铁路轨道设备概述1：铁路轨道基础设备

铁路轨道上设备大致可分为铁路轨道基础设备、铁路轨道控制设备、铁路轨道信号设备和铁路轨道供电设备等。

轨道是线路设备的重要组成部分，其作用是引导机车车辆运行，直接承受机车车辆荷载作用，并把荷载分布传递给路基或桥隧建筑物。

轨道大概由道床、轨枕、钢轨、联结零件及道岔等组成。轨道结构又可分为有砟轨道和无砟轨道两种结构。


现在普遍使用的是无砟轨道，有砟轨道被淘汰是因为碎石本身一大作用就是吸收震动，但是随着时间的累计震动会让碎石越来越碎，清理和更换都很困难，而且高铁速度越来越快，车厢底部由高速形成的真空会吸引道砟撞击车厢。所以有砟轨道被逐渐淘汰。

无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构。无砟轨道平顺性好、稳定性好、使用寿命长、耐久性好、维修工作少、避免了飞溅道砟。无砟轨道是世界先进的轨道技术，可以减少维护、降低粉尘、美化环境，而且列车时速可以达到200公里以上。无砟轨道作为刚性结构，在后期运营阶段仅允许做少量的完善。

钢轨

科普视频链接：http://baike.baidu.com/l/nas0k8G1

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运行，承受车轮的巨大压力并传递到轨枕上，为车轮提供连续、平顺和阻力较小的滚动表面，在电气化铁路或自动闭塞区段，钢轨还可兼做轨道电路之用。

目前，钢轨的类型以每米长钢轨的质量（kg/m）来表示。我国铁路钢轨的类型主要有38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m。我国铁路将50kg/m及以上的钢轨称之为重型钢轨（简称重轨），50kg/m以下，如38kg/m、45kg/m等称之为轻轨。我国铁路干线与高速铁路主要采用60kg/m钢轨，站线采用50kg/m钢轨，大秦等重载铁路采用75kg/m钢轨，如图下所示。在一些专用线上采用38～45kg/m钢轨，在地铁或城市轨道上多数采用50～60kg/m钢轨。

钢轨断面形状为工字形，由轨头、轨腰、轨底三大部分组成。钢轨的断面示意图如下图所示。

我国钢轨的标准长度有12.5m、25m、50m及100m。另外，还有用于曲线轨道内股比12.5m标准轨缩短40mm、80mm、120mm和比25m标准轨缩短40mm、80mm、160mm的六种标准缩短轨。无缝线路轨道应采用50kg/m及以上的焊接长钢轨，优先选用100m轨焊接。

轨枕

科普视频链接：http://baike.baidu.com/l/LFrPRqlS
轨枕承受来自钢轨的各向压力，并弹性地传布于道床，保持钢轨的位置、方向和轨距。因此，轨枕应具有必要的坚固性、弹性和耐久性，并应便于固定钢轨，造价低廉，制作简单，铺设及养护方便。

轨枕常用种类有木岔枕、木桥枕、混凝土普通轨枕、混凝土岔枕、混凝土桥枕。

轨枕每公里配置的根数，应根据运量、行车速度及轨道的设备条件确定，并结合钢轨及道床等综合考虑，合理配套，以求在最经济的条件下，保证轨道具有足够的强度和稳定性。轨枕密一些，道床、路基面、钢轨以及轨枕本身的受力都可以小一些。同时，使轨距、方向易于保持，对行车速度高的地段尤为重要。但也不能太密，太密则不经济，而且净距过小也会在一定程度上影响捣固质量。

我国铁路规定了每公里线路最多铺设的轨枕根数，即：木枕1920根；Ⅰ型、Ⅱ型混凝土枕1840根；Ⅲ型混凝土枕1667根。符合下列条件之一的正线轨道应加强，增加轨枕配置根数：(1)曲线地段的木枕轨道半径不大于800m，混凝土枕轨道半径不大于600m；(2)陡于12‰的下坡制动地段；(3)长度不小于300m的隧道内。加强办法是混凝土枕每公里增加80根；木枕每公里增加160根。条件重合时只增加一次，但不能超过前述允许最大铺设数量。

道床

科普视频链接：http://baike.baidu.com/l/Jy2AKVuw
道床是轨道的重要组成部分，是轨道框架的基础。道床通常指的是铁路轨枕下面，路基面上铺设的石砟（道砟）垫层。主要作用是支撑轨枕，把轨枕上部的巨大压力均匀地传递给路基面，并固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向移动，大大减少路基变形的同时还缓和了机车车辆轮对钢轨的冲击，便于排水。

道床分为普通有砟道床、沥青道床和混凝土整体道床。

有砟道床通常由具有一定粒径、级配和强度的硬质碎石堆集而成，在次要线路上，也可以使用级配卵石或粗砂。沥青道床是为了改善普通石砟道床的散体特性而加入乳化沥青或沥青砂浆的结构形式。整体道床常为现浇钢筋混凝土结构，常用于不易变形的隧道内或桥梁上。

中间联结零件

钢轨与轨枕间的联结是通过中间联结零件实现的。中间联结零件也称扣件，扣件必须具有足够的强度、耐久性和一定的弹性，能长期有效地保持钢轨与轨枕的可靠联结，阻止钢轨相对于轨枕的移动，并能在动力作用下充分发挥其缓冲减震性能，延缓轨道残余变形积累。此外，扣件还应构造简单，便于安装、拆卸和养护维修。联结零件有木枕扣件和混凝土枕扣件。

木枕扣件
木枕扣件主要有分开式和混合式两种。分开式扣件如图4所示，又称“K”型分开式扣件。分开式扣件扣压力大，可有效防止钢轨爬行。其缺点是零件多，用钢量大，更换钢轨麻烦。分开式扣件主要用在无砟桥上。混合式扣件如图5所示，零件有道钉和五孔双肩铁垫板。它除用道钉将钢轨、垫板和木枕一起扣紧外，还另用道钉将垫板与木枕单独扣紧。这种扣紧方式可减轻垫板的振动，且零件少，安装方便。其缺点是扣压力小，且钢轨受荷载后向上挠曲时，易将道钉拔起，降低扣压力。

混凝土枕扣件
混凝土枕扣件应具备足够的扣压力、适当的弹性，具有一定的轨距和水平调整量，还要具有绝缘性能。我国混凝土枕扣件主要使用扣板式、弹条式扣件。扣板式扣件零件简单，调整轨距比较方便，但弹性和扣压力较低，在使用过程中容易松劲，适用于50kg/m及以下钢轨的线路上，如图6所示。弹条式是使用弹条扣压住钢轨，具有大的扣压力和弹性的特性。不同类型如图7～图9所示。

道岔

科普视频：http://baike.baidu.com/l/HBIYo0i1（补充：单开道岔；三开道岔）
道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，也是轨道的薄弱环节之一，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。道岔在铁路线路上起到重要作用。

道岔是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔数量多、使用寿命短、限制列车速度、行车安全 性低，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。

道岔是实现股道转换的重要的设备，广泛存在于铁路线路上。现在，电液控制自动道岔已经取代落后的人工道岔，由于道岔区的接头数量多、曲线复杂，往往是行车安全事故的高发地带。常用的道岔种类有单开道岔、三开道岔、交叉道岔、交分道岔和渡线道岔等。


尖轨是转辙器部分最重要的组成部件。通过转辙机械的作用，两根尖轨往复摆动，从而引导机车车辆进入主线或侧线行驶。

基本轨是用12.5米或25米标准轨经过适当加工制成。主线基本轨为直线。侧线基本轨为折线或曲线型。

辙叉与护轨部分由主轨、护轨、翼轨、岔心四个部件构成。其中，翼轨和岔心是辙叉的主要构成部分。

有害空间：从两翼轨最窄处到辙叉心实际尖端之间，存在着一段轨线中断的空隙，叫做辙叉的有害空间。当机车车辆通过辙叉有害空间时，轮缘有走错辙叉槽而引起脱 轨的可能，因此，必须设置护轨，对车轮的运行方向实行强制性的引导。

护轨：正确地引导机车车辆轮对的走向，防止其撞击辙叉叉心，使列车平顺、安全地通过有害空间。


辙叉角：道岔岔心所形成的角，称为辙叉角，它有大有小。道岔号码（N）代表了道岔各个部分的主要尺寸，通常用辙叉角（α）的余切值来表示，FE表示辙叉跟端长 ， AE表示辙叉跟端支距 ，即N=cotα=FE/AE。9号道岔转辙角6°20′25“；12号道岔转辙角4°45′49”；18号道岔转辙角3°10′47.39“。

显而易见，辙叉角α越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许的过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。不过，事物总有它的两面性，道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。 目前我国铁路上大多使用9、12、18号三个型号道岔，它们所允许的侧向通过速度分别为30、 45、80公里/小时。


技术规格： 尖轨与基本轨密贴的程度，对行 车安全影响很大，比如列车迎着 尖轨运行时，如果尖轨密贴程度 差，即间隙超过一定限度（大于 4mm）则车的轮缘有可能撞着或 从间隙中挤进尖轨尖端而造成颠 覆或脱轨的严重行车事故 。因此，对尖轨与基本轨的密贴程 度规定有严格地标准。根据《技 规》规定，装有转换锁闭器的电 动转辙机，电空转辙机的道岔， 当在转辙杆处的尖轨与基本轨之 间插入厚4mm，宽为20mm的铁 板时，应不能锁闭和开放信号。

道岔挤岔时造成“四开” ，引起列车颠覆。顺向道岔挤岔时造成道岔及道岔转换器的损 伤。为了保证行车安全，凡是列车经过的道岔，不论对向的还是顺向的，都要和信号 机实现联锁。一旦道岔不密贴或被挤时，就不能使信号机开放。

单双向道岔：操纵时仅能使一组道岔转换，则称该道岔为单动道岔；如果能使两组道岔同时或顺序 转换，则称为双动道岔，有时也称为联动道岔。为了简化操作手续、联锁关系，保证 行车安全和节省信号器材等因素，凡是能双动的道岔必须使之双动。下图所示的1号 和3号道岔，2号和4号道岔，都属于双动道岔。

道岔编号：（1）用阿拉伯数字从车站两端由外向里依次编号。上行列车到达一端用双数，下行列车到达一端用单数；（2）站内道岔，通常以车站站台中心线作为划分单数号与双数号的分界线。（3）每一道岔均应编为单独的号码，对于渡线、交分道岔等处的联动道岔，应编为 连续的单数或双数（如图中的1、3、5、7号道岔）。（4）位于同一坐标的道岔先编靠近信号楼的道岔，对同一端有两个及其以上方向时， 应先编主要方向的道岔号码。