近年来,我国的轨道交通发展较快,新技术也层出不穷。西南交通大学轨道工程教研室总结近年来轨道工程领域的创新成果,并结合轨道交通行业发展现状,编写了本书作为轨道工程课程的教材。本书理论联系实际,有助于培养学生解决实际工程问题的能力,为今后从事交通土建工程方面的工作和进一步学习奠定必要的基础。全书共分12章,主要介绍了轨道结构组成、轨道几何形位、轨道力学、无缝线路、轨道的维护与管理等内容,除此之外,还在无砟轨道、高速道岔、轮轨接触、振动和噪声、轨道施工等方面做了拓展,充分展示了我国近年来在轨道工程领域取得的*新技术成果。 本书内容全面,图表丰富,可读性较强,既可作为高等院校交通工程、铁道工程专业轨道工程课程的教材,也可作为轨道交通从业者的参考书。 本书配有授课PPT、视频等教学资源,免费提供给选用本书的授课教师,需要者请登录机械工业出版社教育服务网(www.cmpedu.com)注册下载。

前言 第1章绪论1 1.1轨道的起源与发展1 1.1.1有砟轨道7 1.1.2无砟轨道7 1.1.3新型轨道结构8 1.2轨道的结构与工作特点9 1.2.1轨道的结构特点9 1.2.2轨道的荷载特点9 1.2.3轨道的服役特点10 1.3运营条件与轨道类型10 1.3.1运营条件与轨道的关系10 1.3.2高速铁路轨道的性能要求12 1.3.3重载铁路轨道的性能要求12 1.3.4地铁轨道的性能要求13 1.3.5轨道类型13 1.4轨道设计原则与方法14 1.4.1轨道设计原则14 1.4.2轨道选型15 1.4.3轨道设计方法16 小结20 习题20 第2章轨道结构21 2.1轨道的功能及组成21 2.2钢轨23 2.2.1钢轨的功能及类型23 2.2.2钢轨断面24 2.2.3钢轨的材质和力学性能28 2.2.4钢轨伤损及合理使用31 2.2.5钢轨连接37 2.3轨枕43 2.3.1轨枕的功用、基本要求及分类44 2.3.2木枕44 2.3.3钢枕44 2.3.4混凝土枕46 2.3.5新材料轨枕51 2.3.6轨枕铺设数量及布置52 2.4扣件54 2.4.1扣件组成与功用54 2.4.2木枕扣件55 2.4.3混凝土枕扣件57 2.5道床62 2.5.1道床的功能及材质62 2.5.2道床断面66 2.5.3有砟道床的病害与整治措施67 2.5.4道床的加固70 小结72 习题72 第3章车辆基本结构与轨道几何 形位74 3.1机车车辆基本结构74 3.1.1铁路车辆的基本组成74 3.1.2转向架的作用与组成75 3.1.3轮对组成及基本要求77 3.1.4轴箱及悬挂系统82 3.2轨道几何形位基本要素85 3.2.1轨距85 3.2.2水平87 3.2.3扭曲(或称三角坑)87 3.2.4前后高低88 3.2.5轨向88 3.2.6轨底坡89 3.3曲线轨道轨距加宽90 3.3.1曲线轨道轨距加宽的目的和方法90 3.3.2机车车辆通过曲线轨道的几何条件90 3.3.3轨距加宽的确定原则90 3.3.4轨距加宽计算91 3.3.5曲线轨道的允许轨距92 3.4曲线轨道外轨超高93 3.4.1曲线外轨超高设置的目的和方法93 3.4.2曲线外轨超高的计算93 3.4.3外轨未被平衡的超高95 3.4.4外轨允许超高值96 3.4.5曲线轨道上的超高限速97 3.5缓和曲线98 3.5.1缓和曲线的作用及其几何特征98 3.5.2缓和曲线的几何形位条件98 3.5.3常用缓和曲线100 3.5.4缓和曲线长度102 小结106 习题106 第4章轮轨关系107 4.1轮轨接触几何关系107 4.1.1轮轨接触参数107 4.1.2轮轨接触状态110 4.1.3轮轨接触几何参数的计算111 4.2轮轨滚动接触114 4.3轮轨滚动接触力118 4.3.1轮轨法向力计算118 4.3.2轮轨黏着/蠕滑力计算(轮轨滚动接触理论)121 4.4轮轨滚动接触问题的有限元算法124 4.4.1经典滚动接触理论模型的局限性124 4.4.2基于有限元法的轮轨接触力学理论125 小结126 习题126 第5章无砟轨道128 5.1铁路无砟轨道技术发展及应用128 5.1.1国外铁路无砟轨道技术发展128 5.1.2我国铁路无砟轨道技术发展133 5.2我国高速铁路无砟轨道结构135 5.2.1CRTS Ⅰ型板式无砟轨道135 5.2.2CRTS Ⅱ型板式无砟轨道136 5.2.3CRTS Ⅲ型板式无砟轨道138 5.2.4CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道139 5.2.5CRTS Ⅱ型双块式无砟轨道140 小结141 习题142 第6章道岔143 6.1道岔类型143 6.1.1连接设备143 6.1.2交叉设备143 6.1.3连接与交叉组合设备144 6.2单开道岔的构造145 6.2.1转辙器145 6.2.2辙叉及护轨147 6.2.3连接部分148 6.2.4岔枕及扣件148 6.3道岔的几何形位149 6.3.1单开道岔的主要尺寸149 6.3.2单开道岔各部分轨距150 6.3.3转辙器几何尺寸150 6.3.4导曲线及附带曲线几何尺寸151 6.3.5辙叉及护轨几何尺寸154 6.4道岔的平面线型156 6.4.1道岔尖轨平面线型156 6.4.2连接部分平面线型157 6.4.3过岔速度160 6.5道岔的铺设、维护与加强163 6.5.1道岔的铺设163 6.5.2道岔的维修与养护164 6.5.3道岔的加强165 6.6高速道岔166 6.6.1高速道岔的定义及技术要求166 6.6.2国外高速道岔关键技术166 6.6.3我国的高速道岔169 6.7重载道岔172 6.7.1重载道岔的定义及技术原则172 6.7.2重载道岔关键技术172 小结175 习题175 第7章铁路无缝线路176 7.1概述176 7.1.1无缝线路的定义及分类176 7.1.2铺设无缝线路的重要意义176 7.1.3无缝线路的发展史177 7.2无缝线路的基本理论178 7.2.1无缝线路的工作原理178 7.2.2无缝线路的基本参数180 7.2.3无缝线路的基本温度力184 7.3无缝线路稳定性187 7.3.1无缝线路稳定性概念187 7.3.2影响无缝线路稳定性的因素188 7.3.3无缝线路稳定性计算理论191 7.3.4无缝线路稳定性算例203 7.4普通无缝线路207 7.4.1普通无缝线路的主要组成207 7.4.2无缝线路的设计锁定轨温208 7.4.3无缝线路结构设计209 7.5无缝道岔210 7.5.1无缝道岔概述210 7.5.2无缝道岔的结构特点210 7.5.3无缝道岔的设计与检算214 7.5.4无缝道岔的布置216 7.6桥上无缝线路217 7.6.1桥上无缝线路概述217 7.6.2桥上无缝线路附加力的计算理论与方法218 7.6.3伸缩力的计算219 7.6.4挠曲力的计算221 7.6.5断轨计算224 7.6.6桥上无缝线路的有限元分析方法224 7.6.7伸缩调节器的应用225 7.7跨区间无缝线路226 7.7.1跨区间无缝线路发展现状226 7.7.2跨区间无缝线路的结构特点227 小结228 习题228 第8章轨道力学与轨道结构设计229 8.1概述229 8.2作用在轨道上的力及其特点230 8.3轨道结构竖向受力计算230 8.3.1基本假设和计算模型230 8.3.2连续弹性支承梁微分方程及其解232 8.3.3轨道的基本力学参数235 8.3.4轮群作用下的轨道力学计算238 8.4轨道力学分析的有限单元法239 8.4.1结构模型的离散化239 8.4.2梁单元刚度矩阵240 8.4.3连续梁的总刚度矩阵241 8.4.4轨道结构力学模型及矩阵方程241 8.5轨道动力响应的准静态计算242 8.5.1速度系数243 8.5.2偏载系数243 8.5.3准静态计算公式244 8.5.4动力系数245 8.6有砟轨道结构设计246 8.6.1轨道结构选型246 8.6.2钢轨应力检算247 8.6.3轨枕强度检算252 8.6.4道床与路基应力检算254 8.7无砟轨道结构设计256 8.7.1无砟轨道功能设计257 8.7.2无砟轨道结构设计方法259 小结264 习题264 第9章轨道减振与降噪266 9.1轨道交通振动与噪声的成因266 9.1.1轨道交通振动产生原因266 9.1.2轨道交通噪声产生原因266 9.2轨道交通振动与噪声标准及限值270 9.2.1轨道交通环境振动限值270 9.2.2轨道交通噪声限值270 9.3轨道交通振动与噪声的控制措施271 9.3.1轨道交通振动控制措施271 9.3.2轨道交通噪声控制措施274 小结276 习题277 第10章轨道建造与施工278 10.1有砟轨道施工278 10.1.1普通线路施工278 10.1.2道岔铺设284 10.1.3铺砟整道288 10.2普通无缝线路施工291 10.2.1长钢轨的装、运、卸291 10.2.2换轨作业车292 10.2.3旧轨回收293 10.2.4基本施工方法293 10.2.5线路整修工作的要点294 10.2.6无缝线路施工中应注意的几个问题294 10.3跨区间无缝线路施工294 10.3.1跨区间无缝线路铺设294 10.3.2连入法和插入法的比较296 10.3.3高速铁路一次性铺设跨区间无缝线路施工296 10.4无砟轨道施工297 10.4.1CRTSⅠ型板式无砟轨道施工298 10.4.2CRTSⅡ型板式无砟轨道施工304 10.4.3CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道施工316 10.4.4CRTS Ⅱ型双块式无砟轨道施工319 10.4.5CRTSⅢ型板式无砟轨道施工326 10.4.6弹性支承块式无砟轨道施工328 小结334 习题334 第11章轨道检测与监测技术335 11.1轨道检测概述335 11.1.1轨道几何状态检测335 11.1.2轨道设备状态检测336 11.1.3行车平稳性检测337 11.1.4工务**检测监测系统技术337 11.2轨道质量状态评价338 11.2.1轨道不平顺及其危害338 11.2.2轨道几何状态静态评价339 11.2.3轨道几何状态动态评价344 11.2.4线路设备状态评定349 11.3轨道静态检测技术351 11.3.1轨道几何状态静态检测351 11.3.2钢轨表面状态静态检测357 11.3.3其他轨道部件状态静态检测361 11.3.4线路控制测量364 11.4轨道动态检测技术366 11.4.1轨道动态检测技术及发展366 11.4.2轨道几何动态检测系统367 11.4.3钢轨短波不平顺检测371 11.4.4线路检查仪372 11.4.5轨道状态巡检系统372 11.4.6综合检测列车372 11.5轨道检测数据分析应用374 11.5.1轨道几何不平顺数据分析374 11.5.2钢轨损伤数据分析380 11.5.3铁路大数据平台382 小结383 习题383 第12章工务设备维护与管理385 12.1轨道维护的工作特点385 12.2轨道维护的内容386 12.2.1有砟轨道维护的主要内容386 12.2.2无砟轨道维护的主要内容388 12.2.3曲线缩短轨计算389 12.2.4曲线整正计算391 12.2.5线路大修397 12.3线路维修的机械化401 12.3.1铁路养路机械的发展401 12.3.2几种典型的大型养路机械402 12.4轨道精调406 12.4.1高速铁路精密测量406 12.4.2区间轨道精调量计算方法408 12.4.3道岔区精调411 12.5轨道维护管理体系413 12.5.1国外高速铁路维修管理模式413 12.5.2我国高速铁路工务维修管理 模式416 12.6现代工务管理信息系统417 12.6.1国外工务信息管理系统417 12.6.2我国的工务信息管理系统419 小结420 习题420 参考文献421