铁路轨道曲线整毕业设计

毕业设计(论文)（2012 ～2013学年第二学期）

题目：渭南临渭区油库内部铁路

铁路轨道曲线整

专业： **********

班级： *********

学生姓名：*******

指导教师： *******

起止日期： 2013.5.2-2013.6.7

目录

第一章 (3)

绪论 (3)

第二章铁路轨道曲线调查概况 (5)

第三章铁路轨道曲线调查内容 (6)

第一节确定调查目的和调查对象 (6)

第二节确定调查要点 (6)

一、轨道钢轨的伤损与状态检测 (6)

二、轨道水平的调查 (7)

三、轨道高低的调查 (7)

四、曲线要点的调查 (8)

第四章铁路轨道曲线病害分析 (9)

第一节铁路轨道曲线病害进行分析 (9)

第二节铁路轨道曲线爬行病害原因进行分析 (11)

一、轨道爬行病害原因分析 (11)

二、铁路曲线病害产生的原因分析 (12)

第五章铁路轨道曲整正方案研究与实践 (16)

第一节铁路轨道曲线整正方案研究 (16)

一、曲线轨距加宽 (16)

二、曲线轨距加宽的确定原则 (16)

三、根据车辆条件确定轨距加宽 (17)

四、根据机车条件检算轨距加宽 (17)

五、外轨超高的作用及其设置方法 (19)

第二节、铁路轨道曲线整正方案实践（曲线绳正法拨道） (20)

一、曲线绳正法概述 (20)

二、曲线整正的基本原理 (21)

三、曲线整正的测量： (23)

四、曲线计划正矢的计算 (24)

五.确定缓和曲线长度 (28)

六.确定曲线主要装点位置 (28)

第三节、曲线整正计算 (29)

一、计算曲线中央点的位置 (29)

二、确定设置缓和曲线前圆曲线长度 (29)

三、确定缓和曲线长度 (30)

四、计算主要桩点位置 (30)

五、确定各点的计划正矢 (30)

六、检查计划正矢是否满足曲线整正前后两端的直线方向不变的要求 (32)

七、计算拨量 (32)

八、拨量修正 (35)

第六章、曲线整正方案实践操作： (40)

第一节、曲线整正结果计算： (40)

第二节、轨道曲线整正实践方案结论 (41)

第七章毕业设计总结 (44)

第一章

绪论

曲线是铁路轨道管理中的薄弱环节之一，因为其引导机车车辆转向的作用，所以曲线轨道承受着机车车辆巨大的冲击力，相对于直线地段，及易产生各种曲线病害，产生这些病害的原因是多方面的，整治这些病害也要从多方面入手综合考虑。所以正确认识曲线病害的发生原因和规律，采取正确的整治方法，对于恢复和保持线路状态具有重要意义，同时可以减少铁路维修中的人力、物力消耗；反之，则反复整治，病害不得消除，费工、费时达不到效果。

铁路轨道是铁路运输的基础设备，曲线病害给铁路轨道的状态带来严重影响，尤其是曲线方向不良、轨距不符、水平超限、轨底坡不统一、曲线钢轨侧面磨耗、剥落掉块和波浪形磨耗等病害更是严重影响着行车安全；以下介绍曲线方向不良产生的原因及整治方法。

纵观今日世界各国铁路发展蓝图，铁路发展战略成为国家发展战略重要组成部分。人们已经认识到，铁路不仅对一个国家经济和社会发展具有巨大推动作用，同时也是一个国家经济社会发展水平的重要标志。随着国民经济和国防建设发展的需要，铁路在运输组织和技术设备方面有了长足的进步，但是社会主义市场经济的发展也对铁路运输提出了更高的要求。伴随铁路在全球范围内的复兴，人们逐步认识到路网在铁路发展和国民经济发展中具有基础地位和重要作用。因此，许多国家制定了长远路网总体发展规划，指导铁路建设和发展。为适应广大旅客对运输市场的要求，我国铁路已先后6次对既有线实施提速。调整列车运行图，列车提速技术实现历史性突破。运输安全装备普遍得到改善，一批高科技设备投入使用，有力的促进了铁路运输的生产，也是铁路运输在市场竞争中提供了十分有利的条。

在现今时代与社会进步中，铁路也在不断的飞速发展，随着行车密度和轴重的提高。不少区段钢轨的侧面磨耗和剥落掉块情况十分严重，较严重的发展下去将是十分危险的。对于曲线的超高设置应根据定期的测速资料来依次设置。由于多年不测速，只是凭现场经验来调整超高，致使超高与速度不相适应，存在较大的欠超高或者过超高。那样将大大影响钢轨的使用寿命，制约行车的速度。曲线地段的病害如得不到及时、妥善的整治，轻则影响行车的质量，使旅客感到不舒适或者列车发生晃动；重则造成列车的颠覆。因此，曲线地段的病害应当高度重

视，绝不可掉以轻心。在曲线地段，由于离心力的作用使列车车体向外倾斜，迫使钢轨受到冲击而变形。车轮和钢轨就会产生严重的磨耗，必然导致旅客列车上的旅客感觉到不舒适等现象。怎样才能解决这些问题，使列车能够安全平稳的通过曲线，这就需要在曲线两头设置缓和曲线，合理设置外轨超高和加宽轨距，加强线路设备的维修和养护，保持曲线线形等。

铁路大发展，进一步突出其在可持续发展战略中的地位与作用，离不开国家的大力支持。在过去的几年的时间了，中国铁路已经是实现了阶段性的跨越。铁路未来将向更快，运量更大发展，运输量也将越来越繁忙，这就向铁路的基础线路提出了更高的要求。现代科技的飞速发展，一定会使得线路质量更高，病害被预防在未然，维修量将越来越少，以致达到少维修或者免维修，那样铁路的明天将更加辉煌。

第二章铁路轨道曲线调查概况

为保持铁路经常处于符合铁路技术标准所规定的良好状态，对铁路路基、轨道等进行的养护修理作业。

铁路线路在列车重力和列车运动产生的各种力的作用下，以及在自然环境的影响下，会发生各种病害。

常见的病害有：

①铁路线路及其各组成部分在空间位置上的改变，如线路爬行，轨距扩

大或缩小，线路方向错动，线路不均匀下沉或冻起等；；

②轨枕损坏和道床脏污等。铁路线路病害影响列车的正常运行,甚至危

及列车运行安全。因此,铁路线路养护的基本任务就是通过对线路的系统检查，及时发现线路上一切不符合技术标准的现象和病害，并查清其原因，以便合理地计划和组织线路养护作业，消除病害或缩小病害影响，使线路经常处于完好状态，保证列车按照规定的速度，平稳、安全和不间断地运行。养护内容包括线路状态检查作业和线路养护修理作业。

线路状态检查主要形式是：

线路养护修理主要作业有：

①轨道几何状态的整修，包括顺平线路、拨正方向、改正轨距、矫正轨底坡、调整轨缝和防爬锁定线路等；

②保养并个别更换伤损的钢轨、轨枕及联结零件，或全部更新钢轨、轨枕及联结零件；；

③保养并整修路基、排水及防护加固设备；

④整修道口和线路标志；

⑤做好其他属于延长设备使用寿命的修理工作，如焊补钢轨、辙叉，整修联结零件，补修轨枕等。道岔和曲线是线路上的薄弱环节，除进行上述有关作业外，还需根据特别规定的技术标准和要求，进行相应的作业项目。

第三章铁路轨道曲线调查内容

第一节确定调查目的和调查对象

调查目的：

分析曲线轨道的受力情况，探讨了小半径曲线病害的成因与危害，提出了曲线病害的整治办法及曲线整正中的技术管理。

调查对象：

铁路线路曲线病害主要有：曲线轨道方向不良，轨距不符，水平超限，轨底坡不统一，曲线钢轨侧面磨耗，剥落掉块和波浪形磨耗。由于在曲线地段车轮对钢轨产生的反向力，使曲线地段的线路承受着多方向的作用力。因此线路的曲线地段，特别是小半径的曲线地段是铁路三大薄弱环节之一。

第二节确定调查要点

一、轨道钢轨的伤损与状态检测

1.钢轨的伤损：

钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生钢轨折断，裂纹及其他影响和限制钢轨使用性能的伤损。

2.钢轨伤损的分类：

由于机车车辆对钢轨的动力作用，自然环境和钢轨本身质量等原因，钢轨经常发生裂纹，折断和磨耗等现象。钢轨伤损是铁路上一个较为突出的问题，并严重影响行车安全。我国根据钢轨的伤损种类，伤损位置及伤损原因进行分类，共分为9类32种伤损，并用两位数编号，十位数表示伤损部位和状态，个位数表示造成伤损的原因。

3.典型钢轨伤损：

（1）钢轨的磨耗

钢轨磨耗主要是指钢轨的侧面磨耗和波浪形磨耗。

（2）轨头核伤

轨头核伤是对行车威胁最大的一种钢轨伤损，是最危险的钢轨伤损。

（3）轨头表面接触疲劳伤损

轨头表面接触疲劳伤损类型主要表现为轨距角处的鱼鳞状剥离裂纹和剥离掉块，斜线状剥离裂纹，踏面剥离裂纹和浅层掉块以及踏面辗宽或局部压溃凹陷，甚至钢轨因此而断裂。

（4）轨腰螺栓孔裂纹：

钢轨端部轨腰钻孔后，强度削弱，螺栓孔周围产生较高的局部应力，在列车冲击荷载作用下，螺栓孔裂纹开始产生和发展，并出现疲劳伤损。

二、轨道水平的调查

轨道水平是指两股钢轨的顶面，在直线地段应保持在同一水平面，在曲线地段应满足外轨超高均匀和平顺的要求。简单的说就是轨道上左右钢轨的水平。保持水平的目的是使两股钢轨受力均匀，并保证车辆平稳行驶。

轨道不平顺的两根钢轨在高低和左右方向与钢轨理想位置几何尺寸的偏差。

轨道不平顺对机车车辆系统是一种外部激扰，是产生机车车辆系统震动的主要根源。轨道不平顺随机变化规律的函数描述，是机车车辆与轨道系统动力分析的重要基础资料，这种动力分析是现代机车车辆和轨道设计、养护和质量评估的重要手段。

轨道不平顺有四种类型；

1、轨道前后高低不平顺。它是指实际的轨道中心线与理想的轨道中心线

沿长度方向的垂向几何位置偏差。

2、轨道水平不平顺。它是指左右钢轨沿长度方向的垂向高度差。

3、轨道方向（轨向）不平顺。它是指实际的轨道中心线与理想的轨道中

心线沿长度方向的水平几何位置偏差。

4、轨距不平顺。它是指实际的轨距与名义轨距的偏差。

轨道不平顺可分为周期性轨道不平顺、随机不平顺和局部不平顺。周期性轨道不平顺是由于轨道接缝形成的以轨长为波长的不平顺。随机不平顺是由于轨道的铺设、维护保养产生的误差和轮轨磨耗所产生的不平顺，它因时因地而有所不同。局部不平顺是由于线路的特定结构（如道岔、转让线、侧线、缓和曲线、分岔线、桥梁等）或偶然地点（如线路的局部病害）产生的不平顺。

三、轨道高低的调查

一般钢轨顶面的纵向的高低差，叫做线路的前后高低。高低反映的是钢

轨顶面的纵向的平顺情况。钢轨顶面的高低不平顺，会使列车通过时冲击动力增加，使道床变形加快，反过来又扩大不平顺，从而使列车对轨道的破坏力更大，形成恶性循环。这种破坏作用往往同不平顺的深度成正比，而同它的长度成反比，即长度越短，破坏力越大。

新铺或刚大修过的线路，轨面应目视平顺，但经过一段时间列车运营后，由于路基下沉、道床捣固不实、扣件松动、轨枕失效、钢轨不均匀磨耗等原因，轨面会出现高低不平。轨底与垫板、垫板与轨枕之间出现间隙（间隙超过2mm时称为吊板）或轨枕与道床顶面间出现间隙（间隙超过2mm时称为空板或暗坑）。列车通过时，有吊板或暗坑的地方下沉就大，将引起列车的剧烈运动，加速道床的变形，继而又引起更加剧烈的振动，形成恶性循环，对行车极为不利。

前后高低应目视平顺，用10m弦测量轨顶最大矢度。

在日常检测时，先俯身目视钢轨下颚线的高低平顺情况，找出高低不良处所，然后用10m弦线在钢轨顶面中部测量最大矢度，弦线应置于能测量出最大矢度的位置，如钢轨是向上凸起的，应使用相同厚度的垫块将弦线两端垫高，垫块厚度一般可采用20或30mm，将测得的结果减去垫块厚度即为高低差，对直线地段两股钢轨的高低应分别进行检查，对曲线地段只检查里股钢轨的高低，为减少误差，还应考虑弦线的扰度，一般按1mm考虑。

四、曲线要点的调查

一、在线路上设计曲线时，应尽量采用单曲线，仅在困难条件下才设置复曲线。在曲线地段，应根据不同的地形条件，选择一定的曲线半径和角度，转向角越小，列车运行条件就越好；反之，转向角越大，列车运行条件就越差。所以铺设时，应尽量采用大半径，小转向角曲线。但是，同时也受到地形条件的限制，半径太大，就达不到预期的效果，影响行车速度；半径太小，难以保持正确的位置。因此《铁路技术管理规程》规定，不同等级的线路，用不同半径的曲线。如：一级铁路的一般地段的曲线半径不得小于1000m，困难条件下不得小于400m；二级铁路一般地段不得小于800m，困难条件下不得小于400；三级铁路一般不得小于600m，困难条件下不得小于350m。

二、我国铁路缓和曲线和曲线的线形大多数都采用三次抛物线，这类缓和曲线正矢和外轨超高的分布呈折线梯形，缓和曲线在其终点，不能满足正矢和超高

圆顺过度的要求。因此，在缓和的始终点不可避免的要出现附加动力作用，致使缓和曲线部分正矢和超高的变化较大，超限处高于圆曲线部分。为了更进一步的提高缓和曲线的养护质量，在设置缓和曲线正矢和超高时必须注意以下问题：（1）固定缓和曲线的头尾位置，曲线头尾应有正确的标记，每次起拨道前均应校对，对已经发生的异变，应采用偏角法，角圆法或者绳正法进行校核，以确定正确位置。

（2）合理设置缓和曲线头尾的正矢和超高，为了消除三次抛物线形和曲线头尾离心力的突变，可在其始终点进行适当的改善，对与不同的曲线，其取值也不尽相同，在小半径曲出现负误差，在终点更不允许出现正误差。

（3）为了尽量减少缓和曲线始终点的附加动力压值，该点至直线部分50m 范围内的轨距应为1435±2mm。在曲线部分设置合理的曲线加宽，曲线部分由于离心力的作用，要给车轮留一定的游动空间，否则会造成列车的倾覆

第四章铁路轨道曲线病害分析

第一节铁路轨道曲线病害进行分析

一、曲线设置的要求

在线路上设计曲线时，应尽量采用单曲线，仅在困难条件下才设置复曲线。

图1- 2 有缓和曲线时的轨距

在曲线地段，应根据不同的地形条件，选择一定的曲线半径和角度，转向角越小，列车运行条件就越好；反之，转向角越大，列车运行条件就越差。所以铺设时，应尽量采用大半径，小转向角曲线。但是，同时也受到地形条件的限制，半径太大，就达不到预期的效果，影响行车速度；半径太小，难以保持正确的位置。因此《铁路技术管理规程》规定，不同等级的线路，用不同半径的曲线。如：一级铁路的一般地段的曲线半径不得小于1000m，困难条件下不得小于400m；二级铁路一般地段不得小于800m，困难条件下不得小于400；三级铁路一般不得小于600m，困难条件下不得小于350m。二、曲线病害产生的原因

列车的运行由轨道来导向，车体在运行时，由于惯性的作用是不会改变方向的。尤其是在铁路线路上，而在曲线地段，轨道却不断的转变方向，迫使车体也不断的改变方向。因此，车体运行方向和曲线轨道的方向总是相互矛盾着的。曲线地段是铁路线路上的薄弱环节之一，在一般的地形条件下，铁路曲线约占正线延长线的30%，提高曲线的养护质量，对均衡提高线路的质量，延长轨道各部的使用寿命，保证行车安全有着重要的意义。

三、曲线病害的分类

铁路线路曲线病害主要有：方向不良，轨距不符，水平超限，轨底坡不统一，曲线钢轨侧面磨耗，剥落掉块和波浪形磨耗。由于在曲线地段车轮对钢轨产生的反向力，使曲线地段的线路承受着多方向的作用力。因此线路的曲线地段，特别是小半径的曲线地段是铁路三大薄弱环节之一，特别值得重点保护。

四、曲线病害的危害

在现今时代与社会进步中，铁路也在不断的飞速发展，随着行车密度和轴重的提高。不少区段钢轨的侧面磨耗和剥落掉块情况十分严重，轻微的用1—2年就磨耗到限，较严重的区段8个月就需要成段更换磨损钢轨。在有的区段，钢轨波浪形磨耗已成为制约钢轨使用寿命的主要因素，钢轨波浪形磨耗一旦形成，发展下去将是十分危险的。

对于曲线的超高设置应根据定期的测速资料来依次设置。在有的区域，由于多年不测速，只是凭现场经验来调整超高，致使超高与速度不相适应，存在较大的欠超高或者过超高。那样将大大影响钢轨的使用寿命，制约行车

的速度。曲线地段的病害如得不到及时、妥善的整治，轻则影响行车的质量，使旅客感到不舒适或者列车发生晃动；重则造成列车的颠覆。因此，曲线地段的病害应当高度重视，绝不可掉以轻心。

在曲线地段，由于离心力的作用使列车车体向外倾斜，迫使钢轨受到冲击而变形。车轮和钢轨就会产生严重的磨耗，必然导致旅客列车上的旅客感觉到不舒适等现象。怎样才能解决这些问题，使列车能够安全平稳的通过曲线，这就需要在曲线两头设置缓和曲线，合理设置外轨超高和加宽轨距，加强线路设备的维修和养护，保持曲线线形等。

第二节铁路轨道曲线爬行病害原因进行分析

一、轨道爬行病害原因分析

多数铁路线路常年裸露在大自然中，由于机车车辆的动力作用和自然条件对线路的影响，轨道几何尺寸不断发生变化。加之路基、道床随时发生变形，线路设备不断机械磨损，计划维修、紧急补修和重点整治比例安排的不合理，维修方法不当，以及周期性的大、中修工作未能够及时进行，因而对铁路线路造成诸多病害。

为保持铁路经常处于符合铁路技术标准规定的良好状态，我们就必须对铁路路基、轨道等进行养护维修作业。铁路线路养护的基本任务就是通过对线路的系统检查，及时发现线路上的一切不符合技术标准的现象和病害，并查清其原因，以便合理地计划和组织线路的养护作业，消除病害和缩小病害影响，使线路经常处于完好状态，保证列车按照规定的速度，平稳、安全和不间断地运行。

1.1.线路爬行病害

列车车轮沿钢轨运行时,除产生竖直力和横向力外,还有纵向水平力。由于纵向力的作用,使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动,这种现象称为线路爬行,使钢轨产生爬行的纵向水平力称为爬行力。

1.2.线路爬行的原因

线路爬行是万病之源，形成爬行的主要原因有：钢轨在动荷载下的挠曲、列车运行的纵向力、钢轨温度变化、车轮在接头处撞击钢轨、列车制动等。

当线路上防爬设备不足，扣件的扣压力及道床纵向阻力不够时就会加剧线路爬行。一般认为钢轨挠曲是线路爬行的最主要原因，而其他的因素则促成和加剧了线路的爬行。

1.3.预防线路爬行的方法

防止线路爬行的措施主要是增加线路纵向阻力。加强轨枕与道床间的防爬阻力，方法是保持道床的标准断面，做到轨枕底下道碴厚度足够、轨枕盒内道碴丰满、轨枕两端碴肩够宽、加强捣固、保持线路平顺、夯实道床。此外对脏污严重的道床一定要进行清筛，以防止因翻浆冒泥和线路爬底，降低线路纵向阻力。还应保持扣件的应有扣压力。为了增加钢轨与夹板之间，垫板与轨枕之间的阻力，应及时拧紧螺栓，拧紧扣件。对于失效的扣件应及时更换和整修。

二、铁路曲线病害产生的原因分析

1，曲线病害产生的原因

列车的运行由轨道来导向，车体在运行时，由于惯性的作用是不会改变方向的。尤其是在铁路线路上，而在曲线地段，轨道却不断的转变方向，迫使车体也不断的改变方向。

因此，车体运行方向和曲线轨道的方向总是相互矛盾着的。曲线地段是铁路线路上的薄弱环节之一，在一般的地形条件下，铁路曲线约占正线延长线的30%，提高曲线的养护质量，对均衡提高线路的质量，延长轨道各部的使用寿命，保证行车安全有着重要的意义。

2，曲线病害的分类

铁路线路曲线病害主要有：方向不良，轨距不符，水平超限，轨底坡不统一，曲线钢轨侧面磨耗，剥落掉块和波浪形磨耗。由于在曲线地段车轮对钢轨产生的反向力，使曲线地段的线路承受着多方向的作用力。因此线路的曲线地段，特别是小半径的曲线地段是铁路三大薄弱环节之一，特别值得重点保护。

3，曲线病害的危害

在现今时代与社会进步中，铁路也在不断的飞速发展，随着行车密度和轴重的提高。不少区段钢轨的侧面磨耗和剥落掉块情况十分严重，轻微的用1—2年就磨耗到限，较严重的区段8个月就需要成段更换磨损钢轨。在有的区段，钢轨波浪形磨耗已成为制约钢轨使用寿命的主要因素，钢轨波浪形磨耗一旦形成，发展下去将是十分危险的。

对于曲线的超高设置应根据定期的测速资料来依次设置。在有的区域，由于多年不测速，只是凭现场经验来调整超高，致使超高与速度不相适应，存在较

大的欠超高或者过超高。那样将大大影响钢轨的使用寿命，制约行车的速度。曲线地段的病害如得不到及时、妥善的整治，轻则影响行车的质量，使旅客感到不舒适或者列车发生晃动；重则造成列车的颠覆。

因此，曲线地段的病害应当高度重视，绝不可掉以轻心。在曲线地段，由于离心力的作用使列车车体向外倾斜，迫使钢轨受到冲击而变形。车轮和钢轨就会产生严重的磨耗，必然导致旅客列车上的旅客感觉到不舒适等现象。怎样才能解决这些问题，使列车能够安全平稳的通过曲线，这就需要在曲线两头设置缓和曲线，合理设置外轨超高和加宽轨距，加强线路设备的维修和养护，保持曲线线形等。

4，曲线地段的养护

曲线时线路上的病害多发地段，应加强养护，坚持“预防为主，防治结合，修养并重”的原则。尤其是那些病害的多发、易发地段，特别应当加强防护的事小半径曲线地段。从设备上加强曲线，使路基参数达到设计标准。路肩平整，排水良好，整治路基病害，防止路基基础变化带动上部建筑的变形，并按规定更换失效的轨枕。根据设计的曲线要素正确测定曲线位置，及时安设曲线头尾标志固定曲线位置。正确测定现场正矢，用计算机进行拨正计算，全面拨正线路。

5，设置合理的曲线外轨超高

我国铁路缓和曲线和曲线的线形大多数都采用三次抛物线，这类缓和曲线正矢和外轨超高的分布呈折线梯形，缓和曲线在其终点，不能满足正矢和超高圆顺过度的要求。因此，在缓和的始终点不可避免的要出现附加动力作用，致使缓和曲线部分正矢和超高的变化较大，超限处高于圆曲线部分。为了更进一步的提高缓和曲线的养护质量，在设置缓和曲线正矢和超高时必须注意以下问题：1）固定缓和曲线的头尾位置，曲线头尾应有正确的标记，每次起拨道前均应校对，对已经发生的异变，应采用偏角法，角圆法或者绳正法进行校核，以确定正确位置。

2）合理设置缓和曲线头尾的正矢和超高，为了消除三次抛物线形和曲线头尾离心力的突变，可在其始终点进行适当的改善，对与不同的曲线，其取值也不尽相同，在小半径曲出现负误差，在终点更不允许出现正误差。

3）为了尽量减少缓和曲线始终点的附加动力压值，该点至直线部分50m范围内的轨距应为1435±2mm。在曲线部分设置合理的曲线加宽，曲线部分由于离心力的作用，要给车轮留一定的游动空间，否则会造成列车的倾覆。

小半径曲线病害产生的原因及危害:

小半径曲线在以上各种力的作用下，导致钢轨、线路几何尺寸、轨枕、道床等设备产生变化，经过一段时间的列车运行，各种残余变形进一步扩大，线路各种病害逐步显现出来。 1、主要病害

一是钢轨伤损病害：钢轨侧磨、波磨及接头伤损是小半径曲线常见的病害，尤其是侧磨，是小半径曲线最突出的伤损类型。

二是轨道几何尺寸易超限：小半径曲线上高低、轨距、超高、正矢相对其他线路容易发生变化，保持的周期短，特别是轨距扩大病害相当普遍，并且随着钢轨侧磨的增加而逐渐加剧。

三是连接零件易松动且破损率高：小半径曲线上连接零件承受的冲击力和横向作用力都比较大，在相同扭力矩的情况下，小半径曲线连接零件容易松动，而且当冲击力和横向力达到一定值时，易造成夹板及接头螺栓折断、混凝土枕连接螺栓失效、枕木道钉浮离、轨距杆折断、轨撑压裂、尼龙座挤碎、轨枕挡肩破损等病害。

2、成因分析

小半径曲线钢轨磨耗特别是侧磨往往在多种因素的复合作用下形成。 其一，线路的先天不足是钢轨磨耗的最主要原因。列车驶经小半径曲线时，由于车轮踏面与钢轨面发生滑动，使相同牵引力下列车的行驶速度大大降低，使钢轨受到的力较直线地段大的多，导致机车车辆与轨道部件都受到伤损，

特别是钢轨

图1-4 小半径曲线

的侧磨较大，使用寿命变短。

其二，我国铁路运输逐步向“快速重载”方向发展，运量的增加对钢轨冲击破坏是最明显的，在车轮的快速碾压撞击下，并在其他因素的作用下，钢轨头部内侧接触面逐渐剥离，钢轨侧面磨耗逐步形成，并快速变化。曲线超高设置应根据实际通过的列车对数和实际通过的车速来确定。而事实上车速和通过对数是在不断变化、逐步增加的，超高数值的合理性很难确定。

其三，超高偏大，车轮在向心力作用下撞击摩擦下股钢轨，从而逐渐形成下股钢轨波磨。

其四，超高偏小，车轮在离心力作用下撞击摩擦上股钢轨，上股钢轨侧磨逐渐形成。

其五，轨枕预留轨底坡是1/40，用于直线地段是合适的，而在曲线地段，由于超高的作用，使车轮踏面与钢轨顶面未全部接触，车体荷载就集中于钢轨内顶接触面，形成偏载，有时轮缘挤压钢轨头部内侧面，对钢轨破坏很大，容易形成磨耗。只有增大轨底坡，方可消除偏载作用。

其六，车轮踏面对钢轨的冲击摩擦，使其踏面形成不均匀磨耗，从而使列车进行蛇形运动，冲击钢轨，助长磨耗的形成。

另外，车体与车体、车体与轮对之间连接不牢固，增加列车的晃动，也会助长磨耗的形成。

从造成曲线病害的诸多因素分析，运营条件和轨道结构属于客观因素，在一定条件下不易改变。造成小半径曲线病害的最直接因素是机车车辆作用在小半径曲线上的附加力。曲线状态好，附加力小，对曲线的破坏就小；曲线状态差，附加力大，对曲线的破坏越大。因此，保持曲线良好的状态，减少机车车辆作用在轨道上的附加力，是延长曲线维修周期、降低维修成本的关键。

3.曲线病害的整治办法

调整好小半径曲线各部尺寸

有计划地整治小半径曲线范围内的漫坑，及时消灭小坑及低接头。

每年根据春季测速资料，夏季结合综合维修对超高进行调整，特别对钢轨出现伤损异常的曲线要做重点测速。

小半径曲线轨距易变化，需经常不断地进行调整

在曲线拨正中，采用增加副矢点的办法对控制曲线圆顺度效果较好。具体办法是：在现有10 ｍ间距中间增设一点副矢，其正矢在缓和曲线上为两相邻正矢点之和的一半，圆曲线上为圆曲线计划正矢，检测工具仍为20ｍ弦线。

在曲线养护中要切实注意缓和曲线的养护。超高、轨距和正矢递减是否

符合标准，是缓和曲线养护的关键。为便于缓和曲线上超高、轨距加宽顺坡和三角坑的检查与确定，可将超高和轨距加宽值在缓和曲线钢轨上的标记间距改为6.25ｍ，检查时可不受原钢轨检查点位置的限制，按超高和轨距加宽标记点放置道尺，记录时在线路检查记录簿“水平”一栏中划斜线，斜线上填写实际检查超高值，斜线下填理论值。

曲线范围内连接零件要经常保持全、紧、靠、密，无失效，扭力矩符合《维规》规定，挡肩破损的混凝土枕要及时修复，失效的要及时更换，道床不洁要及时清筛，道床要饱满，上股按规定加宽到0.4ｍ。

第五章铁路轨道曲整正方案研究与实践

第一节铁路轨道曲线整正方案研究

一、曲线轨距加宽

机车车辆进入曲线轨道时，仍然存在保持其原有形式方向的惯性，只是受到外轨的引导作用方才沿着曲线轨道行驶。在小半径曲线，为使机车车辆顺利通过曲线而不致被楔住或挤开轨道，减小轮轨间的横向作用力，以减少轮轨磨耗，轨距要适当加宽。加宽轨距，系将曲线轨道内轨向曲线中心方向移动，曲线外轨的位置则保持与轨道中心半个桂剧的距离不变。曲线轨道的加宽值与机车车辆转向架在曲线上的几何位置有关。

一、转向架的内接形式

由于轮轨游间的存在，机车车辆的车架或转向架通过曲线轨道时，可以占有不同的几何位置，即可以有不同的内接形式。随着轨距大小的不同，机车车辆在曲线上可呈现以下四种内接形式：

1. 斜接。机车车辆车架或转向架的外侧最前位车轮轮缘与外轨作用边

接触，内侧最后位车轮轮缘与内轨作用边接触。

2. 自由内接。机车车辆车架或转向架的外侧最前位车轮轮缘与外轨作

用边接触其它各轮轮缘无接触地在轨道上自由行驶。

3. 楔形内接。机车车辆车架或转向架的最前位和最后位外侧车轮轮缘

同时与外轨作用边接触，内侧中间车轮的轮缘与内轨作用边接触。

4. 正常强制内接。为避免机车车辆以楔形内接形式通过曲线，对楔形

内接所需轨距增加，此时转向架在曲线上所处的位置称为正常强制内接。

二、曲线轨距加宽的确定原则

已如上述，机车车辆通过曲线的内接形式，随着轮轨游间大小而定。根

据运营经验以自由内接最为有利，但机车车辆的固定轴距长短不一，不能全部满足自由内接通过。为此，确定轨距加宽必须满足如下原则：

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。

三、根据车辆条件确定轨距加宽

我国绝大部分的车辆转向架是两轴转向架。当两轴转向架以自由内接形式通过曲线时，前轴外轮轮缘与外轨的作用边接触，后轴占据曲线垂直半径的位置。则自由内接形式所需最小轨距为：

Sf=qmax+f0

（2—2）

式中 Sf--自由内接所需轨距；

qmax--最大轮对宽；

f0--外矢距，其值为

其中 L--转向架固定轴距，

R--曲线半径。

以 S0表示直线轨距，则曲线轨距加宽值e应为：

现以我国目前主型客车"202"型转向架为例计算如下：

设R=350m,L=2.4m,qmax=1424m 则mm

图1-5 转向架自由内接 由以上计算可见，曲线半径为350m及以上的曲线，

轨距不需加宽。

四、根据机车条件检算轨距加宽

在行驶的列车中，机车数量比车辆少得多，应次允许机车按较自由内接所需轨距为小的"正常强制内接"通过曲线。

假设一个车轴没有横动量的四轴机车车架，在轨道中处于楔形内接形态。

车架处于楔形内接时的轨距应为：Sw=qmax+f0-f1

(2－3)

式中 qmax--最大轮对宽度；

f0--前后两端车轴的外轮在外轨处所形成的矢距，其值为：

其中

L1--第一轴至第二轴距离，

L2--第二轴至第三轴距离，

L3--第三轴至第四轴距离；

fi--中间两个车轴的内轮在内轨处形成的矢距，其值为：

其中 Li1--第二轴至与车架纵轴垂直的曲线半径之间的距离，可由下式计算：

当机车处于正常强制内接时，正常强制内接轨距 S'w等于

Sw=Sw+1/2δmin

=qmax+f0-f1+1/2δmin

(2－4) 式中δmin --直线轨道的最小游间。

五、曲线轨道的最大允许轨距

曲线轨道的最大轨距，应切实保障行车安全，不使其掉道。在最不利情况下，当轮对的一个车轮轮缘紧贴一股钢轨时，另一个撤论踏面与钢轨的接触点即为车轮踏面的变坡点。

曲线轨道容许最大轨距: 由下式计算:

S max = d min + T min ∑ r + a r ∑ s

(2—5)

式中：dmin--车辆车轮最小轮缘厚度，

其值为22mm；

Tmin--车轮最小轮背内侧距离；

εr--车辆车轴弯曲时轮背内侧距离

缩小量，用2mm；

a --轮背至轮踏面斜度为1：20

与1：10变坡点的距离，用100mm；

r --钢轨顶面圆角宽度，用12mm；

εs--钢轨弹性挤开量，用2mm。

将上述采用的数值代入得： S max = 22 + 1350

图1-6 曲线轨道最大允许轨距 2 + 100 12 2 = 1456mm

因轨距的容许偏差不得超过6mm，所以曲线轨道最大容许轨距应为1450mm，即最大允许加宽15mm。

《铁路线路维修规则》规定：新建、改建及线路大修或成段更换轨枕地

段，按图1-4规定的标准进行曲线轨距加宽。未按该标准调整前的线路可维持原标准。曲线轨距加宽递减率一般不得大于1‰，特殊条件下，不得大于2‰。

图 1-4曲线轨距加宽

曲线半径(m) 加宽值(mm) 轨距(mm)

R≥350 0 1435

350>R≥300 5 1440

R<300 15 1450

五、外轨超高的作用及其设置方法

外轨超高的作用：机车车辆在曲线上行驶时，由于惯性离心力作用，将机车车辆推向外股钢轨，加大了外股钢轨的压力，使旅客产生不适，货物位移等。因此需要把曲线外轨适当抬高，使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消惯性离心力，达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。

外轨超高：是指曲线外轨顶面与内轨顶面水平高度之差。在设置外轨超高时，主要有外轨提高法和线路中心高度不变法两种方法。外轨提高法是保持内轨标高不变而只抬高外轨的方法。线路中心高度不变法是内外轨分别降低和抬高超高值一半而保证线路中心标高不变的方法。前者使用较普遍，后者仅在建筑限界受到限制时才采用。

一、外轨超高的作用及其设置方法。

机车车辆在曲线上行驶时，由于惯性离心力作用，将机车车辆推向外股钢轨，加大了外轨钢轨的压力，使旅客产生不适，货物移位等。因此需要把曲线外轨适当抬高，使机车车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心惯性力，达到内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均匀等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。

二、外轨超高度的计算。列车以速度v沿半径R的圆曲线运行时，产生离心力F：

F=mv2/R=G v2 /gR （公式1）

式中 G-------车辆重力（KN）;

v---------行车速度（m/s）;

R---------曲线半径（m）;

g----------重力加速度，

g=9.8m/ s2 为使内外股钢轨所受得垂直压力相等，应使离心力与车体重力的合力作用与轨道的中心点上，相应的外轨超高为

h： h=11.8 v2/R （公式2）

式中 h-------外轨超高值（mm）

v-------行车速度（km/h）

R------曲线半径（m）

上式是按列车以速度v通过曲线时推导得到的。实际上，通过曲线的列车种类、列车重量和速度各不相同，为了合理设置超高，式中的列车速度v应当采用各次列车的平均速度v。，

即 h。=11.8 v。2/R

超高度设置是否合适，在很大程度上取决于平均速度选用是否恰当。超高设置后，经过一段时间运营，可根据实际运营状况对外轨超高予以适当调整。为便于管理，圆曲线外轨超高按5mm整倍数设置。

第二节、铁路轨道曲线整正方案实践（曲线绳正法拨道）

一、曲线绳正法概述

曲线圆度通常是用半径来表达，如果一处曲线，其圆曲线部分各点半径完全相等，而缓和曲线部分从起点开始按照同一规律从无限大逐渐减少，到终点时和圆曲线半径相等，那就说明这处曲线是圆顺的。但是铁路曲线半径都是很大的。现场无法用实测半径的方法来检查曲线圆度，通常以曲线半径(R)、弦长(L)、正矢(f)的几何关系来检验，

如图1一1。