铁路轨道几何要素.doc

轨道几何尺寸

　　直线轨道的几何尺寸

　　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、到发线不得超过2mm，站线和专用线不得超过3mm。

　　为使机车车辆能在线路上两股钢轨间顺利通过，机车车辆的轮对宽度应小于轨距。当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨的作用边时，另一个车轮轮缘与另一股钢轨作用边之间便形成一定的间隙，这个间隙称为游间，如图2-5所示。

　　轮距和轮对宽度都规定有容许的最大值和最小值。若轨距最大值为Smax,最小值为Smin,轮对宽度最大值为qmax,最小值为qmin,则游间最大值游间最小值

二、水平

　　水平是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。在直线地段，两股钢轨顶面应置于同一水平面上，使两股钢轨所受荷载均匀，以保持列车平稳运行。水平用道尺或其它工具测量。线路维修时，两股钢轨顶面水平误差不得超过规定值。

　　《铁路线路维修规则》规定：两股钢轨顶面水平的容许偏差，正线及到发线不得大于4mm，其它站线不得大于5mm。

　　两股钢轨顶面的水平偏差值，沿线路方向的变化率不可不大。在1m距离内，这个变化不可超过1mm，否则即使两股钢轨的水平偏差不超过允许范围，也将引起机车车辆的剧烈摇晃。

　　实践中有二种性质不同的钢轨水平偏差，对行车的危害程度也不相同。一种偏差称为水平差，这就是在一段规定的距离内，一股钢轨的顶面始终比另一股高，高差值超过容许偏差值。另一种称为三角坑，其含义是在一段规定的距离内，先是左股钢轨高于右股，后是右股高于左股，高差值超过容许偏差值，而且两个最大水平误差点之间的距离，不足18m。

　　在一般情况下，超过允许限值的水平差，只是引起车辆摇晃和两股钢轨的不均匀受力，并导致钢轨不均匀磨耗。但如果在延长不足18m的距离内出现水平差超过4mm的三角坑，将使同一转向架的四个车轮中，只有三个正常压紧钢轨，另一个形成减载或悬空。如果恰好在这个车轮上出现较大的横向力，就有可能是浮起的车轮只能以它的轮缘贴紧钢轨，在最不利的情况下甚至可能爬上钢轨，引起脱轨事故。因此，一旦发现必须立即消除.

三、轨向

　　轨向是指轨道中心线在水平面上的平顺性。严格地说，经过运营的直线轨道并非直线，而是由许多波长10～20m的曲线所组成，因其曲度很小，故通常不易察觉。若直线不直则必然引起列车的蛇行运动。在行驶快速列车的线路上，线路方向对行车的平稳性具有特别重要的影响。相对轨距来说，轨道方向往往是行车平稳性的控制性因素。只要方向偏差保持在容许范围以内，轨距变化对车辆振动的影响就处于从属地位。

　　在无缝线路地段，若轨道方向不良，还可能在高温季节引发胀轨跑道事件（轨道发生明显得不规则横向位移），严重威胁行车安全。

　　《铁路线路维修规则》规定：直线方向必须目视平顺，用10m弦测量，正线上正矢不超过4mm；站线及专用线，不得超过5mm。
四、前后高低

　　轨道沿线路方向的竖向平顺性称为前后高低。新铺或经过大修后的线路，即使其轨面是平顺的，但是经过一段时间列车运行后，由于路基状态、捣固坚实程度、扣件松紧、枕木腐朽和钢轨磨耗的不一致性，就会产生不均匀下沉，造成轨面前后高低不平，即在有些地段（往往在钢轨街头附近）下沉较多，出现坑洼，这种不平顺，称为静态不平顺；有些地段，从表面上看，轨面是平顺的，但实际上轨底与铁垫板或轨枕之间存在间隙（间隙超过2mm时称为吊板），或轨枕底与道碴之间存在空隙（空隙超过2mm时称为空板或暗坑），或轨道基础弹性的不均匀（路基填筑的不均匀，道床弹性的不均匀等），当列车通过时，这些地段的轨道下沉不一致，也会产生不平顺，之中不平顺称为动态不平顺，随着高速铁路的发展，动态不平顺已广泛收到关注。

　　轨道前后高低不平顺，危害甚大。列车通过这些地方时，冲击动力增加，加速道床边形，从而耕进一步扩大不平顺，加剧机车车辆对轨道的破坏，形成一个恶性循环过程。

　　一般地说，前后高低不平顺的破坏作用同不平顺（坑洼）的长度成反比，二同它的深度则成正比。

　　当车轮通过这些不平顺时，动压力增加。根据试验，连续三个空吊板可以使钢轨受力增加一倍以上。一般来说，长度在4m以下地不平顺，将引起机车车辆对轨道产生较大的破坏作用，从而加速道床变形。因此，养路工区决不能允许这种不平顺存在，一旦发现，应在紧急补修中加以消除。