铁道工程电子教材-2.轨道几何形位

第一节 概 述

轨道几何形位是指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。从轨道平面位置来看，轨道是由直线和曲线组

成，一般在直线与圆曲线之间有一条曲率渐变的缓和曲线相连界。轨道的方向必须正确，直线部分应保持笔直，曲线部分应具有相应的圆顺度。从轨道横断面上来看，轨道的几何形位包括轨距、水平、外轨超高和轨底坡。轨道的两股钢轨之间应保持一定的距离，为保证机车车辆顺利通过小半径曲线，曲线轨距应考虑加宽。两股钢轨的顶面应置于同一水平面或保持一定水平差。曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定超高度，以使车体重力的向心分力得以抵消其曲线运行的离心力。轨道两股钢轨底面应设置一定的轨底坡，是钢轨向内倾斜，以保证锥形踏面车轮荷载作用于钢轨断面的对称轴。从轨道的纵断面上看，轨道的几何形位 包括轨道的前后高低。钢轨顶面在纵向上应保持一定的平顺度，为行车平稳创造条件。

轨道是机车车辆运行的基础，直接支承机车车辆的车轮，并引导其前进，因而机车车辆的走行部分的基本几何形位与轨道的几何形位之间应密切配合。轨道几何形位正确与否，对机车车辆的安全运行、乘客的旅行舒适度、设备的使用寿命和养护费用起着决定性的作用。影响安全性的因素有轨距、水平、轨向、外轨超高等，这些几何形位超限是产生机车车辆掉道、爬轨以及倾覆的直接原因。影响旅行舒适度的因素有轨距、轨向、外轨超高顺坡及其变化率、缓和曲线线形、前后高低等，这些几何形位因素直接影响机车车辆的横向及竖向的加速度，产生响应的惯性力，在高速铁路和快速铁路中，随着运行速度的提高，该影响特别显著。影响设备使用寿命和养护费用的几何形位因素包括轨距、轨向、水平、前后高低和外轨超高等，这些因素对钢轨的磨耗和轨道各部件的受力有较大影响，直接影响养护维修的工作量和费用。

本章主要介绍直线和曲线轨道的几何形位，着重叙述指定有关各几何形位的理论、原则、方法和要求。有关道岔集合形位的内容将在道岔部分介绍。

第二节 机车车辆走行部分的构造

机车的走行部分有车架、轮对、轴箱、弹簧装置、转向架及其它部件组成。车辆的走行部分是转向架，由侧架、轴箱、弹性悬挂装置、制动装置、轮对以及其它部件组成。 轮对是机车车辆走行部分的基本部件，有一根车轴和两个相同的车轮组成。轮轴联结部位采用过盈配合，牢固地结合在一起，为保证安全，决不允许有任何松动现象发生。 我国车辆上使用的车轮有整体轮和轮箍轮两种，但绝大多数是整体辗钢轮，它由踏面、轮缘、轮辋、

辐板和轮毂等部分组成。车轮和钢轨接触的面称为踏面，如图2--1所示。内燃机车和电力机车动轮的踏面外形和尺寸，与车辆轮相同。轮毂是轮与轴互相配合的部分，辐板是联接轮辋与轮毂的部分。

图 2－1 车轮踏面 车轮踏面有锥形踏面和磨耗形踏面两种形式。锥形踏面的母线是直线，由1∶20和1∶10两段斜坡组成。其中1∶20的一段经常与钢轨顶面接触，1∶10的一段仅在小半径曲线上才与钢轨顶面相接触。车轮踏面形成圆锥面，可以减少车轮在钢轨上的滑行，保证踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。另外，直线地段上行驶的车辆，当其偏向轨道另一侧时，由于左右车轮滚动半径的不同，可自动返回到轨道中线。这样，虽然撤论的轨迹形成蛇行运动，但不会在撤论踏面上形成凹槽形磨损，从儿避免车轮通过道岔辙叉时，发生剧烈的冲击和振动。磨耗型车轮踏面是曲线型踏面，将踏面制成与钢轨顶面基本吻合的曲线形状，以减轻轮轨磨耗、降低轮轨接触应力并可改善通过曲线的转向性能。为防止车轮脱轨，在踏面内侧制成凸缘如图2-1的左侧突起部分，称为轮缘。

第二节 机车车辆走行部分的构造

车轮位于两股钢轨内侧的竖直面，称为车轮内侧面，而撤论另一侧的竖直面称为车轮外侧面。撤论内侧面与外侧面之间的距离称为车轮宽度（轮辐宽）。 通过踏面上距车轮内侧面一定距离的一点，划一水平线，称为踏面的测量线。由测量线至轮缘顶点的距离称为轮缘高度。由测量线向下10mm处量得的轮缘厚度，称为车轮的轮缘厚度（d）。 取踏面上距车轮内侧面一定距离的一点为基点，规定在基点上测量车轮直径及轮箍厚度。 轮对上左右两车轮内侧面之间的距离，称为轮对的轮背内侧距离（T）.这个距离再加上二个轮缘厚度称为轮对宽度（q），如图2-2所示。

图 2－2 轮对

由图2-2可见，

（2－1）

式中 T--轮对的轮背内侧距离，mm； q--轮缘厚度，mm； d--轮对宽度，mm.。

根据《铁路技术管理规程》（简称《技规》），我国机车车辆轮对的主要尺寸，见表2-1（表中数据未计车轴承载后挠曲对于轮对宽度的影响）。 表 2-1 轮对几何尺寸(单位:mm)

内燃机车、电力机车和车辆的轴箱，装在车轮外侧轴颈上，车轴受荷后向上挠曲，轮对宽度因此略有缩小，蒸汽机车的轴箱装在车轮内侧的轴颈上，车轴承载后向下挠曲，轮对宽度略有增加，一般轮对宽度承载后的改变值ε可取为±2mm。 为使车轮能顺利通过半径较小的曲线，可把全部车轴分别安装在几个车架上。为防止车轮由于轮对歪斜而陷落于归到中间，安装在同一个车架或转向架上的车轴，必须保持相互之间的平行位置。同一车体最前位和最后位车轴中心间水平距离，称为全轴距。同一车架或转向架上始终保持平行的最前位和最后位车轴中心间水平距离，称为固定轴距。车辆前后两走行部分上车体支承间的距离称为车辆定距。应当注意，固定轴距和车辆定距式两个不同的概念，固定轴距式机车车辆能否顺利通过小半径曲线的控制因素，车辆定距式转向架中心间距，除长大车外，多在18m之内。 为便于较长固定轴距的车体顺利通过小半径曲线，近代发展了径向转向架。

第三节 直线轨道的几何形位

轨道的几何形位按照静态与动态两种状况进行管理。静态几何形位是轨道不行车时的状况，采用道尺等工具测量。动态几何形位是行车条件下的轨道状况，采用轨道检查车测量。本书仅介绍轨道几何形位的静态作业验收标准，其余内容可参见《铁路线路维修规则》。 一、 轨 距

轨距是指钢轨顶面下16mm范围内两股钢轨作用边之间的最小距离。 因为钢轨头部外形由不同半径的复曲线所组成，钢轨底面设有轨底坡，钢轨向内倾斜，车轮轮缘与钢轨侧面接触点发生在钢轨顶面下10～16mm之间，我国《技规》规定轨距测量部位在钢轨顶面下16mm处，如图2-4所示，在此处，轨距一般不受钢轨磨耗和肥边底影响，便于轨道维

修工作的实施。 目前世界上的铁路轨迹，分为标准轨距、宽轨距和窄轨距三种。标准轨距尺寸为1435mm。大于标准轨距的称为宽轨距，如1524mm、1600mm、1670mm等，用于俄罗斯、印度技澳大利亚、蒙古等国。小于标准轨距底称为窄轨距，如1000mm、1067mm、762mm、610mm等，日本既有线《非高速铁路》采用1067mm轨距。 我国铁路轨距绝大多数为标准轨距，仅在云南省境内尚保留有1000mm轨距。台湾省铁路采用1067mm轨距。也有少数地方铁路和工矿企业铁路采用窄轨距。 轨距用道尺测量，容许偏差值为+6mm和-2mm，即宽不能超过1441mm,窄不能小于1433mm。轨距变化应和缓平顺，其变化率：正线、发线不应超过2％（规定递减部分除外），站线和专用线不得超过3％，即在1m长度内的轨距变化值；正线、到发线 …… 此处隐藏：3549字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……