寬軌枕線路
又稱軌枕板線路。是用預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕板,密排鋪設(shè)在經(jīng)過壓實的道床上,板縫間用瀝青或其他材料填封所修筑的線路。預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕板寬55厘米,比普通預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕底寬寬兩倍,其長度和厚度同普通預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕相同(見彩圖)。因此,寬軌枕和道床間的接觸面積比普通軌枕和道床間接觸面積增大一倍,從而減少了對道床的壓力。
寬軌枕線路適用于繁忙干線,也可鋪設(shè)在維修困難的隧道和站場內(nèi),不論石質(zhì)或土質(zhì)路基均可鋪設(shè),但在具有翻漿冒泥病害的路基上鋪設(shè)必須先將路基病害經(jīng)過整治。寬軌枕線路的主要優(yōu)點有:①軌道下沉量小。震動加速度比混凝土軌枕線路小,鋪設(shè)后下沉速度逐漸減慢和停止。所以線路維修工作量大大降低,約為普通混凝土軌枕線路的三分之一。②軌道易保持整潔。臟污不易侵入道床,延長了線路大修中修周期。③線路平順、穩(wěn)定,有利于高速運行及鋪設(shè)無縫線路。其缺點是造價較高,在繁忙干線上換鋪也較困難。
整體道床線路
用混凝土(一般配有鋼筋)直接灌注在穩(wěn)定堅實路基上,不使用普通軌枕及碎石道床的新型線路。這種線路外觀整潔,適用于運量大、維修困難的地段,特別適用于隧道、地下鐵道、港口碼頭及石質(zhì)路基上鋪用。但它的修建投資大,如因施工草率或基底不穩(wěn),混凝土層斷裂,整治困難。中國在隧道內(nèi)鋪設(shè)的整體道床線路總長300多公里。
板式軌道
一種新型無碴軌道,是用鋼筋混凝土大板,并在大板下先用乳化瀝青水泥砂漿作為調(diào)整層(也可加鋪一層高分子彈性材料作墊層)構(gòu)成的軌道。這種軌道適用于石質(zhì)路基或無碴橋面上。鋪在土質(zhì)路基上則須另設(shè)壓實的瀝青混凝土承重層。這種軌道整體性好,線路穩(wěn)定,維修工作量小,但成本高,施工期長。日本鐵路在新干線上已推廣使用。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
所有的高速鐵路都是采用標(biāo)準(zhǔn)軌距(1435mm)興建的。(唯一的例外是俄羅斯和芬蘭采用的1520毫米寬軌高速鐵路)。普通鐵路一般籠統(tǒng)的把軌距分為三種寬軌、標(biāo)準(zhǔn)軌、窄軌。中國早期的鐵路大多由英國及比利時工程師承建加上當(dāng)時的親西方政策因此其軌距沿用英國標(biāo)準(zhǔn),為標(biāo)準(zhǔn)軌所以現(xiàn)在我國大部分地區(qū)采用標(biāo)準(zhǔn)軌(1435mm),在云貴地區(qū),河南省及東北林場有解放前和解放初期修建的窄軌鐵路,也稱米軌,因為軌距為一米,還有部分地方鐵路和廠礦自營鐵路也采用米軌,近年來已經(jīng)在逐步改造了。
軌枕承墊
軌枕承墊于鋼軌之下,是用來支撐鋼軌的鐵路對象。其功用如下:
1.將鋼軌所傳下的載重平均分布于道砟上。
2.維持鋼軌的線型及兩軌間的軌距。
3.確保軌道具有均勻的彈力,作用有如建筑物的梁 。
目前我國所用的鋼軌大部分為碳素鋼軌和中錳鋼軌,它們是w(c)=0.55%一0.75%的高碳鋼,按性能要求加人一定量的Mn,Si,V或稀土元素等,P's含量控制在0.02%以下,組織為片狀珠光體。
輪軌損傷一直是鐵路系統(tǒng)中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的一個問題。鋼軌在服役過程中的主要損傷類型是鋼軌壓潰、側(cè)磨、波磨和剝離等四種類型。雖然鋼軌主要損傷類型各異,破壞機(jī)制不同,但主要影響因家是輪軌之間的界面關(guān)系。一般地,鋼軌服役一段時間后,表面發(fā)生損傷,且都會生成白蝕層,它與鋼軌的磨耗、滾動接觸疲勞裂紋的萌生及擴(kuò)展等密切相關(guān),對鋼軌的性能和使用壽命有重大影響。本文探討了鋼軌在服役過程中表面組織的變化及其和表面損傷的關(guān)系,并特別關(guān)注了白蝕層的形成及其機(jī)理。
服役鋼軌的組織及白蝕層的形成
鋼軌在服役過程中,與車輪的表面接觸發(fā)生波浪磨耗,距鋼軌表層10一1005m深度范圍內(nèi)發(fā)生了組織的轉(zhuǎn)變。服役一段時間后,鋼軌表面生成了一層物質(zhì),它對硝酸酒精有較強的抗腐蝕能力,并且在光學(xué)顯微鏡下呈白色,因而命名為白蝕層。
軌道鋼規(guī)格、重量以及相關(guān)知識
鐵路鋼軌知識:
(1)重型鋼軌知識:每米公稱重量大于30kg的鋼軌?;疖囦撥壓推鹬貦C(jī)軌都屬重軌?;疖囦撥?用于鋪設(shè)鐵路,要承受火車營運時的壓力、沖擊載荷和摩擦,要求有足夠的強度和一定的韌性。質(zhì)量要求嚴(yán)格,除保證其化學(xué)成分外,還要求檢驗力學(xué)性能、落錘試驗和酸浸低倍組織等。生產(chǎn)廠有武鋼、鞍鋼、包鋼和攀鋼等。起重機(jī)軌:即吊車軌,其高度較低,頭寬及腰厚尺寸較大,只要求檢驗化學(xué)成分和抗拉強度。用于鋪設(shè)起重機(jī)大于及小車軌道。生產(chǎn)廠有鞍鋼和攀鋼。
(2)輕型鋼軌知識:是每米公稱重量小于或等于30kg的鋼軌。輕軌的質(zhì)量要求比重軌低,只要求檢驗其化學(xué)成分、抗拉強度、硬度和落錘試驗等。主要用途:輕軌主要用于林區(qū)、礦區(qū)、工廠及施工現(xiàn)場等處鋪設(shè)臨時運輸線路和輕型機(jī)車用線路。
鐵路
(1)輕型質(zhì):Q235,55Q;規(guī)格:30kg/m,24kg/m,22kg/m,18kg/m,15kg/m,12kg/m,8kg/m。
(2)重型質(zhì):45MN,71MN;規(guī)格:50kg/m,43kg/m,38kg/m,33kg/m
(3)起重質(zhì):U71MN;規(guī)格:QU70kg/m,QU80kg/m,QU100kg/m,QU120kg/m。
鋼軌鋼傷損
軌道鋼傷損是指軌道鋼在使用過程中,發(fā)生折斷、裂紋及其它影響和限制鋼軌鋼使用性能的傷損。
為便于統(tǒng)計和分析軌道鋼傷損,需對軌道鋼傷損進(jìn)行分類。根據(jù)傷損在鋼軌鋼斷面上的位置、傷損外貌及傷損原因等分為九類32種傷損,用兩位數(shù)編號分類,十位數(shù)表示傷損的部位和狀態(tài),個位數(shù)表示造成傷損的原因。軌道鋼傷損分類具體內(nèi)容可見“鐵道工務(wù)技術(shù)手冊(軌道)”。
軌道鋼折斷是指有下列情況之一者:鋼軌鋼全截面至少斷成兩部分;裂縫已經(jīng)貫通整個軌頭截面或軌底截面;軌道鋼頂面上有長大于50mm、深大于10mm的掉塊。軌道鋼折斷直接威脅行車安全,應(yīng)及時更換。鋼軌鋼裂紋是指除軌道鋼折斷之外,軌道鋼部分材料發(fā)生分離,形成裂紋。
鋼軌鋼傷損種類很多,常見的有磨耗、剝離及軌頭核傷、軌腰螺栓孔裂紋等。下面介紹幾種常見的軌道鋼傷損情況。
軌道鋼磨耗
鋼軌鋼磨耗主要是指小半徑曲線上軌道鋼的側(cè)面磨耗和波浪磨耗。至于垂直磨耗一般情況下是正常的,隨著軸重和通過總重的增加而增大。軌道幾何形位設(shè)置不當(dāng),會使垂直磨耗速率加快,這是要防止的,可通過調(diào)整軌道幾何尺寸解決。
(1)側(cè)面磨耗
側(cè)面磨耗發(fā)生在小半徑曲線的外股軌道鋼上,是現(xiàn)在曲線上傷損的主要類型之一。列車在曲線上運行時,輪軌的磨擦與滑動是造成外軌側(cè)磨的根本原因。列車通過小半徑曲線時,通常會出現(xiàn)輪軌兩點接觸的情況,這時發(fā)生的側(cè)磨最大。側(cè)磨的大小可用導(dǎo)身力與沖擊角的乘積,即磨耗因子來表示。改善列車通過曲線的條件,如采用磨耗型車輪踏面,采用徑向轉(zhuǎn)向架等會降低側(cè)磨的速率。
從工務(wù)角度來講,應(yīng)改善鋼軌鋼材質(zhì),采用耐磨軌,例如高硬稀土軌其耐磨性是普通軌的2倍左右,淬火軌為1倍以上。
加強養(yǎng)護(hù)維修,設(shè)置合適的軌距、外軌超高及軌底坡,增加線路的彈性,在軌道鋼側(cè)面涂油等,都可以減小側(cè)面磨耗的效果。
(2)波浪形磨耗
波浪形磨耗是指軌道鋼頂面上出現(xiàn)的波浪狀不均勻磨耗,實質(zhì)上是波浪形壓潰。波磨會引起很高的輪軌動力作用,加速機(jī)車車輛及軌道部件的損壞,增加養(yǎng)護(hù)維修費用;此外列車的劇烈振動,會使旅客不適,嚴(yán)重時還會威脅到行車安全;波磨也是噪音的來源。我國一些貨運干線上,出現(xiàn)了嚴(yán)重的波磨。其發(fā)展速度比側(cè)磨還快,成為換軌的主要原因。
波磨可以其波長分為短波(或稱波紋)和長波(或稱波浪)兩種。波紋為波長約50~100mm,波幅0.1~0.4mm的周期性不;長波為波長100mm以上,3000mm以下,波幅2mm以內(nèi)的周期性不。
波磨主要出現(xiàn)在重載運輸線上,尤其是運煤運礦線上特別嚴(yán)重,在高速高客運線上也有不同程度的發(fā)生,城市地鐵上也較普遍。列車速度較高的鐵路上,主要發(fā)生波紋磨耗,且主要出現(xiàn)在直線和制動地段。
鐵路軌道簡稱路軌、鐵軌、軌道等,主要用于鐵路上,并與轉(zhuǎn)轍器合作,令火車無需轉(zhuǎn)向便能行走。
鐵路軌道通常由兩條平行的鋼軌組成,鋼軌固定放在軌枕上,軌枕之下為路碴。由軌撐、扣件、壓軌器、道夾板、彈條、鐵路道釘?shù)辱F路配件緊固。
鐵路路軌以鋼鐵制成的路軌,可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木、灰枕,或路枕,功用是將鋼軌的重量及鋼軌所受壓力分開散布,和保持固定軌距,維持路軌的軌距。原先是木枕,現(xiàn)在是混凝土枕。
技術(shù)原理
軌道承受著多變化的垂直、橫向、縱向的靜荷載和動荷載,荷載從鋼軌通過軌枕和道床傳遞到路基。通過力學(xué)理論,分析研究在各種荷載條件下,軌道各組成部分所產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變,而確定其承載能力和穩(wěn)定性。
軌道力學(xué)分析軌道結(jié)構(gòu)在機(jī)車車輛作用下的受力和變形,以及軌道結(jié)構(gòu)病害對軌道破壞及列車運行的影響,為設(shè)計軌道結(jié)構(gòu),制定軌道管理標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
鋼軌|軌道鋼的類型是以每米長的鋼軌質(zhì)量千克數(shù)表示的。我國鐵路上使用的鋼軌有75kg/m、60kg/m、50kg/m,43kg/m和38kg/m等幾種。鋼軌的斷面形狀采用具有優(yōu)秀抗彎性能的工字形斷面,有軌頭、43G,50G,60G鋼軌截面軌腰以及軌底三部分組成。為使鋼軌更好地承受來自各方面的力,保證必要強度條件,鋼軌應(yīng)有足夠的高度,其頭部和底部應(yīng)有足夠的面積和高度、腰部和底部不宜太薄。
鋼軌的斷面形狀采用具有優(yōu)秀抗彎性能的工字形斷面,有軌頭、43G,50G,60G鋼軌截面圖43G,50G,60G鋼軌截面圖軌腰以及軌底三部分組成。為使鋼軌更好地承受來自各方面的力,保證必要強度條件,鋼軌應(yīng)有足夠的高度,其頭部和底部應(yīng)有足夠的面積和高度、腰部和底部不宜太薄。
外觀質(zhì)量
(1)軋制后的鋼軌應(yīng)筆直,不得有顯著彎曲與扭轉(zhuǎn)。對于輕重軌的局部彎曲和扭轉(zhuǎn)及其矯正變形量,軌端面的傾斜等,不得超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
(2)鋼軌表面應(yīng)潔凈光滑,不得有裂紋、結(jié)疤、劃痕等缺陷;其端面不得有縮孔痕跡和夾層等。對于輕重軌整體表面所允許存在的缺陷及其幾何量的程度,均不得超過標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
鋼軌磨耗的允許限度
鋼軌頭部允許磨耗限度主要由強度和構(gòu)造條件確定。即當(dāng)鋼軌磨耗達(dá)到允許限度里,
一是還能保證鋼軌有足夠的強度和抗彎剛度;
二是應(yīng)保證在不利情況下車輪緣不碰撞接頭夾板?!惰F路線路維修規(guī)則》中按鋼軌頭產(chǎn)磨耗程度的不同,分為輕傷和重傷兩類。波磨軌耗谷深超過0.5mm為輕傷軌。
證明書
(1)每根重軌在其規(guī)定部位,軋有清晰凸起的標(biāo)志:生產(chǎn)廠標(biāo)志、鋼號、爐造年(月)號。有表示特定意義的“A”、“Z”字樣及白漆等。
(2)以捆交貨的輕軌,應(yīng)掛有注明批號的牌。
(3)鋼軌的質(zhì)量證明書內(nèi)容,按“8”中(12)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
驗收注意
(1)到貨應(yīng)嚴(yán)格按照合同及附件規(guī)定,在索賠期內(nèi)完成質(zhì)量把關(guān)的一般檢驗。
(2)在鋼軌的品質(zhì)保證期內(nèi),要注意鋼軌的質(zhì)量變化。近年曾發(fā)生幾起進(jìn)口鋼軌的實際運行使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題的索賠案,經(jīng)檢驗檢疫機(jī)構(gòu)運用超聲波探傷等檢測手段判明為軌內(nèi)裂、軌面剝離等缺陷,出具檢驗檢疫證書后,取得顯著索賠成效。
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