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铁道工程电子教材-1.轨道结构--第1页

第一节钢轨

概述

轨道是铁路的主要技术装备之一，是行车的基础。轨道是由钢轨、轨枕、道

床、道岔、联结零件及防爬设备组成。它的的作用是引导机车车俩运行，直接承

受由车轮传来的荷载，并把它传布给路基或桥隧建筑物。轨道必须坚固稳定，

并具有正确的几何形位，以确保机车车辆的安全运行。

钢轨是轨道的主要部件，用于引导机车车辆行驶，并将所承受的荷载传布于

轨枕、道床及路基。同时，为车轮的滚动提供阻力最小的接触面。

轨枕是轨道结构的重要部件，一般横向铺设在钢轨下的道床上，承受来在钢

轨的压力，使之传布于道床。同时，利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位臵。

轨枕主要有木枕和混凝土枕两类。

联结零件是联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件。前者称接头联结零件,后者

称中间联结零件（或扣件）。其作用是有效地保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的

可靠联结,尽可能地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

移支，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下，充分发挥缓冲减振性能，延

缓线路残余变形的积累。

防爬设备能有效地防止钢轨与轨枕之间发生纵向的相对移动，制止钢轨爬

行。

道床是轨枕的基础，在其上以规定的间隔布臵一定数量的轨枕，用以增加轨

道的弹性和纵、横向移动的阻力，并便于排水和校正轨道的平面和纵断面。主要

材料有碎石和筛选卵石等。

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道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过加一股轨道时必不可少的线路设备，

在铁路站场布臵中应用极为广泛。它是轨道结构的重要组成部分。

一、钢轨的基本功能及基本要求

钢轨是铁路轨道的主要组成部件。它的功用在于引导机车车辆的车轮前进，承受

车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小

的滚动表面。在电气化铁道或自动闭塞区段，钢轨还可兼做轨道电路之用。

钢轨的工作条件十分复杂。车轮施加于钢轨上的作用力，其大小、方面和位

臵都具有很大的随机性。这引起都有和机车车辆与轨道的相互作用有关。除轮载

外，气候及其他因素对钢轨受力也有影响，例如，轨温的变化可以使钢轨内部产

生很大的温度力，特别是无缝线路上。钢轨是作为一根支承在连续弹性基础

或点支承上的无限长梁进行工作的。它主要承受轮载作用下的弯曲应力，但是也

必须有能力承担轮轨接触点上的接触应力，以及轨腰与轨头或轨底连接处可能产

生的局部应力和温度变化作用下的温度应力。在轮载和温度力的作用下，钢轨产

生复杂的变形：压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨耗等。为使列车能够安

全、平稳和不间断地运行，钢轨除必须充分发挥上述诸功能外，还应保证在轮载

和轨温变化作用下，应力和变形均不超过规定的限值。这就要求钢轨具有足够的

强度、韧性和耐磨性能。机车依靠其动轮与钢轨顶面之间的摩擦作用牵引

列车前进，这就要求钢轨顶面粗糙，使车轮与钢轨之间产生足够的摩擦力。但对

车辆来说，摩阻力太大会使行车阻力增加，这就又要求钢轨有一个光滑的滚动表

面。从这一矛盾的主要方面出发，钢轨仍应维持其光滑的表面，必要时，可用向

轨面撒砂的方法提高机车动轮与钢轨之间的粘着力。

钢轨依靠本身的刚度抵抗轮载作用下的弹性弯曲，但是为了减轻车轮对钢轨

的动力冲击作用，防止机车车辆步行部分及钢轨的折损，又要求钢轨具有必要的

弹性。车轮与钢轨之间接触面积很小，而来自车轮的的压力却十分巨大，

为使钢轨不致被压