轨道工程课后题答案

第二章 有砟轨道结构

1.有砟轨道的主要组成及其功用？

钢轨：直接承受列车荷载，依靠钢轨头部内侧面和机车车辆轮缘的相互作用，为车轮提供连续且组阻力最小的滚动接触面，引导列车运行，并依靠它本身的刚度和弹性将所承受的荷载分布传递于轨枕。

轨枕：承受来自钢轨的压力，并把它分布传递至道床；同时利用扣件保持钢轨的正确位置。

接头：用于钢轨与钢轨的可靠联结，保持钢轨的连续性与整体性。

扣件：固定钢轨位置，阻止钢轨纵、横向移动，防止钢轨翻转，确保轨距正常，并在机车车辆的作用下，发挥一定的缓冲减振性能，延缓线路残余变形的累积。

轨道加强设备：防止钢轨与轨枕之间发生相对的纵向位移，增加线路抵抗钢轨纵向爬行的能力；在曲线上安装轨撑和轨距杆，可提高钢轨横向稳定性，防止轨距扩大。

道床：固定轨枕的位置，增加轨道弹性，防止轨枕纵、横向位移，并把承受的压力分布传递给路基或者桥隧建筑物，同时还方便排水和调整线路的平、纵断面。

道岔：使车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道。 2.钢轨的类型有哪些？钢轨分级使用的含义是什么？

钢轨的类型: 按每米大致质量（kg/m）划分。我国钢轨分为43，50，60，75kg/m四种类型。

钢轨分级使用： 钢轨的二次或多次使用； 钢轨在一次使用中的合理倒换使用。 3.钢轨伤损的主要形式有哪些？伤损原因及其解决措施？

轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹、钢轨接触疲劳伤损。

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：⑴提高钢轨材质，防止出现气孔等不良现象。⑵改善线路质量，提高弹性和平顺性，减少动力和冲击。⑶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。

钢轨接触疲劳伤损：提高钢轨接触疲劳强度。

4.依照打磨的目的及磨削量分类，钢轨打磨的种类有哪些？为什么要进行钢轨断面轮廓形打磨？

预防性打磨：为控制钢轨表面接触疲劳的发展，在裂纹开始扩展前将裂纹萌生区打掉的技术。

特点：打磨周期短；打磨深度浅：轨顶一般为0.05~0.075mm；外轨内缘和内轨外缘一般为0.1~0.15mm。

保养性打磨：将钢轨断面打磨成最佳轮轨接触的几何形状，以延缓波磨和其他疲劳伤损的产生的技术。特点 ：在曲线地段，可明显降低轮轨横向力和冲角，减轻钢轨侧磨

修理性打磨：用来消除已产生的钢轨磨耗。特点：钢轨的一次磨削量较大，打磨周期长；不能消除引起波磨、钢轨剥离及掉块的潜在的接触疲劳裂纹。

进行轮廓形打磨原因：将钢轨断面打磨成最佳轮轨接触的几何形状，以延缓波磨和其他疲劳伤损的产生，在曲线地段对钢轨断面进行非对称打磨，能明显降低轮轨横向力和冲角，

减少侧磨。

5.比较一下木枕与混凝土枕的优缺点。

木枕：弹性好、减缓冲击、易加工维修、与钢轨连接简单、绝缘性能好。但是耗木材、易腐蚀、磨损、寿命短、易形成不平顺。

混凝土枕：纵、横向阻力较大，提高了线路的稳定性；铺设高弹性垫层可以保证轨道弹性均匀；使用寿命长，可以降低轨道的养修费用；可以节约大量优质木材。但是列车通过不平顺的混凝土枕线路时，轨道附加动力增大。 6. 钢轨接头有哪些种类，特点是什么？

①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。

②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。

③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。 7. 有砟扣件有哪些种类，特点是什么？

（1）按扣压件区分：刚性和弹性； （2）按承轨槽区分：有挡肩和无挡肩；

（3）按轨枕区分：有木枕扣件和混凝土枕扣件；

（1）按轨枕、垫板及扣压件的联结方式区分：不分开式和分开式。 8.碎石道床断面的三个特征？

道床厚度：指直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的距离。 顶面宽度：指道床顶面左边缘到右边缘的距离。 主要取决于道床肩宽。 边坡坡度：对保证道床的坚固稳定有十分重要的意义。取决于道砟材料的内摩擦角与粘 聚力，也与道床肩宽有一定的联系。 9. 简述钢轨轨缝的设置原则。

预留轨缝：为适应钢轨热胀冷缩的需要，在钢轨接头处要预留轨缝。预留轨缝应满足如下的条件：（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，以防温度压力太大而胀轨跑道 （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拉断

构造轨缝：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。 10.胶粘道岔优缺：

优点：提高道床横向支撑能力，减少列车经过时道砟道床承受的巨大载荷和冲击。 缺点：略

11.某地区Tmax?52.3℃，Tmin??5.4℃，在轨温25℃调整轨缝，钢轨长度25m，求预留轨缝a0。

tz?11Tmax?Tmin????52.3?5.4??23.45℃2211a0??（Ltz?t0)?ag?0.0118?25?(23.45?25)??18?8.54mm。

22第三章 无砟轨道结构

1.与有砟轨道结构相比，无砟轨道结构有哪些优缺点？ 优点：1.整体性强，稳定性好；

2.轨道几何形位易于保持；

3.有利于铺设无缝线路及高速行车。其轨道变形很小，发展较慢；

4.减少养护维修工作量，改善劳动工作条件，这对于运量大，行车速度和密度均较高的线路，以及通风照明条件差的长大隧道，效果尤为显著。

5.还可减少隧道的开挖面积，增加隧道或桥梁净空，外观整洁美观，坚固耐久。 缺点：1.整体道床工程投资费用高；

2.要求较高的施工精度和特殊的施工方法； 3.对扣件和垫层也有特殊要求；

4.在运营过程中，一旦出现病害，整治非常困难； 5.振动噪声大。

2.无砟轨道与有砟轨道扣件异同？

由于无砟轨道取消了有砟轨道中起弹性、减振和调整轨道变形作用的道砟层，所以轨道所需弹性和调整量主要由扣件提供。此外，在有减振降噪要求的地段，无砟轨道扣件系统还要考虑减振降噪要求。因此对无砟轨道扣件的要求比有砟轨道高得多。 、 3.无砟轨道主要有哪些类型？

主要有板式轨道、双块式轨道、长枕埋入式轨道、弹性支承轨道等结构型式。 4.CA砂浆主要作用是什么？

用在A型轨道板轨道上作为垫层材料。 5.减振型无砟轨道主要特点？

减振轨道板的几何尺寸与普通型板式无砟轨道轨道板相同，在轨道板长度方向粘贴橡胶材料，在长度方向中部采用泡沫聚乙烯，可减少成本较高的橡胶材料用量。 6.浮置板轨道减振原理？

当一个振动体在一个外部激振动力作用下产生振动时，振动体振动的频率与振动体质量的开方成反比，与振动体刚度开方成正比。而加速度大小与振动体振动频率平方成正比，也即与质量成反比，与刚度成正比。浮置板轨道正是利用该原理，增大振动体振动质量和增加振动体弹性，利用其惯性力吸收冲击荷载从而起到隔振作用。 7.无砟轨道选型基本原则？

施工性、动力性、适应性、可维修性、经济性。

8.CRTSⅢ型板式无砟轨道结构主要技术特点？与其他形式无砟轨道结构相比有哪些优缺？

P96.

9.谈谈我国无砟轨道进一步发展还需要解决的问题？ 1）初期投资和综合效益问题

初期投资大一直是影响无砟轨道推广应用的重要问题。无砟轨道的修复工作比较复杂，并需要大量费用和时间，一旦损坏引起长期关闭线路带来的投入将相当大，也是初期无法计算和预料的。无砟轨道初期投资与经济效益是一个复杂的问题，必须结合工程实际进行分析 2）噪声问题

在高速铁路上，相对于有砟轨道来说，无砟轨道噪声水平要高5dB，传播范围比较大。因此，必须采取有效的降噪措施。

3）轨道弹性问题

有砟轨道的弹性主要由道床提供，无砟轨道的弹性主要由扣件提供。无砟轨道需要在扣件结构设计、材料选用和技术标准上严格要求，实现轨道的弹性均衡稳定，从而对扣件设计提出了更高的要求。各类过渡段是影响纵向轨道弹性均匀性的重要因素。过渡段轨道弹性的差异将造成轨道变形的差异，形成较大的不平顺，对行车舒适性和轨道稳定性都会带来显著影响，需要采取措施解决。 4）修理与修复问题

无砟轨道作为刚性结构，在后期运营阶段仅允许进行少量的改善，如调整轨道几何状态，一般只能靠扣件来实现，当发生较大的变化时，调整不仅十分困难，而且要付出高昂的代价。特别是采用混凝土承载层的无砟轨道，达到承载强度极限时将产生断裂，轨道几何尺寸讲发生急剧和难以预见的恶化。另外，到目前为止，对脱轨或基础沉降过大等原因造成的无砟轨道严重损坏还没有提出特别有效的修复措施，一些修复手段不仅还在概念阶段，代价也比较大。混凝土承载层无砟轨道由于混凝土的养生和硬化需要很长时间，修复时需要关闭线路时间比较长，对运输影响比较大。

第四章 轨道几何形位

1.什么是轨道几何形位，保持良好几何形位的意义？

轨道几何形位：轨道各部分的几何形状、相对位置、基本尺寸。

意义：轨道几何形位正确与否，对机车车辆的安全运行、乘客的旅行舒适度、设备的使

用寿命和养护费用起着决定性的作用。

2.什么是静态检测和动态监测，其特点是什么？

静态检测：是轨道不行车时的状态，采用道尺等工具测量 ； 、 动态监测：是行车条件下的轨道状态，采用轨道检查车测量。

3.直线和曲线轨道几何形位的要素有哪些，这些要素的具体含义是什么，如何测量？

轨距、水平、前后高低、方向和轨底坡；

轨距：轨距是在钢轨头部踏面下16 mm 范围内两股钢轨工作边之间的最小距离，可用专用的道尺、轨检小车等静态方式测量，也可使用轨检车进行动态检测；

水平：水平是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。也用道尺或轨检小车等工具和设备进行静态量测，使用轨检车进行动态检测；

高低:轨道沿线路方向的竖向平顺性称为高低。可用弦线、轨检小车和轨检车测得； 方向：是指轨道中心线在水平面上的平顺性。可用弦线、轨检小车和轨检车测得； 轨底坡：轨底与轨道平面之间形成的横向坡度。可根据钢轨顶面磨成的光带位置来判定。 4.什么是轮轨游间，对行车有什么影响？

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了一定的间隙，这个间隙成为轮轨游间。

对列车平稳性和轨道的稳定性有重要影响：若过大，则会导致横向位移和作用于钢轨上的横向力增大，动能损失大，加剧轮轨磨损和轨道变形，严重时会引起列车脱轨，危及行车安全。若过小，则行车阻力和轮轨磨耗增加，严重时还可能楔住轮对、挤翻钢轨或导致爬轨事故，危及行车安全。

5.如何提高轨道的平顺性？

必须在轨道的设计、轨道部件加工、铺设和养护维修等各个环节中严格把关。保证路基

的坚固、稳定，控制工后沉降等不均匀沉降，提高桥梁刚度、控制动挠度。对于有砟轨道采用硬质、耐磨的道砟材料、分层压实以提高摊铺质量。在铺轨前的各个环节控制轨道初始不平顺，提高钢轨的平直度和打磨质量，避免轮轨接触面上的短波不平顺。提高轨道结构连续性，消灭钢轨接头，道岔区钢轨断面、轨枕长度、轨道刚度都有变化，应注重提高道岔结构的平顺性。提高轨道弹性的均匀性，处理好线路和桥梁、隧道的过渡段，处理好有砟轨道与无砟轨道的过渡段，减小桥梁的动挠度。提高轨道铺设精度，采用高精度设备施工，一次铺成跨区间无缝线路，采用高精度大型养护维修机械和轨道状态检查设备。防止由于路基、道床、轨下胶垫弹性不均匀所引起的长波不平顺。 6. 什么是轨底坡，轨底坡设置的目的是什么？

轨底与轨道平面之间形成的横向坡度。 设置的目的是：1. 使车轮压力大体与钢轨竖直轴重合；2. 避免或减小钢轨偏载； 3. 减小轨腰弯曲应力；4. 减小轨头由于接触应力而产生的塑性变形。 7.轨道几何形位的允许偏差与什么因素有关？

不同的线路类型、检测方式和运营要求等情况对轨道几何形位偏差要求的标准不同 8.曲线轨距加宽的基本原则与计算方法？

（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(最大允许轨距的确定原则：一侧紧靠，另一侧与变坡点接触。考虑了车轴的弯曲、弹性挤开量、钢轨的廓形)。 9. 曲线轨道设置超高的目的是什么，如何设置？

目的：抵消离心力的作用，保证两轨受力比较均匀； 保证旅客舒适、货物稳定； 保证行车平稳和安全。

设置方法： 1、外轨提高法：保持内轨标高不变而只抬高外轨 2、线路中心高度不变法：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。 10.欠超高、过超高、曲线超高计算公式。 P112

11.为什么限制曲线上最大超高值？ P115

12.什么是未被平衡超高和未被平衡加速度？两者关系如何？ P113

13.为何限制未被平衡加速度、欠超高和余超高？ P114

14.最高行车速度和最小曲线半径如何确定？ P1118、P117

15.如何确定摆式列车在曲线上能够达到的行车速度？ P117

16.缓和曲线设置的目的？ 缓和曲线：在直线和圆曲线轨道之间设置一段曲率半径逐渐变化的曲线，称为缓和曲线

设置目的：使未被平衡的离心力平稳变化，超高和轨距加宽逐渐变化，保持列车在曲线运行的平稳性。

17常用缓和曲线线型及其几何特征？

常用线型有：三次抛物线形、三次抛物线余弦改善型、三次抛物线圆改善型、七次四项式、半波正弦形、一波正弦形 ；

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