铁路轨道复义习习题.doc

铁路轨道复习习题 1运营条件主要由哪些参数来描述？与轨道类型选择有何关系？2答：铁路运营条件以行车速度、轴重和运量三个参数来反映。行车速度增加，动压力就增大，轴重的增加也会使轨道受力加大，尤其是对钢轨会产生更不利的影响，运量增长，列车荷载作用次数增多，使轨道部件疲劳受损伤和永久变形积累加速。2我国正线轨道类型如何划分？1答：分为：特重型、重型、次重型、中型、轻型。3有砟轨道结构的主要组成及其功用是什么？1 答：铁路有砟轨道一般由钢轨、轨枕、道床、联结零件、防爬设备和道岔等部件组成。钢轨是铁路轨道的主要部件，作用是：钢轨：引导机车前进，承受车轮的巨大压力并将该力传递到轨枕或其他支承上。轨枕的功用：是保持钢轨的位置、方向和轨距，并将它承受的钢轨力均匀的分布到道床上。联结零件的作用：接头扣件：保持轨线连续性，并传递和承受弯矩和横向力，中间扣件：固定钢轨，保持正确轨距，防止钢轨纵横向位移。道床的作用：传递由钢轨，轨枕传来的机车车辆动荷载，使之均匀的分布在路基基床上，抵抗轨道框架纵横向位移，保持几何形位，提供排水能力，防止轨道下沉。提供轨道弹性，起到缓冲、减振降噪的作用，调节轨道框架的水平和方向。防爬设备：使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动。道岔：4钢轨的类型有那些？2答：钢轨类型一般以取整后的每米钢轨质量（kg/m)来分类，我国目前使用的标准钢轨有75、60、50、43、38kg/m5钢轨损伤的主要形式有哪些？伤损的原因及解决措施是什么？6-10答：轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹。原因：既有钢轨生产中产生的缺陷，又有运输、铺设和使用过程中的问题。轨头核伤措施有： 提高钢轨材质，防止出现气孔等不良现象。改善线路质量，提高弹性和平顺性，减少动力和冲击。钢轨探伤车对钢轨进行探伤，及早发现，及时治理。钢轨磨耗措施：采用耐磨轨；加强养护维修，保持几何形位，增加线路弹性；曲线涂油；机械打磨。轨腰螺栓孔裂纹：加强接头养护，防止接头出现错牙等；增加接头弹性；螺栓孔周边倒棱；采用无缝线路才能从根本上消除此问题。6比较一下木枕及混凝土枕的优缺点？10 11答：优点：木枕富于弹性，便于加工、运输和维修；有较好的电绝缘性能。缺点：价格贵，易腐蚀、磨损，使用寿命短，不同种类的木材的木枕弹性也不一致，造成轨道的动态不平顺。 砼枕的优点：重量大、稳定性好；不受气候影响，使用寿命长；材源较多，能保证均匀的几何尺寸，轨道弹性均匀，平顺性好；扣件易于更换；制造相对简单，可以满足铁路高速、大运量的要求。缺点：弹性差、绝缘性能低，更换较困难。7目前我国使用的砼枕有哪些类型？各自的特点是什么？12 13答：I型砼枕的承载力是按建设型机车、轴重21t、最高时速85km/h、铺设密度1840根/km设计的，轨枕长均为2.5m。II型砼枕的承载力是按韶山型机车、轴重25t、最高时速120km/h、铺设密度1840根/km设计的，轨长均为2.5m。III型砼枕结构合理、强化了轨道结构，提高了设计承载能力及保持线路稳定能力， 分为有挡肩：适用于直线或R大于等于300m的曲线轨道，无挡肩：适用于直线或R大于等于350m的曲线轨道，轨长有2.5m和2.6m。8钢轨接头有哪些种类？其特点是什么？19答：按左右股钢轨接头相互位置来分，有相对式和相互式两种。相对式：使左右钢轨受力均匀，旅客舒适，也有利于机械化铺，错接式：使用在非标准长度的钢轨或旧杂钢轨。按钢轨接头与轨枕相对位置分，有悬接式、单枕承垫式和双枕承垫式。悬接式：减少挠曲和弯矩；单轨承垫式：当车轮通过时，轨枕左右摇动不稳定，双枕承垫式：可保证稳定性，但又有刚度的、不易捣固的不足。按接头联接的用途及工作性能来分，有普通接头、导电接头、绝缘接头、异型接头、尖轨接头、冻结接头、胶结接头及焊接接头。9碎石道床断面的三个特征是什么？29答：道床断面包括顶面宽度、道床厚度和道床边坡坡度三个主要特征。10碎石道床变形下沉的阶段和特点是什么？31答：道床变形是轨道的重要因素，轨道变形分为永久变形和弹性变形。道床下沉可分为初始急剧下沉和后期缓慢下沉两个阶段，初始急剧下沉：道床的密实阶段在列车荷载作用下道渣被压实，孔隙率减小，使道床纵横断面发生变化，轨道产生不平顺；后期缓慢下沉阶段：道床的正常工作阶段，这时道床仍有少量下沉，下沉量与运量之间有直接关系。11总结比较一下有渣轨道与无渣轨道的特点？31答：有渣轨道：均匀传力；提供纵横向阻力、保持几何形位；提供良好的排水能力，提供轨道弹性、缓冲、减振、调节轨道框架的水平和方向、保持良好的平纵断面。维修容易、初期投资小、施工精度低。无渣轨道：少维修、高可靠性、轨道结构轻、建筑高度低；整体性、连续性、稳定性、耐久性好、几何形位易于保持；初步投资大、轨道弹性差、施工精度要求高、基础处理严格；用于客运专线和高速铁路有优势、道床美观、没有道砟飞砟带来的问题。12、无渣轨道有哪些类型？其结构特点是什么？32-34答：板式轨道、弹性支承块式无渣轨道、长枕埋入式轨道及Rheda2000型轨道、浮置板轨道。板式轨道：具有坚固耐用，变形小、平顺性好、少维修等特点。弹性支承块式无渣轨道：可缓冲列车荷载的横向冲击作用，可提供较大弹性，有利于轨道的减振降噪。长枕埋入式轨道：由钢轨与扣件、穿孔砼枕、砼道床板床、隔离层及砼底座等组成，隧道内可不设砼底座。浮置板轨道：是将无渣轨道支承在弹性支承上构成质量弹簧系统，隔振效果非常好但造价高。13、简述直线轨道几何形位及其特征？41-44答：轨距、水平、前后高低、方向、轨底坡轨距：是钢轨顶面下16mm范围内两股钢轨作用边之间的最小距离，标准轨距为1435mm。水平：是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。为保持列车平稳运行，并使两股钢轨均匀受力，直线地段上两股钢轨顶面应保持同一水平。前后高低：是轨道沿线路方向的竖向平顺性。经过一段时间列车运行后，由于路基沉陷、道床捣固密实程度等的不一致，导致轨面产生不均匀下沉，造成轨面前后高低不平，称为静态不平顺；当列车通过吊板和空板地段时，导致这些地段的轨道下沉不一致称为动态不平顺。方向：是指轨道中心线在水平面上的平顺性。方向是行车平稳性的控制性因素，按照行车平稳与安全要求，直线应笔直，曲线应圆顺。轨底坡：为了使钢轨轴心受力，钢轨向轨道内侧倾斜，因此轨底与轨道平面之间就形成一个横向坡度。它可使其轮轨接触集中于轨顶中部，提高钢轨的横向稳定性，延长钢轨使用寿命14、简述轨道超高设置的目的，如何设置？49答：达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。在设置外轨超高时，主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种方法。外轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高外轨的方法，线路中心高度不变法是内外轨分别各降低和抬高超高值一半而保证线路中心标高不变的方法。15、为何限制未被平衡的加速度、余超高、欠超高？答：由于未被平衡的加速度或未被平衡的超高使内轨或外轨产生偏载，引起内外轨不均匀磨耗，并影响旅客乘车的舒适性。17.简述缓和曲线设置的目的？54答：防止机车车辆在曲线轨道运行时，出现一些与直线运行显著不同的受力特征突然产生或消失，以保持列车曲线列车平稳性。18.如何确定缓和曲线长度？59-60答：按行车安全来确定：即圆曲线外轨超高与外轨超高顺破坡度的比值 。按舒适条件确定：当外轮升高（或降低）速度的限制条件，缓和曲线长度为 ，当未被平衡的离心加速度变化率的限制条件： 按线路设计规范来确定。19.轨道的承受的力有哪些？各由什么因素引起？73答：包括：各种垂直力、横向水平力和纵向水平力。垂直力：是指静轮重和附加动压力。静轮重与机车车辆的类型及其载重有关，附加动压力的起因较多包括机车车辆本身构造和车轮踏面的不圆顺；横向水平力：是指轨道平面上与轨道方向垂直的水平力。在直线轨道上，由于机车车辆蛇形运动引起，在曲线轨道上，主要是由车轮通过曲线时的导向力引起。纵向水平力：是指沿轨道方向的水平力，包括列车启动、制动、加速。轨道力学分析模型有哪些？74答：轨道结构竖向受力的静力计算模型有：连续弹性基础梁模型和连续弹性点支承梁模型。21.表征轨道弹性的参数有哪些？它们之间的关系如何？74 76答：有钢轨支座刚度D、钢轨基础弹性模量u和道床系数C三个参数23.无缝线路的类型有哪些？99-100答：按钢轨内部的温度应力处理方式的不同，分为温度应力式和放散温度应力式，按钢轨长度分为普通无缝线路和全区间无缝线路跨区间无缝线路。24.什么是轨温 、中间轨温、锁定轨温（零应力轨温）？108 110答：轨温：指钢轨的温度，中间轨温：最高轨温与最低轨温之和的一半，锁定轨温：无缝线路的锁定是通过拧紧长钢轨两端的接头螺栓和上紧钢轨扣件实现的，锁定时的轨温称为锁定轨温。25.为什么说无缝线路可以无限长？107答：无缝线路长钢轨内的温度应力与钢轨长度无关，与轨温变化有关，降低钢轨内部温度应力的关键，在于控制：27.线路阻力有哪些？各起什么作用？受什么因素影响？100答：线路阻力分为：纵向阻力（接头阻力、中间扣件阻力、道床纵向阻力），横向阻力（道床横向阻力、轨道框架水平刚度），竖向阻力（道床竖向阻力、轨道框架竖向刚度）。作用：接头阻力：防止钢轨端部伸缩变化，中间扣件：抵抗钢轨沿轨枕纵向移动，道床纵向阻力：抵抗轨道框架纵向位移；道床横向阻力：抵抗轨道框架横向位移，轨道框架水平刚度：抵抗弯曲变形。影响：纵向阻力：受长钢轨内的纵向力分布、线路爬行、钢轨伸缩，道床断面形状、道床的密实度等的影响；横向阻力：道床的饱满程度、道床肩宽、道床肩部堆钢轨的概念是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段，钢轨还可兼做轨道电路之用。轨枕的概念又称枕木，也是铁路配件的一种。只不过现在所用材料不仅仅是木材，因此叫轨枕更加科学。 别看轨枕的模样单调划一，貌不惊人，它的作用可不小。轨枕既要支承钢轨，又要保持钢轨的位置，还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性，硬了不行，软了也不行。列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状。扣件的概念是连接钢轨和轨枕的中间连结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。在混凝土轨枕的轨道上，由于混凝土轨枕的弹性较差，扣件还需提供足够的弹性。为此，扣件必须具有足够的强度，耐久性，和一定的弹性，并有效第保持钢轨与轨枕之间的可靠联结。此外，还要求扣件系统零件少，安装简单，便于拆卸。钢轨的机械性能：钢轨的物理力学性能指标或机械性能包括强度极限、屈服极限、疲劳极限、伸长率、断面收缩率、冲击韧性（落锤试验）及硬度指标。这些指标对钢轨的承载能力、磨耗、压溃、断裂及其他伤损有显著的影响钢轨接头的概念:轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。轨缝的概念： 为适应钢轨热胀冷缩的需要，在钢轨接头处应预留轨缝，并满足如下的条件：1）当轨温达到当地最高轨温时，轨缝应大于或等于零，使轨端不受挤压力，以防温度压力过大而胀轨跑道；2）当轨温达到当地最低轨温时，轨缝应小于或等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防止接头螺栓拉弯或剪断。 构造轨缝是指受钢轨、接头夹板及螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大缝隙值。轨枕的功能与要求轨枕是轨下基础的部件之一。其功能是支承钢轨，保持轨距和线路方向，并将钢轨的荷载传递至道床。轨枕必须具有弹性和耐久性，并应具有足够的刚度、质量和承压面积以使其具有抵抗纵向、横向位移和承载的能力。轨枕长度增加的优点：可减少中间截面外荷载弯矩，提高轨枕结构强度；提高纵横向稳定性和整体刚度，改善道床和路基的工况，对无缝线路的铺设极为有利；提高道床的纵横向阻力，可适当减少轨枕配置根数，有利于线路修理作业实施。国外铁路主要干线普遍采用长度2.6m的轨枕，仅有日本高速铁路采用2.4m长度轨枕。道床的功能承受来自轨枕的压力并均匀地散布到路基面上，降低路基面的应力集度；提供轨道的纵横向阻力，保持轨道几何形位的稳定；提供轨道弹性，减缓和吸收轮轨的冲击振动；提供良好的排水性能，避免雨水直接冲刷路基面，提高路基的承载能力并减少基床病害；便于轨道养护维修作业，校正线路的平纵断面。游间的概念：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。动态高低不平顺的概念：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间隙（间隙超过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，这种不平顺称为动态高低不平顺高低不平顺产生的原因经过一段时间的列车运行后，由于路基的沉陷，道床捣固密室程度、扣件松紧，枕木腐朽和钢轨磨耗的不一致，也会产生不均匀下沉，造成轨面前后高低不平，这种不平顺，成为静态不平顺。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间隙（间隙超过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，这种不平顺称为动态高低不平顺高低不平顺的危害列车通过这些地方时，会引起轮轨间震动和冲击，产生动力增载，即附加动力，这种动力作用加速了道床变形，进而扩大了不平顺，加剧了轮轨的动力作用，形成恶性循环。曲线轨距加宽 机车车辆进入曲线轨道时，仍然存在保持其原有行驶方向的惯性，只有受到外轨的引导作用方才沿着曲线轨道行驶。在小半径曲线，为使机车车辆顺利通过曲线而不致被楔住或挤开轨道，以减小轮轨间的横向作用力，并减少轮轨磨耗，轨距要适当加宽。轨距加宽的设置方法是将曲线轨道内轨向曲线中心方向外移动，曲线外轨的位置则保持与轨道中心半个轨距的距离不变。曲线轨距的加宽值与机车车辆的车架或转向架在曲线上的几何位置有关。斜接的概念:机车车辆车架或转向架的外侧最前位车轮轮缘与外轨作用边接触，内侧最后位车轮轮缘与内轨作用边接触。 自由内接的概念:机车车辆车架或转向架的外侧最前位车轮轮缘与外轨作用边接触，其它各轮轮缘无接触地在轨道上自由行驶楔形内接的概念:机车车辆车架或转向架的最前位和最后位外侧车轮轮缘同时与外轨作用边接触，内侧中间车轮的轮缘与内轨作用边接触。正常强制内接的概念:为避免机车车辆以楔形内接形式通过曲线，对楔形内接所需轨距增加 ，其转向架在曲线上所处位置称为正常强制内接。 曲线轨距加宽的确定原则 1保证占列车大多数的车辆能以自由内接形式通过曲线；2保证固定轴距较长的机车通过曲线时，不出现楔形内接，但允许以正常强制内接形式通过； 3保证车轮不掉道，即最大轨距不超过容许限度。 外轨超高的概念是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度之差当列车速度v>vp，J>Fn，说明超高不足（此差值称为欠超高），当列车速度v<vp，J<Fn，说明超高过大（此差值称为过超高，亦称余超高），缓和曲线的几何特征：1缓和曲线连接直线和半径为R的圆曲线，其曲率由零至1/R逐渐变化。 2缓和曲线的外轨超高，由直线上的零值逐渐增至圆曲线的超高值，与圆曲线超高相连接。3缓和曲线连接半径小于350m的圆曲线时，在整个缓和曲线长度内，轨距加宽呈线性递增，由零至圆曲线加宽值。水平差的概念，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三角坑的概念（twist of track）在规定长度内左右两股钢轨交替出现的水平差超过规定值的状态。也称扭曲。 尖轨的概念列车依靠尖轨的开通方向不同而进入道岔直股或侧股线路。直线型尖轨的优缺点直线尖轨可用于左开或右开单开道岔，加工制造简单，便于修换，是我国目前应用较广泛的一种尖轨。其缺点是道岔长；尖轨尖端轨距加宽大，影响列车沿正线运行的平稳性；转辙角较大，当列车逆向进入侧线时，轮缘对尖轨的冲击较大，列车摇晃，尖轨也较易于磨损。 曲线型尖轨的优缺点曲线型尖轨的工作边除尖端前部有一小段直线外，其余均为圆曲线，冲击角一般小于直线型尖轨，从而可提高列车运行平稳性与旅客舒适度。由于尖轨与导曲线的衔接较为圆顺，与同号码直线型尖轨道岔相比，可增大导曲线半径，缩短道岔全长。其缺点是左右开道岔不能通用，加工较为复杂辙叉的组成辙叉由叉心及翼轨联结而成，其功能是使车轮跨越轨线。直线辙叉的概念：两工作边均为直线的辙叉称直线辙叉。直线辙叉可通用于左右开道岔曲线辙叉的概念：两工作边有一条或两条为曲线的辙叉叫曲线辙叉。曲线辙叉的优点是可加大道岔导曲线半径或缩短道岔全长，有利于提高侧向行车速度，但其加工复杂，左右开道岔也不能通用辙叉咽喉：两翼轨工作边距离最小处。叉心理论尖端：辙叉心轨两工作边的交点。叉心实际尖端：辙叉心实际加工成型的尖端，宽约810 mm。有害空间：固定型辙叉咽喉至叉心实际尖端的区域。辙叉趾及辙叉趾距：E、F点称辙叉趾，Pn为辙叉趾距。辙叉跟及辙叉跟距：A、B点称辙叉跟，Pm为辙叉跟距。 辙叉前部长度n：辙叉趾端至叉心理论尖端C的距离。辙叉后部长度m：辙叉跟端至叉心理论尖端C的距离。辙叉全长：辙叉趾端至辙叉跟端的长度，其值等于nm，EB，FA线段长度表示辙叉全长。辙叉角的概念直线辙叉跟端心轨两工作边的交角钢轨的焊接钢轨焊接方法有：（电阻闪光）接触焊、气压焊和铝热焊。工厂或铺轨基地焊接钢轨的主要方法是使用电阻闪光接触焊和气压焊。工地现场焊接钢轨的主要方法是使用气压焊和铝热焊。接触焊的优点1接触焊的机械化、自动化程度高，先进的焊接设备配有计算机控制，焊接质量波动小，焊接生产率高，焊接接头的表面质量稳定性好。2由于电阻闪光接触焊的焊接热源是来自工件的内部热源，热量集中，加热时间短，焊接过程不需要填充金属，冶金过程比较简单，热影响区较小，易获得质量较好的焊接接头。铝热焊的优点1铝热焊设备简单，投资省，焊接操作简便，无需电源。2材质宽容度大3接头平顺性好12