生产管理知识_铁道工程生产实习报告

铁道工程生产实习报告姓 名：学 号：班 级：指导教师：道铁系各位老师单 位：北京交通大学土建学院时 间： 2014年7月目录第一站：北京昌平区水库路站4一、实习经历4二、工程概况9水库路站9三、学习要点91、明挖车站结构92、盾构法12第二站：黄骅市、天津市18一、实习见闻18二、工程概况27黄万线及朔黄线28黄骅港28黄骅南站28军粮城北站29三、学习要点291、有砟轨道轨道结构及曲线结构292、道岔类型和构造353、焊接无缝线路404、线路病害及防治措施425、钢轨伤损435、铁路轨道检测与质量评定476、重载铁路487、改善重载铁路结构并提高运量的有效措施498、公路与铁路相交519、高架车站5210、无砟轨道结构及施工5311、铁路电气化5412、牵引变电所55第三站：京石二通道58一、实习经历58二、工程概况58京石二通道58三、学习要点591、圆盘脚手架592、地基处理623、门式起重机（龙门吊）654、轻型桥台65第四站：北京焊轨厂67一、实习经历67二、工程概况69北京焊轨厂69三、学习要点69长钢轨的焊接流程69第五站：涧头西站74一、实习经历74二、工程概况75涧头西站75中间风井76三、学习要点771.地铁明挖车站（风井）施工工艺流程772.矿山法93第六站：小孙庄特大桥94一、实习经历94二、工程概况95小孙庄特大桥95三、学习要点951、西南环扩能改造工程路基施工952、总体施工工艺流程与施工方法法983、0#块施工流程994、挂篮法995、满堂支架法100第七站：甘家口站103一、实习经历103二、工程概况104甘家口站104三、学习要点1041、PBA洞桩法1042、超前支护106结语107参考文献108第一站：北京昌平区水库路站一、实习经历7月6日，我们来到了铁道工程生产实习第一站北京昌平区水库路站。经介绍，这是属于昌平市政事处项目部的工程，分属昌平线二期九标。工程包括一个车站以及部分区间。车站为两层三跨框架式结构且已获得国家专利。实习时，工作人员带领我们参观了车站结构，并重点介绍了车站所包含的几个功能区域和重要结构，如设备安装区、设备区、伸缩缝、隧道入口、通风口、机械行道和运输通道。设备安装区和设备区是供设备安装和存放的区域。伸缩缝是为车站顶混凝土提供伸缩空间。隧道入口有钢结构支撑，将隧道中环片顶紧，将来需要拆除。入口处的环片为通缝拼接，便于将来拆除；其他部分均为错缝拼接，拼接紧凑。图1.设备安装区图2.设备区图3.机械行道图4.运输通道图5.通风图6.伸缩缝图7.隧道入口二、工程概况水库路站该车站和部分区间分属昌平区昌平线二期九标工程。此车站包含四个出入口（明挖）、一个紧急疏散出口（暗挖）以及两个风道，是两层三跨框架式结构且获得国家专利。隧道施工为盾构法，速度为52环每24h，每环宽1.2m总环数1204环，截至我们到场时已完成1091环。图8.水库路站施工现场平面布置图三、学习要点1、明挖车站结构（1）结构形式明挖车站可采用矩平框架结构或拱形结构。车站结构形式的选择应在满足功能要求的前提下，兼顾济和美观，力图创造出与交通建筑相协调的氛围。 矩形框架结构矩形框架结构是明挖车站中采用最多的一种形式，根据功能要求，可以设计成单层、双层、单跨、双跨或多层多跨等形式。侧式车站一般采用多跨结构；岛式车站多采用三跨结构，站台宽度10m时站台区宜采用双跨结构，有时也采用单跨结构；在道路狭窄的地段修建地铁车站，也可以采用上、下行线重叠的结构。 拱形结构一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站，可以获得良好的建筑艺术效果。上海地铁1号线的衡山路车站是拱形车站的一种变化方案，该站站台宽度仅为8m，站台区采用双层单跨结构，折线形拱顶板既保留了拱形结构受力和建筑上的优点，施工也较为简单；由于可将地下管线布置在折外的三角区内，使车站埋深较平板结构减少约08m。（2）整体式结构与装配式结构现浇钢筋混凝土具有防水性和抗震性能好、能适应结构体系的变化、不需要大型起吊和运输设备的优点，在我国地铁工程中获得了广泛的应用；但也存在混凝土浇注质量不易控制，施工效率低、工程进度慢等缺点。装配式结构在前苏联采用较多。由于构件批量生产，质量较易控制，而且可以提高施工进度，尤其适用于定型车站的修建，但接头是防水的薄弱部位，所以后来又发展了一种底板和边墙采用现浇构件，顶板和内部梁、板、柱等采用装配式构件的部分装配式结构。（3）抗浮设计明挖车站一般是高而宽的结构，当埋置于饱和含水的地层中，且顶板上覆上较薄时，浮力的作用不容忽视，其对车站结构的作用主要表现在两个方面： 当浮力超过结构自重与上覆土重量之和时，结构整体失稳上浮； 导致结构底板等构件应力增大。明挖车站的结构设计，应就施工和使用的不同阶段进行抗浮稳定性检算，并按水压力的最不利荷载组合计算结构构件的应力。当不能满足要求时，可采取下列抗浮措施： 施工阶段。通常，在施工阶段由于结构自重小且无覆土，往往难以满足抗浮稳定性要求，一般可采用以下措施：a.降低地下水位减小浮力；b.在底层结构内临时充水或填砂，增加压重；c.在底板中设临时泄水孔，消除浮力；d.在底板下设置拉锚。当采用降低地下水位减压时，应避免引起周围地层下沉： 使用阶段。为了提高车站结构使用阶段的抗浮稳定性，可采取以下措施：a.增加结构厚度。但这往往是不经济的，因为增加结构自重的同时，随着结构体积的加大，浮力也增加了。b.在结构内部局部用混凝土填充，增加压重。c.在底板下设置拉锚。d.在底板下设置倒滤层。此方案可以完全消除水浮力的影响，但对场地的地质条件有一定要求，底板以下必须有一定厚度的基本不透水的黏性土层以避免由于上层中的泥砂流失，引起结构和周围地层下沉。上海地铁1号线基本埋置于饱和的淤泥质地层中，许多车站都采用了这一措施，不仅决了结构的抗浮稳定性问题，而且可大大减小底板和其他构件中的弯曲应力，使结构断面得以减薄或钢筋量减少。徐家汇车站倒滤层的做法是在整个车站的底板下面，先铺粗砂垫层、细砂垫层和一层土工布，然后回填200mm厚的粗砂倒滤层。在倒滤层的下面，沿车站纵、横两个方向铺设由无砂混凝土制成的外径为400mm的透水管。在倒滤管的交点处设置与车站整体道床内水沟连通的窖井。这样就把底板下面的地下水通过滤层汇集到倒滤管和窖井，并引入到隧道内，达到消除浮力的目的。为了保证泄水效果并防止水流中携带泥砂，除对粗砂和无砂混凝土的级配按一定标准严格控制外，还要求粗砂的含泥量小于3%，细度模数大于24。无砂混凝土的空隙率为10一20。抗浮稳定安全系数，应结合各城市类似工程的实践经验，一般多在1.051.20之间选用。2、盾构法（1）盾构法简介盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。图9.盾构法施工概貌盾构法指的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构是1874年发明，首先用的是气压盾构。开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。膨润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。（2）施工条件在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到10m或更深时，可以采用盾构法，即： 线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井； 隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m且不小于盾构直径； 相对均质的地质条件；如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m；从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。（3）优缺点盾构法有如下优点： 安全开挖和衬砌，掘进速度快； 盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。 不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音和扰动；在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。同时也有如下缺点： 断面尺寸多变的区段适应能力差； 新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。 工人的工作环境差，工作危险系数高。（4）施工步骤盾构施工方法由以下几个步骤组成：第一，在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混泥土墙进行加固；第二，将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶；第三，用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道；第四，将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混泥土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌。盾构法施工中，其隧道一般采用以预制管片拼装的圆形衬砌，也可采用挤压混凝土圆形衬砌，必要时可再浇筑一层内衬砌，形成防水功能好的圆形双层衬砌。（5）施工工序采用盾构法施工时，首先要在隧道的始端和终端开挖基坑或建造竖井，用作盾构及其设备的拼装井（室）和拆卸井（室），特别长的隧道，还应设置中间检修工作井（室）。拼装和拆卸用的工作井，其建筑尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构推进的后座。井的宽度一般应比盾构直径大1.62.0米，以满足铆、焊等操作的要求。当采用整体吊装的小盾构时，则井宽可酌量减小。井的长度，除了满足盾构内安装设备的要求外，还要考虑盾构推进出洞时，拆除洞门封板和在盾构后面设置后座，以及垂直运输所需的空间。中、小型盾构的拼装井长度，还要照顾设备车架转换的方便。盾构在拼装井内拼装就绪，经运转调试后，就可拆除出洞口封板，盾构推出工作井后即开始隧道掘进施工。盾构拆卸井设有盾构进口，井的大小要便于盾构的起吊和拆卸。图10.盾构施工预留洞口其他施工主要有土层开挖、盾构推进操纵与纠偏、衬砌拼装、衬砌背后压注等。这些工序均应及时而迅速地进行，决不能长时间停顿，以免增加地层的扰动和对地面、地下构筑物的影响。土层开挖在盾构开挖土层的过程中，为了安全并减少对地层的扰动，一般先将盾构前面的切口贯入土体，然后在切口内进行土层开挖，开挖方式有：敞开式开挖。适用于地质条件较好、掘进时能保持开挖面稳定的地层。由顶部开始逐层向下开挖，可按每环衬砌的宽度分数次完成。机械切削式开挖。用装有全断面切削大刀盘的机械化盾构开挖土层。大刀盘可分为刀架间无封板的和有封板的两种，分别在土质较好的和较差的条件下使用。在含水不稳定的地层中，可采用泥水加压盾构和土压平衡式盾构进行开挖。挤压式开挖。使用挤压式盾构的开挖方式，又有全挤压和局部挤压之分。前者由于掘进时不出土或部分出土，对地层有较大的扰动，使地表隆起变形，因此隧道位置应尽量避开地下管线和地面建筑物。此种盾构不适用于城市道路和街坊下的施工，仅能用于江河、湖底或郊外空旷地区。用局部挤压方式施工时，要根据地表变形情况，严格控制出土量，务使地层的扰动和地表的变形减少到最低限度。网格式开挖。使用网格式盾构开挖时，要掌握网格的开孔面积。格子过大会丧失支撑作用，过小会产生对地层的挤压扰动等不利影响。在饱和含水的软塑土层中，这种掘进方式具有出土效率高、劳动强度低、安全性好等优点。推进纠偏推进过程中，主要采取编组调整千斤顶的推力、调整开挖面压力以及控制盾构推进的纵坡等方法，来操纵盾构位置和顶进方向。一般按照测量结果提供的偏离设计轴线的高程和平面位置值，确定下一次推进时须有若干千斤顶开动及推力的大小，用以纠正方向。此外，调整的方法也随盾构开挖方式有所不同：如敞开式盾构，可用超挖或欠挖来调整；机械切削开挖，可用超挖刀进行局部超挖来纠正；挤压式开挖，可用改变进土孔位置和开孔率来调整。衬砌拼装常用液压传动的拼装机进行衬砌（管片或砌块）拼装。拼装方法根据结构受力要求，可分为通缝拼装和错缝拼装。通缝拼装是使管片的纵缝环环对齐，拼装较为方便，容易定位，衬砌圆环的施工应力较小，但其缺点是环面不平整的误差容易积累。错缝拼装是使相邻衬砌圆环的纵缝错开管片长度的1/21/3。错缝拼装的衬砌整体性好，但当环面不平整时，容易引起较大的施工应力。衬砌拼装方法按拼装顺序，又可分为先环后纵和先纵后环两种。先环后纵法是先将管片（或砌块）拼成圆环，然后用盾构千斤顶将衬砌圆环纵向顶紧。先纵后环法是将管片逐块先与上一环管片拼接好，最后封顶成环。这种拼装顺序，可轮流缩回和伸出千斤顶活塞杆以防止盾构后退，减少开挖面土体的走动。而先环后纵的拼装顺序，在拼装时须使千斤顶活塞杆全部缩回，极易产生盾构后退，故不宜采用。图11.错缝连接衬砌压注为了防止地表沉降，必须将盾尾和衬砌之间的空隙及时压注充填。压注后还可改善衬砌受力状态，并增进衬砌的防水效果。压注的方法有二次压注和一次压注。二次压注是在盾构推进一环后，立即用风动压注机通过衬砌上的预留孔，向衬砌背后的空隙内压入豆粒砂，以防止地层坍塌；在继续推进数环后，再用压浆泵将水泥类浆体压入砂间空隙，使之凝固。因压注豆粒砂不易密实，压浆也难充满砂间空隙，不能防止地表沉降，已趋于淘汰。一次压注是随着盾构推进，当盾尾和衬砌之间出现空隙时，立即通过预留孔压注水泥类砂浆，并保持一定的压力，使之充满空隙。压浆时要对称进行，并尽量避免单点超压注浆，以减少对衬砌的不均匀施工荷载；一旦压浆出现故障，应立即暂停盾构的推进。盾构法施工时，还须配合进行垂直运输和水平运输，以及配备通风、供电、给水和排水等辅助设施，以保证工程质量和施工进度，同时还须准备安全设施与相应的设备。第二站：黄骅市、天津市一、实习见闻7月8日至10日，老师及机关工作人员带领我们去黄万线、朔黄线、黄骅南站、黄骅港和军粮城北站进行了参观学习。七月九日上午，我们来到了黄万线和朔黄线，并停留在羊二庄大桥听老师和单位人员讲解。单位人员详细介绍了线路结构和组成。朔黄铁路一般通行2万吨重列车，有时也有1万吨中的列车通过。每趟列车都有两个车头推动，一个在列车首部，一个在列车中间，中途不可停车不然无法启动。列车为C80车厢，即每节车厢载重80吨。朔黄铁路的重车线为75kg/m钢轨，而轻车线为60kg/m钢轨。轨枕为三型轨枕，长2.6m每根。轨道使用了型弹条扣件。道床中的道砟堆高可以增加道床横向阻力以保持轨道几何形位。同时，还提到了重载线路设计条件、有砟轨道基本结构、强化轨道的几种措施、重载线路的常见病害及治理防护、改善重载铁路结构以提高运量的有效措施、接触网供电的特点、铁路桥梁架设、铁路桥梁与公路相交（顶立涵承法）。图1.羊二庄大桥图2.中间车头图3.双线铁路图4.两侧道砟肩堆高随后，我们来到了黄骅南站。黄骅南站是一个编组站，主要包括线路、调度室和电气设备间。工作人员通过电气设备间的轨道网络柜等模拟信号决策，并在调度室发出列车通行指令，同时通过电源屏来监测信号状况。图5.黄骅南站调度室图6.编组站线图7.无绝缘电路轨道网络柜图8.电气集中组合柜图9.电源屏七月九日下午，我们来到了黄骅港参观了解了道岔的结构以及铁路运输如何与海运相结合。工作人员为我们详细介绍了运煤列车卸煤、煤块运送至轮船上等流程。火车将煤运送至港口车间，由翻车机将煤卸下，再有推车机将车厢推出。卸下的煤块会被储存起来或者运送至码头由装船机装入运煤船中。图10.翻车机图11.推车机图12.黄骅港码头图13.装船机图14.运煤船七月十日凌晨五点朔黄铁路天窗时间，我们启程去了那里观看无缝线路现场焊接。期间工作人员告诉我们，无缝线路现场焊接原因有两种，一种是铺设无缝线路时要将长轨条连接一体；另一种则是钢轨某处损坏时需要切除并换短轨连接，要求两焊缝间钢轨长度不小于6m以减小焊接残余应力的影响。焊接完成后还需以一米钢尺检查轨道平直度。图15.成型焊缝图16.使用一米钢尺（图中为轻车线，非无缝线路）看完现场焊轨后我们马不停蹄地来到了工务段，由工作人员带领我们参观牵引变电所并详细解说。根据介绍，牵引变电所是将地方电网的电压转换为列车运行所需要的合适电压，对防电弧有很高要求。图17.牵引变电所7月10日下午，我们辗转来到了天津军粮城北站，主要学习了解高架车站的架设与无砟轨道的铺设。工作人员说道，车站的无缝线路区间长34.7km，其中桥长25.6km。车站中间两条为正线，采用CRTS二型轨道板，两侧为站线，为双块式轨道板。工程预计11月15日前完工，控制锁定轨温在预计范围内。图18.军粮城北站二、 工程概况黄万线及朔黄线朔黄铁路西起山西省神池县神池南站，与神朔铁路相联，东至河北省黄骅市黄骅港口货场。正线总长近600公里，设计为国家I级干线、双线电气化铁路，重载路基，设计年运输能力为近期3.5亿吨（2013），远期4.5亿吨。线路可行驶最重2万吨的列车，车厢一般为C80（载重80吨）。1997年11月25日正式开工，2002年11月1日全线建成，总投资150亿元，是我国目前投资与建设规模最大的一条合资铁路，也是我国西煤东运第二大通道和神华集团矿、路、港、电、航、油一体化工程的重要组成部分，在全国路网中占有重要地位。特别是对加快沿线地方经济发展、保证华东、东南沿海地区能源供应、扩大我国煤炭出口能力具有极其重要的战略意义。 朔黄线是双线铁路，重车线采用75kg/m轨，轻车线采用60kg/m轨黄万线是连接黄骅市和天津市的一条运煤路线。黄骅港黄骅港位于河北省沧州市以东约90km的渤海之滨，恰置河北、山东两省交界处，环渤海经济圈的中部，朔黄铁路、邯黄铁路直通港口,属渤海新区核心。黄骅港是山西地区运距最短的出海口，现已建成20万吨级航道和万吨级以上泊位25个，吞吐量连续3年突破亿吨。黄骅综合大港的开航，对冀中南、晋陕蒙等地调整产业结构、转变发展方式、推进全方位开放影响深远。冀中南地区，以及黄骅港腹地可延伸覆盖的晋中南、鲁北、豫北、陕西、内蒙古等部分地区，通过此通道贸易，远洋运费节省20%，时间节省40%。黄骅南站黄骅南站是朔黄铁路环渤海湾经济圈大交通网的重要车站，是朔黄线和黄万铁路的交汇站，连接段庄、李天木、黄骅东三个方向，预留黄万复线，黄大线接口，是朔黄铁路沟通东西，连接南北的重要节点，是朔黄铁路扩能改造项目“决胜朔黄”三大节点站场之一。第一阶段主要工作量为: 新建I、2、4、7、9、11、13、15、17、19道接触网改造施工，东岔区、西岔区以及腰岔区的改造施工。综合扩能改造后，该车站将由11股道增加到21股道，股道由1050米增加到2800米，有正线2条、2800米到发线18条、1050米到发线1条，新增股道中增设了方便运输编组的腰岔，将初步达到2万吨重载列车接发水平，为朔黄铁路运输能力由近期规划的2亿吨提升到3.5亿吨，加快西煤东运步伐，确保华东、东南沿海能源供应发挥重要作用。军粮城北站军粮城北站坐落于天津市海河中游地区，天津站以东20公里，是津秦客运专线和京津城际延伸线的共同停靠站，建筑面积3000平方米，与滨海北站同等建设规模，是天津市铁路客运“四主五辅”布局的一部分。军粮城北站地处市区与滨海新区两大区域间的连接地带，它的建成使用，为推动海河中游地区发展提供更加快捷便利的交通服务。三、学习要点1、有砟轨道轨道结构及曲线结构有碴轨道就是传统的铺枕木和石子的轨道。这种轨道投资低，但车子跑在上面会有哐当声，车跑不快，乘客也不舒服。传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点，但容易变形，维修频繁，维修费用较大。同时，列车速度受到限制。有砟轨道结构包括路基、道砟、轨枕、钢轨、扣件、钢轨接头、轨道加强设备、道岔等。（1）钢轨钢轨是轨道最重要的组成部件。它的功用是为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，引导机车车辆前进；直接承受车轮的巨大压力，并将其分布传递到轨枕；在电气化铁道或自动闭塞区段，还兼做轨道电路之用。对高速铁路而言，钢轨要提供的轮轨踏面平顺性和钢轨内侧工作边平顺性要求比普通铁路高得多。为保证列车高速运行，轨道结构需要高度的平顺性，轨道上部结构、各轨道部件以及下基础，都要为钢轨的正常工作提供良好的条件。而钢轨本身，其内在质量、材质性能、断面公差、平直程度等均应满足相应的要求。钢轨类型以每米大致质量（kg/m）划分。我国现有钢轨类型按2003年国家现行标准4375kg/m热轧钢轨订货技术条件（TB2344）分为43、50、60、75kg/m四种类型，以适应不同运营条件的使用要求。钢轨的标准与钢轨类型有关。43kg/m钢轨有12.5m及25m两种标准长度；50kg/km有12.5m、25m、50m、100m四种；60kg/m钢轨标准长度有25m、50m、100m三种。75g/m钢轨主要是25m标准长度。正线有缝线路轨道宜采用25m标准长度的钢轨。还有用于曲线内股的缩短轨系列，对于12.5m标准轨系列的缩短轨有缩短量40mm、80mm、120mm三种；对于25m标准轨系列有缩短量40mm、80m、160mm三种。随着铁路轨道朝高速、重载方向的发展，长尺钢轨的生产已成为一种趋势。如法国生产的钢轨由原来的36m改造成7280m，德国改造成120m。钢轨长尺生产便于对钢轨进行热预弯，消除钢轨矫直前的弯曲度，减少钢轨的残余应力；由于长尺钢轨两端可以锯掉0.81.5m，可以消除原标准长度钢轨两端的矫直盲区和探伤盲区，在提高生产率的同时可充分保证钢轨的平直度和内部质量。我国现可以进行100m长尺钢轨的生产，并已有500m焊接钢轨生产线。图19.钢轨（2）轨枕轨枕承受自钢轨的各向压力，并弹性地传布于道床，同时，能有效地保持轨道的几何形位，特别是轨距和方向。轨枕应具有必要的坚固性、弹性和耐久性，并能便于固定钢轨，有抵抗纵向和横向位移的能力。轨枕按其构造及铺设方法可分为横向轨枕、纵向轨枕及短枕等，横向轨枕与钢轨垂直间隔铺设，是一种最常用的轨枕。纵向轨枕一般仅用于特殊需要的地段。短枕是在左右两股钢轨下分开铺设的轨枕，常用于混凝土整体道床。轨枕按其使用目的分为用于一般区间的普涌轨枕，用于道岔上的岔枕，用于无砟桥梁上的桥枕。第二次世界大战后，世界各国由于木材资源短缺，逐渐改用钢筋混凝土轨枕；后改进为预应力混凝土轨枕。混凝土枕的主要优点是纵、横向阻力较大，提高了线路稳定性；铺设高弹性垫层可以保证轨道弹性均匀；使用寿命长，可以降低轨道的养修费用；特别是铺设混凝土枕可以节约大量优质木材，用混凝土枕代替木枕已成为轨枕发展的主要方向。混凝土枕的特点是自重大、刚度大，与木枕线路相比其轨底挠度较平顺，故轨道动力坡度小。但同在列车通过不平顺的混凝土枕线路时，轨道附加动力增大。故对轨下部件的弹性提出了更高的要求，以提高线路抗震能力。混凝土轨枕按配筋方式分有普通钢筋混凝上枕和预应力钢筋混凝土枕两大类。普通钢筋混凝土枕抗弯能力很差，容易开裂失效，已被淘汰。预应力钢筋混凝土枕因施加一定的预压应力，因而具有抗裂性能好，用钢量少的优点。我国主要采用整体式预应力钢筋混凝土枕，简称混凝土枕（PC枕）。按照施工方法不同PC枕分为先张法和后张法预应力钢筋混凝土枕两类，配筋材料为钢丝或钢筋。我国主要采用先张法混凝土枕。为了统一混凝土枕型号及名称，铁道部于1984年颁发了文件，对轨枕的名称作了统一，将混凝土枕分为I型及III型三类。I型混凝土枕包括1979年以前研制的弦15B、弦61A、弦65B、69型、79型及1979年以后设计的S-1型、J一1型等;II型混凝土枕包括S-2型、J-2型及后来设计的YII-F型、TK-II型等；新研制的与75kg/m钢轨配套的混凝土枕称为III型混凝土轨枕。目前II型混凝土轨枕为我国的主型混凝土枕。朔黄铁路为重载无缝线路，采用的是III型枕。III型枕的主要特点：结构合理，强化了轨道结构。由于轨枕长度增加到2.6m，并适当加宽了枕底，使枕下支承面积约增加了17，端侧面积约增加20，轨枕质量约增加31。因此，可有效提高道床的纵横向阻力，减缓重载运输所产生的道床累计变形，提高线路的稳定性。轨下和中间截面的设计承载力较II型轨枕分别提高了约43%和65%，提高了轨枕的强度。采用无螺栓扣件的扣压力能保持线路稳定。无纵横向移动，有利于保持轨道的集合形位，减少养维修工作量。此外，为适应山区铁路运营条件，对III混凝上轨枕进行了优化设计，在原设计荷载条件下，主要对轨枕挡肩结构及相应的挡板座进行了优化，使挡肩极限承载能力提高一倍以上，有效地解决混凝土枕挡肩易破损的问题。图20.轨枕（3）扣件扣件是联结钢轨与轨枕的重要部件，其作用是保持钢轨在轨枕等轨下基础上的正确位置及钢轨与轨枕的可靠联结，组织钢轨的纵横向移动，为轨道结构提供一定的弹性，减轻震动，延缓轨道参与变形的累积。因此扣件不仅要具备足够的强度和扣压力，还应具有良好的弹性和一定的调整能力。扣件类型不同，使用范围也不同。只有根部不同轨道类型合理选用不同类型的扣件，才能充分发挥扣件的性能，达到经济合理的目的。混凝土枕由于重量大、刚度大的特点，对扣件性能要求较高，对其扣压力、弹性、和可调性均有较严格的要求。混凝土枕扣件，按其结构可分为弹条扣件、扣板式扣件、弹片式扣件（参见混凝土枕扣件）三种；按扣件本身弹性可分为刚性扣件和弹性扣件；按混凝土轨枕有无挡肩分为有挡肩扣件和无挡肩扣件两种。中国混凝土枕扣件，在初期主要使用扣板式和弹片式两种。拱形弹片式扣件由于拱形弹片强度低，容易引起残余变形，甚至折断，故在中国铁路上已不再使用。而扣板式扣件由于采用扣板作扣压件，弹性不足，扣压力较低，在使用过程中容易松动，目前在中国铁路上已逐渐被弹条式扣件所代替。弹条式扣件采用弹条作为扣压件，利用材料的弯曲变形及扭转变形，又不存在断面的削弱问题，结构形式比较合理，故而已成为中国混凝土枕轨道的主型扣件。目前使用的主型扣件为弹条型扣件，随着重载高速铁路的发展，近年来又研制成功弹条，型扣件等。其中，型扣件为无螺栓无挡肩扣件。扣板式扣件是由扣板、螺纹道钉、弹簧垫圈、铁座及缓冲垫板组成，螺纹道钉用硫磺水泥砂浆锚固在混凝土轨枕承轨台的预留孔中，然后利用螺栓将扣板扣紧。弹条扣件有弹条、型。朔黄铁路使用的便是弹条I型扣件。弹条型由弹条、螺旋道钉、轨距挡板及橡胶垫组成。它的扣压力不足，弹程偏小。因此，目前规定在最高行车速度小于或等于120km/h的重型及以下轨道中可使用弹条型扣件。弹条型的外形与弹条型相同，弹程不小于10mm。扣压力较弹条型有所提升。弹条型为无挡肩扣件，适合于重大运量、高密度的运输条件，它具有扣压力大，弹性好等优点，特别是取消了混凝土挡肩，消除了轨底在横向力作用下发生横位移的可能性。图21. 弹条型扣件（4）接头轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓联结，称为钢轨接头。理想的钢轨接头应能满足以下要求：在接头范围内，钢轨能像其他部位一样，承受列车通过时作用于其上的垂直力和横向力，即在荷载作用下，接头范围内钢轨挠曲的形状和大小与非接头部位相同；钢轨热胀冷缩时，接头处的钢轨端部应能作一定程度的移动；接头零件数量很大，应能采用轧、锻、铸等工艺进行大量生产。接头处轮轨动力作用大，相应的养护维修工作量大。因此，钢轨接头是轨道结构的薄弱环节之一。钢轨接头的联结形式按其相对于轨枕位置，可分为悬空式和承垫式两种。按两股钢轨接头相互位置来分，可分为相对式和相错式两种。我国一般采用相对悬空式，即两股钢轨接头左右对齐，同时位于两接头轨枕间。钢轨接头按其性能可分为普通接头及异型联结、绝缘接头、导电接头、伸缩接头、冻结接头，以及安全保护装置等特种接头。2、道岔类型和构造道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。单开道岔由尖轨、基本轨和转辙器、连接部分、辙叉及护轨以及岔枕等部分组成。（1）基本轨基本轨由标准断面的钢轨制成，主股为直线，侧股弯折成规定的线形，以保证转辙器部分的轨距、方向以及基本轨与尖轨的密贴。除承受车轮的垂直荷载外，基本轨还与尖轨共同承受车轮的横向水平力。（2）尖轨 尖轨是转辙器中的重要部件，依靠尖轨的扳动，将列车引入正线或侧线方向。尖轨在平面上可分为直线型和曲线型。我国铁路的大部分12号及12号以下的道岔，均采用直线型尖轨。直线型尖轨制造简单，便于更换，尖轨前端的刨切较少，横向刚度大，尖轨的摆度和跟端轮缘槽较小，可用于左开或右开，但这种尖轨的转辙角较大，列车对尖轨的冲击力大，尖轨尖端易于磨耗和损伤。我国新设计的12、18号道岔直向尖轨为直线型，侧向尖轨为曲线型。这种尖轨冲击角较小，导曲线半径大，列车进出侧线比较平稳，有利于机车车辆的高速通过。尖轨可用普通截面钢轨、高型特种截面钢轨、矮型特种截面钢轨（又称AT尖轨）制成。特种截面尖轨截面粗壮，稳定性好。尖轨长度随道岔号数不同而不同，在我国9号道岔尖轨长6.25M，12号尖轨长7.7M，曲线形尖轨为11.3-11.5M，18号尖轨长12.5M。图22.转辙器和尖轨（3）滑床板在整个尖轨长度范围内的岔枕面上，有承托尖轨和基本轨的滑床板，尖轨置于滑床板上，与滑床板无扣件联结。滑床板上映定时涂油养护，以减少尖轨搬动时的摩擦力，滑床板有分开式和不分开式两种。不分开式用道钉将轨撑、滑床板直接与岔枕联结；分开式是将轨撑由垂直螺栓先与滑床板联结，再用道钉或者螺纹道钉将垫板与岔枕联结。采用减磨滑床板或者辊轮滑床板课大大降低摩擦力，使尖轨转换灵活。（4）轨撑轨撑安装在这拆基本轨的外侧，泳衣防止基本轨倾覆、扭转和纵横向移动、轨撑用螺栓与基本轨相连，并用两个螺栓与滑床板连接。（5）道岔顶铁尖轨的刨切部位紧贴基本轨，而在其他部位则依靠安装在外侧基本轨腹部的顶铁，将车轮横向力传递给基本轨，以防止尖轨受力时弯曲，并保持部分的轨距正确。 图23.限制前后 图24.限制左右（6）道岔拉杆和连接杆道岔拉杆是联结两个尖轨并与转折设备相连，以实现尖轨搬动的杆件，又称转辙杆。连接杆相连两根尖轨，其作用是加强尖轨间的联系，提高尖轨的稳定性。（7）垫板道岔中主要使用的垫板有三类：设在尖轨之前的辙前垫板和之后的辙后垫板。铺设在尖轨尖端和尖轨的通长垫板为铺设导曲线的正确位置而设置的支距垫板。（8）转换设备最常用的转换设备有机械式和电动式。若按操纵方式分类，则有集中式和非集中式两类。机械式转换设备可以为集中式或非集中式，电动式转换设备则均为集中式。道岔转换设备必须具备转换、锁闭和显示等多种功能。具体结构见图22。尖轨尖端非作用边与基本轨作用边之间的拉开距离称为尖轨动程，规定在距尖轨尖端380mm的第一连接杆中心处量取。（9）辙叉组成和辙叉号数 辙叉使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备，由叉心、翼轨和联结零件组成。按平面形式分，有直线辙叉和曲线辙叉两类；按构造类型分，有固定辙叉和活动辙叉两类。直线式固定辙叉分两种，即整铸辙叉和钢轨组合式辙叉。整铸辙叉用高锰钢浇铸的整体辙叉。高锰钢是一种锰、碳含量均较高的合金钢，具有较高的强度、良好的冲击韧性，经热处理后，在冲击荷载作用下，会很快产生硬化，使表面 具有良好的耐磨性能，同时，由于心轨和翼轨同时浇铸，整体性和稳定性好。钢轨组合式辙叉用钢轨及其他零件经刨切拼装而成，由长心轨、短心轨、翼轨、间隔铁、辙叉垫板及其他零件组成。它取材容易，无特殊工艺要求，加工制造方便，但零件多，养护工作量大，已很少使用。辙叉按钢轨型号区分有：8kg/m、12kg/m、15kg/m、18kg/m、22kg/m、24kg/m、30kg/m、38kg/m、43kg/m等型号。按辙岔号数区分有：2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号等，其中辙叉号数大小等于辙叉角的余切。按类型可分为低合金钢整铸和钢轨拼制两种。图25.辙叉（10）护轨 在基本轨内侧增设的两根平行的钢轨(通常用旧轨)，以防护车轮掉道,帮助卡住轮缘内侧.车轮轮对横向游动被限制在基本轨和护轨的槽内。在道岔岔心的另一侧,平交道口地段,桥梁地段常设有护轨。护轨设于辙叉的两侧，用于控制车轮的轮缘，使之进入设定的轮缘槽内，防止与叉心碰撞。护轨可用于普通钢轨或特种截面的护轨钢轨制作。护轨的防护范围应包括辙叉咽喉至叉心顶宽50mm的一段长度，并要求有适当的余裕。在平面图中，它由中间平直段、两段缓冲和开口段组成。图26.护轨3、焊接无缝线路现场焊接无缝线路需要在天窗时间进行。我们现场观摩学习的是铝热焊，步骤如下： 固定两端钢轨头部的几何形位，保证对齐并预留焊缝位置。 预热至800，便于接下来进行铝热反应。 加铝热剂，开始反应。 推瘤，去除多余部分。 等待降温。 降至室外温度后打磨成正确的钢轨断面形式。 这些都做完后还应该用一米钢尺检查钢轨平直度。4、线路病害及防治措施线路规划是铁路工程改造的重点，属于前期性的项目策略内容。为了保证铁路工程施工的正常进度，大多数工程单位在没有做好前期规划的前提下盲目动工，导致铁路建设期间产生异常病害，严重影响了铁路结构使用性能的发挥。从经济收益、交通运输、行业发展等多个角度考虑，施工单位必须要及时处理铁路病害问题，采取针对性的防治措施完善铁路工程建设。主要病害有如下几种：（1）线路爬行。线路爬行是万病之源，形成爬行的原因很多，其中主要有：钢轨在动荷载下的挠曲；列车运行的纵向力；钢轨温度变化；车轮在接头处撞击钢轨；列车制动等。当线路上防爬设备不足，扣件的扣压力及道床纵向阻力不够时就会加剧线路爬行。一般认为钢轨挠曲是线路爬行的主要原因，而其他的因素则促成和加剧了线路的爬行。防止线路爬行的措施主要是增加线路纵向阻力。加强轨枕与道床间的防爬阻力，方法是保持道床的标准断面，做到轨枕底下道碴厚度够，轨枕盒内道碴丰满，轨枕两端碴肩够宽，加强捣固。整好长平，保持线路平顺，夯实道床。此外对脏污严重的道床一定要进行清筛，以防止因翻浆冒泥和线路爬底，降低线路纵向阻力。 （2）钢轨接头病害。由于轧钢质量不好，出厂时钢轨内就存在核伤。接头养护不良，加重车轮冲击。车轮行经钢轨接头处，因接头形成了折角，车轮从一根钢轨走上另一根钢轨时，有悬空跳过去的现象，发生了冲击，这个冲击力一部分使钢轨端部和夹板挠曲，一部分使钢轨顶面及夹板和连接零件发生磨耗。如有低接头和接头松软或轨缝过大，过车时接头处发生的折角就会增大，车轮对接头的冲击也越严重，结果造成钢轨、夹板和连接零件的严重磨损或折断。在车轮冲击力作用下，端部顶面受到很大的压力，产生塑性变形。由于淬火与未淬火部分的硬度不同，形成马鞍型磨耗。钢轨接头病害的处理要求施工人员采取有效的焊接工艺，对钢构件实施有效的焊接处理，保证接头的质量以防止病害发生。（3）曲线钢轨病害。钢轨在空间的位置不正确是造成钢轨磨耗的主要原因。由于钢轨位置不正确，使里外股钢轨受力不均匀和钢轨偏压，列车行走不平稳产生附压力打击钢轨而加速轨面磨耗。超高不合适，引起里外股钢轨受偏载和轮轨的不正常接触，而加速了钢轨的磨耗。轨底坡不正确，使钢轨顶面与车轮踏面不相吻合，钢轨顶面受偏压，也会加速钢轨磨耗。预防曲线病害的方法：保持正矢不超限，定期调查现场正矢，细心计算，全面拨正。特别是要保持曲线头尾的圆顺。对于曲线“鹅头”、“支嘴”等病害要及时整治。做好缓和曲线超高顺坡和正矢的递减，顺坡和递减时应等量进行，不要忽大忽小，缓和曲线头尾可适当增减3mm 的超高。合理设置外轨的超高。超高过大会加剧外股钢轨的侧面磨耗和里股钢轨的垂直磨耗。相反如超高过小，对外股钢轨也不利。5、钢轨伤损钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生钢轨折断、裂纹及其他影响和限制钢轨使用性能的钢轨伤损。为便于统计和分析钢轨伤损，需对钢轨伤损进行分类。根据伤损在钢轨断面上的位置、伤损外貌及伤损原因等分为九类32种伤损，采用两位数字编号分类，个位数表示造成伤损的原因，十位数表示伤损的部位。钢轨伤损分类具体内容可见铁道工务技术手册轨道。钢轨折断是指有下列情况之一者：钢轨全截面断裂；裂纹贯通整个轨头截面；裂纹贯通整个轨底截面，允许速度不大于160km/h区段钢轨顶面上有长度大于50mm且深度大于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。钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。钢轨裂纹是指除钢轨折断之外，钢轨部分材料发生分离，形成裂纹。钢轨伤损种类很多，常见的有钢轨磨耗、接触疲劳伤损、剥离及轨头核伤、轨腰螺栓孔裂纹等。下面介绍几种常见的钢轨伤损情况。（1）钢轨磨耗钢轨磨耗主要是指钢轨的侧面磨耗、波浪形磨耗，以及交替侧磨。至于垂直磨耗一般情况下是正常的，它随着轴重和通过总重的增加而增大。轨道几何形位设置不当，会使垂直磨耗速率加快，这是要防止的，可通过调整轨道几何尺寸解决。 侧面磨耗侧面磨耗主要发生在小半径曲线的外股钢轨上，是目前曲线钢轨伤损的主要类型之一。列车在曲线上运行时，轮轨的摩擦与滑动是造成外轨侧磨的根本原因。列车通过小半径曲线时，通常会出现轮轨两点接触的情况，这时发生的侧磨最大。为改善列车通过曲线的条件，可采用磨耗性车轮踏面，或采用径向转向架等都会降低侧磨的速率。近年来，在我国铁路提速线路中，直线钢轨出现左右股交替侧磨现象，形成周期性轨道不平顺，称为直线钢轨不均匀侧磨。不均匀侧磨的出现导致提速机车车辆激烈摇晃。直线钢轨侧磨问题，实质上是机车车辆在直线上的横向失稳问题。这时轮缘将接触或撞击钢轨。在没有周期性的方向等不平顺的激扰下，机车车辆超临界速度运行时，这种现象由自激蛇行振动产生；而当有周期性方向等横向不平顺激扰时，对这种激扰敏感的机车车辆将蛇行失稳，导致车轮轮缘左右接触或撞击钢轨，造成轮轨侧面磨耗。钢轨侧磨速率的大小主要取决于轮轨之间的冲击角和导向力的大小。交替侧磨的特征有：不均匀侧磨波形呈等间距左右交替；磨耗波连续成群，每群的波数有较大的随机性；磨耗量由小变大，再由大变小，在一般钢轨内侧形成半波，其波长范围基本固定，与磨耗幅值无关。对交替侧磨一定要重视早期的检查发现和防治。早期检查工作一般以动态轨道检查仪添乘快速列车机车为主，如发现在较短的地段内有连续地左右横摆，水平加速度在0.10g以上且连续3次在同一地方重复出现时，要加强静态检查，如发现直线段钢轨侧面有交替发亮的侧磨光带时，就要及早采取综合防治措施。 波形磨耗波形磨耗是钢轨踏面在全长范围内出现周期性高低不平的波浪状磨耗，轨头下颚和整个断面保持平直。按其波长分为短波（或称波纹型磨耗）和长波（或称波浪形磨耗）两种。波纹型磨耗为波长约50一100mm，波幅0，1一04mm的周期性不平顺；波浪形磨耗为波长100mm以上，3000mm以下，波幅2mm以内的周期性不平顺。在列车速度较高的铁路上，主要发生波纹形磨耗，且主要出现在直线和制动地段；在车速较低的重载运输线上主要发生波浪形磨耗，且一般出现在曲线地段；此外，城市地铁运营过程中，钢轨波磨的出现也较普遍。波磨会引起很高的轮轨动力作用，加速机车车辆及轨道部件的损坏，增加养护维修费用；此外列车的剧烈振动，会使旅客不适，严重时还会威胁到行车安全；波磨也是轮轨噪声的来源。影响钢轨波磨发生发展的因素很多，涉及钢轨材质、线路及机车车辆条件等多个方面。世界各国都在致力于钢轨波形磨耗成因理论研究。目前，关于波磨成因的理论有数十种，大致可分为两类：动力类成因理论和非动力类成因理论。总的来说，动力作用是钢轨波磨形成的外因，钢轨材质性能是波磨的内因。解决钢轨波磨问题，目前还没有有效的办法，主要依靠钢轨机械打磨来消除波磨。此外，用连续焊接法消除钢轨接头，采用耐磨钢轨，改善轨道弹性，合理设置超高，轮轨系统有足够的阻尼等措施也可延缓波磨发展。 钢轨磨耗的允许限度钢轨头部允许磨耗限度主要由强度和构造条件确定。即当钢轨磨耗达到允许限度时，一是还能保证钢轨有足够的强度和抗弯刚度；二是应保证在最不利情况下车轮轮缘不碰接头夹板。钢轨按头部磨耗程度的不同，分为轻伤和重伤两类。（2）轨接触疲劳伤损钢轨踏面外形变化，钢轨顶面金属冷作硬化产生微裂纹，钢轨强度降低和产生疲劳裂纹三个阶段后，最终形成接触疲劳伤损。其形式有接触疲劳裂纹和轨头剥离等。随着列车速度及轴重的提高、铁路运量的增加，将加速接触疲劳伤损的萌生和发展。图27.磨损形成光带（3）轨头核伤轨头核伤是最危险的一种钢轨伤损形式。钢轨在列车作用下会突然断裂，严重影响行车安全。轨头核伤产生的主要原因是微小裂纹或缺陷（如非金属夹杂物及白点等），在重复动荷载作用下，在钢轨走行面以下的轨头内部出现极为复杂的应力组合，使细小裂纹先是成核，然后向轨头四周发展，直到核伤周围的钢料不足以提供足够的抵抗，钢轨在毫无预兆的情况下猝然折断。核伤的发展与运量轴重及行车速度、线路平面状态有关。为