轨道结构相关复习.ppt

钢轨 轨枕 道床 连接零件 防爬设备 道岔;轨道结构的发展 ;2.2 我国铁路轨道类型 ;2.3.1 钢轨的功能、要求及类型;以每米质量千克数表示。我国铁路钢轨的主要类型有75、60、50、43四种类型、其每米的质量分别为74.414、60.64、51.514、44.653kg。 普通线路、提速干线、高速铁路上广泛采用60轨，75轨多用于重载线路。 为了满足高速、重载运输的要求，钢轨有向重型化发展的趋势。 化学成分，普通碳素钢轨，微合金轨，低合金轨等。 交货状态，热轧钢轨及热处理钢轨。;2.3.2 钢轨断面;钢轨的成分;要求：高强度、高韧性、高纯净度、几何尺寸的高精度、良好的焊接性能。 长定尺寸：厂制100米长钢轨。 主要措施：精练、精轧和精整。经过铁水预处理、炉外精练、真空脱气和连铸工艺。很高的纯净度，夹杂物长度非常小，如硫化物小于13um，断面尺寸精度非常高，平整度质量也非常高。;轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。;钢轨接头型式;;钢轨接头按其用途及工作性能可分为: 普通接头 导电接头 绝缘接头 焊接接头 异形接头 伸缩接头 胶结接头;普通钢轨接头的构造;接头处轨缝;接头病害;试验和分析表明，车轮通过接头时，产生峰值很大的高频瞬时冲击力P1以及低频的准静态荷载P2。 P1约发生在车轮越过接头0.25～2ms，P2约发生在7ms后，如图所示。 P1力的作用被钢轨和轨枕的惯性反作用力抵消，只对钢轨头部产生破坏作用，P2对轨道和路基的影响极其显著。 在P1和P2力的作用下，接头区轨道的破坏主要表现为钢轨轨头打塌和剥离、鞍形磨耗、螺孔裂纹，夹板弯曲或断裂，混凝土枕损坏破裂，道床沉陷、坍塌和板结，路基翻浆冒泥等等，从而加剧轮轨间的动力作用，形成恶性循环。;2.3.6 钢轨的焊接;接触焊的基本原理是利用电流通过某一电阻时所产生的热量熔接焊件，再经顶锻完成焊接。 焊接时，将钢轨置于焊机两对电极之间加压夹紧，夹紧力Fl，接通电源，焊机移动架在送进力的作用下夹持钢轨前进，通过电流的集肤和涡流作用，钢轨端面接触发生连续不断的闪光烧化。 当钢轨端部温度达到预定工艺要求时，焊机的夹紧装置在顶锻压力（图中F2）作用下，带动钢轨???速合缝挤出熔化的金属和杂质，并使端头产生一定的塑性变形而形成焊接接头。 然后用刀具清除溢出其断面的金属。最后，经过冷却、打磨、调直等工序。;接触焊分类;两种焊接法的特点;接触焊的机械化、自动化程度高，先进的焊接设备配有计算机控制，焊接质量波动小，焊接生产率高，焊接接头的表面质量稳定性好。 由于电阻闪光接触焊的焊接热源是来自工件的内部热源，热量集中，加热时间短，焊接过程不需要填充金属，冶金过程比较简单，热影响区较小，易获得质量较好的焊接接头。;2.铝热焊原理;铝热焊特点;铝热焊的应用;3.气压焊 ;2.3.8 钢轨的伤损;常见的钢轨伤损;轨腰螺栓孔裂纹;轨腰螺栓裂纹发生的主要原因有：钻孔时在螺栓孔周边产生有肉眼不能发现的发裂，在荷载的作用下加速裂纹发展； 由于钢轨接头养护中存在的高低台阶、错牙、轨端低塌、鞍型磨耗及道床板结，列车通过时产生的高频力P1和准静态力P2对螺孔应力的影响极大。研究结果表明，P1和P2的合力决定着轨端的第一螺孔的应力水平，因而也决定着螺孔四周疲劳裂纹的萌生和发展。而第二螺孔的应力水平几乎完全由P2力决定。 螺栓孔裂纹属冲击荷载作用下的疲劳伤损的性质，裂纹的方向与主拉应力方向垂直。 研究结果表明，螺栓孔裂纹的萌生期远大于扩展期，一般情况下，后者是前者的四分之一左右。所以控制萌生期是降低螺栓孔裂纹发展速度的关键。;是最危险的钢轨伤损。 在列车荷载重复作用下，钢轨走行面下轨头内部出现极为复杂的应力组合，使细小的横向裂纹扩展而成核伤，直至核伤的四周钢材强度不足，毫无预兆的发生骤然折断。 核伤的内因是非金属夹杂物及白点的存在（在钢冷却过程中有害的氢气从钢中逸出而形成），核伤的外因是列车的重复作用；;钢轨接头处的核伤（距轨端1～1.5m）发展速度较中部快1.8～2倍，表明接头上有较大的动力冲击作用，直接影响伤损的发展速度； 防止和减缓核伤发生和发展，主要的措施有： 净化钢轨，控制夹杂物的直径； 提高钢轨的接触疲劳强度； 提高轨道的弹性，加强轨道的养护维修，特别是对钢轨接头养护维修，减少动力冲击作用。;通常表现为钢轨在轮轨摩擦力和接触应力的作用下，在钢轨头部发生沿全长的磨损。 分为轨顶垂直磨耗、轨头侧面磨耗和波浪形磨耗。 总磨耗按垂直磨耗加侧面磨耗的半数计算。垂直磨耗在轨顶面宽1/3处(距标准工作边)测量，侧磨在钢轨踏面下16mm处测量； 我国把钢轨磨耗分为轻伤和重伤两类。如下表所示。 工务部门要求对轻伤钢轨要加强观测，对重伤钢轨必须及时更换。;侧面磨耗（简称侧磨）一般多出现于曲线外股钢轨的