畢業(yè)論文--鐵路軌道幾何形位偏差與檢測(cè)維修技術(shù)

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文 </p><p>　　題目：鐵路軌道幾何形位偏差與檢測(cè)維修技術(shù)</p><p>　　年　　級(jí)：　　2013屆　　　　　　</p><p>　　學(xué)　　號(hào)： 　　　　 </p><p>　　姓　

2、　名： 　　　　　　</p><p>　　專(zhuān)　　業(yè)：道路橋梁工程技術(shù)（鐵道方向）</p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　　</p><p>　　論文提交日期：20 年 月 日 </p><p>　　論文答辯日期：20 年 月 日 </p><p>　　論文答辯通過(guò)日期：20

3、 年 月 日 </p><p>　　20 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表1)</p><p><b>　?。ㄖ笇?dǎo)教師用）</b></p><p>　　班級(jí)：　　　　　　　　　　　姓名：　　　　　　　　學(xué)號(hào)

4、：</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯情況記錄</p><p>　　班級(jí)：　　　　　　　　　　　姓名：　　　　　　　　學(xué)號(hào)：</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)中，指導(dǎo)教師評(píng)分占40%，評(píng)閱人評(píng)分占20%，答辯評(píng)分占40%。</p><p><b

5、>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)，中國(guó)高速鐵路建設(shè)進(jìn)程不斷加快，從2008年的第一條高速鐵路—京津城際鐵路運(yùn)營(yíng)以來(lái)，到現(xiàn)在中國(guó)大陸高鐵營(yíng)業(yè)里程已達(dá)6894千米。鐵路軌道是列車(chē)高速、安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)設(shè)施。為保證列車(chē)安全快速運(yùn)行，滿足乘客乘坐的舒適度及提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率，軌道線路必須符合水平、軌向、軌距、曲線超高等技術(shù)參數(shù)的管理標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。鐵路軌道準(zhǔn)確的幾何尺寸是

6、保證列車(chē)安全運(yùn)行的基本條件，但在機(jī)車(chē)車(chē)輛的作用下和其他因素的影響下，軌道幾何尺寸經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，因此，必須規(guī)定軌道幾何尺寸的容許偏差。與普通鐵路相比，高速鐵路更要樹(shù)立“以檢為主，檢重于修，重檢慎修”的理念。本論文從軌道的幾何形位、尺寸偏差以及如何檢測(cè)并維修等多方面介紹分析了軌道的養(yǎng)護(hù)維修。</p><p>　　關(guān)鍵詞：軌道；幾何尺寸；外軌超高；檢測(cè)維修</p><p><b>　

7、　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論16</b></p><p>　　1.1 軌道維修的背景及意義16</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外軌道維修的概況16</p><p>　　1.2.1 我國(guó)線路養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)介16</p><p>　　1.2.2 國(guó)外高速鐵

8、路的發(fā)展及其養(yǎng)護(hù)維修特點(diǎn)17</p><p>　　2 軌道幾何形位18</p><p>　　2.1 軌道幾何形位19</p><p>　　2.1.1 軌距19</p><p>　　2.1.2 水平21</p><p>　　2.1.3 前后高低21</p><p>　　2.1.4 軌向

9、22</p><p>　　2.1.5 軌底坡23</p><p>　　2.2 曲線軌道外軌超高24</p><p>　　2.2.1 外軌超高的設(shè)置及方法24</p><p>　　2.2.2 外軌超高計(jì)算25</p><p>　　2.2.3 外軌未被平衡的超高27</p><p>　　

10、2.2.4 外軌最大超高的容許值29</p><p>　　2.2.5 曲線軌道上的超高限速30</p><p>　　2.3 緩和曲線31</p><p>　　2.3.1 緩和曲線的作用及其幾何特征31</p><p>　　2.3.2 緩和曲線的幾何形位條件31</p><p>　　2.3.3 常用緩和曲線3

11、4</p><p>　　2.3.4 緩和曲線的長(zhǎng)度36</p><p>　　3軌道幾何形位檢測(cè)39</p><p>　　3.1 靜態(tài)檢查40</p><p>　　3.1.1 靜態(tài)檢查40</p><p>　　3.1.2 軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值（高鐵無(wú)砟軌道）40</p><p>

12、;　　3.2 動(dòng)態(tài)檢查44</p><p>　　3.2.1 動(dòng)態(tài)檢查44</p><p>　　3.2.2 軌道動(dòng)態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值（高鐵無(wú)砟軌道）46</p><p>　　3.3 軌道不平順48</p><p>　　3.3.1 鐵路軌道不平順概念48</p><p>　　3.3.2 軌道不平順的種類(lèi)及產(chǎn)

13、生原因48</p><p>　　3.3.3 鐵路軌道不平順的影響49</p><p><b>　　4 軌道維修51</b></p><p>　　4.1 軌道維修概述51</p><p>　　4.1.1 軌道維修內(nèi)容51</p><p>　　4.1.2 軌道維修原則52</p>

14、;<p>　　4.2 軌道維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)53</p><p>　　4.2.1 鋼軌53</p><p>　　4.2.2 鏈接零件55</p><p>　　4.2.3 線路平縱斷面56</p><p>　　4.2.4 道岔56</p><p>　　4.3 軌道維修作業(yè)58</p>&

15、lt;p>　　4.3.1 鋼軌整修作業(yè)58</p><p>　　4.3.2 無(wú)縫線路作業(yè)60</p><p><b>　　結(jié) 論61</b></p><p><b>　　致 謝63</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>&

16、lt;p>　　1.1 軌道維修的背景及意義</p><p>　　鐵路軌道是列車(chē)高速、安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)設(shè)施。為保證列車(chē)安全快速運(yùn)行，滿足乘客乘坐的舒適度及提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率，軌道線路必須符合水平、軌向、軌距、曲線超高等技術(shù)參數(shù)的管理標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。受自然條件的影響和列車(chē)荷載的作用，軌道幾何形位不易保持，將發(fā)生各種變形。這些變形的存在，不僅會(huì)影響列車(chē)的高速和平穩(wěn)運(yùn)行，且當(dāng)變形積累到一定程度，將大大

17、降低和削弱軌道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，影響行車(chē)安全。</p><p>　　2007年4月18日我國(guó)鐵路進(jìn)行了第六次大提速，140對(duì)列車(chē)運(yùn)行時(shí)速已達(dá)到200km/h；2008年8月1日，京津城際列車(chē)正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，列車(chē)最高行車(chē)速度到達(dá)了350km/h；2009年4月1日，石太客運(yùn)專(zhuān)線、合武客運(yùn)專(zhuān)線正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，動(dòng)車(chē)組開(kāi)行時(shí)速可達(dá)250km/h。高速列車(chē)的普遍開(kāi)行使鐵路軌道的受力增大，加劇了軌道狀態(tài)的惡化，使得軌道線路養(yǎng)護(hù)

18、維修頻次增加，而行車(chē)密度的提高又使得進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)的可用天窗時(shí)間越來(lái)越少，這對(duì)鐵路工務(wù)部門(mén)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此為了適應(yīng)我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線的運(yùn)營(yíng)要求，必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段和科學(xué)的管理辦法，將有限的人力和物力和作業(yè)時(shí)間用到最需要維修的地段，使軌道保持良好和均衡，只有這樣才能更經(jīng)濟(jì)、更合理、更有效的管理好軌道技術(shù)狀態(tài)，以保證列車(chē)的平穩(wěn)和行車(chē)安全。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外軌道維修的概況</p>

19、<p>　　1.2.1 我國(guó)線路養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)介 </p><p>　　我國(guó)鐵路線路養(yǎng)護(hù)維修主要是貫徹“預(yù)防為主，防治結(jié)合，修養(yǎng)并重”的維修原則，按照設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的各種變化不同程度地進(jìn)行相應(yīng)的維修工作。線路檢測(cè)以人工每月檢查為主，軌道檢查車(chē)主要負(fù)責(zé)線路的動(dòng)態(tài)檢查。鐵路線路的養(yǎng)護(hù)維修按周期有計(jì)劃地進(jìn)行，分為綜合維修、經(jīng)常保養(yǎng)和臨時(shí)維修。 線路是列車(chē)高速、安全運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施，不論是整體，還是各組成部分

20、都要有一定的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。受自然條件的影響和列車(chē)荷載的作用，線路設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)不斷地發(fā)生變化。為適應(yīng)高速運(yùn)行和繁重運(yùn)輸任務(wù)的需要，必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段加強(qiáng)線路的養(yǎng)護(hù)維修工作，以保證線路的質(zhì)量和行車(chē)安全。世界上一些國(guó)家在高速鐵路線路的養(yǎng)護(hù)維修方面進(jìn)行了大量的探索和實(shí)踐。正確地認(rèn)識(shí)和理解國(guó)外的實(shí)踐成果，結(jié)合我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線線路設(shè)備的特點(diǎn)，找出適合線路檢修的模式，是盡快提高我國(guó)線路檢修水平的捷徑。 </p><p>　

21、　1.2.2 國(guó)外高速鐵路的發(fā)展及其養(yǎng)護(hù)維修特點(diǎn)</p><p>　　國(guó)外高速鐵路發(fā)展三十多年，尤其是近十多年以來(lái)迅猛發(fā)展飛速發(fā)展。世界鐵路處在各種交通運(yùn)輸?shù)募ち腋?jìng)爭(zhēng)中，取得了高新技術(shù)，在某種程度上，鐵路線路的質(zhì)量代表了鐵路技術(shù)的水平和行車(chē)速度的高低，而保證線路質(zhì)量的關(guān)鍵是做好線路維修養(yǎng)護(hù)。 國(guó)外鐵路發(fā)展的共同特點(diǎn)是想將線路變?yōu)樯倬S修或不維修的軌道，以省力、經(jīng)濟(jì)、高效的新型線路維修為目標(biāo)。維修水平主要表

22、現(xiàn)在采用先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)、高度機(jī)械化作業(yè)方式、科學(xué)診斷和自動(dòng)化管理方面。國(guó)外鐵路的研究及經(jīng)驗(yàn)證明；在線路方面直接影響、控制行車(chē)速度的主要因素，一是線路的平、縱斷面；另一是線路的平順性。日本鐵道線路專(zhuān)家佐藤吉彥在一次國(guó)際會(huì)議上指出:“日本東海道新干線，花費(fèi)的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支最少卻能完成大盆高速列車(chē)安全運(yùn)行的秘密，在于建立較科學(xué)的軌道不平順維修管理系統(tǒng)”.法國(guó)TGV的成功經(jīng)驗(yàn)也證明，若提高和保持軌道結(jié)構(gòu)的平順性，便可以滿足300km/h高速行車(chē)的要求

23、。因此國(guó)外鐵路近年來(lái)特別重視對(duì)軌道的診斷監(jiān)測(cè)，高度機(jī)械化的維修以及自動(dòng)化的科學(xué)管理，以使軌道始終保持平順狀態(tài)，提高旅客舒適度，縮短列車(chē)運(yùn)行時(shí)分。</p><p><b>　　2 軌道幾何形位</b></p><p>　　軌道幾何形位指的是軌道各部分的幾何形狀、相對(duì)位置和基本尺寸。從平面上看，軌道是由直線和曲線組成，一般在直線和圓曲線之間有一條曲率逐漸變化的緩和曲線相連

24、。軌道的方向必須正確，直線的部分應(yīng)保持筆直，曲線部分應(yīng)具有相應(yīng)的圓順度。從橫斷面上看，軌道的兩股鋼軌之間應(yīng)保持一定的距離，為保證機(jī)車(chē)車(chē)輛順利地通過(guò)曲線，曲線軌距還應(yīng)考慮加寬。具體的加寬值根據(jù)曲線的半徑而定。在直線上，兩股鋼軌的頂面應(yīng)置于同一水平面上；曲線上外軌頂面應(yīng)高于內(nèi)軌頂面，形成一定的超高，使車(chē)體重力的向心分力抵消其曲線運(yùn)行的離心力。為保證有錐形踏面的車(chē)輪荷載作用下鋼軌頂面受力均勻，軌道的兩股鋼軌均應(yīng)向內(nèi)傾斜鋪設(shè)，形成適當(dāng)?shù)能壍灼隆?/p>

25、從縱斷面上看，鋼軌頂面應(yīng)在縱向上保持一定的平順度，為車(chē)輛平穩(wěn)運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。</p><p>　　軌道是機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行的基礎(chǔ)，直接支承機(jī)車(chē)車(chē)輛的車(chē)輪，并引導(dǎo)其前進(jìn)。因而機(jī)車(chē)車(chē)輛走行部分的幾何形位與軌道的幾何形位之間應(yīng)緊密配合。軌道幾何形位的正確與否，對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛的安全運(yùn)行、乘客的旅行舒適度以及設(shè)備的使用壽命和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用起著決定性的作用。軌道幾何形位的超限是引起機(jī)車(chē)車(chē)輛掉道、爬軌以及傾覆的直接因素。同時(shí)，軌道的幾何形

26、位因素直接影響機(jī)車(chē)車(chē)輛的橫向和垂向加速度，并產(chǎn)生相應(yīng)的慣性力。在高速鐵路和快速鐵路中，隨著運(yùn)行速度的提高，該影響特別顯著。</p><p>　　軌道不平順是引起列車(chē)振動(dòng)、輪軌作用力增大的主要根源，對(duì)列車(chē)平穩(wěn)舒適和行車(chē)安全都有重要的影響。是軌道方面直接限制行車(chē)速度的主要因素。</p><p>　　輪軌相互作用的理論研究和國(guó)外高速鐵路的實(shí)踐證明，在高平順的軌道上，高速列車(chē)的振動(dòng)和輪軌間的動(dòng)作用

27、力都不大，行車(chē)安全和平穩(wěn)舒適性都能夠得到保證，軌道和車(chē)輛部件的壽命和維修周期也較長(zhǎng)。反之，即使軌道、路基和橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度方面完全滿足要求，而軌道平順性不良時(shí)，在高速條件下各種軌道不平順引起的車(chē)輛振動(dòng)，輪軌噪聲和輪軌動(dòng)作用力將大幅度增加，使平穩(wěn)、舒適、安全性嚴(yán)重惡化，甚至導(dǎo)致列車(chē)脫軌。</p><p>　　本章主要介紹軌道的幾何形位，重點(diǎn)論述制定這些幾何形位的理論、原則、方法和要求。</p><

28、p>　　2.1 軌道幾何形位</p><p>　　保證軌道有正確的幾何形位，是列車(chē)安全行駛的首要條件。在軌道不平順一定的情況下，行車(chē)速度越高，車(chē)輛振動(dòng)和輪軌作用力就越大。因此，高速鐵路必須制定比常速鐵路更為嚴(yán)格的軌道不平順標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)軌道不平順的產(chǎn)生、發(fā)展變化的各個(gè)階段，層層把關(guān)，全面進(jìn)行控制，確保高速行車(chē)的舒適安全。</p><p><b>　　2.1.1 軌距</b&

29、gt;</p><p>　　軌距為兩股鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)與軌道中線相垂直的距離。因?yàn)檐壍郎系匿撥壊⒉皇秦Q直鋪設(shè)，有一定的軌底坡，所以軌距應(yīng)在鋼軌頂面下某一規(guī)定距離處量取。我國(guó)《技規(guī)》規(guī)定，軌距應(yīng)在鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)面下16mm處量取。選擇這一位置量取軌距，鋼軌頭部的變形、磨損都對(duì)軌距的影響不大。便于軌道維修工作的實(shí)施。</p><p>　　世界各國(guó)鐵路由于歷史原因，采取各種不同的軌距標(biāo)準(zhǔn)。分為標(biāo)準(zhǔn)軌距

30、、寬軌距和窄軌距三種。標(biāo)準(zhǔn)軌距尺寸為1435mm，是喬治?斯蒂芬于1825年以原有的郵件馬車(chē)輪距為標(biāo)準(zhǔn)制定的。目前，美國(guó)、加拿大、墨西哥、歐洲的大部分，以及亞洲、非洲的部分國(guó)家均采用標(biāo)準(zhǔn)軌距。軌距寬于1435mm者稱(chēng)為寬軌距，常用的有1524mm、1600mm和1670mm，主要用于前蘇聯(lián)、印度及澳大利亞。軌距窄于1435mm者稱(chēng)為窄軌距，有1067mm、l000mm和762mm。除少數(shù)國(guó)家采用1067和1000mm作干線軌距標(biāo)準(zhǔn)外，窄

31、軌距主要用于工礦企業(yè)鐵路。</p><p>　　我國(guó)鐵路絕大多數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)軌距，僅在云南省境內(nèi)的滇越鐵路（昆明至老街段）和少數(shù)地方鐵路及廠礦企業(yè)鐵路保留1000mm的窄軌距。臺(tái)灣省鐵路采用1067mm軌距。</p><p>　　軌距用道尺或其他工具（如軌道檢查車(chē)、軌距水平小車(chē)）進(jìn)行測(cè)量。其容許誤差根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的不同而不同。軌距的變化須和緩平順，在短距離內(nèi)如有顯著的軌距變化即使不超過(guò)允許誤差，也

32、會(huì)使機(jī)車(chē)車(chē)輛發(fā)生劇烈的搖擺。</p><p>　　為使機(jī)車(chē)車(chē)輛能在線路上兩股鋼軌間順利通過(guò)。機(jī)車(chē)車(chē)輛的輪對(duì)寬度應(yīng)小于軌距。因而鋼軌與輪緣之間就有空隙，當(dāng)輪對(duì)中的一個(gè)車(chē)輪輪緣與鋼軌貼緊時(shí)，另一個(gè)車(chē)輪輪緣與鋼軌之間的空隙稱(chēng)為游間δ。</p><p>　　δ＝S — q （2-1)</p><p>　　

33、式中：S為軌距，q為輪對(duì)寬度，δ為游間</p><p>　　軌距和輪對(duì)寬度都規(guī)定有容許的最大值和最小值。設(shè) 及分別為最大及最小軌距，及分別為最大最小輪對(duì)寬度，則最大及最小游間分別為：</p><p><b>　　（2-2)</b></p><p>　　軌道的穩(wěn)定性由重要的影響，如果游間太小，就會(huì)增加行車(chē)阻力和鋼軌及車(chē)輪的磨損，甚至可能會(huì)楔住車(chē)輪

34、、擠翻鋼軌或?qū)е屡儡?，危及行?chē)安全。如果游間過(guò)大，車(chē)輛行駛時(shí)蛇行運(yùn)動(dòng)的幅度愈大，橫向加速度愈大，輪緣對(duì)鋼軌的沖擊角愈大，作用于鋼軌上的橫向力也愈大。行車(chē)速度愈高，其影響愈嚴(yán)重。所以，為提高行車(chē)的平穩(wěn)性和線路的穩(wěn)固性，δ應(yīng)限制于一個(gè)最小的必要數(shù)值，特別是在高速鐵路上。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和養(yǎng)護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為減小直線軌距有利。改道時(shí)軌距按1434mm或1433mm控制，盡管軌頭有少許側(cè)磨發(fā)生，但達(dá)到軌距超限的時(shí)間得以延長(zhǎng)，有利于提高行車(chē)的平聞性

35、，延長(zhǎng)維修周期。隨著行車(chē)速度的日益提高，目前世界上的一些國(guó)家正致力于通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究的辦法尋求游間δ的合理取值。</p><p><b>　　2.1.2 水平</b></p><p>　　水平指的是線路左右兩股鋼軌頂面的相對(duì)高差。它必須滿足規(guī)定的均勻和平順要求。軌道上兩股鋼軌的頂面，在直線地段應(yīng)保持同一水平，在曲線地段應(yīng)滿足外軌均勻和平順超高的要求。這是為了使兩股鋼軌負(fù)擔(dān)

36、均勻，并保證車(chē)輛平穩(wěn)行駛。</p><p>　　水平用道尺或其它工具進(jìn)行測(cè)量。不同的行車(chē)速度對(duì)水平誤差的要求不同。水平的變化不能太大，在一米距離內(nèi)，變化不得超過(guò)1mm，否則，即使兩股鋼軌的水平誤差不超過(guò)容許范圍，也將會(huì)引起機(jī)車(chē)車(chē)輛的強(qiáng)烈振動(dòng)。</p><p>　　實(shí)踐中，有兩種性質(zhì)不同的鋼軌水平誤差，對(duì)行車(chē)的危害程度也不相同。第一種稱(chēng)水平差，就是在一段相當(dāng)長(zhǎng)的距離內(nèi)，一股鋼軌的軌頂水平，始

37、終較另一股為高。另一種稱(chēng)三角坑，就是在一段不太長(zhǎng)的距離內(nèi)，先是左股鋼軌高，后是右股鋼軌高，而且兩個(gè)最大水平誤差點(diǎn)之間的距離，不足18m。</p><p>　　在一般情況下，超過(guò)允許標(biāo)準(zhǔn)的水平差，只是引起車(chē)輛的搖晃和兩股鋼軌的不均勻受力及磨耗。但如果在延長(zhǎng)不足18米的距離內(nèi)出現(xiàn)水平差超過(guò)4mm的三角坑，就會(huì)出現(xiàn)車(chē)輪不能全部正常壓緊鋼軌的情況，在最不利的情況下甚至可以爬上鋼軌，引起脫軌事故。因此，一旦發(fā)現(xiàn)必須立即予以

38、消除。</p><p>　　2.1.3 前后高低</p><p>　　軌道沿線路方向的豎向平順性稱(chēng)前后高低。新鋪或經(jīng)過(guò)大修后的線路，即使軌面平順，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間列車(chē)運(yùn)行后，由于路基狀態(tài)、道床搗固堅(jiān)實(shí)程度、扣件松緊、軌枕狀態(tài)和鋼軌磨耗的不同，就會(huì)產(chǎn)生不均勻下沉，造成軌面高低不平，在有些地方(往往在軌枕接頭附近)下沉較多，出現(xiàn)坑洼；有些地方，從表面上面軌面是平順的，但實(shí)際上軌底與鐵墊板或軌枕之

39、間存在間隙（間隙超過(guò)2mm時(shí)稱(chēng)為吊板），或軌枕與道碴之間存在空隙（空隙超過(guò)2mm時(shí)稱(chēng)為空板或暗坑），當(dāng)列車(chē)通過(guò)時(shí)，這些地段的軌道下沉較大，也會(huì)產(chǎn)生不平順，這種不平順?lè)Q為動(dòng)態(tài)不平順。隨著高速鐵路的發(fā)展，動(dòng)態(tài)不平順已受到廣泛的關(guān)注。</p><p>　　軌道前后高低不平順，危害甚大。列車(chē)通過(guò)這些地方時(shí)，沖擊動(dòng)力增加，使道床變形加速，從而又進(jìn)一步擴(kuò)大不平順，使機(jī)車(chē)車(chē)輛對(duì)軌道的破壞力增大。所以，對(duì)軌道來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)惡性循

40、環(huán)過(guò)程。</p><p>　　不平順的破壞作用與其長(zhǎng)度成反比，而與其深度成正比。一般來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)度在4米以下的不平順，都會(huì)使機(jī)車(chē)車(chē)輛對(duì)軌道產(chǎn)生較大的破壞力，從而加速道床變形。因此，養(yǎng)路工區(qū)不能允許這種不平順存在。一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)在緊急補(bǔ)修中加以消滅。</p><p>　　長(zhǎng)度在100~300mm范圍內(nèi)的不平順，主要起因于鋼軌波浪形磨耗，焊接接頭低塌，或軌面擦傷等。車(chē)輪經(jīng)過(guò)這些地方，會(huì)產(chǎn)生沖擊。行車(chē)

41、速度愈高，沖擊愈大。在滬寧線混凝土軌枕硬結(jié)道床地段曾做過(guò)一個(gè)試驗(yàn)，將鋼軌人為打磨成長(zhǎng)350mm、深3mm的不平順(模似焊接接頭打塌后的形狀)。列車(chē)以90 km／h速度通過(guò)時(shí)．一個(gè)動(dòng)輪產(chǎn)生的沖擊力達(dá)到294kN左右．接近于靜輪載的三倍。但是，對(duì)這種不平順，往往容易忽視，軌道檢查車(chē)也不能完全反映出來(lái)。</p><p>　　軌道的前后高低用軌檢車(chē)或輕型軌道不平順檢測(cè)小車(chē)測(cè)量。測(cè)量方法大多采用弦測(cè)法或慣性基準(zhǔn)法。<

42、/p><p><b>　　2.1.4 軌向</b></p><p>　　軌向是指軌道中心線在水平面上的平順性，即軌道的中線位置，應(yīng)和它的設(shè)計(jì)位置一致。但在機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，直線地段的軌道往往不再是一條理想的直線，而是一條由許多波浪形“曲線”組合而成的線段。每段曲線的長(zhǎng)度大約在10~20m左右，一般肉眼不易看出。曲線軌道的受力狀況比直線軌道更為復(fù)雜，變形也比較快。曲線軌道

43、由于行車(chē)速度與實(shí)設(shè)超高不相適應(yīng)，也由于車(chē)輪轉(zhuǎn)向時(shí)，作用于鋼軌上的附加橫向力以及車(chē)輪進(jìn)入或駛離緩和曲線時(shí)，對(duì)鋼軌的橫向和豎向沖擊作用，使軌道變形進(jìn)一步發(fā)展。反過(guò)來(lái)，曲線軌道的變形，將導(dǎo)致列車(chē)在曲線上的搖擺，增加作用于軌道上的橫向力，使曲線軌道變形加劇。曲線軌道變形的結(jié)果，將使它不再是一條理想的圓曲線或曲率漸變的緩和曲線，而是一條有很多不同曲率半徑圓弧組成的復(fù)曲線，形成嚴(yán)重的方向不平順。</p><p>　　若直線不

44、直，曲線方向錯(cuò)亂，也必然會(huì)引起列車(chē)的蛇行振動(dòng)。在行駛快速列車(chē)的線路上，軌道方向?qū)π熊?chē)的平穩(wěn)性具有特別重要的意義。相對(duì)軌距來(lái)說(shuō)，軌道方向往往是控制性的。只要方向偏差保持在容許范圍之內(nèi)，軌距變化對(duì)車(chē)輛振動(dòng)的影響就不會(huì)很大。</p><p>　　在無(wú)縫線路地段，若軌道方向不良，到了高溫季節(jié)，在一定條件下，會(huì)引起脹軌跑道，嚴(yán)重威脅行車(chē)安全。</p><p>　　為了確保行車(chē)的平穩(wěn)和安全，有必要定期

45、檢查軌道方向，并及時(shí)整正，使之恢復(fù)到原來(lái)的設(shè)計(jì)位置上來(lái)。軌道方向一般采用弦測(cè)法測(cè)量?！豆?wù)規(guī)則》規(guī)定：軌道直線方向必須目視平順，用10m弦量測(cè)，誤差正線不超過(guò)4mm，站線及專(zhuān)用線不超過(guò)5mm。</p><p><b>　　2.1.5 軌底坡</b></p><p>　　車(chē)輪踏面和鋼軌頂面主要接觸部分是1:20的斜坡，為了使鋼軌軸心受力，鋼軌不應(yīng)豎直鋪設(shè)，而要適當(dāng)?shù)叵騼?nèi)

46、傾斜。如果鋼軌保持豎直，車(chē)輪的壓力將離開(kāi)鋼軌的中心線而偏向道心一例，且略向外斜，其結(jié)果將使鋼軌頭部磨耗不均，腰部彎曲，在軌頭與軌腰連接處發(fā)生縱裂，甚至折損。</p><p>　　鋼軌底面對(duì)軌枕頂面的傾斜度稱(chēng)為鋼軌的軌底坡(也叫內(nèi)傾度)。設(shè)置軌底坡的目的，是為了使車(chē)輪壓力更集中于鋼軌的中軸線，減少荷載的偏心距，降低軌腰應(yīng)力。與此同時(shí)，還可減少鋼軌頭部由于接觸應(yīng)力而產(chǎn)生的塑性變形，因?yàn)樵谲夘^中部，塑性變形的積累，要較

47、兩側(cè)部分緩慢得多。</p><p>　　軌底坡一般與車(chē)輪踏面主要部分的斜度相同。在任何情況下，軌底坡不應(yīng)大于1:12，或小于1:60。軌底坡是否正確，可從鋼軌頂面上的光帶位置判定。如果光帶偏向內(nèi)側(cè)，說(shuō)明軌底坡不足；如果偏向外側(cè)，則說(shuō)明軌底坡過(guò)大。在我國(guó)鐵路上，過(guò)去軌底坡規(guī)定為1:20，但在機(jī)車(chē)車(chē)輛的動(dòng)力作用下，軌道被彈性擠開(kāi)，軌枕產(chǎn)生撓曲和彈性壓縮，加上墊扳與軌枕不密貼，扣件的扣壓力不足等因素的影響，實(shí)際軌底被與

48、原設(shè)軌底坡有較大的出入。另外，車(chē)輪踏面經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的磨耗后，原來(lái)1:20的部分也接近1:40的坡度。為此，從1965年起，把直線地段的軌底坡標(biāo)準(zhǔn)從1:20改為1：40。</p><p>　　在曲線地段的外軌設(shè)有超高，軌枕處于傾斜狀態(tài)。當(dāng)其傾斜到一程度時(shí)，內(nèi)股鋼軌中心線將偏離垂直線而外傾，這種狀態(tài)對(duì)鋼軌的受力極為不利。因此，在曲線地段應(yīng)視其外軌超高值而加大內(nèi)軌軌底坡，以保證其不向軌道外方傾斜。調(diào)整的范圍見(jiàn)表2—1。

49、</p><p>　　表2-1 內(nèi)股鋼軌軌底坡楔型墊板或軌枕承軌槽傾斜度 </p><p>　　2.2 曲線軌道外軌超高　　　　　</p><p>　　2.2.1 外軌超高的設(shè)置及方法</p><p>　　機(jī)車(chē)車(chē)輛在曲線上行駛時(shí)，由于慣性離心力作用，將機(jī)車(chē)車(chē)輛推向外股鋼軌，加大了外股鋼軌的壓力，使旅客產(chǎn)生不適，貨物位移等。因此需要把曲線外軌適

50、當(dāng)抬高，使機(jī)車(chē)車(chē)輛的自身重力產(chǎn)生一個(gè)向心的水平分力，以抵消慣性離心力，達(dá)到內(nèi)外兩股鋼軌受力均勻和垂直磨耗均等，滿足旅客舒適感，提高線路的穩(wěn)定性和安全性。外軌超高是指曲線外軌頂面與內(nèi)軌頂面水平高度之差。在設(shè)置外軌超高時(shí)，主要有外軌提高法和線路中心高度不變法兩種方法。外軌提高法是保持內(nèi)軌標(biāo)高不變而只抬高外軌的方法。線路中心高度不變法是內(nèi)外軌分別降低和抬高超高值一半而保證線路中心標(biāo)高不變的方法。前者使用較普遍，后者僅在建筑限界受到限制時(shí)才采用

51、。</p><p>　　2.2.2 外軌超高計(jì)算 </p><p>　　當(dāng)抬高外軌使車(chē)體傾斜時(shí)，軌道對(duì)車(chē)輛的反力和車(chē)體重力的合力形成向心力，如圖2-8所示。為簡(jiǎn)便計(jì)算，將車(chē)體視為一個(gè)平面。 </p><p>　　圖2－1 曲線外軌超高計(jì)算圖</p><p>　　圖中： P--車(chē)體的重力； Q--軌道反力； --向心力； --兩軌頭中

52、心線距離； h--所需的外軌超高度。 </p><p>　　由圖可見(jiàn)：△ABC△EDO´</p><p><b>　?。?-3)</b></p><p>　　由于超高很小，從工程實(shí)用的角度出發(fā)，可取CB≈AB= 則</p><p><b>　　（2-4)</b></p>

53、<p>　　而車(chē)體作曲線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力為：</p><p><b>　　（2-5)</b></p><p>　　式中 g—重力加速度； </p><p>　　V—行車(chē)速度；單位取為m/s時(shí)用v，取為km/h時(shí)用V； </p><p>&

54、lt;b>　　R—曲線半徑。 </b></p><p>　　為使外軌超高度與行車(chē)速度相適應(yīng)，保證內(nèi)外兩股鋼軌受力相等，由式（2-4）、（2-5）得</p><p>　　（2-6) </p><p>　　取 =1500mm,g=9.8m/s2，代入上式并變換量綱單位得：</p><p><b>　　（

55、2-7)</b></p><p>　　實(shí)際上，通過(guò)曲線的各次列車(chē)，其速度不可能是相同的。因此，式（2-7）中的列車(chē)速度V應(yīng)當(dāng)采用各次列車(chē)的平均速度 ，即</p><p><b>　?。?-8) </b></p><p>　　超高設(shè)置是否合適，在很大程度上取決于平均速度V選用是否恰當(dāng)。平均速度Vp 的計(jì)算有如下兩種方法:</p&

56、gt;<p>　　a. 全面考慮每一次列車(chē)的速度和重力來(lái)計(jì)算Vp 由式（2-7）可見(jiàn)，對(duì)任一確定的曲線，其 外軌超高和兩股頭中心線距離是確定不變的。但通過(guò) 的每一次列車(chē)的重量和速度是不同的。因而列車(chē)作曲線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力及向心力也是不同的。為了反映不同行駛速度和不同牽引重量的列車(chē)對(duì)于外軌超高值的不同要求，均衡內(nèi)外軌的垂直磨耗，平均速度Vp 應(yīng)取每晝夜通過(guò)該曲線列車(chē)牽引重量的加權(quán)平均速度。</p><p

57、><b>　?。?-9)</b></p><p>　　式中 N--每晝夜通過(guò)的相同速度和牽引重量的列車(chē)次數(shù)；</p><p>　　Gz--列車(chē)總重。 </p><p>　　式（2-9）中列車(chē)重量Gz對(duì)Vp 影響較大，由此計(jì)算所得的平均速度適用于客貨混運(yùn)線路，因此我國(guó)《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定，在確定曲線外軌超高時(shí)，平均速度按式（2-9）

58、計(jì)算。 還應(yīng)指出：超高公式（2-8）是將車(chē)輛視為一個(gè)平面而導(dǎo)出的，與實(shí)際列車(chē)受力狀況存在差異。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，按計(jì)算值設(shè)置超高以后，還應(yīng)視軌道穩(wěn)定以及鋼軌磨耗等狀況適當(dāng)調(diào)整。</p><p>　　b.在新線路設(shè)計(jì)與施工時(shí)，采用的平均速度Vp 由下式確定</p><p><b>　　（2-10)</b></p><p>　　代入式（2-8）中，得

59、</p><p><b>　?。?-11)</b></p><p>　　式中 —預(yù)計(jì)該地段最大行車(chē)速度，以km/h計(jì)。 經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，可根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀態(tài)予以調(diào)整。</p><p>　　2.2.3 外軌未被平衡的超高</p><p>　　當(dāng)列車(chē)以任意速度通過(guò)曲線時(shí),離心力J為 </p><p&g

60、t;<b>　?。?-12)</b></p><p><b>　　（2-13)</b></p><p>　　當(dāng)V= 時(shí),這時(shí)J剛好與設(shè)置超高h(yuǎn)后所提供的向心力Fn 相等。此時(shí)兩股鋼軌承受相同荷載，旅客也沒(méi)有不舒適感覺(jué)。 </p><p>　　當(dāng)V< 時(shí)，離心力J大于設(shè)置超高后所提供的向心力Fn ，說(shuō)明超高不足（此差

61、值稱(chēng)為欠超高）。從而導(dǎo)致外軌承受偏載，同時(shí)也因離心力未被平衡而使旅客感覺(jué)不舒適。 </p><p>　　當(dāng)V> 時(shí)，離心力J小于設(shè)置超高后的所提供的向心力Fn ，說(shuō)明超高過(guò)大（此差值稱(chēng)為過(guò)超高）。從而導(dǎo)致內(nèi)軌承受偏載和旅客不適。 欠超高和過(guò)超高統(tǒng)稱(chēng)為未被平衡的超高。未被平衡的超高使內(nèi)外軌產(chǎn)生偏載，引起內(nèi)外軌不均勻磨耗，并影響旅客的舒適度。此外，過(guò)大的未被平衡超高度還可能導(dǎo)致列車(chē)傾覆，因此必須對(duì)未被平衡

62、的超高加以限制。 對(duì)實(shí)設(shè)曲線來(lái)說(shuō)，超高h(yuǎn)是定值。當(dāng)列車(chē)以 （或 ）通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生最大的欠超高 （或 ）為</p><p><b>　　=h-</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=<

63、;/b></p><p>　　=-153 （2－14)</p><p>　　式中，右邊的符號(hào)表示欠超高。同理可得最大的過(guò)超高。</p><p>　　△ （2－15）式中 （）—最大欠（過(guò)）超高； </p><p>　　—最大離心加速度； </p&

64、gt;<p>　　—最小離心加速度； </p><p>　　—以平均速度通過(guò)曲線時(shí)的平均離心加速度； </p><p>　　△()、△()— 最大未被平衡的離心加速度和相信加 速度。 </p><p>　　據(jù)我國(guó)鐵路實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，未被平衡的離心加速度的容許值［a］為 0.4～0.5，困難情況下為0.6 。我國(guó)《鐵路線路維

65、修規(guī)則》規(guī)定：未被平衡欠超高，一般應(yīng)不大于75mm，困難情況下應(yīng)不大于90mm；未被平衡過(guò)超高不得大于50mm。</p><p>　　2.2.4 外軌最大超高的容許值 </p><p>　　低速列車(chē)行駛于超高很大的曲線軌道時(shí)，存在傾覆的危險(xiǎn)性。為了保證行車(chē)安全，必須限制外軌超高的最大值。以下敘述該值的確定方法。 設(shè)曲線外軌最大超高度為 ，與之相適應(yīng)的行車(chē)速度為 v，產(chǎn)生的慣性離心力為J，

66、車(chē)輛的重力為G，J與G 的合力為R，它通過(guò)軌道中心點(diǎn)O。當(dāng)某一車(chē)輛以v1<v的 速度通過(guò)該曲線時(shí)，相應(yīng)的離心力為 ， 與G 的合力為 ，其與軌面連線的交點(diǎn)為 ，偏離軌道中心距離為e，隨著e值的增大，車(chē)輛在曲線運(yùn)行的穩(wěn)定性降低，其穩(wěn)定程度可采用穩(wěn)定系數(shù)n來(lái)表示。 </p><p>　　令 （2-16)

67、</p><p>　　當(dāng) n ＝1， 即e=0.5時(shí)，指向內(nèi)軌斷面中心線，屬于臨界狀態(tài)；當(dāng) n＜1， 即e>0.5 時(shí)，車(chē)輛喪失穩(wěn)定而傾覆。當(dāng) n ＞1 時(shí)，車(chē)輛處于穩(wěn)定狀態(tài)。n值愈大，穩(wěn)定型愈好。 由以上分析可知，e值與未被平衡超高△h存在一定的關(guān)系，可得過(guò)超高三角形△BAA' 與另一三角形△COO1 有以下近似關(guān)系：</p><p><b>　?。?-17)

68、</b></p><p>　　設(shè)車(chē)輛重心到軌面的高度為H，則上式可變換為</p><p>　　△h （2-18)</p><p>　　式中 e--合力偏心距； </p><p>　　H--車(chē)體重心至軌頂面高，貨車(chē)為2220mm，客車(chē)為2057.5mm;

69、 </p><p>　　△h--未被平衡超高度； </p><p>　　--兩軌頭中心線距離。</p><p>　　代入（2-16）式，得</p><p><b>　?。?-19)</b></p><p>　　根據(jù)我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，為保證行車(chē)安全，n值不應(yīng)小于3。最大外軌超高度應(yīng)達(dá)到這一指標(biāo)的

70、要求。我國(guó)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，最大超高度為150mm，若以最不理情況（曲線上停車(chē)，即速度v＝ 0）來(lái)教核其穩(wěn)定系數(shù)n，并考慮4mm的水平誤差在內(nèi)，即過(guò)超高△h ＝ 154mm，可計(jì)算得到 </p><p>　　(大于3，滿足要求） （2-20)</p><p>　　由以上分析可知，在單線鐵路上，上下行列車(chē)速度相差懸殊的地段，如設(shè)置過(guò)大的超高，將使低速列車(chē)對(duì)內(nèi)軌產(chǎn)

71、生很大的偏壓并降低穩(wěn)定系數(shù)。從工程經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，規(guī)定其最大超高度為125mm。</p><p>　　2.2.5 曲線軌道上的超高限速</p><p>　　任何一條曲線軌道，均按一定的平均速度設(shè)置超高。在既定的超高條件下，通過(guò)該曲線的列車(chē)最高速度必定受到未被平衡的容許超高度［△h］的限制，其最高行車(chē)速度 應(yīng)為： </p><p><b>　　（2－21）<

72、/b></p><p>　　式中 h--按平均速度 設(shè)置的超高度，以mm計(jì)； </p><p>　　ｈQY--未被平衡的容許欠超高，以mm計(jì)； </p><p>　　R--曲線半徑，以m計(jì)。 </p><p>　　同理，通過(guò)該曲線的最低行車(chē)速度Vmin 應(yīng)為：</p><p><b>　　（2－2

73、2）</b></p><p>　　式中為未被平衡的容許過(guò)超高，其余符號(hào)同前。， 當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，按最大超高度150mm計(jì)算，曲線上的超高限速與曲線半徑的關(guān)系如下：</p><p>　　=75mm時(shí)， （2－23） </p><p>　　=90mm時(shí)， （2－24）</p><

74、p>　　一般情況下，曲線上的超高限速按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（2－25）</b></p><p>　　當(dāng)最大超高度為125mm時(shí)，未被平衡超高度△h按特殊情況采用90mm，最大行車(chē)速度為：</p><p><b>　　（2-26)</b></p><p>　　采用未被平衡超高

75、度的容許值，來(lái)限制曲線最高行車(chē)速度，時(shí)保證行車(chē)安全的一項(xiàng)重要指標(biāo)。</p><p><b>　　2.3 緩和曲線</b></p><p>　　2.3.1 緩和曲線的作用及其幾何特征 </p><p>　　行駛于曲線軌道的機(jī)車(chē)車(chē)輛，出現(xiàn)一些與直線運(yùn)行顯著不同的受力特征。如曲線運(yùn)行的離心力，外軌超高不連續(xù)形成的沖擊力等。為使上述諸力不致突然產(chǎn)生和

76、消失，以保持列車(chē)曲線運(yùn)行的平穩(wěn)性，需要在直線與圓曲線軌道之間設(shè)置一段曲率半徑和外軌超高度均逐漸變化的曲線，稱(chēng)為緩和曲線。當(dāng)緩和曲線連接設(shè)有軌距加寬的圓曲線時(shí)，緩和曲線的軌距是呈線性變化的。概括起來(lái)，緩和曲線具有以下幾何特征： </p><p>　　1) 緩和曲線連接直線和半徑為R的圓曲線，其曲率由零至1/R逐漸變化。 </p><p>　　2) 緩和曲線的外軌超高，由直線上的零值逐

77、漸增至圓曲線的超高度，與圓曲線超高相連接。 </p><p>　　3) 緩和曲線連接半徑小于350m的圓曲線時(shí)，在整個(gè)緩和曲線長(zhǎng)度內(nèi)，軌距加寬呈線性遞增，由零至圓曲線加寬值。 </p><p>　　因此，緩和曲線是一條曲率和超高均逐漸變化的空間曲線。</p><p>　　2.3.2 緩和曲線的幾何形位條件 </p><p>　　圖2-2所示為

78、一段緩和曲線。其始點(diǎn)與終點(diǎn)用ZH與HY表示。要達(dá)到設(shè)置緩和曲線的目的，根據(jù)如圖所取直角坐標(biāo)系，緩和曲線的線形應(yīng)滿足以下條件： </p><p>　　圖 2－2緩和曲線坐標(biāo)圖 </p><p>　　1) 為了保持連續(xù)點(diǎn)的幾何連續(xù)性，緩和曲線在平面上的形狀應(yīng)當(dāng)是：在始點(diǎn)處，橫坐標(biāo)x ＝ 0,縱坐標(biāo)y ＝ 0,傾角φ ＝ 0;在終點(diǎn)處，橫坐標(biāo)x=，縱坐標(biāo)y= ，傾角 ＝ 。 </p>

79、;<p>　　2) 列車(chē)進(jìn)入緩和曲線，車(chē)體受到離心力 J的作用，為保持列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性，應(yīng)使離心力不突然產(chǎn)生和消失，即在緩和曲線始點(diǎn)處，J ＝0,在緩和曲線終點(diǎn)處 Ρ=R。 </p><p>　　3) 緩和曲線上任何一點(diǎn)的曲率盈余外軌超高相吻合。 </p><p>　　在縱斷面上，外軌超高順坡的形式有兩種形式。一種形式是，如圖2-3（a）所示；另一種形

80、式是曲線形，如圖2-3（b）所示。</p><p><b>　　圖 2－3超高順坡</b></p><p>　　列車(chē)經(jīng)過(guò)直線順坡的緩和曲線始點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，對(duì)外軌都會(huì)產(chǎn)生沖擊。在行車(chē)速度不高，超高順破相對(duì)平緩時(shí)，列車(chē)對(duì)外軌的沖擊不大，可以采用直線形順坡，即可滿足曲率與超高相配合的要求。 當(dāng)行車(chē)速度較高，為了消除列車(chē)對(duì)外軌的沖擊，應(yīng)采用曲線形超高順坡。其幾何特征是緩和曲線

81、始點(diǎn)及終點(diǎn)處的超高順坡傾角r=0 ，即在始點(diǎn)和終點(diǎn)處應(yīng)有：</p><p>　?。?-27)式中 h—外軌超高度，其值為： （2-28)</p><p>　　l—曲線上任何一點(diǎn)至緩和曲線起點(diǎn)的距離。 </p><p>　　對(duì)某一特定曲線，平均速度可視為常數(shù)。令: </p>

82、<p>　　(常數(shù)） （2-29)</p><p>　　則 （2-30)</p><p>　　可見(jiàn)緩和曲線上各點(diǎn)超高為曲率K的線性函數(shù)。因此，在緩和曲線始、終點(diǎn)處應(yīng)有：</p><p>　　,即

83、 （2-31)</p><p>　　4) 列車(chē)在緩和曲線上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其車(chē)軸與水平面傾斜角φ不斷變化，亦即車(chē)體發(fā)生測(cè)滾。要使鋼軌對(duì)車(chē)體傾轉(zhuǎn)的作用力不突然產(chǎn)生和消失，在緩和曲線始、終點(diǎn)處應(yīng)使傾轉(zhuǎn)的角加速度為零 ?？梢?jiàn)：</p><p><b>　?。?-32)</b></p><p>　　式中 h＝EK 由此

84、 </p><p><b>　?。?-33)</b></p><p>　　因?yàn)?（2-34)</p><p>　　所以 （2-35)<

85、;/p><p>　　綜上所述，緩和曲線的線形條件，可歸納如表2-2。</p><p>　　表 2-2 緩和曲線線形條件表</p><p>　　可以看出，表中前兩項(xiàng)是基本的幾何形位要求，而后三項(xiàng)則是由行車(chē)平穩(wěn)性形成的力學(xué)條件推導(dǎo)出的幾何形位要求。在行車(chē)速度不高的線路上，滿足前三項(xiàng)要求的緩和曲線尚能適應(yīng)列車(chē)運(yùn)行的需要，而在速度較高的線路上，緩和曲線的幾何形位就必須考慮后兩項(xiàng)

86、的要求。</p><p>　　2.3.3 常用緩和曲線</p><p>　　滿足表2-2中前三項(xiàng)要求的緩和曲線，是目前鐵路上最常用的緩和曲線，所以也稱(chēng)為常用緩和曲線。 常用緩和曲線的外軌超高順坡，其基本方程必須滿足的條件為： 當(dāng)=0 時(shí)，K=0 ；當(dāng)= 時(shí)，K=1/R 。 由超高與曲率的線性關(guān)系可知，滿足這些條件的基本方程應(yīng)為： </p><p><b&

87、gt;　　（2－36）</b></p><p>　　式中 K—緩和曲線上任意一點(diǎn)的曲率； </p><p>　　—緩和曲線上某一點(diǎn)離ZH點(diǎn)（或HZ點(diǎn)）的距離； </p><p>　　—緩和曲線終點(diǎn)HY點(diǎn)（或YH點(diǎn)）的曲率； </p><p><b>　　—緩和曲線長(zhǎng)度。 </b></p>&l

88、t;p>　　由式（2-36）可見(jiàn)，緩和曲線長(zhǎng)度與其曲率K成正比。符合這一條件的曲線稱(chēng)為放射螺旋線。 </p><p><b>　　緩和曲線的偏角為：</b></p><p><b>　?。?－37）</b></p><p>　　在緩和曲線終點(diǎn)處，=,緩和曲線偏角為：</p><p>　?。?/p>

89、2－38） 由式（2-37）可見(jiàn)，在緩和曲線長(zhǎng)度范圍內(nèi)，偏角 數(shù)值較小，可取近似值：</p><p><b>　　（2－39）</b></p><p>　　= （2－40） </p><p>　　于是可得

90、 （2－41）</p><p><b>　　（2－42）</b></p><p><b>　　積分上兩式得</b></p><p><b>　?。?－43）</b></p><p><b>　　（2－44）</b></p><p>

91、　　這就是放射螺旋線得近似參變數(shù)方程式，是我國(guó)鐵路常用得緩和曲線方程式。如消去上兩式得參變數(shù)，則得</p><p><b>　?。?－45）</b></p><p>　　這是放射螺旋線得近似直角坐標(biāo)方程式。在曲線半徑較小得鐵路上，采用第一項(xiàng)作為近似式。</p><p>　　2.3.4 緩和曲線的長(zhǎng)度 </p><p>

92、　　緩和曲線長(zhǎng)度的確定，受到許多因素影響，其中最主要的是保證行車(chē)安全和行車(chē)平穩(wěn)兩個(gè)條件:</p><p>　　a.緩和曲線要保證行車(chē)安全，使車(chē)輪不致脫軌。機(jī)車(chē)車(chē)輛行駛在緩和曲線上，若不計(jì)軌道彈性和車(chē)輛彈簧作用，則車(chē)架一端的兩輪貼著鋼軌頂面；另一端的兩輪，在外軌上的車(chē)輪貼著鋼軌頂面，而在內(nèi)軌上的車(chē)輪是懸空的。為保證安全，應(yīng)使車(chē)輪輪緣不爬越內(nèi)軌頂面。設(shè)外軌超高順坡坡度為，最大固定軸距為，則車(chē)輪離開(kāi)內(nèi)軌頂面的高度為 。

93、當(dāng)懸空高度大于輪緣最小高度 時(shí)，車(chē)輪就有脫軌的危險(xiǎn)。因此必須保證： </p><p><b>　?。?－46）</b></p><p><b>　　（2－47）</b></p><p>　　式中 —外軌超高順坡坡度。 </p><p><b>　　緩和曲線長(zhǎng)度應(yīng)為：</b>&

94、lt;/p><p><b>　?。?－48）</b></p><p>　　式中 —圓曲線超高度。 </p><p>　　對(duì)外軌超高順坡為曲線性的緩和曲線，外軌超高順坡的最大坡度也要滿足式（2-47）對(duì) 的要求。曲線形順坡的坡度由下式計(jì)算：</p><p>　?。?－49） 《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定：曲線超高應(yīng)在整個(gè)緩

95、和曲線內(nèi)完成，順坡坡度一般不應(yīng)大于1/(9)；困難條件下不得大于1/(7) 。當(dāng)1/(7)大于2‰時(shí)，按2‰設(shè)置。 </p><p>　　b.緩和曲線長(zhǎng)度要保證外輪的升高（或降低）速度不得超過(guò)限值，以滿足旅客舒適度要求。 車(chē)輪在外軌上的升高速度μ由下式計(jì)算：</p><p><b>　　（2-50)</b></p><p>　　式中 h—

96、圓曲線外軌超高，以mm計(jì)； </p><p>　　—通過(guò)曲線的最高行車(chē)速度，以m/s計(jì)； </p><p>　　—緩和曲線長(zhǎng)度，相當(dāng)于直線形順坡緩和曲線長(zhǎng)度，以m計(jì)。</p><p>　　為保證旅客舒適度的要求，則緩和曲線長(zhǎng)度為：</p><p><b>　?。?－51）</b></p><p&g

97、t;　　式中 —通過(guò)曲線的最高行車(chē)速度，以km／h計(jì)； </p><p>　　我國(guó)根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，在一般情況下采用32mm／s；困難地段用40mm／s 。 運(yùn)營(yíng)鐵路以實(shí)際最高行車(chē)速度及實(shí)設(shè)超高為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。一般地段＝28mm／s，特別困難地段＝40mm／s。則在一般地段應(yīng)?。?lt;/p><p><b>　?。?－52）</b></p><p

98、>　　計(jì)算結(jié)果取兩項(xiàng)要求中的最大值，并取為10m的整倍數(shù)。《鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則》規(guī)定：緩和曲線長(zhǎng)度 一般地段：</p><p><b>　?。?－53）</b></p><p>　　特別困難地段 （2－54)</p><p>　　式中 --緩和曲線長(zhǎng)

99、，以m計(jì)； </p><p>　　h--超高，以m計(jì)； </p><p>　　--容許最高行車(chē)速度。 </p><p>　　計(jì)算結(jié)果取10m的整倍數(shù)，長(zhǎng)度不短于20m。兩緩和曲線間的圓曲線長(zhǎng)度不短于20m。 緩和曲線長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)曲線半徑，路段旅客列車(chē)設(shè)計(jì)速度和地形條件按表2-3選用。有條件時(shí)應(yīng)采用較表2-3規(guī)定的更大值。</p><p>

100、;　　表2-3 緩和曲線長(zhǎng)度(m)                            </p><p>　　3 軌道幾何形位檢測(cè)</p><p>　　靜態(tài)檢查與動(dòng)態(tài)檢查是管理軌道幾何形位的兩種方式。靜態(tài)檢查

101、是在軌道不行車(chē)時(shí)對(duì)軌道幾何形位狀態(tài)的檢查，檢查項(xiàng)目主要有高低、軌向、軌距、水平、三角坑、超高、變化率等7項(xiàng)：動(dòng)態(tài)檢查是在行車(chē)條件下對(duì)軌道幾何形位狀態(tài)的檢查，檢查項(xiàng)目主要有：高低、軌向、軌距、水平、三角坑、垂直加速度、水平加速度等7項(xiàng)。掌握動(dòng)靜態(tài)檢查原理對(duì)做好軌道幾何形位的養(yǎng)護(hù)十分重要。尤其是隨著列車(chē)運(yùn)行速度越來(lái)越高，對(duì)車(chē)的平穩(wěn)性、舒適性要求更高，對(duì)軌道幾何形位的控制標(biāo)準(zhǔn)要求更嚴(yán)，掌握其原理更有必要。</p><p&g

102、t;<b>　　3.1 靜態(tài)檢查</b></p><p>　　3.1.1 靜態(tài)檢查</p><p>　　靜態(tài)檢測(cè)利用檢測(cè)工具沿線路逐點(diǎn)進(jìn)行，包括線路和道岔幾何形位檢測(cè)。線路幾何形位檢測(cè)的主要項(xiàng)目有：軌距（含曲線軌距加寬）、水平（含曲線外超高、線路扭曲或三角坑）、軌向（含曲線圓順程度）、高低及軌底坡。道岔幾何形位的檢測(cè)項(xiàng)目主要有：道岔各部分軌距、水平、高低、導(dǎo)曲線支距、

103、查照間距、尖軌與基本軌的密貼程度。</p><p>　　沿線路等間距設(shè)測(cè)點(diǎn)，定期用道尺測(cè)量軌距及水平。線路扭曲檢測(cè)包含于水平檢測(cè)中，依據(jù)扭曲管理的基長(zhǎng)（6.25m或18m)，計(jì)算與基長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)間的水平變化率，即為線路扭曲率。高低檢測(cè)采用10m弦沿軌頂縱向測(cè)量軌面的上拱或下凹正矢，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意扣除豎曲線的影響。軌向檢測(cè)中，直線地段首先目測(cè)線路方向，必要時(shí)采用10m弦沿軌頭內(nèi)側(cè)邊測(cè)量正矢；曲線地段采用20m弦沿軌頭

104、內(nèi)側(cè)邊逐點(diǎn)測(cè)量正矢，并與計(jì)劃正矢比較，判定曲線是否需要整正。</p><p>　　線路幾何形位的靜態(tài)檢測(cè)有嚴(yán)格的檢查體系。以工長(zhǎng)半月檢查為主，填寫(xiě)“線路幾何尺寸檢查記錄表”和“道岔幾何尺寸檢查記錄表”。輔以重點(diǎn)地段的補(bǔ)充檢查、段長(zhǎng)及領(lǐng)工員的定期檢查、年度春季和秋季普查等。</p><p>　　3.1.2 軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值（高鐵無(wú)砟軌道）</p><p>

105、;　　線路靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值見(jiàn)表3－1和表3－2。</p><p>　　表3－1 200—250km/h線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值 　　　 </p><p>　　注：（1）高低和軌向偏差為10m及以下弦測(cè)量的最大矢度值。</p><p>　?。?）扭曲偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量。</p><p>　　表3－2

106、 250（不含）～350km/h線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值　　</p><p>　　注：（1）高低和軌向偏差為10m及以下弦測(cè)量的最大矢度值。</p><p>　?。?）扭曲偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量。</p><p>　　道岔靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值見(jiàn)表3－3和表3－4。調(diào)節(jié)器靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值見(jiàn)表3－5和表3－6。</p>

107、;<p>　　表3－3 200～250km/h道岔靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值 　　 </p><p>　　注：① 支距偏差為實(shí)際支距與計(jì)算支距之差，導(dǎo)曲線支距測(cè)量應(yīng)從尖軌跟端開(kāi)始直至道岔導(dǎo)曲線結(jié)束；</p><p>　　② 導(dǎo)曲線下股高于上股的限值：12號(hào)道岔作業(yè)驗(yàn)收為2mm，經(jīng)常保養(yǎng)為3 mm，臨時(shí)補(bǔ)修為5 mm； 18號(hào)及以上道岔作業(yè)驗(yàn)收為0mm，經(jīng)

108、常保養(yǎng)為2 mm，臨時(shí)補(bǔ)修為3 mm。</p><p>　　表3－4 250（不含）～350km/h道岔靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值 </p><p>　　注：① 支距偏差為實(shí)際支距與計(jì)算支距之差；</p><p>　?、?導(dǎo)曲線下股高于上股的限值：18號(hào)及以上道岔作業(yè)驗(yàn)收為0mm，經(jīng)常保養(yǎng)為2 mm，臨時(shí)補(bǔ)修3 mm。</p><p&

109、gt;　　表3－5 200～250km/h調(diào)節(jié)器靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值 </p><p>　　表3－6 250（不含）～350km/h調(diào)節(jié)器靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值 </p><p>　　軌道靜態(tài)幾何尺寸長(zhǎng)弦測(cè)量作業(yè)驗(yàn)收容許偏差管理值如表3—7。</p><p>　　表3—7 長(zhǎng)弦測(cè)量作業(yè)驗(yàn)收容許偏差管理值

110、 </p><p>　　注：當(dāng)弦長(zhǎng)為30m時(shí)，相距5m的任意兩測(cè)點(diǎn)實(shí)際矢度差與設(shè)計(jì)矢度差的偏差不得大于2mm；當(dāng)弦長(zhǎng)為300m時(shí)，相距150m的任意兩測(cè)點(diǎn)實(shí)際矢度差與設(shè)計(jì)矢度差的偏差不得大于10mm。</p><p>　　曲線正矢作業(yè)驗(yàn)收、經(jīng)常保養(yǎng)和臨時(shí)補(bǔ)修容許偏差管理值見(jiàn)表3－8和表3－9。</p><p>　　表3－8 200～250k

111、m/h線路曲線正矢容許偏差管理值 </p><p>　　注：曲線正矢用20 m弦在鋼軌踏面下16 mm處測(cè)量。</p><p>　　表3－9 250（不含）～350km/h線路曲線正矢容許偏差管理值 </p><p>　　注：曲線正矢用20 m弦在鋼軌踏面下16 mm處測(cè)量。</p><p>

112、;　　軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值中，作業(yè)驗(yàn)收管理值為周期檢修、經(jīng)常保養(yǎng)和臨時(shí)補(bǔ)修作業(yè)后的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)常保養(yǎng)管理值為軌道應(yīng)經(jīng)常保持的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)；臨時(shí)補(bǔ)修管理值為應(yīng)及時(shí)進(jìn)行軌道整修的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；限速管理值為保證列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)性和舒適性，需進(jìn)行限速的控制標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　3.2 動(dòng)態(tài)檢查</b></p><p>　　3.2.1 動(dòng)態(tài)檢查</

113、p><p>　　軌道幾何形位動(dòng)態(tài)檢測(cè)的設(shè)備主要是軌檢車(chē)。我國(guó)XGJ-1準(zhǔn)高速（140~160km/h)軌檢車(chē)可檢測(cè)13項(xiàng)內(nèi)容，包括：左右軌的前后高低、左右軌的軌向、水平、左右軌的不平順、曲線外軌超高、曲線半徑、軌距、線路扭曲、車(chē)體水平和垂直振動(dòng)加速度、左右軸箱垂直振動(dòng)加速度等。除檢測(cè)軌道幾何形位外，還可以從輪軌相互作用和行車(chē)平穩(wěn)性等方面對(duì)軌道狀態(tài)作出綜合評(píng)價(jià)。</p><p>　　軌檢車(chē)由檢測(cè)

114、裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩大部分組成。檢測(cè)裝置包括：慣性基準(zhǔn)軌道不平順測(cè)量裝置、光點(diǎn)軌距測(cè)量裝置和多功能振動(dòng)測(cè)量裝置等。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等組成。</p><p>　　軌距檢測(cè)采用光電式軌距測(cè)量裝置，應(yīng)用光學(xué)、磁學(xué)和電學(xué)原理，通過(guò)不同的傳感器把軌距幾何量值的變化轉(zhuǎn)換成電容、電感和電流或電壓等電氣參數(shù)的變化，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)條件下軌距的無(wú)接觸測(cè)量，這種測(cè)量方法不僅適用于常速軌檢車(chē)，在高速軌檢車(chē)上也普遍適

115、用。測(cè)量前后高低和左右水平時(shí)，采用慣性基準(zhǔn)軌道不平順測(cè)量裝置。該裝置應(yīng)用質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)構(gòu)成慣性基準(zhǔn)，對(duì)軌道不平順和水平進(jìn)行測(cè)量。車(chē)體和軸箱振動(dòng)加速度檢測(cè)采用多功能振動(dòng)測(cè)量裝置。</p><p>　　軌檢車(chē)載數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。由各檢測(cè)裝置測(cè)得的模擬信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理。處理結(jié)果打印成圖表，給出某段線路上各檢測(cè)項(xiàng)目的平均值、標(biāo)準(zhǔn)值、各級(jí)超限峰值幾最大超限