Page 119 - 捷運工程叢書 精進版 － 9 捷運軌道工程實務

第三章 軌道系統元件

第三章 軌道系統元件

軌道元件係指構成或組合軌道結構的基本單元組件。由上而下，其涵蓋著鋼軌、特殊軌
道、扣件系統、枕木、道碴、連接鋼軌所需的鋼軌接頭、涉及保安系統之端末設施與標誌標

識、為供電系統設置之導電軌等等。以下各節介紹各項軌道元件，至於實務面與施作面，則
於後續各章節介紹。

第一節 鋼軌

鋼軌是構成軌道結構的主要元件，係提供電聯車之鋼輪一個安全、平順的行駛踏面
（Running Surface），並導引鋼軌的運行。電聯車負荷由鋼輪傳至鋼軌，再由鋼軌往下傳至

道床、路基或下部結構等，由於電聯車的負荷相當大，而鋼輪與鋼軌間的接觸面積很小，造
成輪軌間的接觸應力極高，已臨近或超出鋼軌材質的降伏強度，長期使用下，鋼軌是不可避

免會磨耗受損而需抽換。鋼軌磨耗受損若未處理，輕者劣化行車舒適性、衝擊鄰近環境品質、
縮短鋼軌與鋼輪的使用壽年等，嚴重者將影響行車安全。至於抽換鋼軌頻繁，除干擾正常營
運，無疑將增加營運成本。如何延長鋼軌的使用壽年？一直是軌道界努力克服的問題，包括：

結合長期觀察與嘗試中所累積的經驗，局部調整鋼軌斷面尺寸，俾使斷面形狀達到最佳化。
利用冶金技術，調整鋼軌的材質成分，以提高鋼軌的強度、耐磨性、韌性等；利用熱處理技
術，以增加鋼軌硬度，進而提高其耐磨性等；其它，如改善鋼軌焊接性等。

3.1.1 斷面尺寸

鋼軌是由每隔 650 ～ 750mm 間距的扣件系統固定在道床，電聯車行駛在鋼軌上，除輪
軌接觸應力外，鋼軌亦會承受垂向、側向、縱向負荷，而產生彎曲應力、剪切應力與軸向應

力等，為使鋼軌能夠承受各項應力，其斷面幾何形狀至少需符合以下要求：
一、適度的鋼軌踏面寬度，以增加輪軌接觸面積，緩和踏面應力，減少磨耗。

二、 適度的鋼軌頭部（Rail Head）厚度，以提供磨耗所需，延長鋼軌的使用壽年，拉大抽換
週期。

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