作者：中国铁路总公司运输局工务部
出版社：中国铁道出版社有限公司
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轨道试读：
前言
中国铁道出版社出版发行的《铁路工务技术手册》（以下简称《手册》）是20世纪70年代中期开始由原铁道部工务局陆续组织编写出版的，90年代初期曾进行过一次修编。原《手册》共十个分册，涵盖了工务主要专业领域，多年来一直是工务系统广泛使用的应用类工具书，在生产实践、业务指导、技术培训等方面发挥了重要作用。近年来，随着高速、重载铁路的快速发展和路网规模的不断扩大，工务设备结构、技术标准、维修体制和维护技术等方面均发生了巨大变化，原《手册》已不能满足工务工作需要。为此，中国铁路总公司运输局工务部组织对《手册》进行全面修编。
新版《手册》共十二个分册，在基本保留《轨道》《道岔》《路基》《桥涵》《隧道》《线路业务》《养路机械》《防洪》《造林与绿化》《采石》等十个分册基础上，将《线路业务》更名为《线路养护》，《养路机械》更名为《工务机械》，《造林与绿化》更名为《绿化》，新增《线路检测与测量》和《房建》两个分册。
本次修编本着“科学严谨、实事求是”的态度，以及“注重延续性和发展性，确保科学性和规范性，突出全面性和实用性，具备可扩充性”的原则，组织了各铁路局以及有关科研机构、高等院校，设计、制造和施工等单位的专家编写而成。在原版框架基础上，充分吸收了高速、重载和提速有关研究成果及成功实践经验，体现了当前工务设备结构、技术标准、维护技术的现状、特点与发展方向，内容与现行国家标准、行业标准，中国铁路总公司规章及企业标准保持一致，内容全面，实用性强，体现了工具书的特点，可指导铁路工务养护维修、管理工作，亦可作为相关技术、技能人员学习培训之用。《铁路工务技术手册》修编委员会名单：
主 任： 康高亮
副主任： 曾宪海 牛道安 吴景海 张大伟 钟加栋
委 员： 沈 榕 万 坚 吴细水 付 锋 许建明 姚 冬
王 敏 杨忠吉 杨梦蛟 徐其瑞 洪学英 时 博《轨道》修编过程中，充分考虑了随着高速、重载和提速技术发展而发生的轨道结构变化，突出实用性、简明性，对原《轨道》中部分陈旧、不常用的内容进行了删减，重点增加了高速铁路轨道结构相关内容。修编后的《轨道》分上、下篇共十八章和四个附录；上篇分十章，阐述了普速铁路轨道结构、钢轨及联结零件、扣件、轨枕、有砟道床、无砟道床、无缝线路、轨道加强及轨道附属设备、道口、重载铁路等有关内容；下篇分八章，阐述了高速铁路轨道结构、钢轨、扣件、轨枕、无砟道床、有砟道床、无缝线路、标志及标识等有关内容。
本次修编的《轨道》是在传承前两版风格基础上完成的，其中的许多内容都凝聚着工务前辈们的心血，在此对前辈们表示由衷的敬意。修编过程中得到了各参编单位的大力支持，在此一并表示感谢。
主 编： 吕关仁 吴细水
副主编： 张格明 郭战伟 段剑峰
主要编写人员：上篇
第一章：吕关仁（济南铁路局）
张格明（中国铁道科学研究院）
吴细水（中国铁路总公司运输局工务部）
第二章：周清跃 张银花 邹定强 马战国（中国铁道科学研究院）
郭战伟（中国铁路总公司运输局工务部）
第三章：肖俊恒 姜子清（中国铁道科学研究院）
第四章：范 佳（中国铁道科学研究院）
第五章：许永贤 郗录朝（中国铁道科学研究院）
第六章：江 成 姜子清（中国铁道科学研究院）
第七章：高 亮 蔡小培（北京交通大学）
高文会 马战国（中国铁道科学研究院）
李传勇（上海铁路局）
段剑峰（国家铁路局）
第八章：肖俊恒（中国铁道科学研究院）
孙 立（中铁第四勘察设计院集团有限公司）
吕关仁（济南铁路局）
第九章：张晓阳（中国铁路总公司运输局工务部）
王彦臣（北京铁路局）
第十章：张格明（中国铁道科学研究院）
张建峰（太原铁路局）下篇
第十一章：吕关仁（济南铁路局）
张格明（中国铁道科学研究院）
吴细水（中国铁路总公司运输局工务部）
第十二章：周清跃张银花邹定强（中国铁道科学研究院）
郭战伟（中国铁路总公司运输局工务部）
第十三章：肖俊恒（中国铁道科学研究院）
第十四章：范 佳（中国铁道科学研究院）
第十五章：江 成 王继军 姜子清（中国铁道科学研究院）
闫红亮（铁道第三勘察设计院集团有限公司）
孙 立（中铁第四勘察设计院集团有限公司）
吕关仁（济南铁路局）
第十六章：许永贤 郗录朝（中国铁道科学研究院）
吕关仁（济南铁路局）
第十七章：高 亮 蔡小培（北京交通大学）
殷业锁（中铁四局集团有限公司）
高文会（中国铁道科学研究院）
吕关仁（济南铁路局）
第十八章：吕关仁（济南铁路局）
附 录：吕关仁（济南铁路局）
主 审： 侯文英
主要审定人员：
侯文英（中国中铁工程设计咨询集团有限公司）
蒋金洲（中国铁道科学研究院）
李秋义（中铁第四勘察设计院集团有限公司）
刘增杰（中国铁路总公司工程管理中心）
王 平（西南交通大学）
李晓光（沈阳铁路局）
吴仕凤 王钦学（南昌铁路局）
肖 宏（北京交通大学）
田 斌（武汉铁路局）
邱金帅 张 婕（中国铁道出版社）中国铁路总公司运输局工务部2016年10月前言（1991年版）
为适应广大工务职工学习和工作的需要，“五五”期间，曾组织编写《铁路工务技术手册》，共分：《轨道》、《线路业务》、《路基》、《桥涵》、《隧道》、《防洪》、《林业》、《采石》、《道岔》、《养路机械》等10册。除《道岔》、《养路机械》2册于最近出版外，其余各册自1978年起已陆续出版，历经10年的应用，深受读者欢迎。对提高工务技术管理水平，贯彻铁路主要技术政策和有关规范规章，提高线桥设备质量，起到了积极作用。
十年来，随着科学技术的进步发展，新技术、新工艺、新材料在工务部门的广泛应用，以及《铁路技术管理规程》、《铁路工务规则》和有关规章已经修改，因此手册内容亦应有进一步的修改和充实，以适应当前生产需要。为此，决定于“七五”期间，对《铁路工务技术手册》作一次全面修订。
这次修订工作，组织了路局和院校的专家，在对初版进行全面总结的基础上，又做了大量的调查研究，并广泛征集各路局的经验资料的基础上，作了修改和补充，使它更具有实用、简明、准确的特点。对统一技术用语，统一规范标准，都具有现实的指导作用。
本套手册是技术应用工具书，在内容上广收博取，选材具有理论根据，且经过实践证明是切实可行的，故提供给读者，据以指导生产，达到正确贯彻现行规章的目的。主要读者对象是工务技术管理领导者和专业技术人员，包括领工员、工长均可适用。也可为广大工务职工技术学习之用。
在修订过程中得到各铁路局的积极支持，在此表示感谢。为便于读者和编者之间沟通信息，特将初版及修订版的编者名单同时列载。《铁路工务技术手册》修订版编委会名单：
主 任：游进发
副主任：丁益民
委 员：吴兆桐 刘振铎 童夏根 高鹤江
张定德 孙锦馨 刘馨文 税国勤
李德浚 陈 健 蒋传漪
本书初版由沈阳铁路局主编。参加编写人员有：韩景愈、刘振铎、罗文彬（均为沈阳局）。
本修订版由铁道部工务局组织编写，刘振铎任主编，陈岳源任副主编。参加编写人员有：刘振铎、陈云鹏、罗文彬、韩景愈（均为沈阳局），陈岳源（北方交通大学），薛世玺（济南局），李德浚（工务局）。铁道部工务局1991年上篇普速铁路第一章轨道结构
普速铁路是指速度200km/h以下的铁路（仅运行动车组列车的铁路除外）。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，直接承受列车荷载作用，并把荷载分布传递给路基或桥隧建筑物。轨道结构应具有足够的强度、稳定性和平顺性，以保证机车车辆按规定的最大载重和最高速度运行。
轨道结构可分为有砟轨道结构和无砟轨道结构。随着轨道结构的不断强化，维护作业机械化程度的不断提高，先进检测设备的采用以及维修养护管理信息化的发展，传统的有砟轨道仍然能满足较高速度运行的要求，但存在需要经常维护，高速行车时石砟飞溅会对车轮、钢轨以及轨旁设备造成严重损害等问题。无砟轨道结构具有维护少、可用性高、结构高度低以及重量轻的优点，但存在建设成本高、难以适应路基基础有较大变形等问题。轨道结构类型选择不但是一个技术问题，而且也是一个经济问题，不仅要考虑列车轴重、速度、运量，而且还要考虑期望的使用寿命、维护类型、生命周期成本、当地条件等。因此，轨道结构类型要与铁路等级和运营条件匹配，应根据铁路等级、线下工程、维护成本、环境条件，经技术经济比较后合理选择；轨道结构组成要合理，尺寸及材质要相互配合，等强配套；要积极发展可靠性和耐久性好、长寿命和少维修的轨道结构。第一节轨道组成及类型一、轨道组成
有砟轨道结构一般由钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及防爬设备组成。无砟轨道是以混凝土等整体结构代替轨枕和散粒道砟道床的轨道结构。二、轨道作用
1.钢轨是轨道最重要的组成部件，它直接承受列车的荷载，依靠钢轨头部内侧面和机车车辆轮缘的相互作用，引导列车运行，依靠其自身的刚度和弹性把机车车辆荷载分布开来，传递给轨枕。随着机车车辆轴重逐渐增大，行车速度不断提高，钢轨所承受的荷载也在不断增加，因此对钢轨的材质和强度也有了更高的要求。
2.轨枕一方面是承受钢轨传下来的机车车辆作用力，并把它传递给道床；另一方面是通过扣件把钢轨固定在规定的位置，以保持轨距、轨底坡、曲线超高等，同时与钢轨形成轨排，并与道床结合提供所需的道床纵横向阻力。
3.有砟道床是轨枕的基础，在其上以规定的间隔布置一定数量的轨枕，用以提供轨道的弹性和纵、横向阻力，并便于排水及校正轨道的平面和纵断面。无砟道床是一种以混凝土代替轨枕和散体道砟的道床形式。
4.道岔由转辙器、辙叉及护轨、连接部分组成，其主要作用是引导列车从一条线路转向另一条线路。
5.联结零件包括接头联结零件和扣件。接头联结零件的作用是实现钢轨与钢轨的可靠连接，保持钢轨的连续性与整体性；扣件的作用是实现钢轨与轨枕的可靠连接，阻止钢轨相对于轨枕的纵、横向位移，确保轨距正常，提供绝缘和弹性。
6.防爬设备由防爬器和防爬支撑组成，用以加强钢轨和轨枕的联结，提高线路抵抗钢轨爬行的能力。对于采用弹性扣件的线路，可以不设防爬设备。三、轨道类型
客货共线铁路正线应根据线路速度等级、线下工程条件、环境条件、运输组织方式及养护维修条件，经技术经济论证后合理选择轨道结构类型。
新建、改建铁路正线采用60kg/m钢轨的跨区间无缝线路。钢轨的定尺长度优先采用100m。根据线路条件和曲线半径合理选用钢轨的强度等级。设计速度120km/h以上铁路正线有砟轨道应采用Ⅲ型混凝土枕和与轨枕配套的弹条扣件、一级碎石道砟。（一）新建和改建铁路正线轨道类型
1.正线有砟轨道设计标准见表1—1—1。表1—1—1 正线有砟轨道设计标准注：改建铁路明桥面采用木枕时，铺设根数按《铁路桥涵设计规范》（TB 10002）进行设计。
2.正线无砟轨道结构形式应根据线下工程、环境条件等具体情况，经技术经济比较后合理选择。当铺设新型无砟轨道结构或无砟轨道结构采用新技术、新工艺和新材料时，需经试铺、比较和验证后方可铺设应用。（二）新建和改建铁路站线轨道类型
站线有砟轨道设计标准应根据站线的用途按表1—1—2的规定选用。表1—1—2 站线有砟轨道设计标准注：（1）钢轨系指新轨或再用轨。（2）到发线还包括到达线、出发线、编发线等。（3）当到发线铺设无缝线路时，道床顶面宽度、边坡等设计参数应满足无缝线路设计的有关规定。（4）驼峰溜放部分线路系指自峰顶至调车线减速器出口的一段线路。（5）其他站线系指到发线及驼峰溜放部分线路以外的站线。（6）当站线采用大型养路机械养护维修时轨枕根数不应小于1600根/km。四、铁路等级划分《铁路线路设计规范》将铁路等级划分为四级，规定如下：
Ⅰ级铁路——铁路网中起骨干作用的铁路，或近期年客货运量大于或等于20Mt者。
Ⅱ级铁路——铁路网中起联络、辅助作用的铁路，或近期年客货运量小于20Mt且大于或等于10Mt者。
Ⅲ级铁路——为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于10Mt且大于或等于5Mt者。
Ⅳ级铁路——为某一地区或企业服务的铁路，近期年客货运量小于5Mt者。
注：年货运量为重车方向的货运量与由客车对数折算的货运量之和，1对/d旅客列车按1.0Mt年货运量折算。
Ⅰ级、Ⅱ级铁路路段旅客列车设计行车速度见表1—1—3。表1—1—3 Ⅰ级、Ⅱ级铁路路段旅客列车设计行车速度第二节线路平面和纵断面一、线路平面
线路平面是指线路中心线在水平面上的投影，由直线和曲线组成。曲线一般又分为圆曲线和缓和曲线。（一）直线
列车在直线上运行时条件最好，在同样的坡度下，列车运行阻力最小，行车最平稳，因此，线路平面应尽量多采用长直线。（二）圆曲线
曲线的组成如图1—2—1所示，图中虚线为无缓和曲线时的情况，实线为有缓和曲线时的情况。图1—2—1 曲线各要素ZY—单圆曲线始点（直圆点）；YZ—单圆曲线终点（圆直点）；ZH—缓和曲线始点（直缓点）；HZ—缓和曲线终点（缓直点）；HY—缓和曲线接圆曲线之交点（缓圆点）；YH—圆曲线接缓和曲线之交点（圆缓点）；QZ—整个曲线的中央点（曲中点）
1.圆曲线的基本要素（1）曲线中心角α和曲线转向角相等。（2）曲线半径R。（3）曲线的切线长T。（4）曲线外矢距E。（5）曲线长度C。0（6）缓和曲线长度l 。
2.圆曲线基本要素之间的关系
已知一条曲线的半径R和转向角α，其他各要素均可计算出来。
曲线半径越大，转向角越小，列车运行条件越好，列车允许通过速度越高，所以最小曲线半径的大小是铁路等级的重要标志。
3.铁路曲线半径系列
我国铁路曲线半径采用以下数值：12000m、10000m、8000m、7000m、6000m、5000m、4500m、4000m、3500m、3000m、2800m、2500m、2000m、1800m、1600m、1400m、1200m、1000m、800m、700m、600m、550m、500m。特殊困难条件下，可采用上列半径间10m整倍数的曲线半径。
4.最小曲线半径的确定
铁路的最小曲线半径应根据铁路等级并结合行车速度和地形等条件比选确定。我国普速铁路，客货列车的行车速度、允许超高是确定最小曲线半径的基本依据。
整理后得：max式中 v ——最高行车速度（km/h）；min
v ——最低行车速度（km/h）；p
v ——平均速度（km/h）；欠
Δh ——欠超高（mm）；过
Δh ——过超高（mm）；
h——实设超高（mm）；min
R ——最小曲线半径（m）。
5.最小曲线半径
中国铁路总公司《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》规定，普速铁路的Ⅰ级、Ⅱ级线路区间最小曲线半径见表1—2—1。表1—2—1 线路区间线路最小曲线半径（m）
6.最小圆曲线长度
曲线长度较短不利于养护维修，同时车辆通过时可能出现车辆后轴在曲线终点（圆缓或缓直点）产生的振动与车辆前轴在另一缓和曲线起点（缓圆或直缓点）产生的振动相互叠加。此外车辆通过小半径曲线时可能出现摇摆，所以圆曲线最小长度应满足表1—2—2的规定，允许速度不大于160km/h的特殊困难地段不应短于25m。表1—2—2 圆曲线或夹直线最小长度
7.相邻两线采用反向曲线变更线间距可不设缓和曲线的最小圆曲线半径
相邻两线采用反向曲线变更线间距时，如受圆曲线最小长度限制，允许速度不大于160km/h的线路，可不设缓和曲线，但圆曲线半径不应小于表1—2—3规定的数值。困难条件下的圆曲线最小半径，maxmax140km/h 相邻两线采用反向曲线变更线间距时，若受曲线偏角限制难以采用表1—2—2规定的圆曲线最小长度标准时，允许速度不大于160km/h的线路，可采用较短的圆曲线长度，但不得短于25m。（三）缓和曲线 1.缓和曲线的作用（1）为使列车从直线驶入曲线或从曲线驶入直线时，离心力不致突然产生或消失，需要在直线和圆曲线之间增加一段曲线，其曲率从零逐渐增大到与圆曲线相同的曲率1/R，或从圆曲线的曲率1/R逐渐减小到零。（2）为平衡离心力，曲线外轨需要设置超高。为了使超高逐渐增加或减小，需要有一段曲线（缓和曲线）来完成。（3）对于半径小于295m的曲线，轨距需要加宽，且加宽值需要逐渐增加，通过一段曲线来实现。 2.缓和曲线的线形 缓和曲线的线形有螺旋线、三次抛物线和更多级的抛物线线形等。我国铁路目前一般采用三次抛物线形缓和曲线，如图1—2—2所示。 三次抛物线形缓和曲线方程式：图1—2—2 三次抛物线形缓和曲线式中 y——缓和曲线纵坐标； x——缓和曲线横坐标； c——缓和曲线曲率变化率，其中 S——两股钢轨轨顶中心线间距（可采用1500mm），2 g——重力加速度（g=9.81m/s ）， i——超高顺坡坡度（‰），0 l ——缓和曲线全长（m）， l——缓和曲线上某一点至缓和曲线始点长度（m）， ρ——相应于缓和曲线长度l处的曲率半径（m）。 三次抛物线形缓和曲线的基本特征是：在缓和曲线起点（直缓点或缓直点）曲率半径ρ=∞，曲率K=0，倾角φ=0；在缓和曲线终点0（缓圆点或圆缓点）曲率半径ρ=R，曲率K=1/R，倾角φ=l /2R。即在缓和曲线上，曲率半径从ρ=∞连续逐渐减为ρ=R，曲率从K=0连续逐0渐增为K=1/R，而倾角由0逐渐增为l /2R。 3.缓和曲线长度 为保证行车安全和行车平稳，缓和曲线应有足够的长度。缓和曲线长度主要取决于超高顺坡率允许值、未被平衡横向加速度时变率（欠超高时变率）允许值、车体倾斜角速度时变率（超高时变率）允许值的要求。（1）缓和曲线要保证行车安全使车轮不致脱轨 机车车辆行驶在缓和曲线上，若不计轨道弹性和车辆弹簧作用，则车架一端的两轮贴着钢轨顶面；另一端的两轮在外轨上的车轮贴着钢轨顶面，而在内轨上的车轮是悬空的。为保证安全，应使车轮轮缘max不爬越内轨顶面。设外轨超高顺坡坡度为i，最大固定轴距为L ，max则车轮离开内轨顶面的高度为iL 。当悬空高度大于轮缘最小高度minK 时，车轮就有脱轨的危险，因此必须保证：0式中 i ——外轨超高顺坡坡度。0 缓和曲线长度l 应为0式中 h ——圆曲线超高。（2）缓和曲线长度要保证外轮的升高（或降低）速度不致导致旅客不适 旅客列车通过缓和曲线，外轮在外轨上逐渐升高，其升高速度即超高时变率不应大于保证旅客舒适的允许值f，车轮在外轨上的升高速度f按式（1—2—9）计算。式中 h——圆曲线外轨超高（mm）；max v ——通过曲线的最高行车速度（m/s）；0 l ——缓和曲线长度，相当于直线形顺坡缓和长度（m）； f——保证旅客舒适的超高时变率允许值（mm/s），普速铁路：120km/h 为保证旅客舒适度的要求，则缓和曲线长度为max 我国铁路工务部门习惯以超高顺坡1/（x·v ）来判断缓和曲线长度是否合理，其中f和x的关系可按式（1—2—11）计算。 按式（1—2—11）可求得f和x的对应关系，见表1—2—4。表1—2—4 f和x的对应关系（3）欠超高时变率不致影响旅客舒适 旅客列车通过缓和曲线，欠超高逐渐增加，其增加速度即欠超高时变率不应大于保证旅客舒适的允许值β，即0式中 l ——保证欠超高时变率不超限时的缓和曲线长度（m）；max v ——通过曲线的最高行车速度（m/s）；q h ——旅客列车以最高速度通过圆曲线时的欠超高（mm）； β——欠超高时变率允许值（mm/s），普速铁路：一般条件下为40mm/s，困难条件下为45mm/s；高速铁路：一般条件下为23mm/s，困难条件下为38mm/s。 计算结果取三项要求中的最大值作为缓和曲线长度，并取为10m的整倍数，其长度不短于20m。（四）曲线正矢 为使列车安全和平稳运行，曲线应保持圆顺。在线路养护维修工作中，衡量曲线是否圆顺，常用测量和检查曲线正矢的办法，要求实量缓和曲线正矢与计算正矢之差、圆曲线正矢连续差和圆曲线正矢最大最小值差不能超过规定的数值。否则，说明曲线方向不良，将影响行车平稳和安全，并可能引起其他线路病害，必须进行拨正。 曲线半径、弦长和正矢之间的关系如图1—2—3所示。图1—2—3 曲线正矢 图1—2—3中，AB为弦长，用c（m）表示；CD为正矢，用f（mm）表示；AO、BO为半径，用R（m）表示。曲线半径R、弦长c和正矢f之间的关系如下： 当弦长为20m时 当弦长为10m时 为使用方便，对不同半径的曲线，分别计算出弦长20m和10m的正矢，见表1—2—5。表1—2—5 圆曲线正矢 在复曲线的大小半径连接处，正矢与计算正矢的允许差按大半径曲线的缓和曲线规定办理，缓和曲线与直线连接处不得有反弯或“鹅头”。 现场曲线的始终点、缓和曲线长度、曲线全长、曲线半径、实设超高均应与设备图表保持一致。（五）复曲线 一个由不同半径的曲线段所组成的曲线称为复曲线。因为复曲线上各曲线段的圆心不是同一个，所以也叫复心曲线。 允许速度大于120km/h的线路，不得采用复曲线；其他线路不宜采用复曲线，在个别特殊困难情况下可保留复曲线。复曲线两圆曲线的曲率差大于表1—2—6规定的数值时，应设置中间缓和曲线。中间缓和曲线的长度应根据计算确定，不得短于20m。复曲线每个圆曲线的长度不得短于50m，其超高应在正矢递减范围内，从较大超高向较小超高均匀顺坡。表1—2—6 复曲线可不设中间缓和曲线的两圆曲线的最大曲率差（六）曲线间的夹直线 1.两相邻曲线转向方向相同的曲线叫同向曲线，如图1—2—4所示。图1—2—4 同向曲线示意 2.两相邻曲线转向方向相反的曲线叫反向曲线，如图1—2—5所示。
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