軌道

軌道

一用條形的鋼材鋪成的供火車、電車等行駛的路線。二天體在宇宙間運行的路線。也叫軌跡。

基本信息

結構

軌道一般由鋼軌、軌枕、聯結零件、道床以及道岔等組成。

鋼軌

軌道軌道

常用碳素鋼或中錳鋼製造,其斷面為工字形,用以承受機車車輛的車輪荷載,並將承受的荷載傳給軌枕;同時為車輪的滾動提供連續、平順的表面和引導車輪運行,這種

軌道部件稱為鋼軌。在電氣化鐵路和自動閉塞信號線路上,鋼軌還可兼作電路導體。鋼軌的種類通常以每米鋼軌的重量表示。中國鐵路的鋼軌有每米75、60、50、45、43公斤等種類。在使用英制單位的國家鋼軌有碼132、112、90磅等種類。不同種類的鋼軌適用於不同的鐵路線路,主要是依據線路上運行的機車車輛的軸重、行車速度、線路運輸量等選用,如輕型鐵路可採用每米重量較小的鋼軌,有的輕型鐵路採用每米僅10餘公斤的鋼軌;重型鐵路可採用每米重量較大的鋼軌,美國賓夕法尼亞鐵路採用每碼155磅的鋼軌。

工字形鋼軌主要由上部的“軌頭”和下部的“軌底”,以及連線軌頭和軌底的“軌腰”組成。鋼軌斷面的設計,除考慮它的抗彎能力、軌頭的抗壓和耐磨能力、軌底的支承面積以及抗傾倒能力等強度和穩定性因素外,還須考慮經濟合理性和軋制技術可行性等因素。中國鐵路各型鋼軌的主要尺寸如表1 。 軌道

火車軌道圖集火車軌道圖集

各國鐵路鋼軌的標準長度是不同的。如美國鋼軌標準長度為11.9米(39英尺);聯邦德國為45米或60米;中國為12.5米和25米。另外,鋼軌還有縮短軌,比標準長度縮短40、80、120、160毫米等數種,主要用於鋪設曲線線路軌道。

鋼軌必須具有足夠的強度、韌性和耐磨性能。如果鋼軌發生斷裂和破損,將危及行車安全。鋼軌的斷裂和破損多數發生於有缺陷的軌頭、軌頭與軌腰連線處以及螺栓孔周圍等處。鋼軌斷裂處一般有疲勞源,斷裂呈脆性狀態。鋼軌生產時如有未切淨的殘餘縮孔或有害偏析,使用時也可能造成軌腰劈裂。

軌枕

鐵軌鐵軌

鋪設在道床和鋼軌之間,用以承受從鋼軌傳來的力和振動,並傳給道床;同時用以保持鋼軌軌距和方向,這種軌道部件稱為軌枕。軌枕除將鋼軌傳來的力振動傳給道床外,它本身也能吸收部分振動能。每公里鐵路線路上鋪設的軌枕數,是根據線路上的機車車輛運行速度和運輸量等因素確定的。機車車輛運行速度高和運輸量大的線路鋪設軌枕數多。中國鐵路在直線線路上每公里一般鋪設軌枕1840、1760和1600根。軌枕按材料性質分為木枕、混凝土枕和鋼枕三種。

①木枕,又稱枕木。世界各國鐵路用木枕鋪設的軌道約占軌道總長的70%。木枕的優點是彈性好,易於鋪設,與鋼軌的聯結比較簡單,絕緣性能好;缺點是使用壽命短(如易腐朽、易機械磨損及劈裂)。

製作木枕的木材必須堅韌而有彈性,常用山毛櫸、橡木、松木等木材製作。木枕經防腐處理後稱為油枕,可延長其使用壽命。木枕尺寸因木材種類、產量以及所承受荷載不同而不同。中國鐵路木枕大多數是用松木製作,幹線上的木枕長2.5米、橫截面為矩形,截面的底寬為22厘米、高為16厘米。

②混凝土枕,又稱砼枕。第二次世界大戰以後,混凝土枕開始大量採用,它的優點是穩定性好,使用壽命長,養護維修費省;缺點是重量大、彈性及絕緣性能差,在軌底部分須設緩衝絕緣墊層等。

混凝土枕的主要類型有整體式預應力鋼弦混凝土枕、整體式預應力高強度鋼筋混凝土枕和鋼桿式混凝土枕等。中國自1958年以來,主要推廣使用前兩種類型。

③鋼枕。優點是抗腐菌侵蝕,抗白蟻和蟲蛀;缺點是易受化學性腐蝕,不絕緣,維修費用高。鋼枕僅在聯邦德國和瑞士的一些鐵路上,以及地處熱帶的一些鐵路上套用,我國解放前在部分線路也有套用。

聯結零件

分中間聯結零件和接頭聯結零件兩種。

鐵軌鐵軌

①中間聯結零件:鋼軌與軌枕的扣件,包括普通道釘、螺紋道釘、剛性或彈性扣鐵、墊板、墊層、防爬器及軌距桿等。中間聯結零件具有足夠的強度和耐久性,並具有一定的彈性,能保持鋼軌和軌枕的可靠聯接和相對固定的位置,並能減緩線路殘餘變形積累速度。中間聯結零件本身應構造簡單,以便於裝配、卸除和調整軌道的軌距及水平等。

木枕和鋼軌的聯結一般採用普通道釘,木枕和鋼軌間的鐵墊板,也用普通道釘固定,它安裝方便,套用廣泛。歐洲鐵路有的採用剛性扣鐵的分開式扣件聯結木枕和鋼軌,其優點是扣壓力強,能有效防止鋼軌縱橫向位移;缺點是零件多,用鋼量大。也有採用彈條式扣件的,扣壓力較強,裝卸較方便。採用混凝土的軌枕的軌道,軌枕和鋼軌間須設定彈性墊層以減少衝擊力,其聯結零件有扣板、彈片及彈條等,用螺栓聯結。鋼枕在頂面上支承鋼軌部分的兩側,各留有螺栓孔,將螺栓插入孔內固定在鋼枕上,再在螺栓上部裝上扣鐵扣住鋼軌,從而實現鋼枕和鋼軌的牢固聯結。

列車車輪滾動和縱向滑動,以及列車制動等產生的縱向力,能使整個軌道或鋼軌縱向移動。為了防止軌道或鋼軌的縱向移動,除了利用扣件能產生縱向阻力外,還需裝設防爬器,以增加扣件的縱向阻力。防爬器有彈簧式及穿梢式等形式。軌距桿是裝設在鐵路曲線區段,用以保持軌距的零件。

②接頭聯結零件:聯結兩根鋼軌的零件,主要有夾板、螺栓和彈簧墊圈。夾板又稱魚尾板,因最早設計製作的夾板截面形狀如魚尾而得名。板上一般有4個或6個螺栓孔。螺栓用以聯結夾板和鋼軌,螺栓擰緊後,可把兩個軌端夾緊,使接頭處鋼軌能承受車輪的作用力。彈簧墊圈是用於增加螺栓帽和螺栓螺紋間的壓力,防止螺栓帽因列車通過時引起的振動而松退的零件。

道床

用碎石、卵石或砂等道碴材料組成的軌道基礎,用以將軌枕的荷載均勻地傳布到路基上,以及防止軌枕的縱向和橫向移動;同時,為軌道提供良好的排水、通風條件,以保持軌道乾燥,使軌道具有足夠的彈性。

道床材料一般用堅韌的玄武岩或花崗岩碎石,有的也用石灰岩碎石,但不如前二者好。碎石有不同的形狀和大小,才能互相擠緊,防止鬆動。中國鐵路道床所用碎石粒徑有三種規格:20~70毫米的用於新建道床和道床的大修及維修;15~40毫米的用於道床維修;3~20毫米的用於道床墊碴起道。道床材料也常用規定級配的篩選卵石、天然卵石、礦碴或砂子等,但這些材料修築的道床質量較差。粗砂、中砂一般僅作墊床之用。墊床一般只在繁忙幹線的碎石道床和路基面之間鋪設。

道床的厚度和寬度是根據鐵路等級確定的,中國鐵路規定道床厚度為25~50厘米。道床可以是單層的或雙層的,鐵路正線上一般採用雙層道床,下面的一層稱做墊層,可以防止翻漿冒泥,其厚度一般不小於20厘米。不易風化的砂石路基,可以不鋪墊層。道床頂面的寬度決定於軌枕長度。中國鐵路在使用混凝土軌枕的線路上規定道床寬度為3.1米。碎石道床的邊坡為1:1.75。

20世紀60年代以來,用瀝青砂漿灌注在普通道床里把道碴固結起來,或用瀝青混凝土壓實層作道床底部,再用瀝青膠砂作為調整層的瀝青道床,逐漸在一些運輸繁忙的鐵路線上試用。由於這種道床有利於提高道床的承載能力和線路穩定性,並有利於道床防水和防髒,減少了線路維修工作量,而受到各國鐵路的重視。

道岔

連線兩股相鄰軌道的專用設備,主要由轉轍器、轍叉和連線軌道組成。道岔的作用是為機車車輛由一股軌道轉入另一股軌道提供通道。

詞語釋義

名詞條目

軌道

字音

guǐ dào

名詞解釋

軌道軌道

①用條形的鋼材鋪成的供火車、電車等行駛的路線。

②天體在宇宙間運行的路線。也叫軌跡。

③物體運動的路線,多指有一定規則的,如原子內電子的運動和人造衛星的運行都有一定的軌道。

④行動應遵循的規則、程式或範圍:生產已經走上軌道。

標準

軌道軌道

對軌道的軌距水平、左右軌面水平、前後高低和線路方向、曲線軌道超高、軌底坡,以及鋼軌接頭軌縫等所作的規定。在鐵路幹線的直線區段,中國鐵路規定標準軌距為1435毫米,其誤差不得超過+6至-2毫米。左右軌面水平的高低差不得大於 4毫米。前後高低及線路方向用10米長的弦量測,容許誤差不得大於4毫米。

在曲線軌道上,須根據曲線半徑加寬軌距,中國標準軌距鐵路的最大容許軌距為1450毫米。為了平衡車輛在曲線軌道上行駛時的離心力,軌道外軌須高於內軌(簡稱超高)。中國鐵路規定最大超高量不得大於 150毫米。在直線與曲線軌道連線處須設定緩和曲線,使曲線的曲率和超高逐漸變更,以保證運輸的安全與舒適。

車輪踏面有向線路中心1:20的斜度,因此鋼軌軌面也需相應內傾,以防鋼軌軌面磨耗不勻和軌腰彎曲。為此,在鐵路線的直線段上,鋼軌鋪設時軌底要有一定坡度,即軌底坡。中國鐵路規定軌底坡為1:40或1:20的斜坡。

軌道上相聯接的鋼軌間,其接頭處留有軌縫,以備鋼軌受熱膨脹。鋼軌接頭除普通接頭外,還有各種特殊接頭,如聯結兩種斷面不同鋼軌的異形接頭;軌道電路需要絕緣而使用絕緣材料的絕緣接頭;以及伸縮接頭或伸縮調節器等。對於各種接頭的軌縫,各國都有相應規定,如中國鐵路規定,普通接頭的軌縫最大時不應超出16毫米。

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軌道軌道

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