铁路轨道课件.ppt

RAILWAY ENGINEERING铁铁路路轨轨道道RAILWAY ENGINEERING第一章第一章 轨轨 道道 结结 构构RAILWAY ENGINEERING1.1 1.1 概概概概 述述述述uu轨轨轨轨道道道道是是是是铁铁铁铁路路路路线线线线路路路路的的的的组组组组成成成成部部部部分分分分，这这这这里里里里所所所所指指指指的的的的轨轨轨轨道道道道包包包包括括括括钢钢钢钢轨轨轨轨、轨轨轨轨枕枕枕枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔联结零件、道床、防爬设备和道岔联结零件、道床、防爬设备和道岔联结零件、道床、防爬设备和道岔等。等。等。等。作作作作用用用用：作作作作为为为为整整整整体体体体性性性性工工工工程程程程结结结结构构构构，铺铺铺铺设设设设路路路路基基基基、桥桥桥桥梁梁梁梁或或或或隧隧隧隧道道道道仰仰仰仰拱拱拱拱之之之之上上上上，列车运行导向，承受机车车辆荷载的巨大压力。列车运行导向，承受机车车辆荷载的巨大压力。列车运行导向，承受机车车辆荷载的巨大压力。列车运行导向，承受机车车辆荷载的巨大压力。要要要要求求求求：足足足足够够够够的的的的强强强强度度度度和和和和稳稳稳稳定定定定性性性性，保保保保证证证证列列列列车车车车按按按按照照照照规规规规定定定定的的的的速速速速度度度度，安安安安全全全全、平稳和不间断地运行。平稳和不间断地运行。平稳和不间断地运行。平稳和不间断地运行。RAILWAY ENGINEERING图图 1-1 轨道的基本组成轨道的基本组成RAILWAY ENGINEERINGvv钢轨：钢轨：钢轨：钢轨：轨道主要部件，纵向贯通铺设与区间和车站。轨道主要部件，纵向贯通铺设与区间和车站。轨道主要部件，纵向贯通铺设与区间和车站。轨道主要部件，纵向贯通铺设与区间和车站。uu引导机车车辆行驶。引导机车车辆行驶。引导机车车辆行驶。引导机车车辆行驶。uu承传荷载于轨枕、道床及路基。承传荷载于轨枕、道床及路基。承传荷载于轨枕、道床及路基。承传荷载于轨枕、道床及路基。uu为车轮提供阻力最小的滚动接触面。为车轮提供阻力最小的滚动接触面。为车轮提供阻力最小的滚动接触面。为车轮提供阻力最小的滚动接触面。vv轨枕：轨枕：轨枕：轨枕：轨道的重要部件，横向铺设在轨下道床上。轨道的重要部件，横向铺设在轨下道床上。轨道的重要部件，横向铺设在轨下道床上。轨道的重要部件，横向铺设在轨下道床上。uu承受钢轨压力，传布于道床承受钢轨压力，传布于道床承受钢轨压力，传布于道床承受钢轨压力，传布于道床uu利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位置。利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位置。利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位置。利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位置。uu轨枕主要有木枕和混凝土枕两类。轨枕主要有木枕和混凝土枕两类。轨枕主要有木枕和混凝土枕两类。轨枕主要有木枕和混凝土枕两类。RAILWAY ENGINEERINGvv联结零件：联结零件：联结零件：联结零件：联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件。联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件。联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件。联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件。uu分类：分类：分类：分类：接头联结零件（或称鱼尾板）接头联结零件（或称鱼尾板）接头联结零件（或称鱼尾板）接头联结零件（或称鱼尾板）连接钢轨与钢轨；连接钢轨与钢轨；连接钢轨与钢轨；连接钢轨与钢轨；中间联结零件（或称扣件）中间联结零件（或称扣件）中间联结零件（或称扣件）中间联结零件（或称扣件）联结钢轨与轨枕。联结钢轨与轨枕。联结钢轨与轨枕。联结钢轨与轨枕。uu作用：作用：作用：作用：保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结；保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结；保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结；保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结；保持钢轨的连续性与整体性；保持钢轨的连续性与整体性；保持钢轨的连续性与整体性；保持钢轨的连续性与整体性；阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常；阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常；阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常；阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常；减缓机车车辆的动力冲击与振动，延缓线路残余变形的积累。减缓机车车辆的动力冲击与振动，延缓线路残余变形的积累。减缓机车车辆的动力冲击与振动，延缓线路残余变形的积累。减缓机车车辆的动力冲击与振动，延缓线路残余变形的积累。RAILWAY ENGINEERINGvv防爬设备：防爬设备：防爬设备：防爬设备：防止钢轨与轨枕发生纵向移动或相对移动的部件。防止钢轨与轨枕发生纵向移动或相对移动的部件。防止钢轨与轨枕发生纵向移动或相对移动的部件。防止钢轨与轨枕发生纵向移动或相对移动的部件。n n分类：防爬撑、防爬销。分类：防爬撑、防爬销。分类：防爬撑、防爬销。分类：防爬撑、防爬销。vv道床：道床：道床：道床：轨枕的基础。轨枕的基础。轨枕的基础。轨枕的基础。n n材料构成：碎石、筛选卵石、矿渣或中粗砂等。材料构成：碎石、筛选卵石、矿渣或中粗砂等。材料构成：碎石、筛选卵石、矿渣或中粗砂等。材料构成：碎石、筛选卵石、矿渣或中粗砂等。n n作用：作用：作用：作用：增加轨道的弹性和纵横向阻力；增加轨道的弹性和纵横向阻力；增加轨道的弹性和纵横向阻力；增加轨道的弹性和纵横向阻力；便于排水和校正轨道的平面和纵断面。便于排水和校正轨道的平面和纵断面。便于排水和校正轨道的平面和纵断面。便于排水和校正轨道的平面和纵断面。RAILWAY ENGINEERINGvv道岔：道岔：道岔：道岔：机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备。机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备。机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备。机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备。n n应用范围：车站、调度场和个别区间。应用范围：车站、调度场和个别区间。应用范围：车站、调度场和个别区间。应用范围：车站、调度场和个别区间。RAILWAY ENGINEERINGuu钢钢钢钢轨轨轨轨的的的的作作作作用用用用是是是是直直直直接接接接承承承承受受受受车车车车轮轮轮轮传传传传递递递递的的的的列列列列车车车车及及及及其其其其荷荷荷荷载载载载的的的的重重重重量量量量，并并并并引引引引导导导导列车的运行方向。列车的运行方向。列车的运行方向。列车的运行方向。vv 导向导向导向导向 引导机车车辆的车轮前行；引导机车车辆的车轮前行；引导机车车辆的车轮前行；引导机车车辆的车轮前行；vv 承重承重承重承重 承受列车及其载荷的重量；承受列车及其载荷的重量；承受列车及其载荷的重量；承受列车及其载荷的重量；vv 传力传力传力传力 将荷载传递到轨下结构；将荷载传递到轨下结构；将荷载传递到轨下结构；将荷载传递到轨下结构；vv 导电导电导电导电 在电气化铁路区段，兼作轨道电路。在电气化铁路区段，兼作轨道电路。在电气化铁路区段，兼作轨道电路。在电气化铁路区段，兼作轨道电路。1.2 1.2 钢钢钢钢 轨轨轨轨1.2.1 1.2.1 钢轨功用及基本要求钢轨功用及基本要求钢轨功用及基本要求钢轨功用及基本要求1.1.钢轨的功用钢轨的功用钢轨的功用钢轨的功用RAILWAY ENGINEERING 2 2钢轨的基本要求钢轨的基本要求钢轨的基本要求钢轨的基本要求vv铁路要高速重载化铁路要高速重载化铁路要高速重载化铁路要高速重载化 钢轨重型化、强韧化及纯净化。钢轨重型化、强韧化及纯净化。钢轨重型化、强韧化及纯净化。钢轨重型化、强韧化及纯净化。pp钢轨质量、断面、材质三要素的要求：钢轨质量、断面、材质三要素的要求：钢轨质量、断面、材质三要素的要求：钢轨质量、断面、材质三要素的要求：1.1.1.1.足够的强度和耐磨性；足够的强度和耐磨性；足够的强度和耐磨性；足够的强度和耐磨性；2.2.2.2.较高的抗疲劳强度和韧性；较高的抗疲劳强度和韧性；较高的抗疲劳强度和韧性；较高的抗疲劳强度和韧性；3.3.3.3.一定的弹性；一定的弹性；一定的弹性；一定的弹性；4.4.4.4.足够光滑的顶面；足够光滑的顶面；足够光滑的顶面；足够光滑的顶面；5.5.5.5.良好的可焊性；良好的可焊性；良好的可焊性；良好的可焊性；6.6.6.6.高速铁路钢轨的高平直度。高速铁路钢轨的高平直度。高速铁路钢轨的高平直度。高速铁路钢轨的高平直度。RAILWAY ENGINEERINGvv钢轨类型通常以钢轨类型通常以钢轨类型通常以钢轨类型通常以kg/mkg/m表示。表示。表示。表示。每每每每米米米米钢钢钢钢轨轨轨轨质质质质量量量量越越越越重重重重，所所所所承承承承受受受受的的的的荷荷荷荷载载载载越越越越大大大大。世世世世界界界界上上上上第第第第一一一一条条条条铁铁铁铁路路路路的的的的钢钢钢钢轨为轨为轨为轨为18kg/m18kg/m，最重的钢轨在美国，重达，最重的钢轨在美国，重达，最重的钢轨在美国，重达，最重的钢轨在美国，重达77kg/m77kg/m。vv我国现行的钢轨标准有我国现行的钢轨标准有我国现行的钢轨标准有我国现行的钢轨标准有50kg/m50kg/m、60kg/m60kg/m、75kg/m75kg/m三种。三种。三种。三种。vv为为为为了了了了提提提提高高高高线线线线路路路路的的的的通通通通过过过过能能能能力力力力，我我我我国国国国铁铁铁铁路路路路正正正正逐逐逐逐步步步步淘淘淘淘汰汰汰汰小小小小重重重重量量量量钢钢钢钢轨轨轨轨，主主主主要线路一般铺设要线路一般铺设要线路一般铺设要线路一般铺设60kg/m60kg/m或或或或75kg/m75kg/m的重型钢轨。的重型钢轨。的重型钢轨。的重型钢轨。1.2.2 1.2.2 钢轨类型钢轨类型钢轨类型钢轨类型 1 1钢轨类型钢轨类型钢轨类型钢轨类型RAILWAY ENGINEERING vv按材质的不同可分为：碳素轨、合金轨、热处理轨。按材质的不同可分为：碳素轨、合金轨、热处理轨。按材质的不同可分为：碳素轨、合金轨、热处理轨。按材质的不同可分为：碳素轨、合金轨、热处理轨。vv按强度的不同可分为五级：按强度的不同可分为五级：按强度的不同可分为五级：按强度的不同可分为五级：850850、900900、10001000、12001200、1300MPa1300MPa。vv按货源可分为：国产轨、进口轨、试验轨。按货源可分为：国产轨、进口轨、试验轨。按货源可分为：国产轨、进口轨、试验轨。按货源可分为：国产轨、进口轨、试验轨。2 2钢轨的分类钢轨的分类钢轨的分类钢轨的分类vv按厂制钢轨长度的不同可分为：按厂制钢轨长度的不同可分为：按厂制钢轨长度的不同可分为：按厂制钢轨长度的不同可分为：标准轨：标准轨：标准轨：标准轨：12.5m12.5m和和和和25m25m；缩短轨：缩短轨：缩短轨：缩短轨：定尺钢轨：定尺钢轨：定尺钢轨：定尺钢轨：50m50m和和和和100m100m两种；无缝线路优先采用两种；无缝线路优先采用两种；无缝线路优先采用两种；无缝线路优先采用100m100m定尺钢轨。定尺钢轨。定尺钢轨。定尺钢轨。25m25m轨缩短量为轨缩短量为轨缩短量为轨缩短量为4040、8080、160mm160mm。12.5m12.5m轨缩短量为轨缩短量为轨缩短量为轨缩短量为4040、8080、120mm120mm；RAILWAY ENGINEERINGvv钢轨断面形状：钢轨断面形状：钢轨断面形状：钢轨断面形状：工字形工字形工字形工字形，由，由，由，由轨头、轨腰、轨底轨头、轨腰、轨底轨头、轨腰、轨底轨头、轨腰、轨底三大部份组成。三大部份组成。三大部份组成。三大部份组成。vv断面性能特征：断面性能特征：断面性能特征：断面性能特征：受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。1.2.3 1.2.3 钢轨截面形状及其设计原则钢轨截面形状及其设计原则钢轨截面形状及其设计原则钢轨截面形状及其设计原则RAILWAY ENGINEERING1.1.钢轨断面形状钢轨断面形状钢轨断面形状钢轨断面形状图图 1-2 钢轨断面形状图钢轨断面形状图RAILWAY ENGINEERING2.2.钢轨断面设计原则钢轨断面设计原则钢轨断面设计原则钢轨断面设计原则（1 1 1 1）钢轨头部）钢轨头部）钢轨头部）钢轨头部直接和车轮接触的部分直接和车轮接触的部分直接和车轮接触的部分直接和车轮接触的部分抵抗压溃和耐磨耗能力抵抗压溃和耐磨耗能力抵抗压溃和耐磨耗能力抵抗压溃和耐磨耗能力轨头宜大而厚，外形与轮踏面适应；轨头宜大而厚，外形与轮踏面适应；轨头宜大而厚，外形与轮踏面适应；轨头宜大而厚，外形与轮踏面适应；足够的轨头宽度足够的轨头宽度足够的轨头宽度足够的轨头宽度满足轮踏面滚动，轨面磨耗均匀；满足轮踏面滚动，轨面磨耗均匀；满足轮踏面滚动，轨面磨耗均匀；满足轮踏面滚动，轨面磨耗均匀；轨面轧制成隆起的圆弧形轨面轧制成隆起的圆弧形轨面轧制成隆起的圆弧形轨面轧制成隆起的圆弧形轮压传递于钢轨中轴。轮压传递于钢轨中轴。轮压传递于钢轨中轴。轮压传递于钢轨中轴。（2 2 2 2）钢轨腰部）钢轨腰部）钢轨腰部）钢轨腰部足够的厚度和高度足够的厚度和高度足够的厚度和高度足够的厚度和高度承载能力和抗弯能力；承载能力和抗弯能力；承载能力和抗弯能力；承载能力和抗弯能力；连接部分要和缓连接部分要和缓连接部分要和缓连接部分要和缓避免应力集中；保证夹板支承面。避免应力集中；保证夹板支承面。避免应力集中；保证夹板支承面。避免应力集中；保证夹板支承面。RAILWAY ENGINEERING（3 3 3 3）钢轨轨底）钢轨轨底）钢轨轨底）钢轨轨底足够宽度和厚度足够宽度和厚度足够宽度和厚度足够宽度和厚度保持钢轨稳定，必要刚度和抵抗锈蚀能力。保持钢轨稳定，必要刚度和抵抗锈蚀能力。保持钢轨稳定，必要刚度和抵抗锈蚀能力。保持钢轨稳定，必要刚度和抵抗锈蚀能力。（4 4 4 4）断面参数匹配性）断面参数匹配性）断面参数匹配性）断面参数匹配性钢轨高度应尽量大些钢轨高度应尽量大些钢轨高度应尽量大些钢轨高度应尽量大些保证惯性矩；增加动力承载效果；保证惯性矩；增加动力承载效果；保证惯性矩；增加动力承载效果；保证惯性矩；增加动力承载效果；钢轨高度与轨底宽度比例适当钢轨高度与轨底宽度比例适当钢轨高度与轨底宽度比例适当钢轨高度与轨底宽度比例适当增加横向力作用的稳定性。增加横向力作用的稳定性。增加横向力作用的稳定性。增加横向力作用的稳定性。钢轨头、腰和底面积分配最佳比例钢轨头、腰和底面积分配最佳比例钢轨头、腰和底面积分配最佳比例钢轨头、腰和底面积分配最佳比例满足钢轨轧制工艺要求。满足钢轨轧制工艺要求。满足钢轨轧制工艺要求。满足钢轨轧制工艺要求。RAILWAY ENGINEERING1.2.4 1.2.4 钢轨的材质及力学指标钢轨的材质及力学指标钢轨的材质及力学指标钢轨的材质及力学指标vv钢轨材质和机械性能取决于钢轨材质和机械性能取决于钢轨材质和机械性能取决于钢轨材质和机械性能取决于化学化学化学化学成分成分成分成分、金属组织及热处理工艺。、金属组织及热处理工艺。、金属组织及热处理工艺。、金属组织及热处理工艺。1.1.钢轨的化学成分和力学性能钢轨的化学成分和力学性能钢轨的化学成分和力学性能钢轨的化学成分和力学性能（1 1 1 1）钢轨的化学成分）钢轨的化学成分）钢轨的化学成分）钢轨的化学成分vv钢钢钢钢轨轨轨轨的的的的化化化化学学学学成成成成分分分分主主主主要要要要为为为为铁铁铁铁（FeFe），还还还还含含含含有有有有碳碳碳碳（C C）、锰锰锰锰（MnMn）、硅硅硅硅（SiSi）及及及及磷磷磷磷（P P）、硫硫硫硫（S S）等元素。等元素。等元素。等元素。pp碳对钢碳对钢碳对钢碳对钢轨轨轨轨的影响的影响的影响的影响：提高含碳量提高含碳量提高含碳量提高含碳量抗拉强度、耐磨性及硬度抗拉强度、耐磨性及硬度抗拉强度、耐磨性及硬度抗拉强度、耐磨性及硬度都迅速都迅速都迅速都迅速增加增加增加增加；含碳量过高含碳量过高含碳量过高含碳量过高伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降；一般含碳量不超过一般含碳量不超过一般含碳量不超过一般含碳量不超过0.82%0.82%。RAILWAY ENGINEERINGpp锰对钢轨的影响锰对钢轨的影响锰对钢轨的影响锰对钢轨的影响可去除有害的氧化铁和硫夹杂物可去除有害的氧化铁和硫夹杂物可去除有害的氧化铁和硫夹杂物可去除有害的氧化铁和硫夹杂物提高钢提高钢提高钢提高钢轨轨轨轨强度和韧性强度和韧性强度和韧性强度和韧性；含量一般为含量一般为含量一般为含量一般为0.6%0.6%1.0%1.0%；含量超过含量超过含量超过含量超过1.2%1.2%者称为中锰钢者称为中锰钢者称为中锰钢者称为中锰钢抗磨性能较好。抗磨性能较好。抗磨性能较好。抗磨性能较好。pp硅硅硅硅对钢轨的影响对钢轨的影响对钢轨的影响对钢轨的影响与氧化合，除气泡，增加钢质密实与氧化合，除气泡，增加钢质密实与氧化合，除气泡，增加钢质密实与氧化合，除气泡，增加钢质密实度度度度提高钢轨耐磨性提高钢轨耐磨性提高钢轨耐磨性提高钢轨耐磨性；含量一般为含量一般为含量一般为含量一般为0.15%0.30%0.15%0.30%。pp磷与硫磷与硫磷与硫磷与硫对钢轨的影响对钢轨的影响对钢轨的影响对钢轨的影响均属有害成分均属有害成分均属有害成分均属有害成分增加增加增加增加冷脆性冷脆性冷脆性冷脆性严格控制磷硫的含量严格控制磷硫的含量严格控制磷硫的含量严格控制磷硫的含量。pp其其其其他他他他元元元元素素素素制制制制成成成成合合合合金金金金钢钢钢钢轨轨轨轨提提提提高高高高抗抗抗抗拉拉拉拉和和和和疲疲疲疲劳劳劳劳强强强强度度度度，以以以以及及及及耐耐耐耐磨磨磨磨和和和和耐腐蚀的性能。耐腐蚀的性能。耐腐蚀的性能。耐腐蚀的性能。RAILWAY ENGINEERING常用钢轨：常用钢轨：常用钢轨：常用钢轨：U74U74（抗拉强度（抗拉强度（抗拉强度（抗拉强度 b b=785MPa=785MPa）碳素钢；碳素钢；碳素钢；碳素钢；U71Mn U71Mn（b b=883MPa=883MPa）合金钢。合金钢。合金钢。合金钢。PD3PD3（一般（一般（一般（一般 b b=980MPa=980MPa），秦沈采用），秦沈采用），秦沈采用），秦沈采用PD3PD3全长淬火全长淬火全长淬火全长淬火 高碳微钒轨（高碳微钒轨（高碳微钒轨（高碳微钒轨（b b=1300MPa=1300MPa）寿命提高寿命提高寿命提高寿命提高5050以上）以上）以上）以上）（淬淬淬淬火火火火：采采采采用用用用电电电电感感感感应应应应加加加加热热热热的的的的方方方方法法法法，以以以以局局局局部部部部改改改改变变变变轨轨轨轨头头头头钢钢钢钢的的的的组组组组织织织织，从从从从而提高钢轨的强度和韧性。）而提高钢轨的强度和韧性。）而提高钢轨的强度和韧性。）而提高钢轨的强度和韧性。）vv钢钢钢钢轨轨轨轨的的的的物物物物理理理理力力力力学学学学性性性性能能能能强强强强度度度度极极极极限限限限、屈屈屈屈服服服服极极极极限限限限、疲疲疲疲劳劳劳劳极极极极限限限限、伸伸伸伸长长长长率率率率、断面收缩率、冲击韧性及硬度等。断面收缩率、冲击韧性及硬度等。断面收缩率、冲击韧性及硬度等。断面收缩率、冲击韧性及硬度等。（2 2 2 2）钢轨的力学性能）钢轨的力学性能）钢轨的力学性能）钢轨的力学性能RAILWAY ENGINEERINGvv钢轨重型化：钢轨重型化：钢轨重型化：钢轨重型化：提高轨道结构的承载能力；提高轨道结构的承载能力；提高轨道结构的承载能力；提高轨道结构的承载能力；延长钢轨疲劳寿命和线路大修周期；延长钢轨疲劳寿命和线路大修周期；延长钢轨疲劳寿命和线路大修周期；延长钢轨疲劳寿命和线路大修周期；钢轨头部病害有加速趋势。钢轨头部病害有加速趋势。钢轨头部病害有加速趋势。钢轨头部病害有加速趋势。vv重型钢轨强化重型钢轨强化重型钢轨强化重型钢轨强化增强轨面的抗磨与抗接触疲劳性能增强轨面的抗磨与抗接触疲劳性能增强轨面的抗磨与抗接触疲劳性能增强轨面的抗磨与抗接触疲劳性能pp实现途径：实现途径：实现途径：实现途径：钢轨合金钢轨合金钢轨合金钢轨合金化化化化钢轨整体强化，表层硬度均匀，可焊性好钢轨整体强化，表层硬度均匀，可焊性好钢轨整体强化，表层硬度均匀，可焊性好钢轨整体强化，表层硬度均匀，可焊性好；碳素钢热处理碳素钢热处理碳素钢热处理碳素钢热处理（淬火）（淬火）（淬火）（淬火）高强度和表面硬度，韧性好高强度和表面硬度，韧性好高强度和表面硬度，韧性好高强度和表面硬度，韧性好。vv材质纯净化材质纯净化材质纯净化材质纯净化是重型化和强韧化的基础。是重型化和强韧化的基础。是重型化和强韧化的基础。是重型化和强韧化的基础。2.2.钢轨强化及材质的纯净化钢轨强化及材质的纯净化钢轨强化及材质的纯净化钢轨强化及材质的纯净化RAILWAY ENGINEERING1.2.5 1.2.5 钢轨伤损及合理使用钢轨伤损及合理使用钢轨伤损及合理使用钢轨伤损及合理使用vv钢钢钢钢轨轨轨轨伤伤伤伤损损损损是是是是指指指指钢钢钢钢轨轨轨轨在在在在使使使使用用用用过过过过程程程程中中中中，发发发发生生生生折折折折断断断断、裂裂裂裂纹纹纹纹及及及及其其其其它它它它影影影影响响响响和和和和限制钢轨使用性能的伤损。限制钢轨使用性能的伤损。限制钢轨使用性能的伤损。限制钢轨使用性能的伤损。pp钢轨伤损分类统计方法：钢轨伤损分类统计方法：钢轨伤损分类统计方法：钢轨伤损分类统计方法：根根根根据据据据伤伤伤伤损损损损在在在在钢钢钢钢轨轨轨轨断断断断面面面面上上上上的的的的位位位位置置置置、外外外外观观观观及及及及成成成成因因因因等等等等分分分分为为为为九九九九类类类类3232种伤损；种伤损；种伤损；种伤损；用用用用两两两两位位位位数数数数编编编编号号号号分分分分类类类类，个个个个位位位位数数数数表表表表示示示示伤伤伤伤损损损损的的的的成成成成因因因因，十十十十位位位位数数数数表表表表示示示示伤损的部位和状态；伤损的部位和状态；伤损的部位和状态；伤损的部位和状态；钢轨伤损分类具体可见钢轨伤损分类具体可见钢轨伤损分类具体可见钢轨伤损分类具体可见“铁道工务技术手册（轨道）铁道工务技术手册（轨道）铁道工务技术手册（轨道）铁道工务技术手册（轨道）”。1.1.钢轨伤损钢轨伤损钢轨伤损钢轨伤损RAILWAY ENGINEERING图图 1-4 接头钢轨断裂（左）接头钢轨断裂（左）图图 1-3 轨头压溃飞边（右）轨头压溃飞边（右）RAILWAY ENGINEERING（1 1）钢轨折断钢轨折断钢轨折断钢轨折断是指有下列情况之一者：是指有下列情况之一者：是指有下列情况之一者：是指有下列情况之一者：钢轨全截面至少断成两部分；钢轨全截面至少断成两部分；钢轨全截面至少断成两部分；钢轨全截面至少断成两部分；裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面；裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面；裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面；裂缝已经贯通整个轨头截面或轨底截面；钢轨顶面上有长大于钢轨顶面上有长大于钢轨顶面上有长大于钢轨顶面上有长大于50mm50mm、深大于、深大于、深大于、深大于10mm10mm的掉块。的掉块。的掉块。的掉块。vv 钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。钢轨折断直接威胁行车安全，应及时更换。（2 2）钢轨裂纹钢轨裂纹钢轨裂纹钢轨裂纹是指除钢轨折断外，部分材料发生分离，形成裂纹。是指除钢轨折断外，部分材料发生分离，形成裂纹。是指除钢轨折断外，部分材料发生分离，形成裂纹。是指除钢轨折断外，部分材料发生分离，形成裂纹。（3 3）常常常常见见见见钢钢钢钢轨轨轨轨伤伤伤伤损损损损：钢钢钢钢轨轨轨轨磨磨磨磨耗耗耗耗、接接接接触触触触疲疲疲疲劳劳劳劳伤伤伤伤损损损损、剥剥剥剥离离离离及及及及轨轨轨轨头头头头核核核核伤伤伤伤、轨腰螺栓孔裂纹等。轨腰螺栓孔裂纹等。轨腰螺栓孔裂纹等。轨腰螺栓孔裂纹等。vv伤伤伤伤损损损损减减减减缓缓缓缓措措措措施施施施：合合合合金金金金钢钢钢钢轨轨轨轨、淬淬淬淬火火火火轨轨轨轨、合合合合理理理理使使使使用用用用钢钢钢钢轨轨轨轨、钢钢钢钢轨轨轨轨打打打打磨磨磨磨、按材质分类铺轨等。按材质分类铺轨等。按材质分类铺轨等。按材质分类铺轨等。RAILWAY ENGINEERING（1 1）钢轨钢轨钢轨钢轨磨耗：磨耗：磨耗：磨耗：侧侧侧侧面磨耗和波形磨耗（面磨耗和波形磨耗（面磨耗和波形磨耗（面磨耗和波形磨耗（属损伤属损伤属损伤属损伤），垂直磨耗（正常）。），垂直磨耗（正常）。），垂直磨耗（正常）。），垂直磨耗（正常）。vv侧侧侧侧面磨耗面磨耗面磨耗面磨耗侧侧侧侧磨部位磨部位磨部位磨部位小曲小曲小曲小曲线线线线半半半半径径径径地段的外股地段的外股地段的外股地段的外股钢轨钢轨钢轨钢轨；侧侧侧侧磨成因磨成因磨成因磨成因曲曲曲曲线轨线轨线轨线轨道道道道轮轮轮轮踏面的不均踏面的不均踏面的不均踏面的不均匀压匀压匀压匀压力、力、力、力、轮轨间轮轨间轮轨间轮轨间摩擦摩擦摩擦摩擦与与与与滑滑滑滑动动动动；改善措施改善措施改善措施改善措施列列列列车车车车曲曲曲曲线线线线通通通通过条过条过条过条件；件；件；件；设设设设置置置置轨轨轨轨底坡；耐磨底坡；耐磨底坡；耐磨底坡；耐磨钢轨钢轨钢轨钢轨等。等。等。等。vv波形磨耗：波形磨耗：波形磨耗：波形磨耗：钢轨顶钢轨顶钢轨顶钢轨顶面出面出面出面出现现现现的波的波的波的波状状状状不均不均不均不均匀匀匀匀磨耗。磨耗。磨耗。磨耗。波波波波磨磨磨磨分分分分类类类类短短短短波波波波（波波波波纹纹纹纹型型型型磨磨磨磨耗耗耗耗：波波波波长长长长50100mm50100mm，波波波波幅幅幅幅0.10.4mm0.10.4mm）、长长长长波（波浪型磨耗：波波（波浪型磨耗：波波（波浪型磨耗：波波（波浪型磨耗：波长长长长1003000mm1003000mm，波幅，波幅，波幅，波幅2mm2mm以以以以内内内内）。）。）。）。波磨成因波磨成因波磨成因波磨成因动动动动力作用（外因）；材力作用（外因）；材力作用（外因）；材力作用（外因）；材质质质质性能（性能（性能（性能（内内内内因）。因）。因）。因）。波磨危害波磨危害波磨危害波磨危害轮轨轮轨轮轨轮轨部件部件部件部件损伤损伤损伤损伤；行；行；行；行车车车车安全；安全；安全；安全；轮轨轮轨轮轨轮轨噪音；噪音；噪音；噪音；维维维维修修修修费费费费用。用。用。用。改善措施改善措施改善措施改善措施钢轨钢轨钢轨钢轨机械打磨。机械打磨。机械打磨。机械打磨。2.2.常见的钢轨伤损问题常见的钢轨伤损问题常见的钢轨伤损问题常见的钢轨伤损问题RAILWAY ENGINEERING（2 2）钢轨钢轨钢轨钢轨接接接接触触触触疲疲疲疲劳损伤劳损伤劳损伤劳损伤损伤类损伤类损伤类损伤类型型型型接接接接触触触触疲疲疲疲劳劳劳劳裂裂裂裂纹纹纹纹和和和和轨头剥轨头剥轨头剥轨头剥离；离；离；离；侧侧侧侧磨成因磨成因磨成因磨成因钢轨钢轨钢轨钢轨接接接接触触触触疲疲疲疲劳劳劳劳强度不均强度不均强度不均强度不均匀匀匀匀和列和列和列和列车车车车重重重重复复复复作用；作用；作用；作用；改善措施改善措施改善措施改善措施更更更更换钢轨换钢轨换钢轨换钢轨；钢轨钢轨钢轨钢轨打磨和耐磨打磨和耐磨打磨和耐磨打磨和耐磨钢轨钢轨钢轨钢轨等。等。等。等。（3 3）轨头轨头轨头轨头核核核核伤伤伤伤损伤损伤损伤损伤成因成因成因成因疲疲疲疲劳劳劳劳微裂微裂微裂微裂纹纹纹纹和列和列和列和列车动车动车动车动荷荷荷荷载载载载作用，疲作用，疲作用，疲作用，疲劳劳劳劳裂裂裂裂纹扩纹扩纹扩纹扩展；展；展；展；预预预预防措施防措施防措施防措施钢轨钢轨钢轨钢轨定期探定期探定期探定期探伤检查伤检查伤检查伤检查。（4 4）螺栓孔裂螺栓孔裂螺栓孔裂螺栓孔裂纹纹纹纹损伤损伤损伤损伤成因成因成因成因疲疲疲疲劳劳劳劳微裂微裂微裂微裂纹纹纹纹和列和列和列和列车动车动车动车动荷荷荷荷载载载载作用，疲作用，疲作用，疲作用，疲劳劳劳劳裂裂裂裂纹扩纹扩纹扩纹扩展；展；展；展；预预预预防措施防措施防措施防措施钢轨钢轨钢轨钢轨定期探定期探定期探定期探伤检查伤检查伤检查伤检查。RAILWAY ENGINEERING3.3.钢轨的合理使用钢轨的合理使用钢轨的合理使用钢轨的合理使用vv钢钢钢钢轨轨轨轨合合合合理理理理使使使使用用用用是是是是指指指指根根根根据据据据钢钢钢钢轨轨轨轨综综综综合合合合经经经经济济济济效效效效益益益益分分分分析析析析，确确确确定定定定其其其其合合合合理理理理的的的的使使使使用周期，实行钢轨分级使用制度，并积极做好旧轨的整修工作。用周期，实行钢轨分级使用制度，并积极做好旧轨的整修工作。用周期，实行钢轨分级使用制度，并积极做好旧轨的整修工作。用周期，实行钢轨分级使用制度，并积极做好旧轨的整修工作。（1 1 1 1）钢轨的分级使用）钢轨的分级使用）钢轨的分级使用）钢轨的分级使用pp含义：含义：含义：含义：二次或多次使用和在一次使用中的合理倒换使用。二次或多次使用和在一次使用中的合理倒换使用。二次或多次使用和在一次使用中的合理倒换使用。二次或多次使用和在一次使用中的合理倒换使用。pp钢轨二次使用：钢轨二次使用：钢轨二次使用：钢轨二次使用：是指钢轨在繁忙线路上运营以后经过旧轨整修，是指钢轨在繁忙线路上运营以后经过旧轨整修，是指钢轨在繁忙线路上运营以后经过旧轨整修，是指钢轨在繁忙线路上运营以后经过旧轨整修，再把它铺设到运量小的铁路上再次使用，延长钢轨的使用寿命和再把它铺设到运量小的铁路上再次使用，延长钢轨的使用寿命和再把它铺设到运量小的铁路上再次使用，延长钢轨的使用寿命和再把它铺设到运量小的铁路上再次使用，延长钢轨的使用寿命和提高钢轨的使用效率。提高钢轨的使用效率。提高钢轨的使用效率。提高钢轨的使用效率。pp旧轨整修：旧轨整修：旧轨整修：旧轨整修：综合整形轨、一般整修轨和焊接再用长轨条。综合整形轨、一般整修轨和焊接再用长轨条。综合整形轨、一般整修轨和焊接再用长轨条。综合整形轨、一般整修轨和焊接再用长轨条。pp合理倒换使用：合理倒换使用：合理倒换使用：合理倒换使用：曲线上下股倒换或直线与曲线钢轨倒换使用。曲线上下股倒换或直线与曲线钢轨倒换使用。曲线上下股倒换或直线与曲线钢轨倒换使用。曲线上下股倒换或直线与曲线钢轨倒换使用。RAILWAY ENGINEERING（2 2 2 2）钢轨整修技术）钢轨整修技术）钢轨整修技术）钢轨整修技术pp分类分类分类分类厂内修理和现场修理；厂内修理和现场修理；厂内修理和现场修理；厂内修理和现场修理；pp场内修理作业：场内修理作业：场内修理作业：场内修理作业：清洗、除锈、矫直、探伤、锯轨及钻孔等。清洗、除锈、矫直、探伤、锯轨及钻孔等。清洗、除锈、矫直、探伤、锯轨及钻孔等。清洗、除锈、矫直、探伤、锯轨及钻孔等。pp现场修理作业：现场修理作业：现场修理作业：现场修理作业：接头病害整修接头病害整修接头病害整修接头病害整修磨修和补焊。磨修和补焊。磨修和补焊。磨修和补焊。（3 3 3 3）钢轨打磨）钢轨打磨）钢轨打磨）钢轨打磨vv钢钢钢钢轨轨轨轨打打打打磨磨磨磨：（最最最最初初初初）整整整整治治治治波波波波形形形形磨磨磨磨耗耗耗耗、车车车车轮轮轮轮擦擦擦擦伤伤伤伤及及及及接接接接头头头头鞍鞍鞍鞍型型型型磨磨磨磨耗；（现在）多功能养路技术，从耗；（现在）多功能养路技术，从耗；（现在）多功能养路技术，从耗；（现在）多功能养路技术，从钢轨修理钢轨修理钢轨修理钢轨修理转向转向转向转向钢轨保养钢轨保养钢轨保养钢轨保养。vv分分分分类类类类：按按按按钢钢钢钢轨轨轨轨打打打打磨磨磨磨的的的的目目目目的的的的及及及及磨磨磨磨削削削削量量量量，分分分分为为为为修修修修理理理理性性性性打打打打磨磨磨磨、预预预预防防防防性打磨和钢轨断面打磨。性打磨和钢轨断面打磨。性打磨和钢轨断面打磨。性打磨和钢轨断面打磨。RAILWAY ENGINEERING1 1 1 1）修理性打磨）修理性打磨）修理性打磨）修理性打磨pp用途：用途：用途：用途：消除波形磨耗、车轮擦伤、轨裂纹及接头鞍形磨耗。消除波形磨耗、车轮擦伤、轨裂纹及接头鞍形磨耗。消除波形磨耗、车轮擦伤、轨裂纹及接头鞍形磨耗。消除波形磨耗、车轮擦伤、轨裂纹及接头鞍形磨耗。pp存在问题：存在问题：存在问题：存在问题：一次磨削量较大，打磨周期长。一次磨削量较大，打磨周期长。一次磨削量较大，打磨周期长。一次磨削量较大，打磨周期长。不能消除潜在的接触疲劳裂纹，钢轨再用裂纹继续扩展。不能消除潜在的接触疲劳裂纹，钢轨再用裂纹继续扩展。不能消除潜在的接触疲劳裂纹，钢轨再用裂纹继续扩展。不能消除潜在的接触疲劳裂纹，钢轨再用裂纹继续扩展。2 2 2 2）预防性打磨）预防性打磨）预防性打磨）预防性打磨pp用途：用途：用途：用途：在钢轨表面裂纹开始扩展前，消除微裂纹萌生区。在钢轨表面裂纹开始扩展前，消除微裂纹萌生区。在钢轨表面裂纹开始扩展前，消除微裂纹萌生区。在钢轨表面裂纹开始扩展前，消除微裂纹萌生区。pp特点：特点：特点：特点：打磨周期较短，延长钢轨使用寿命。打磨周期较短，延长钢轨使用寿命。打磨周期较短，延长钢轨使用寿命。打磨周期较短，延长钢轨使用寿命。pp发展现状：发展现状：发展现状：发展现状：成为控制钢轨接触疲劳的技术。成为控制钢轨接触疲劳的技术。成为控制钢轨接触疲劳的技术。成为控制钢轨接触疲劳的技术。RAILWAY ENGINEERING3 3 3 3）钢轨断面（廓形）打磨）钢轨断面（廓形）打磨）钢轨断面（廓形）打磨）钢轨断面（廓形）打磨pp用用用用途途途途：改改改改变变变变钢钢钢钢轨轨轨轨头头头头部部部部形形形形状状状状，改改改改善善善善轮轮轮轮轨轨轨轨接接接接触触触触状状状状态态态态，抑抑抑抑制制制制病病病病害害害害发发发发生生生生和发展。和发展。和发展。和发展。pp适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：曲线地段钢轨断面不对称打磨。曲线地段钢轨断面不对称打磨。曲线地段钢轨断面不对称打磨。曲线地段钢轨断面不对称打磨。pp作用：作用：作用：作用：降低轮轨横向力和冲击角，减轻钢轨侧面磨耗。降低轮轨横向力和冲击角，减轻钢轨侧面磨耗。降低轮轨横向力和冲击角，减轻钢轨侧面磨耗。降低轮轨横向力和冲击角，减轻钢轨侧面磨耗。4 4 4 4）钢轨打磨综合技术）钢轨打磨综合技术）钢轨打磨综合技术）钢轨打磨综合技术pp实现途径：实现途径：实现途径：实现途径：钢轨打磨列车。钢轨打磨列车。钢轨打磨列车。钢轨打磨列车。pp维修类型：维修类型：维修类型：维修类型：修理性打磨为主，重点整治波磨。修理性打磨为主，重点整治波磨。修理性打磨为主，重点整治波磨。修理性打磨为主，重点整治波磨。pp作用：作用：作用：作用：消除或延缓波磨、消除接触疲劳层，防止剥离掉块。消除或延缓波磨、消除接触疲劳层，防止剥离掉块。消除或延缓波磨、消除接触疲劳层，防止剥离掉块。消除或延缓波磨、消除接触疲劳层，防止剥离掉块。RAILWAY ENGINEERING图图 1-5 YM150型钢轨打磨机型钢轨打磨机及其使用及其使用RAILWAY ENGINEERING1.3 1.3 钢钢钢钢 轨轨轨轨 连连连连 接接接接vv定义：定义：定义：定义：钢轨接头钢轨接头钢轨接头钢轨接头即轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接。即轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接。即轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接。即轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接。vv连接方式：连接方式：连接方式：连接方式：按与轨枕相对位置按与轨枕相对位置按与轨枕相对位置按与轨枕相对位置悬空式和承垫式悬空式和承垫式悬空式和承垫式悬空式和承垫式按钢轨接头相错量按钢轨接头相错量按钢轨接头相错量按钢轨接头相错量相对式和相错式相对式和相错式相对式和相错式相对式和相错式主型连接方式主型连接方式主型连接方式主型连接方式相对悬空式相对悬空式相对悬空式相对悬空式vv连连连连接接接接要要要要求求求求：与与与与钢钢钢钢轨轨轨轨形形形形成成成