轨道结构基本知识2.有砟轨道结构2.pptx
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1、12第二章 有砟轨道结构 本讲主要内容轨道组成钢轨钢轨联结轨枕扣件道床3四、轨枕1、轨枕的功用及类型(*)功用:承受来自钢轨的各向压力,并弹性地传布于道床功用:有效地保持轨道的几何形位,特别是轨距和方向要求:坚固、弹性、耐久性,固定钢轨,抵抗纵横位移4四、轨枕1、轨枕的功用及类型(*)按材质:木枕、混凝土枕、钢枕、树脂枕钢枕框架枕按使用目的:普通轨枕、岔枕、桥枕按结构型式:整体式;组合式;半枕;宽轨枕按构造及铺设方法:横向轨枕、纵向轨枕及短枕双块枕树脂枕宽枕5四、轨枕2、木枕*优点:弹性好、易加工、重量轻,运输、铺设、养护维修方便;与钢轨联结比较简单;有较好的绝缘性能等缺点:消耗大量优质木材、
2、易腐朽、磨损,使用寿命短;强度、弹性不完全一致,在机车车辆作用下会形成轨道不平顺,增大了轮轨动力作用标准长度2.5m底宽22(20)cm顶宽16(15)cm高16(14.5)cm四、轨枕2、木枕*木枕失效腐朽机械磨损开裂木枕处理防腐:最有效,水溶性防腐剂、油类防腐剂,密封蒸灌减磨:铁垫板防裂:控制含水量,改善干燥工艺,防腐浆膏掺麻筋填塞裂缝,钉钉或铁丝捆扎是裂缝愈合6生物作用过程列车作用+干湿变化四、轨枕3、混凝土轨枕*混凝土枕特点及类型混凝土轨枕为发展方向,材源多,尺寸精度高,轨道弹性均匀,提高了轨道稳定性;使用寿命长,可以降低轨道的养修费用;自重大、纵、横向阻力较大,提高了线路的稳定性;刚
3、度较大,要求较好的轨道弹性轨轨枕分枕分类类普通普通钢钢筋混筋混凝土枕凝土枕预应预应力混凝力混凝土枕土枕I型枕型枕II型枕型枕III型枕型枕先先张张法法后后张张法法我国混凝土轨枕7四、轨枕3、混凝土轨枕*混凝土枕外形及尺寸 混凝土枕受力特点弹性基础上的短梁轨枕受力状况与道床支承条件有关中间不支承I型枕中间部分支承 II型枕全支承III型枕II型枕III型枕I型枕89四、轨枕3、混凝土轨枕*轨枕形状整体外形:混凝土枕截面为梯形,上窄下宽:节省混凝土用量,减轻自重,便于脱模轨枕顶面宽度:轨枕抗弯强度、钢轨支承面积、轨下衬垫宽度、扣件尺寸等因素综合考虑承轨槽:轨枕顶面支承钢轨的部分,设置1:40轨底坡
4、轨枕底面宽:减少道床压力、便于捣固II型枕:两端梯形,中间矩形,增大支承面积,使R、q重合,底面压花或凹槽,增大阻力III型枕:增大支承面积,底面光滑10四、轨枕3、混凝土轨枕*轨枕长度轨枕长度与轨枕受力状态有关长枕可减少枕中负弯矩,但增大轨下正弯矩以轨下正弯矩与枕中负弯矩保持一定比例确定轨枕长度混凝土枕长度一般在2.3-2.7m之间、型枕长度均为2.5mIII型枕长度有2.6m和2.5m两种国内外主要干线普遍采用2.6m长轨枕减小枕中负弯矩提高纵横向稳定性和整体刚度,改善道床、路基工作状态,利于铺设无缝线路,适当减少轨枕配置根数11四、轨枕3、混凝土轨枕*轨枕高度轨下部位高、中间部分矮轨下截
5、面正弯矩、枕中截面负弯矩直线配筋、各截面配筋相同轨下截面配筋重心应在截面形心之下枕中截面配筋重心应在界面形心之利的偏心矩,防止有上受拉开裂轨枕类型配筋混凝土等级截面高度底面宽度底面积质量长度轨下枕中端部轨下枕中I363C4820.216.529.4527.5256588251250II443410C58III10787.8C6023.018.532.030.028.0772032026012四、轨枕3、混凝土轨枕的技术特点*轨枕的发展趋势轨枕设计承载弯矩逐渐增强提高混凝土强度等级增加预应力增加截面高度13四、轨枕3、混凝土轨枕的技术特点*I型枕设计条件:轴重21t、速度85km/h,1840根
6、/km不足:螺栓孔间纵裂、轨下正弯矩裂缝II型枕设计条件:轴重23t、速度120km/h,60kg/m钢轨,年运量60Mt,按疲劳可靠度设计承载能力:较I型枕,轨下正弯矩提高13%-25%,枕中负弯矩提高14%-41%,基本能适应次重型、重型轨道不足:安全储备不够,枕中顶面横向裂缝、沿螺栓孔纵裂、枕端龟裂、侧面纵向水平裂缝、挡肩斜裂等,难以适应重型和特重型轨道序号项目单位新型枕TGK-2型枕Y-F型枕1轨枕长度mm2500250025002截面尺寸轨下枕中轨下枕中轨下枕中高度mm205175201165201165顶面宽度mm169190165.5161165.5161底面宽度mm280250
7、2752502752503轨枕重量kg2732512514枕底面积2cm6700657565755配筋87.087.087.0总张拉力kN348345345用钢量mg6.046.046.046设计承载弯矩kN.m14.00-12.5514.57-10.9114.59-10.837静载抗裂弯矩kN.m20.58-17.2120.88-14.9420.85-14.558开裂疲劳钢丝应力增量MPa115.8109.3114.2117.0118.0145.114四、轨枕3、混凝土轨枕的技术特点在用II型枕15四、轨枕3、混凝土轨枕的技术特点*III型枕设计条件:轴重23t,速度200km/h,轨枕配置
8、1760根/kmIII型枕特点轨枕型式尺寸设计的优化:增加长度、加宽轨底,增大支承面积,提高线路稳定性提高轨枕设计承载能力型轨枕与先进的扣件相配套:有挡肩扣件、无挡肩扣件IIIA型IIIB型16四、轨枕3、混凝土轨枕的技术特点III型枕在小半径曲线上使用时不足之处,路肩宽限制为2.5m长IIIb型绝缘轨距块强度不足扣件无法调高弹条型扣件扣压力衰减速率快预埋铁座易锈蚀,且又无法更换IIIa型轨距挡板座易松脱混凝土枕挡肩破损严重解决措施:带沟槽的新型挡肩结构(发明专利ZL200410022369.9 )17四、轨枕4、轨枕间距轨枕间距与每公里配置的轨枕根数有关轨枕类型与根数应根据运量、行车速度及线
9、路设备条件确定,并和钢轨及道床等综合考虑,合理配套,以求在最经济的条件下,保证轨道具有足够的强度和稳定性。轨枕加密,可减小道床、路基面、钢轨以及轨枕本身受力,利于保持轨距、方向,保证高速行车安全轨枕过密,则不经济,净距过小,影响捣固质量每千米轨枕最多铺设根数标准为:III型枕1720根,型枕1840根,木枕1920根采用跨区间无缝线路时,可按60cm等间距布置,即1667根/km18四、轨枕4、轨枕间距钢轨接头处枕间距车轮的冲击动荷载大,轨枕的间距适当减小,且应有一个过渡间距每节钢轨下轨枕间距应当满足:abc。接头轨枕间距c一般是给定的:对于50kg/m及以上钢轨,木枕440mm,混凝土枕54
10、0mm年通过总重(Mt)W年2525W年15W年15轨枕配置数量(根km)木枕18401840176017601680型混凝土枕18401760l7601680型混凝土枕无缝线路1667普通线路1680混凝土宽枕1760l760l76019四、轨枕4、轨枕间距轨枕根数标准配置20四、轨枕4、轨枕间距加密配置条件R800m的曲线地段(含两端缓和曲线)坡度大于12的下坡制动地段长度大于等于300m的隧道内III型枕每公里增加40根,II型枕增加80根,木枕增加160根,条件重合时,只增加一次,但不能超过最大铺设数量21四、轨枕5、特殊轨枕宽轨枕宽度约为混凝土枕的2倍支承面积大,道床应力及振动加速度
11、较小,线路变形小维修工作量减小,一般为混凝土轨枕线路的1/41/2枕间的缝隙经封闭后,可以防止雨水、脏物侵入道床,从而有效地保持道床的整洁外观整洁,便于清扫,适合在长大隧道、大型客货站站场内铺设使用22四、轨枕5、特殊轨枕弹性轨枕在轨枕底部设置弹性垫层以提高轨道弹性的轨枕,有些在轨枕侧面也设置弹性垫层,根据其使用目的不同,分有砟道床用弹性轨枕和无砟轨道用弹性轨枕23五、扣件1、扣件的功用及要求*功用保持钢轨与轨枕的可靠联结阻止钢轨相对于轨枕的移动缓冲减振,延缓轨道残余变形积累分散由车辆传至钢轨的垂向力和横向力抵抗来自钢轨的水平力抵抗钢轨的小返和回转24五、扣件1、扣件的功用及要求*一般要求足够
12、的扣压力适当的弹性一定的轨距和水平调整量构造简单,便于安装及拆卸好的耐久性大的绝缘性能25五、扣件1、扣件的功用及要求分类按钢轨与轨枕的联结分:分开式扣件和不分开式扣件两类按挡肩类型分:有挡肩与无挡肩按扣压件分:弹片式、弹条式、扣板式按螺栓分:有螺栓、无螺栓26五、扣件1、扣件的功用及要求技术参数扣压力扣件节点刚度(扣压件前端刚度、轨下胶垫刚度)调整量绝缘值发展方向适应高速化、环保化、省力化、可调化低刚度、长寿命、低成本及其相互协调27五、扣件2、木枕扣件分开式K式扣件,用于桥上;或其他类型,用于强化优点:扣压力大,可有效防止钢轨爬行缺点:零件多,用钢量大,更换钢轨麻烦K式扣件扣板式弹条式28
13、五、扣件2、木枕扣件混合式道钉和五孔双肩铁垫板我国铁路木枕轨道上使用最广泛的扣紧方式优点:可减轻垫板的振动,且零件少,安装方便缺点:钢轨受荷载后向上挠曲时,易将道钉拔起,降低扣着力29五、扣件3、混凝土枕扣件 突出的要求 足够扣压力(约10kN)纵向阻力要求 适当弹性 橡胶垫板+弹条 满足轨道稳定与减振要求 较大调整量 混凝土枕螺栓孔间距和承轨槽宽度一定 曲线轨距加宽、钢轨磨耗、钢轨水平调整 绝缘性能30五、扣件3、混凝土枕扣件扣板式扣板、螺纹道钉、弹簧垫圈、铁座及绝缘缓冲垫板组成硫磺水泥砂浆锚固螺纹道钉,挡板传力,垫板缓冲绝缘 ,不同型号优点:零件简单,调整轨距比较方便缺点:扣压力较低,在使
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