年度的预测客货运量。是确定指线路设计年度的预测客货运量。是确定线路设计能力的重要参数。线路设计能力的重要参数。n设计年度为初期（运营后设计年度为初期（运营后3 3年），近期（年），近期（1010年），远期（年），远期（20252025年）年）n设计运量设计运量4 4、正线数目、正线数目 城市轨道交通，一般初期建成双线，列车分上城市轨道交通，一般初期建成双线，列车分上下行单向行驶。下行单向行驶。城市间铁路，线路依据初期运

7、量大小和远期运城市间铁路，线路依据初期运量大小和远期运输量增长情况，分别按单线、双线或预留双线设输量增长情况，分别按单线、双线或预留双线设计。计。双线铁路的建设投资要比建设两条单线投资小，双线铁路的建设投资要比建设两条单线投资小，但其通行能力却比两条单线之和大的多但其通行能力却比两条单线之和大的多。三三 线路平面线路平面铁路线路平面定义铁路线路平面定义线路中心线在水平面上的投影，叫作铁线路中心线在水平面上的投影，叫作铁路线路平面。路线路平面。组成要素：组成要素：曲线（圆曲线和缓和曲线）、曲线（圆曲线和缓和曲线）、直线直线线路平面设计因素线路平面设计因素 夹直线长度夹直线长度、圆曲线最小半径及长

8、度圆曲线最小半径及长度、缓和曲线缓和曲线的线形及长度的线形及长度。曲线上行驶时车辆的受力情况：曲线上行驶时车辆的受力情况：横向的离心力、纵向的滑移使牵引力减小横向的离心力、纵向的滑移使牵引力减小因此：列车在曲线上必须限速行驶。因此：列车在曲线上必须限速行驶。曲线半径的选取曲线半径的选取最小半径：最小半径：为了保证行驶速度和安全，设计时候为了保证行驶速度和安全，设计时候必须考虑圆曲线的最小半径。必须考虑圆曲线的最小半径。最大半径：最大半径：考虑工程施工，不宜超过最大半径考虑工程施工，不宜超过最大半径（普通铁路最大半径（普通铁路最大半径10000m10000m）根据具体地形、地质条件合理选用半径。

9、根据具体地形、地质条件合理选用半径。标准圆曲线半径：标准圆曲线半径：结合钢轨曲率大小，选用标准结合钢轨曲率大小，选用标准半径。如半径。如1000010000（m m）、）、8000m8000m等等缓和曲线缓和曲线缓和曲线：缓和曲线：曲率由曲率由0 0变化到相邻圆曲线曲率变化到相邻圆曲线曲率值的曲线，在直线和圆曲线之间。值的曲线，在直线和圆曲线之间。作用：作用：实现离心力和外轨超高的平稳过渡实现离心力和外轨超高的平稳过渡线型：线型：螺旋线、抛物线、正弦曲线等螺旋线、抛物线、正弦曲线等缓曲线最小长度：缓曲线最小长度：根据圆曲线半径以及最高根据圆曲线半径以及最高行车速度而定行车速度而定夹夹直线长度直

10、线长度夹直线：夹直线：相邻曲线之间的直线相邻曲线之间的直线最小长度确定的原因：最小长度确定的原因：为列车进出曲线提供平稳的行驶长度为列车进出曲线提供平稳的行驶长度确定因素：确定因素：与列车的行驶速度有关（约与列车的行驶速度有关（约1.51.53s3s的车速）的车速）城市轨道交通正线上：城市轨道交通正线上：=20m=20m（一节车厢）一节车厢）四四 线路纵断面线路纵断面线路纵断面定义：线路纵断面定义：线路中心线线路中心线(曲线部分展直后曲线部分展直后)在垂直面上的投影在垂直面上的投影线路纵断面组成要素：线路纵断面组成要素：平道、坡道和链接坡道竖曲线。平道、坡道和链接坡道竖曲线。线路纵断面设计因素

11、：线路纵断面设计因素：坡度最大值、坡段的最小长度、相邻坡度的代数差、坡度最大值、坡段的最小长度、相邻坡度的代数差、竖曲线线型以及半径。竖曲线线型以及半径。坡道的陡与缓用坡度来表示。坡度的大小用千分率坡道的陡与缓用坡度来表示。坡度的大小用千分率来表示。来表示。车辆在纵坡行驶时候的受力情况车辆在纵坡行驶时候的受力情况 如右图所示：如右图所示：坡道阻力：坡道阻力：车车质量平行于坡质量平行于坡道的分力道的分力:F:F2 2限制坡度：限制坡度：某某区段上限制货区段上限制货物列车质量的物列车质量的坡度坡度纵坡坡度的选取纵坡坡度的选取 根据地形起伏、机车类型、所要求的运输根据地形起伏、机车类型、所要求的运输

12、能力、邻接铁路的牵引质量等结合一起考能力、邻接铁路的牵引质量等结合一起考虑虑.加力牵引坡度：牵引力增大，引起限制坡加力牵引坡度：牵引力增大，引起限制坡度提高。度提高。坡度折减：坡度折减：1 1、坡道和圆曲线重合时候，要对限制坡度值进行折、坡道和圆曲线重合时候，要对限制坡度值进行折减。减。2、当小曲线半径时，计算粘着牵引力小于计算牵引当小曲线半径时，计算粘着牵引力小于计算牵引力时，要进行粘降引起的坡度折减力时，要进行粘降引起的坡度折减 最小坡长、坡差最小坡长、坡差 不宜短于远期列车长度的一半，并取不宜短于远期列车长度的一半，并取50m50m的倍数的倍数 坡差：相邻坡度的代数差；考虑车辆行驶平稳、

13、安坡差：相邻坡度的代数差；考虑车辆行驶平稳、安全，尽量采取低值，在坡差到规定值时（一、二级全，尽量采取低值，在坡差到规定值时（一、二级时，时，33；三级，；三级，4 4 ），应设置圆曲线。），应设置圆曲线。城市轨道交通上，没有限制坡度和加力坡度的概念，城市轨道交通上，没有限制坡度和加力坡度的概念，而是把线路允许设计的最大坡度值称之为而是把线路允许设计的最大坡度值称之为最大坡度。最大坡度。n在设计纵断面时，纵坡坡度在满足排水以及标高控在设计纵断面时，纵坡坡度在满足排水以及标高控制要求前提下，尽可能取低值。制要求前提下，尽可能取低值。n正线最大坡度值主要考虑正线最大坡度值主要考虑行车安全、旅客舒适

14、度、行车安全、旅客舒适度、运速运速等因素小于等于等因素小于等于30 30；辅线小于等于辅线小于等于40 40 n最小坡度最小坡度：位于地下的坡段，为了便于排水，要设位于地下的坡段，为了便于排水，要设计成不小于计成不小于33的坡度。的坡度。n轨道坡差大于等于轨道坡差大于等于2 2 时候，应设置竖曲线。时候，应设置竖曲线。n夹直线长度：夹直线长度：=50m=50m五五 路基路基承受轨道和列车荷载的地面基础结构物承受轨道和列车荷载的地面基础结构物路基有三种基本形式：路基有三种基本形式：路堤、路堑、半路堤半路堑路堤、路堑、半路堤半路堑路基横端面参数路基横端面参数路基顶面宽度、路肩宽度，高程、边坡、路基

15、顶面宽度、路肩宽度，高程、边坡、道床厚度、护道、排水沟等道床厚度、护道、排水沟等路基排水路基排水路拱：路拱：非渗水性路基，设路拱排除地表水；渗水性路基非渗水性路基，设路拱排除地表水；渗水性路基可以不设路拱。可以不设路拱。单线做成梯形，双线采用三角形路拱。单线做成梯形，双线采用三角形路拱。在有可能被淹没的地段，在有可能被淹没的地段，路肩高程设计水位路肩高程设计水位波浪侵袭高度壅水高度至少波浪侵袭高度壅水高度至少0.5m0.5m。路堤边坡和路堑边坡，路堤边坡和路堑边坡，考虑路堤和路堑的整体稳考虑路堤和路堑的整体稳定性，按照规范设计。定性，按照规范设计。路基排水设施路基排水设施 排除地面水排除地面水

16、设施：纵向设施：纵向排水沟、侧排水沟、侧沟和截水沟沟和截水沟等设施。等设施。排除地下水的设排除地下水的设施：拦截地下水，施：拦截地下水，降低地下水位，降低地下水位，采用渗沟和渗管采用渗沟和渗管排水设施。排水设施。六六 轨道轨道作用：作用：引导车辆、承受并扩散车轮传下的压力引导车辆、承受并扩散车轮传下的压力组成：组成：钢轨、联结零件、轨枕和扣件、道床以及钢轨、联结零件、轨枕和扣件、道床以及道岔道岔强度：强度：取决于钢轨类型、枕轨类型和密度、道床取决于钢轨类型、枕轨类型和密度、道床类型和厚度等类型和厚度等分级：分级：根据运营条件，分为特重、重型、次重型、根据运营条件，分为特重、重型、次重型、中型和轻型中型和轻型5 5个等级。个等级。钢轨钢轨作用作用:直接承受车轮的巨大压力并引导车轮运行直接承受车轮的巨大压力并引导车轮运行方向。要求有足够的刚度、韧度。方向。要求有足够的刚度、韧度。类型类型:以每米长度的重量表示，现行标准钢轨类以每米长度的重量表示，现行标准钢轨类型有：型有：=75 kg/m=75 kg/m；60 kg/m60 kg/m；50 kg/m50 kg/m等。等。长度长度:钢轨的标准