何宏斌

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710600)

一、軌道幾何尺寸的形成

軌道幾何尺寸是指軌道的幾何形狀、相對位置和基本尺寸。軌道幾何尺寸的正確與否，對機(jī)車車輛的安全運行、乘客的旅行舒適及設(shè)備的使用壽命和養(yǎng)護(hù)費用等起著決定性的作用。

軌道直接承受機(jī)車車輛的輪重，并引導(dǎo)其運行，為確保列車的安全運行，軌道框架的兩股鋼軌之間，必須保持相對穩(wěn)定的距離。列車在直線地段運行時，兩股鋼軌的頂面應(yīng)位于同一水平，列車在曲線上運行時，兩股鋼軌的頂面應(yīng)保持一定的相對高差(超過)。在直線地段兩股鋼軌必須保持順直，且平行于線路的中心線;曲線上應(yīng)保持與半徑相適應(yīng)的圓順度，以使列車平穩(wěn)通過曲線地段。另外，鋼軌的頂面在坡度為零的直線地段，沿縱向也應(yīng)保持高低一致，以免列車運行時產(chǎn)生上下起伏的顛簸運動。由于列車的輪對形狀是錐形的踏面，為了使鋼軌承受的車輪的荷載作用在鋼軌的中心線上，鋼軌在鋪設(shè)時應(yīng)向內(nèi)側(cè)傾斜，使鋼軌中心線與車輪荷載作用線在一條直線上。

二、軌道幾何尺寸的直觀表述

1．軌距

軌距是兩股鋼軌之間的距離。但對于初次學(xué)習(xí)的學(xué)生而言，這種說法會產(chǎn)生一定的誤解。例如，兩股鋼軌之間的距離有可能是指兩股鋼軌中心線之間的距離，也有可能是指兩股鋼軌最外側(cè)之間的距離。另外，就鋼軌的斷面尺寸而言，上面小下面大，因此在不同的位置也會產(chǎn)生不同的尺寸。所以，對于軌距的表述應(yīng)非常準(zhǔn)確。軌距的具體表述為，兩股鋼軌頭部內(nèi)側(cè)，鋼軌頂面下16mm處兩作用邊之間的最小距離。對于軌距的理解主要是軌距產(chǎn)生的部位。我國鐵路直線軌距采用英國的1435mm，在我國也稱為標(biāo)準(zhǔn)軌距。比1435mm寬的稱為寬軌距，常用的有1524、1600和1676mm。比標(biāo)準(zhǔn)軌距窄的稱為窄軌距，有1067、1000和762mm。

軌距用道尺(也叫軌距尺)進(jìn)行測量。軌距誤差，一般情況下寬不得超過6mm，窄不得超過2mm。所以在線路直線部分，軌距不應(yīng)大于1441mm，不應(yīng)小于1433mm。在日常檢查時，通常每3m左右檢查一處，即在每節(jié)12．5m鋼軌的接頭、中間(俗稱大腰)及兩個四分之一處(俗稱小腰)共檢查四處。每節(jié)25m的鋼軌除上述四處外，中間再加測一次。軌距的直觀理解可以結(jié)合圖1進(jìn)行。

圖1 軌距的形成示意圖

2．水平

水平指的是軌道上兩股鋼軌頂面相對水平的狀況。對于水平的理解，一定要記住是左右兩股鋼軌頂面的比較，在此不要將它和一股鋼軌頂面在縱斷面上的高低混淆。在坡度為零的直線地段，左右兩股鋼軌頂面保持同一水平，水平的直觀理解可以結(jié)合圖2進(jìn)行。

圖2 水平的形成示意圖

在日常檢查時，水平也用道尺進(jìn)行檢查，與軌距的檢查位置相同，并與軌距同時進(jìn)行檢查。在《鐵路技術(shù)管理規(guī)范》中規(guī)定：水平的允許誤差，在維修線路的正線、到發(fā)線上，不得大于4mm，其他線不得大于6mm。水平的變化率不得超過1‰。需要注意的是，在曲線地段進(jìn)行水平的檢測時一定要將曲線設(shè)置的超高值減去后再進(jìn)行。

3．高低

一股鋼軌頂面縱向的高低差，叫做線路的前后高低。對于高低的理解，一定要記住是單股鋼軌頂面的比較，在此不要將它和兩股鋼軌頂面在水平面上的水平混淆。鋼軌頂面若存在前后高的病害，列車通過這鋼軌時，就會產(chǎn)生上下顛簸的跳躍運動。此時會增加車輪對鋼軌頂面的沖擊動力，使道床變形加快，反過來又?jǐn)U大線路的不平順，形成惡性循環(huán)。這種破壞作用，往往同鋼軌頂面的凹凸深度、凹凸點的間隔距離、凹凸點的數(shù)目成正比。

圖3 高低的形成示意圖

在日常檢查時，前后高低一般先用目測觀察鋼軌頂面的整體平順情況。對直線地段兩股鋼軌的高低分別進(jìn)行檢查。檢查時，先俯身目視不少于20m處鋼軌下顎線的高低平順情況，然后對誤差量較大處所用10m弦線檢測測量，在鋼軌頂面測出10m弦線中間點的矢距。如高低是向上凸起者，應(yīng)同時使用10或20mm厚的墊塊，將弦的兩端墊起。線路維修規(guī)定，前后高低差一般用10m弦測量應(yīng)不超過4mm。檢測軌面高低時應(yīng)注意在線路的變坡點處，因鋪設(shè)時存在有豎曲線，檢測時要將豎曲線的影響值減去。

4．軌向(方向)

軌道的方向，是指在直線是否筆直，在曲線是否圓順，叫做軌向。這種要求的目的是讓列車在運行時沿前進(jìn)方向平穩(wěn)行進(jìn)。如圖4所示。

圖4 軌向的形成示意圖

若軌道的方向不良，一般會在鋼軌前進(jìn)方向形成較多的碎彎，列車在通過時，就會產(chǎn)生左右晃動，稱蛇行運動。蛇行運動會加速軌距的變化，對于軌道框架的聯(lián)結(jié)零件損壞也比較大，嚴(yán)重時會造成高溫季節(jié)的脹軌跑道和脫軌事件，嚴(yán)重威脅行車安全。

5．軌底坡

軌底坡是指軌底與軌道平面之間形成的橫向坡度，鋼軌向軌道中心傾斜，這種傾斜度稱為軌底坡。由于車輪踏面主要部分為1∶20的圓錐面，故在直線上的鋼軌不應(yīng)豎直鋪設(shè)，而要適當(dāng)?shù)叵虻佬膬A斜(如圖5所示)。如果鋼軌保持豎直，車輪的圓錐面壓力將會把鋼軌向外擠，從而在鋼軌頭部產(chǎn)生向外的彎矩，使鋼軌向外翻倒、引起鋼軌腰部彎曲或折斷。

為了提高鋼軌的穩(wěn)定性，延長鋼軌的使用壽命，經(jīng)過現(xiàn)場的實踐和試驗，我國鐵路從1965年后，將直線地段的軌底坡由原來的1/20改為1/40。

圖5

三、結(jié)語

對于軌道幾何尺寸的軌距、水平、方向、高低、軌底坡的立體圖示直觀理解，目的在于加強理解軌道幾何尺寸的形成位置，使在實際的軌道線路養(yǎng)護(hù)維修中提高作業(yè)的準(zhǔn)確性。

［1］沈國祥主編．鐵路軌道［M］．北京：中國鐵道出版社，2004．

［2］何宏斌．現(xiàn)代軌道原理與維修技術(shù)［M］．成都：西南交通大學(xué)出版社，2007．