干貨分享丨軌道結(jié)構(gòu)

軌道是鐵路線路的組成部分，這里所指的軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等。作為一個整體性工程結(jié)構(gòu)，軌道鋪設(shè)在路基之上，起著列車運行的導(dǎo)向作用。

一、軌道

軌道是鐵路線路的組成部分，這里所指的軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等。作為一個整體性工程結(jié)構(gòu)，軌道鋪設(shè)在路基之上，起著列車運行的導(dǎo)向作用，直接承受機車車輛及其荷載的巨大壓力。在列車運行的動力作用下，它的各個組成部分必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，保證列車按照規(guī)定的最高速度，安全、平穩(wěn)和不間斷地運行。

二、鋼軌

1、鋼軌功用與特性

鋼軌的作用是直接承受車輪傳遞的列車及其荷載的重量，并引導(dǎo)列車的運行方向。

以編組60輛60噸敞車的車列為例，其載重加自重就有5000噸左右，更不用說那些萬噸甚至十幾萬噸的重載列車。如此巨大的壓力首先就落在鋼軌的雙肩上，可見鋼軌必須具備足夠的強度、穩(wěn)定性和耐磨性。

2、鋼軌斷面形狀

鋼軌斷面形狀為工字形，由軌頭、軌腰、軌底三大部份組成。這個看似簡單的工字，受力好、省材料，具有最佳抗彎性能。

3、鋼軌分類

鋼軌的類型和強度以kg/m來表示。每米鋼軌的質(zhì)量越重，它所承受的荷載越大。世界上第一條鐵路的鋼軌為18kg/m，最重的鋼軌在美國，重達77kg/m。

我國現(xiàn)行的鋼軌標準有50kg/m、60kg/m、75kg/m三種。為了提高線路的通過能力，我國鐵路正逐步淘汰小重量鋼軌，主要線路一般鋪設(shè)60kg/m或75kg/m的重型鋼軌。

4、鋼軌接頭和軌縫

我國鋼軌標準長度為12.5m和25m兩種，對于75kg／m鋼軌只有25m長一種。還有用于曲線內(nèi)股的縮短軌，對于12.5m標淮軌系列的縮短軌有短40mm、80mm、120mm三種；對于25m軌的有短40mm、80mm、160mm三種。

軌道上鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓連接，稱為鋼軌接頭。接頭處輪軌動力作用大，養(yǎng)護維修工作量大，接頭是軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)之一。

接頭的聯(lián)結(jié)形式按其相對于軌枕位置，可分為懸空式和承墊式兩種。按兩股鋼軌接頭相互位置來分，可分為相對式和相錯式兩種。我國一般采用相對懸空式，兩股鋼軌接頭左右對齊，同時位于兩接頭軌枕間。

三、軌枕

軌枕承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床，同時，有效地保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向。軌枕應(yīng)具有必要的堅固性、彈性和耐久性，并能便于固定鋼軌，有抵抗縱向和橫向位移的能力。

1、木枕

軌枕起先采用木材制造，木材的彈性和絕緣性較好，受周圍介質(zhì)的溫度變化影響小，重量輕，加工和在線路上更換簡便，并且有足夠的位移阻力。經(jīng)過防腐處理的木枕，使用壽命也大大延長，在15年左右。

隨著森林資源的減少和人們環(huán)保意識的增強，當(dāng)然也因為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，上世紀初，有些國家開始生產(chǎn)鋼枕和鋼筋混凝土軌枕，以代替枕木。然而，因為鋼枕的金屬消耗量過大，造價不菲，體積也笨重，沒有推廣開來，只有德國等少數(shù)國家還在使用。而許多國家從上世紀50年代起，開始普遍生產(chǎn)鋼筋混凝土軌枕。

2、混凝土枕

鋼筋混凝土軌枕使用壽命長，穩(wěn)定性高，養(yǎng)護工作量小，損傷率和報廢率比木枕要低得多。在無縫線路上，鋼筋混凝土軌枕比木枕的穩(wěn)定性平均提高15~20%，因此，尤其適用于高速客運線。

軌枕因應(yīng)用范圍不同，長度也不同。在我國，普通軌枕長度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，長度有2.6~4.85m多種。每公里線路上鋪設(shè)軌枕的數(shù)量是根據(jù)鐵路運量和行車速度等運營條件來確定的，一般而言，在1520~1840根之間。不言而喻，軌枕數(shù)量越多，軌道強度越大。

3、軌枕間距

軌枕間距與每公里配置的軌枕根數(shù)有關(guān)。軌枕根數(shù)應(yīng)根據(jù)運量、行車速度及線路設(shè)備條件確定，并和鋼軌及道床等綜合考慮，合理配套，以求在最經(jīng)濟的條件下，保證軌道具有足夠的強度和穩(wěn)定性。軌枕密一些，道床、路基面、鋼軌以及軌枕本身受力都可小一些。同時，使軌距、方向易于保持，對行車速度高的地段尤為重要。但也不能太密，太密則不經(jīng)濟，而且凈距過小，也會在一定程度上影響搗固質(zhì)量。

我國鐵路規(guī)定，對木枕軌道，每公里最多為l920根，混凝土枕為l 840根；每公里最少均為l 440根。軌枕的級差為每公里80根。

符合下列條件之一的地段，正線軌道應(yīng)加強，每公里鋪枕根數(shù)外，對混凝土枕每公里增加80根，木枕增加160根，當(dāng)條件重合時，只增加一次，但不能超過前述允許最大鋪設(shè)數(shù)量。

a．在混凝土枕軌道R≤600m的曲線(包括緩和曲線和圓曲線)或木枕軌道、電力牽引線R≤800m的曲線地段；

b．坡度大于12‰的下坡制動地段；

c．長度等于或大于300m的隧道內(nèi)線路。

4、混凝土寬枕

混凝土寬枕的特點：

混凝土寬枕是一塊預(yù)制的混凝土板，與混凝土枕外形相似，又稱軌枕板。其制造工藝與混凝土枕基本相同。寬枕長度與普通混凝土枕長度相同，均為2.5m，而寬度約為后者的兩倍。寬枕由于寬度較大，直接鋪設(shè)在預(yù)先壓實的道床面上，在制造中對其厚度的控制要求較嚴格。

混凝土寬枕在道床上是密排鋪設(shè)，每公里鋪1760塊，每塊枕上安裝一對扣件，由鋼軌傳來的力處于寬枕軸線的對稱位置，可避免荷載的偏心。寬枕由于寬度較大，在縱橫兩個方向上都有彎矩作用，是一塊支承在彈性基礎(chǔ)上的板。

混凝土寬枕與普通枕比較有以下優(yōu)點：

1．寬軌枕寬55 cm，支承面積較混凝土枕大一倍，使道床的應(yīng)力大為減少。同時，每塊寬枕的質(zhì)量為500 kg左右，可以減小道床的振動加速度，使道床的變形減小，殘余變形積累過程延緩，軌道幾何形位易于保持，整個軌道結(jié)構(gòu)得到加強。

2．軌枕與道床接觸面上的摩阻力增大，提高了軌道的橫向穩(wěn)定性，道床阻力增加約80％，有利于鋪設(shè)無縫線路。

3．寬軌枕密排鋪設(shè)，枕間空隙用瀝青混凝土封塞，把道床頂面全部覆蓋起來，防止雨水及臟污侵入道床內(nèi)部，從而有效地保持道床的整潔，延長道床的清篩周期。

4．寬軌枕軌道的維修養(yǎng)護工作量很少，僅為混凝土枕軌道的l/2～l/4，從而減輕和改善了養(yǎng)護工作條件，減少作業(yè)次數(shù)，節(jié)省養(yǎng)護費用。再由于養(yǎng)護維修作業(yè)基本上可在軌道兩旁進行，對行車干擾較少，比較適合于運輸繁忙的鐵路上使用。

5．寬軌枕軌道外觀整潔美觀。