【正文】 ，是行車的基礎。軌道是由鋼軌、軌枕、道床、道岔、聯(lián)結(jié)零件及防爬設備組成。它的的作用是引導機車車倆運行，直接承受由車輪傳來的荷載，并把它傳布給路基 或橋隧建筑物。軌道必須堅固穩(wěn)定，并具有正確的幾何形位，以確保機車車輛的安全運行。鋼軌是軌道的主要部件，用于引導機車車輛行駛，并將所承受的荷載傳布于軌枕、道床及路基。同時，為車輪的滾動提供阻力最小的接觸面。軌枕是軌道結(jié)構的重要部件，一般橫向鋪設在鋼軌下的道床上，承受來在鋼軌的壓力，使之傳布于道床。同時，利用扣件有效地保持兩股鋼軌的相對位臵。軌枕主要有木枕和混凝土枕兩類。聯(lián)結(jié)零件是聯(lián)結(jié)鋼軌或聯(lián)結(jié)鋼軌和軌枕的部件。前者稱接頭聯(lián)結(jié)零件,后者稱中間聯(lián)結(jié)零件（或扣件）。其作用是有效地保證鋼軌與鋼軌或鋼軌與軌枕間的可靠聯(lián)結(jié),盡可能地保持鋼軌的連續(xù)性與整體性。阻止鋼軌相對于軌枕的縱橫向移支，確保軌距正常，并在機車車輛的動力作用下，充分發(fā)揮緩沖減振性能，延緩線路殘余變形的積累。 防爬設備能有效地防止鋼軌與軌枕之間發(fā)生縱向的相對移動，制止鋼軌爬行。道床是軌枕的基礎，在其上以規(guī)定的間隔布臵一定數(shù)量的軌枕，用以增加軌道的彈性和縱、橫向移動的阻力，并便于排水和校正軌道的平面和縱斷面。主要材料有碎石和篩選卵石等。道岔是機車車輛從一股軌道轉(zhuǎn)入或越過加一股軌道時必不可少的線路設備，在鐵路站場布臵中應用極為廣泛。它是軌道結(jié)構 的重要組成部分。一、鋼軌的基本功能及基本要求鋼軌是鐵路軌道的主要組成部件。它的功用在于引導機車車輛的車輪前進，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌必須為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動表面。在電氣化鐵道或自動閉塞區(qū)段，鋼軌還可兼做軌道電路之用。 鋼軌的工作條件十分復雜。車輪施加于鋼軌上的作用力，其大小、方面和位臵都具有很大的隨機性。這引起都有和機車車輛與軌道的相互作用有關。除輪載外，氣候及其他因素對鋼軌受力也有影響，例如，軌溫的變化可以使鋼軌鋼軌是作為一根支承在連續(xù)彈性基礎或點支承上的無限長梁進行工作的。它主要承受輪載作用下的彎曲應力，但是也必須有能力承擔輪軌接觸點上的接觸應力，以及軌腰與軌頭或軌底連接處可能產(chǎn)生的局部應力和溫度變化作用下的溫度應力。在輪載和溫度力的作用下，鋼軌產(chǎn)生復雜的變形：壓縮、伸長、彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓潰、磨耗等。 為使列車能夠安全、平穩(wěn)和不間斷地運行，鋼軌除必須充分發(fā)揮上述諸功能外，還應保證在輪載和軌溫變化作用下，應力和變形均不超過規(guī)定的限值。這就要求鋼軌具有足夠的強度 、韌性和耐磨性能。 機車依靠其動輪與鋼軌頂面之間的摩擦作用牽引列車前進，這就要求鋼軌頂面粗糙，使車輪與鋼軌之間產(chǎn)生足夠的摩擦力。但對車輛來說，摩阻力太大會使行車阻力增加，這就又要求鋼軌有一個光滑的滾動表面。從這一矛盾的主要方面出發(fā)，鋼軌仍應維持其光滑的表面，必要時，可用向軌面撒砂的方法提高機車動輪與鋼軌之間的粘著力。鋼軌依靠本身的剛度抵抗輪載作用下的彈性彎曲，但是為了減輕車輪對鋼軌的動力沖擊作用，防止機車車輛步行部分及鋼軌的折損，又要求鋼軌具有必要的彈性。 車輪與鋼軌之間接觸面積很小，而來自車輪的的壓力卻十分巨大，為使鋼軌不致被壓陷或磨耗太快，鋼軌應具有足夠的硬度。但硬度太高，鋼軌又容易受沖擊而折損，因此，要求鋼軌具有一定的韌性。 根據(jù)經(jīng)濟合理原則，還應做到鋼軌斷面設計合理，價格低廉，輕重齊備，自成系列。鋼軌的類型，以每米大致質(zhì)量kg表示。目前，我國鐵路的鋼軌類型主要有75kg/m、60kg/m、50kg/m及43kg/m。 為完成上述功能，對鋼軌質(zhì)量、斷面、材質(zhì)三要素均提出了相應的要求。隨著高速、重載運輸?shù)囊?，鋼軌正向重型化發(fā)展，線路上逐步鋪設75kg/m鋼軌。 (二)鋼軌斷面設計原則作用于直線軌道鋼軌上的力主要是豎直力，其結(jié)果是使鋼軌撓曲。因為鋼軌被視為支承在連續(xù)彈性基礎上的無限長梁，而梁抵抗撓曲的最佳斷面形狀為工字形。因此，鋼軌采用工字形斷面，由軌頭、軌腰和軌低三部分組成。鋼軌斷面設計應滿足下面要求。 鋼軌斷面圖 鋼軌斷面尺寸及特性 鋼軌頭部是直接和車輪接觸的部分，應有抵抗壓潰和耐磨的能力，故軌頭宜大而厚，并應具有和車輪踏面相適應的外形。鋼軌頭部頂面應有足夠的寬度，使在其上面滾動的車輪踏面和軌頭頂面磨耗均勻。鋼軌頭部頂面應軋制成隆起的圓弧，使由車輪傳來的壓力更能集中于軌軸。鋼軌被車輪長期滾壓以后，頂面近似于200~300mm半徑的圓弧。因此，在我國鐵路上，較輕型鋼軌的項面，常軋制成一個半徑為300mm的圓弧，而較重型鋼軌的頂面，則用三個半徑分別為80、300、80或80、500、80mm的復合圓弧組成。為使鋼軌有較大的承載能力和抗彎能力，鋼軌腰部必須有足夠的厚度和高度。軌腰的兩側(cè)為曲線。軌腰與鋼軌頭部及底部的連接，必須保證夾板能有足夠的支承面。鋼軌底部直接支承在軌枕頂面上。為保持鋼軌穩(wěn)定，軌底應有足夠的寬度和厚度，并具有必要的剛度和抵抗銹蝕的能力。鋼軌的頭部頂面寬（b）、軌腰厚（t）、軌身高(H)及軌底寬（B）是鋼軌斷面的四個主要參數(shù)。鋼軌高度應盡可能大一些，以保證有足夠的慣性矩及斷面系數(shù)來承受豎直輪載的動力作用。但鋼軌愈高，其在橫向水平力作用下的穩(wěn)定性愈差。軌身高與軌底寬之間應有一個適當?shù)谋壤?。一般要求軌高與軌底寬之比為~。為使鋼軌軋制冷卻均勻，要求軌頭、軌腰及軌底的面積分配，有一個較合適的比例。(三)鋼軌的材質(zhì)和機械性能鋼軌的材質(zhì)和機械性能主要取決于鋼軌的化學成分、物理力學性能、金屬組織及熱處理工藝。鋼軌鋼的化學成分除含鐵（Fe）外，還含有碳（C）、錳（Mn）、硅（Si）及磷（P）、硫（S）等元素。碳對鋼的性質(zhì)影響最大。提高鋼的含碳量，其抗拉強度、耐磨性及硬度均迅速增加。例如，%%，可使平爐鋼軌的耐磨性能提高60%。但含碳量過高，也會使鋼軌的伸長率、斷面收縮率和沖擊韌性顯著下降。因此，%。錳可以提高鋼的強度和韌性，去除有害的氧化鐵和硫夾雜物，%～%。%者稱中錳鋼，其抗磨性能很高。硅易與氧化合，故能去除鋼中氣泡，增加密度，使鋼質(zhì)密實細致。在碳素鋼中，%~%.提高鋼的含硅量也能提高鋼軌的耐磨性能。 磷與硫在鋼中均屬有害成分。磷過多（%），使鋼軌具有冷脆性，在冬季嚴寒地區(qū)，易突然斷裂。硫不溶于鐵，不論含量多少均生成硫化鐵，在985℃時，呈晶態(tài)結(jié)晶析出。這種晶體性脆易溶，使金屬在800~1200℃時發(fā)脆，在鋼軌軋制或熱加工過程中容易出現(xiàn)大量廢品。所以磷、硫的含量必須嚴格加以控制。 表中除U7U74為碳素鋼外，其他均為提高錳、硅含量或增加銅含量的中錳、高硅或含銅合金鋼。鋼軌鋼的物理力學性能包括強度極限σb、屈服極限σs、疲勞極限σr、伸長率δ斷面收縮率ψ、沖擊韌性(落錘試驗)αh及硬度等。這些指標對鋼軌的承載能力、磨損、壓潰、斷裂和其他傷損有很大的影響。鋼軌接頭處輪軌沖擊力很大，為加強接頭處鋼軌的抗磨能力，在鋼軌兩端30~70mm范圍內(nèi)進行軌頂淬火，淬火深度達812 mm。為提高鋼軌耐磨和抗壓性能，還應對鋼軌進行全長淬火處理。它是采用電感應加熱的方法，以局部改變軌頭鋼的組織，從而提高鋼軌的強度和韌性。綜前所述，為適應高速、重載的需要，鋼軌要重型化，但鋼軌重型化后，若不采用強化技術，又會帶來其它的問題。由于重型 鋼軌的剛度大，相應彎曲變形較小，列車車輪對鋼軌的動力作用大部分作用在輪軌接觸區(qū)，同時由于重型鋼軌扭轉(zhuǎn)中心接近軌底，軌尖產(chǎn)生的縱向正應力遠遠大于軌底的縱向正應力，從而加速了重型鋼軌軌頭病害的發(fā)展。一般來講，鋼軌愈重，鋼軌的傷損數(shù)量減少，但接觸疲勞傷損總數(shù)的比例提高。如前蘇聯(lián)實現(xiàn)鋼軌重型化后，鋼軌傷損總數(shù)量大量減少，但50kh/m、65kg/m、75kg/m鋼軌的軌頭傷損卻分別占傷損總數(shù)的75%、80%、94%。重型鋼軌的強化有兩種技術路線：一是鋼軌合金化，它生產(chǎn)工藝簡單，投資少，能源消耗少，鋼軌整體強化，表層硬度均勻，可焊性好；二是碳素鋼熱處理，這種方法也可獲得同樣的高強度和表面硬度，同時韌性好，節(jié)省合金，適于大批量生產(chǎn)。冶金學原理及冶金工業(yè)生產(chǎn)實踐認為：如不改變鋼種，單憑碳素鋼熱處理，很難再大幅度地提高強度，唯有微合金與熱處理相結(jié)合，二者相輔相成，才可得到既有更高強度，并有相應韌性、硬度和可焊性的優(yōu)質(zhì)鋼軌。目前我國使用的鋼軌，抗拉強度約為900Mpa。還有部分PD2全長淬火軌、PD3高碳微釩軌，抗拉薩市強度在1000 Mpa以上。PD3高碳微釩軌，抗拉強度在1300 Mpa，可延長鋼軌使用壽命50%以上。淬火軌對材質(zhì)純凈度的要求比普通鋼軌更高，如果不提高鋼軌的純凈度，鋼軌重型化及強韌化的優(yōu)勢也不能更好地發(fā)揮，因此材質(zhì)純凈化是重型化和強韌化的基礎。例如鋼軌中非金屬夾雜、鋼軌金屬薄弱區(qū)的存在等，都是鋼軌產(chǎn)生疲勞傷損的根源，以這些疲勞源為中心形成核傷，對行車安全構成威脅。鋼軌重型化、強韌化和純凈化應當有機地統(tǒng)一，才能獲得最佳綜合技術經(jīng)濟效益。二、鋼軌接頭和軌縫，對于75kg/m鋼軌只有25m長一種。還有用于曲線內(nèi)股的縮短軌，、80mm、120mm三種；對于25m軌的有短40mm、80mm、160mm三種。軌道上鋼軌與鋼軌之間用夾板和螺栓連接，稱為鋼軌接頭。接頭處輪軌動力作用大，養(yǎng)護維修工作量大，接頭是軌首結(jié)構的薄弱環(huán)節(jié)之一。接頭的聯(lián)結(jié)形式按其相對于軌枕位臵，可分為懸空式和承墊式兩種。按兩股鋼軌接頭相互位臵來分，可分為相對式和相錯式兩種。我國一般采用相對懸空式，即兩股鋼軌接頭左右對齊，同時位于兩接頭軌枕間。鋼軌接頭按其性能又可分為普