铁路轨道发展史及业务知识问答.docx

1、铁路轨道发展史及业务知识问答铁路轨道发展史及业务知识问答一、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

2、般为横向铺设，用木、钢筋混凝土或钢制成。道床采用碎石、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T生。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

3、，连接零件种类，轨枕的种类和配置，道 床材料和断面尺寸。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

4、影响下，将产生磨耗、腐蚀、腐朽、疲劳伤损和 残余变形。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，严重的甚至会引起脫轨、 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

5、轨枕、道床、 路基面的工作条件；研究发展新型的轨下结构；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 有何尖系？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

6、祚轨道结构的主要组成及其功用是什么？ 答：铁路有昨轨道一般由钢轨、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

7、冲、减振降噪的作用，调节轨道框架的水平和方向。防爬设备：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：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

8、；加强养护维修保持 几何形 位，增加线路弹性；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5 易腐蚀、磨损，使用寿命短5不同种类的木材的木枕弹性也不一致5 造成轨道的动态不平顺。磴枕的优点：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

9、较困难。7-目前我国使用的磴枕有哪些类型？各自的特点是什么？答：I型腔枕的承载力是按建设型机车、轴重211、最高时速 85km/h、铺设密度1840根/km设计的，轨枕长均为2.5m。II型碇枕的承载力是按韶J型机车、轴重251、最高时速120km/h、铺设密度1840根/km设计的，轨长均为2.5m。III型磴枕结构合理、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

10、。相对式：使左右钢轨受力均匀，旅客舒适5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。2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。3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，轨道变形分为永久变形和弹性变

11、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 与运量之间有直接尖系。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。4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、几何形位易于保持；初步投

12、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、没有道昨飞昨带来的问题。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、穿孔磴枕、磴道床板床、隔离 层及腔底座等组成，隧道内可不设磴底座。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、 简述直线轨道

13、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 车平稳性 的控制性因素，按

14、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、余超高、欠超高？答：

15、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5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？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尖，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?它们之间的矢系如何？答：有钢轨支座刚度