城市轨道交通轨道结构

城市轨道交通轨道结构 第五章城市轨道交通的轨道结构 第一节概述第二节钢轨与连接零件第三节轨枕第四节扣件第五节道碴道床第六节无碴道床第七节道岔第八节车挡第九节无缝线路第十节其他类型轨道结构 第一节概述 轨道的作用 轨道作为主要的线路设备 给行驶的列车提供导向和承载的作用 第一节概述 城市轨道交通使用较多的轨道结构 有碴轨道无碴轨道两种轨道结构在使用性能 适应环境 养护维修 造价和运营费用等方面有不同的特点和优势 第一节概述 轨道结构由钢轨 轨枕 连接零件 道床和防爬器 轨距拉杆及其他附属设备等组成 不同的轨道部件 其功能和受力情况各不相同 轨道结构应具有足够的强度和稳定性 耐久性 绝缘性和弹性 且便于养护维修 以确保列车安全运行和乘客乘坐舒适 第一节概述 第一节概述 城市轨道交通线路在城市地域内 在设计轨道结构时 比城市之间的大铁路需要更多地考虑以下问题 1 轨道结构应采取减振措施 最大限度地减轻振动和噪声的不良影响 2 一般应采用较强的轨道结构 以减少维修 3 钢轨与轨下基础要有较高的绝缘性能 以减少轨道电路的电流漏泄 4 受空间位置限制 城市轨道交通线路中曲线区段占很大比例 曲线钢轨的磨耗相对较大 故应采用耐磨性能好的钢轨 运营时钢轨还应涂抹润滑油 以减少钢轨的磨耗 第二节钢轨与连接零件 钢轨是轨道结构的主要部件 它与列车车轮直接接触 具有以下几方面的功能 1 为车轮提供连续 平顺和阻力最小的滚动表面 并引导车辆前进 2 承受来自车轮的垂直 水平横向和纵向的作用力 3 在电气化线路上 作为供电系统的回流线路及信号系统的轨道电路的载体 第二节钢轨与连接零件 一 钢轨的类型 断面和性能钢轨的类型以每米质量的近似值表示 分为43kg m 50kg m 60kg m 75kg m 重量愈大的断面尺寸就愈大 机械指标就愈高 我国生产的钢轨断面尺寸图见教材P96图5 2 钢轨长度有12 5m和25m两种 钢轨材质的化学成分及机械性能见教材P97表5 2 第二节钢轨与连接零件 第二节钢轨与连接零件 二 钢轨的连接线路上每根钢轨两端都要用夹板和相邻的钢轨连接 连接处称为钢轨接头 钢轨接头的零件包括夹板 螺栓 螺母 弹簧垫圈等 钢轨夹板的形状见教材P98图5 4 钢轨接头分为普通接头 异形接头 导电接头 绝缘接头 冻结接头 焊接接头 尖轨接头等 第二节钢轨与连接零件 第二节钢轨与连接零件 第二节钢轨与连接零件 绝缘接头 第二节钢轨与连接零件 二 钢轨的伤损钢轨在使用过程中常常发生裂纹 折断 磨耗等伤损 伤损的钢轨线路将影响车辆行驶的平稳性 严重时将影响行车安全 常见的几种伤损为1 接头处螺栓孔裂纹2 轨头核伤3 轨头剥离4 钢轨磨耗 第三节轨枕 轨枕是轨下基础的重要部件 它的功能是支承钢轨 保持轨距和轨道方向 并将钢轨受到的各种作用力传递到道床上 第三节轨枕 轨枕的分类 按铺设方法分为横向轨枕 纵向轨枕 短轨枕和宽轨枕 按使用的场所分为用于区间线路上的普通轨枕 用于道岔上的岔枕和用于无碴桥上的桥枕 按其材料分为木枕和混凝土轨枕 第三节轨枕 木枕 第三节轨枕 混凝土轨枕 第四节扣件 连接钢轨和轨枕的中间连接零件称为扣件 扣件的作用是将钢轨固定在轨枕上 一保持轨距并阻止钢轨相对于轨枕的纵向和横向的移动 扣件分为木枕扣件 混凝土轨枕扣件和无碴轨枕扣件 第四节扣件 木枕扣件 第四节扣件 混凝土轨枕扣件 第四节扣件 第四节扣件 混凝土轨枕扣件 第五节道碴道床 用石碴铺筑形成的道床称为道碴道床 道碴道床的优点是造价低 弹性好 易于维修以恢复轨道形态 但缺点是自重大 不易保持轨道几何形态 维修工作量大 容易脏污 用作道碴的材料有碎石 熔炉矿渣 筛选卵石等 材料要满足质地坚韧 吸水度低 排水性能好 耐冻性强 不易风化 不易压碎 捣碎和磨碎 不易被风吹动和被水冲走的要求 第五节道碴道床 第五节道碴道床 第六节无碴轨道 新建的城市轨道交通线路普遍采用无碴的整体道床 它没有道碴层 是用混凝土或钢筋混凝土浇灌在坚实的基础上形成的整体形式的道床 第六节无碴轨道 第六节无碴轨道 第六节无碴轨道 第六节无碴轨道 整体道床的主要优缺点 1 轨道稳定性好 养护维修工作量极少 2 结构简单 外表整洁美观 3 道床厚度比道碴道床小 可以减小隧道的净空高度 4 混凝土为现场灌注 避免了厂制构件的运输 5 整体道床发生病害时 修复较为困难 6 施工精度要求较高 7 道床弹性较差 扣件的形式较复杂 第七节道岔 使列车由一条线路转向另一条线路运行的设备称为道岔 道岔的基本类型有 普通单开道岔单式对称道岔三开道岔交分道岔交叉渡线 第七节道岔 单开道岔原理图 第七节道岔 单开道岔的组成一 转辙部分 转辙器转辙器由两根基本轨 两根尖轨 各种连接零件和道岔转辙机构组成常见的道岔转辙机构分为机械式和电动式两种 道岔转辙机构必须具备转换 改变道岔方向 锁闭和显示三种功能 第七节道岔 二 辙叉及护轨部分设置于道岔主线轨与侧线轨相交处 使车轮从一股轨道越过另一股轨道的设备 辙叉由 心轨 基本轨 翼轨 护轨和连接零件组成 三 连接部分连接转辙器和辙叉的轨道称为道岔的连接部分 第七节道岔 第七节道岔 第七节道岔 第七节道岔 第七节道岔 城市轨道交通基本采用双线线路 线路中间站通常不设配线 一般也没有线路的交叉和连接 故道岔设备主要用于 设有渡线和折返线的车站以及站场和车辆段内 第八节车挡 车挡设置在线路尽头线末端 用于阻止由于操作不当时车辆冲出线路尽头发生事故 国外的车挡有磁力式 液压式和滑动式几种 国内地铁线路采用的车挡有 1 沙堆弯轨式2 DT型车挡3 缓冲滑动式车挡 第八节车挡 第八节车挡 第九节无缝线路 无缝线路是指将标准长度的钢轨焊接起来成为没有轨缝的线路 第九节无缝线路 一 为什么要采用无缝线路普通线路为防止钢轨热胀冷缩使钢轨变形 在钢轨接头的地方要预留一定的缝隙 这种缝隙成为轨缝 由于钢轨在接头处的几何误差以及轨缝的存在 钢轨接头是轨道结构中的薄弱环节 列车通过时会产生很大的冲击力 对轨道结构产生很大的破坏作用 采用无缝线路则能最大限度地减少钢轨接头 因此得到了广泛应用 第九节无缝线路 二 无缝线路解决钢轨热胀冷缩的方法无缝线路是采用弹簧扣件将钢轨扣死在道床上 用道床阻力阻止钢轨随温度产生长度变化 这样在钢轨内部必然产生温度应力 只要能将温度应力控制在允许的范围内 并采取各种措施提高轨道框架的刚性 就能阻止钢轨的变形 第九节无缝线路 三 无缝线路放散温度