1、12第一章 绪论 本讲主要内容课程性质与要求轨道结构发展轨道结构组成与工作特点轨道结构与运营条件的关系轨道结构类型3一、课程性质与要求课程性质土木工程专业铁道方向限选课，3学分轮轨铁路交通的重要部分，我校的轨道交通特色承上启下，联系列车与桥梁等线下基础从事铁路、地铁、轻轨等必修课一门理论性与经验性相结合的课程具有培养学士、硕士、博士生的广阔研究领域一、课程性质与要求课程知识体系基础知识：本科轨道结构知识轨道静力设计轨道维护技术轨道施工技术。创新能力：硕士轨道动力分析轨道结构优化轨道病害分析轨道施工组织轨道试验开展。科学研究：博士轨道设计理论轨道结构创新轨道维修理论轨道施工理论轨道试验研究轨道技
2、术标准。45一、课程性质与要求课程要求掌握轨道结构组成、基本特点与功能掌握轨道结构静力计算方法掌握轨道维护基本理论与方法了解轨道结构强化、动力设计、施工等相关知识初步具有分析实际问题的能力6一、课程性质与要求成绩评定与上课要求闭卷考试，占70%平时30分，三次课题作业、点名，缺一次扣10分遵守课堂纪律 教材与参考书铁路轨道，李成辉，西南交大出版社，2012年铁道工程，易思蓉，中国铁道出版社，2011年铁路轨道施工，王平，中国铁道出版社，2010年铁路工务检测技术，刘学毅，中国铁道出版社，2010年铁路工务管理，高亮，中国铁道出版社，2010年7一、课程性质与要求轨道课程与就业关系科研院所：轨道
3、研究设计院：轨道设计铁路局：轨道维护工程局：轨道施工制造厂：轨道结构工务员：轨道技术政策与管理咨询：轨道设计监理：轨道施工其他：投融资，物资，材料，焊接，机械，检测.89二、轨道结构发展1、轨道的起源马车运矿在土基上行走加长木垫，1605年在长木垫上加铁板在铁垫上设轮缘车轮及长木枕用铁制，18世纪中铁轨设为工字型发展为轨道10二、轨道结构发展1、轨道的起源蒸汽机车的出现1830年第一条铁路在英国出现因轴重加大，铁轨下再设木垫木枕置入石碴中，传统轨道结构形成铁轨间距为马车轮距4英尺8.5寸1937年形成标准轨距铁轨发展为钢轨，1865年11二、轨道结构发展大交通：铁路、公路、航空、水运、管道铁路
4、分类：重载、高速、提速、地铁铁路技术的特点：轮轨系统(与磁浮技术体系不同)两个重要的部件：车轮与钢轨2、轨道在铁路中的地位123、当前铁路发展方向 高速铁路2007年4月3日（TGV ）最 新 型“V150”列车的行驶试验，时速达到574.8公里2013/5/8绪论13 高速铁路 亚洲：日本、韩国、中国 欧洲2013/5/8绪论14 高速铁路 亚洲 欧洲法德意西瑞2013/5/8绪论轨道技术要求：高平顺性中国高速铁路世界纪录：路网里程最长，9368公里；在建成规模最大，近万公里；运营速度最高，300km/h北京-哈尔滨客运专线：京秦沈快速客运通道700km天津-秦皇岛、哈尔滨-大连两条线总长：
5、1160km杭州-宁波-深圳客运专线1600公里杭州-南昌-长沙客运专线880公里 15运专线1400公里青岛-石家庄-太原客运专线770公里北京-上海客运专线1300公里徐州-郑州-兰州客京津、宁沪杭、广深、广珠等城际客运系统2000公里南京-武汉-重庆-成都客运专线1900公里至2020年，新建客运 昆通道 18000km兰 专线 2013/5/8北京-广州-深圳客运专线2230公里绪论163、当前铁路发展方向 重载铁路：美、加、澳、俄、中2013/5/8绪论172013/5/8绪论重载铁路世界记录：最大轴重40t，美国；轨道技术要求：高强度最长列车，7公里，10万吨，澳大利亚；最大年运量
6、，4亿吨，中国大秦线，相当于4条京广铁路182013/5/8绪论3、当前铁路发展方向既有线提速：我国铁路营业里程占世界6%，完成的工作量占25%从1997年4月到2004年4月，连续5次大提速，列车时速从6070公里到120公里、140公里、160公里 2007年4月18日，我国铁路实施第6次大提速中国既有线提速是世界楷模，最高速度200km/h；列车牵引重量5000t，按1994年标准为重载铁路，现修改标准；欧洲、亚洲铁路均在学习轨道技术要求：易维修性19到2006年底，我国铁路的营业里程7.7万公里，其中复线2.64万公里，电气化铁路2.44万公里。2013/5/8绪论20第6次大提速的特
7、点：列车新：首次开行“和谐号”动车组；速度快：旅客最高200km/h，部分区段250km/h，货物最高120km/h；密度大：客车间隔5分，货物间隔6分；范围广：120km/h及以上2.2万公里，200km/h及以上6000公里；效率高：客货运输能力分别提高18%和12%。2013/5/8绪论212013/5/8绪论3、当前铁路发展方向城轨交通：国内已有10个城市开通了31条城市轨道交通线，运营里程达到835.5公里 33个城市制订了地铁建设规划，共计3000公里以上轨道技术要求：减振性4、铁路技术的组成整体系统集成线路技术列车技术牵引供电技术运营调度系统线路勘测设计轨道路基桥梁隧道列车运行控
8、制系统 车站与枢纽防灾环保项目管理客运服务信息系统 22235、轨道技术的发展 提速、高速、重载、地铁需要发展铁路轨道新技术 高速道岔 无砟轨道 无缝线路 新型扣件 轨道维护 轨道施工 铁路建设高峰期，急需懂得铁路轨道新技术的管理和技术人才2013/5/8绪论242013/5/8绪论三、轨道作用与工作特点1、轨道是提高道路承载能力需求的产物木轨道铸铁轨轨道木枕有砟轨道混凝土枕有砟轨道无砟轨道252013/5/8绪论三、轨道作用与工作特点2、轨道的作用(*)总作用：行车的基础导向：引导机车车辆平稳安全运行承力：直接承受由车轮传来的荷载传力：把荷载传布给路基或桥隧建筑物262013/5/8绪论三、
9、轨道作用与工作特点2、轨道的作用(*)车轮/钢轨钢轨/垫板垫板/轨枕轨枕/道床道床/路基272013/5/8绪论三、轨道作用与工作特点3、轨道的工作特点(*)结构的组合性和散体性：多种材料部件组成且为松散配合、道床为散粒体道砟、纵向组成长大工程结构物维修的经常性和周期性：道床不断沉降、部件不断损伤、定期更换轨道部件荷载的重复性和随机性：每个车轮均对轨道施加作用力、每个车轮对轨道作用力不同、每个车轮在轨道不同部位作用力不同28四、轨道与运营条件关系1、运营条件（*）速度：设计速度、运行速度、旅行速度，单位km/h线路设计速度：80、120、160、200、250、350动荷载影响因素 轴重:静轴
10、重（与静轮重相对）、动轮重，单位t或kN线路设计轴重：21、25、27、30t交变荷载及应力幅值的大小 运量：通过总质量、通过总重，单位：百万吨/年轨道结构选型依据，30、50、100百万吨等2013/5/8疲劳累积荷载 绪论29四、轨道与运营条件关系2、速度与轨道的关系（*）速度越高，振动越大，动轮载越大，轨道变形越大 平顺轨道的动轮载增加量低于10%，轨道不平顺时、钢轨接头、车轮不圆及扁疤时，动力作用大幅增加，接头冲击可达3-4倍 速度越高，轮轨横向力越大，磨耗及伤损越大 速度越高，振动越大，乘坐舒适性越差，要求轨道越平顺，基础越稳定2013/5/8绪论30四、轨道与运营条件关系3、轴重与
11、轨道的关系（*）轴重越大，荷载越大，疲劳损伤越严重 钢轨疲劳伤损主要是由轴重引起的，与轴重的2-3次方成比例 道床及路基累积变形也主要是由最大轴重引起的，与大轴重的平方成正比 低速重载较高速铁路动作用力大 车轮直径D对轴重与轨道关系影响极大，P/D不宜大于142-162kN/m，车轮不能增大时，需采用重型钢轨或改善钢轨材质以提高轨道强度2013/5/8绪论31四、轨道与运营条件关系3、轴重与轨道的关系（*）大轴重的影响32四、轨道与运营条件关系4、运量与轨道的关系（*）运量是反映轴重、速度、行车密度的一项综合指标速度和轴重决定了荷载强度，行车密度决定了荷载和应力作用的频度运量越大，行车密度越大
12、，单位时间内应力循环次数越多，整个轨道的永久变形积累及其部件的疲劳伤损越快，轨道的维修周期越短运量越大，可用以维修的作业时间越少 要求轨道具有高的耐久性、较少的维修工作量2013/5/8绪论33五、轨道类型1、轨道的合理配套（1）设计原则等强度原则，物尽其用弹性连续原则，减少动不平顺等寿命原则，便于周期性维修（2）选型原则与运输发展相适应，由轻到重逐步加强经济、适用、标准化轨道各部件合理匹配与线下基础及信号配套2013/5/8绪论项目单位特重型重型次重型中型轻型运营条件年通过总质量Mt50255015258158路段旅客列车设计行车速度km/h20012020012012012010080轨道
13、结构钢轨kg/m75或606060505050轨枕混凝土枕型号铺枕根数根/km1667166716671760166717601600168015201640碎石道床厚度土质路基双层道砟cm303030252020底砟cm202020202015土质路基单层道砟cm303030303025硬质岩石或级配碎石路基单层道砟cm353535303025无砟道床板式轨道混凝土底座厚度cm15长枕埋入式弹性支承块式1734五、轨道类型2、轨道类型正线轨道类型按运营条件划分为：特重型、重型、次重型、中型和轻型2013/5/8绪论35六、轨道结构强化随着速度提高、轴重增大、运量增加，轨道结构在不断在强化过程中而发展 提高轨道结构整体强度 钢轨重型化、强韧化 铺设混凝土轨枕 无碴轨道 弹性扣件 铺设无缝线路消灭钢轨接头 普通无缝线路 桥上无缝线路 跨区间无缝线路 提升道岔品质2013/5/8绪论36谢谢大家！
