轨道几何形位

定义

轨道几何形位 track geometry

轨道几何形位是指轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。轨道几何形位按照静态与动态两种状况进行管理。静态几何形位是轨道不行车时的状态，可采用道尺及小型轨道检查车等工具测量。动态几何形位是行车条件下的轨道状态，可采用轨道检查车测量。我国铁路轨道几何形位的管理，实行静态管理与动态管理相结合的模式。

图1 轨道几何坐标系统

基本要素

轨道有直线轨道和曲线轨道两种平面几何形式。除此之外，还有轨道的分支与交叉。在轨道的直线部分，两股钢轨之间应保持一定的距离，称之为轨距；两股钢轨的顶面应位于同一水平或保持一定的相对高差，称之为水平；轨道中线位置应与它的设计位置一致，称之为方向（或轨向）；两股钢轨轨顶所在平面（即轨面）在线路纵向应保持平顺，称之为前后高低（或轨面平顺性）；为使钢轨顶面与锥形踏面的车轮相配合，两股钢轨均应向内倾斜铺设，称之为轨底坡。在轨道的曲线部分，除应满足上述要求外，还应根据机车车辆顺利通过曲线的要求，将小半径曲线的轨距略以加宽；为抵消机车车辆通过曲线时出现的离心力，应使外轨顶面略高于内轨顶面，形成适当的外轨超高；为使机车车辆平稳地自直线进入圆曲线（或由圆曲线进入直线），并为外轨逐渐升高、轨距逐渐加宽创造必要的条件，在直线与圆曲线之间，应设置一条曲率渐变的缓和睦线。

综上所述，直线轨道几何形位的基本要素包括：轨距、水平、方向、前后高低和轨底坡；曲线轨道几何形位的基本要素除以上五项规定之外，还有以下三个特殊构造，即曲线轨距加宽、曲线外轨超高及缓和曲线。

轨底坡

钢轨底面相对于轨枕顶面（混凝土枕为轨枕中部的上表面）向轨道内侧的倾斜度。

为了使列车轮在直线上运行时有自导向作用，在曲线上运行时有更好的导向性能，车轮踏面设计成车轮外侧滚动圆半径小、内侧滚动圆半径大的锥形踏面。为了使车轮踏面作用到钢轨头部顶面的压力更接近于钢轨垂向中心线的位置和方向，使钢轨的受力和钢轨踏面的磨耗更趋合理，钢轨在轨枕上不是垂直于轨枕顶面铺设，而是在木枕线路铺设带轨底坡的轨下铁垫板，在混凝土枕线路上的轨枕承轨台上设置轨底坡，使钢轨底面相对于轨枕顶面，钢轨中心线相对于轨道中垂线有一个向轨道内侧倾斜的坡度。

轨距

钢轨头部顶面（走行台面）下16毫米范围内两股钢轨工作边之间的最小距离（图2、图3）。

图2、图3中，G为轨距，在轨道走行表面以下16毫米范围内，在两轨头内侧工作面上相距最短的两个P点，作与内侧工作面相切且垂直于走行表面的两直线之间的距离。

对于已磨耗的旧轨，左轨的轨距点P和右轨的轨距点P可能是不同的状态（图3）。

铁路标准轨距的直线轨距的设计值为1435毫米。曲线轨距按表中的规定加宽。

轨道方向

轮缘与轨头内侧工作面的接触点P沿轨道延长方向（X轴，纵向）的横向（Y轴）位置（图4）。

图4 轨道方向示意图

在图4中，轮对两车轮轮缘分别与左右两股钢轨轨头内侧工作面的接触点P沿轨道延长方向（X轴方向）在Y轴方向（横向）的横向位置的变化，用相对于平均横向位置（参考线）的偏差Y_P表示，是一个由连续测定，并经计算分析得出的样本函数，其中包含了给定波长范围内的成分。

曲线地段的轨向是按不同半径曲线的正矢值进行铺设和验收的。

轨道水平

同一横截面上左右两股钢轨顶面所在水平面的高度差（图5）。

图5 轨道水平示意图

轨道高低

钢轨走行台面（轨头顶部表面）沿轨道延长方向上的垂向位置（图6）。

图6 轨道高低

每股钢轨走行台面沿线路纵向（X轴方向）在Z轴方向（垂向）的高低变化，用相对于平均垂向位置（参考线）的偏差Z_P表示，它包含了在规定波长范围内的成分，由一个连续测定的样本函数经分析计算得出。Z_P的理论设计值为零。

轨道扭曲

左右两轨顶面相对于轨道走行表面的扭曲，用相距一定基长的水平代数差表示。又称三角坑。三角坑包含缓和曲线上超高顺坡所造成的扭曲量。

轨道扭曲可按一个固定的距离，如固定轴距进行测量，也可按水平连续测量的资料经计算得出。