鐵路軌道幾何形位
正文
軌道上兩股鋼軌在平面和立面上的相互位置。在直線段，平面上左右兩股鋼軌要保持與軌道中線相等距離和一致的方向；在立面上，除了隨著線路縱斷面的變化保持一致高度外，在每一橫斷面上左右兩軌頂面應保持同一高度。在曲線段，使外股相對於內股應保持一定的高差，兩軌間的距離要比直線加寬。在不致影響列車安全與正常運行前提下，對上述的標準要求，都允 許有一定的誤差，並根據線路等級的不同，各國都規定了自己的標準。
軌距 為兩根鋼軌頭部內側間與線路中線垂直方向上的距離，在軌頂面以下規定的部位量取。由於軌頭斷面的圓弧及側面斜度的不同，這個部位在不同的國家規定有不同的數值，如中國為16毫米(圖1),聯邦德國為14毫米，法國為15毫米，蘇聯為10毫米。輪對上左右兩車輪內側面之間的距離,加上兩個輪緣厚度,稱為輪對寬度。輪對寬度應略小於軌距，使輪緣與鋼軌內側保持必要的間隙，以利於在軌道上行駛的車輛輪對都能順利通過，而不使輪對楔住在軌道內，也不致引起車輛過度的擺動。
鐵路軌道幾何形位水平形位 直線地段兩軌應保持同一高度，使兩軌負荷均勻，允許有一定誤差。中國鐵路的規定，是按線路種類的不同，分別為不大於4～6毫米。軌道不允許有三角坑存在,即在一段不太長的距離內,不允許左右兩軌高差交替變化，以致引起車輛劇烈搖幌。對於不同線路種類,中國鐵路規定，在18米距離內,不許有超過4～6毫米的三角坑存在。過大的三角坑會使個別車輪懸空，輪緣爬上軌面，而發生脫軌事故。
軌底坡 車輪輪箍和鋼軌接觸的面為1/20的圓錐面。為了使車輪壓力的合力線更接近於鋼軌中軸線，以減小偏磨,鋼軌不是豎直鋪設,而是略向軌道中心傾斜。這種傾斜度稱軌底坡。中國鐵路過去採用1/20的軌底坡（直線地段）。自1965年起改為1/40。其原因是車輪踏面(輪箍和鋼軌接觸的面)經過一段時間的磨耗後,斜度已接近於1/40。
曲線地段軌道幾何形位 曲線軌道構造與直線地段有不同特點：①曲線半徑較小時，軌距適當加寬；②外軌增設超高；③曲線兩端與直線連線處設定緩和曲線。
軌距加寬 機車車輛進入曲線軌道時，因慣性作用，仍然力圖保持其原來行駛方向，僅當前軸外輪碰到外軌，並受到外軌引導，才沿著曲線軌道行駛。這時車輛的轉向架與曲線在平面上保持一定的位置和角度。可能出現三種不同情況：第一種情況是當軌距足夠寬時，只有前軸外輪的輪緣受到外軌的擠壓力（稱導向力），後軸則居於曲線半徑方向，兩側輪緣與鋼軌間都有一定的間隙，行車阻力最小;第二種情況是當軌距不夠寬時,後軸（或其他一軸）的內輪輪緣也將受到內軌的擠壓（圖2），產生了第二導向力，行車阻力較前者增加；當軌距更小時,可能出現第三種情況,此時不但中間某軸內輪受內軌擠壓，而且後軸外輪也受到外軌擠壓，車輪被楔住在兩軌之間,不僅行車阻力大,甚至可能把軌道擠開。因此小半徑曲線上軌距必須加寬。在確定軌距加寬時,須根據鐵路機車車輛的軸數和軸距,計算軌距能允許車輛以何種情況通過曲線。確定軌距加寬的原則是：①保證最常用的車輛轉向架能以第一種情況自由通過曲線；②保證軸距較長的多軸機車能以第二種情況通過，而不致出現第三種情況。根據上述原則算出的曲線軌道的軌距，減去直線上的標準軌距，稱軌距加寬值。中國軌距加寬值，按照曲線不同半徑，過去分為三級加寬，後改為兩級加寬，每級5～10毫米。但包括6毫米容許誤差在內，軌距最大不得超過1456毫米，以保證輪對平穩、安全地通過曲線。
鐵路軌道幾何形位
鐵路軌道幾何形位由於通過曲線的各種列車的車速和車重各不相同，車速高的偏磨外軌，低速車則偏磨內軌，為了達到兩軌磨耗均等，可採用下面的平均速度v來計算超高：
若按兩軌磨耗均等的原則設定超高，因所受的離心加速度過大，有時會使高速列車中的旅客感覺不舒適。因此，還要根據旅客舒適度條件進行檢驗，如不能滿足要求時,應再調整超高。旅客感受的外側離心加速度ɑ按下式作近似計算
當vi大於v時，上式ɑ為正值，這是離心力大於超高所提供的向心力，說明超高度不足（即欠超高）；當vi小於av時，ɑ為負值,這時離心力小於超高度所提供的向心力，說明超高過大（即余超高）。欠超高和余超高都使旅客感覺不適,且與ɑ的絕對值成正比。若命該超高的差值為△h,當｜ɑ｜分別為0.6、0.5、0.4米/秒2時，則△h相應為92、76、61米毫。
由於具體條件不同，各國規定的允許離心加速度有些差別。一般而言,離心加速度如不超過0.6米/秒2，旅客不致有不舒適的感覺。中國鐵路規定:在山區鐵路,其值不得大於0.6米/秒2；平原區域或複線不得大於0.4～0.5米/秒2（見鐵路線路平面）。實際設定超高時,取其整數到5毫米，最大超高為150毫米；單線上下行速度懸殊時不超過125毫米，以防臨時停車，內軌受過大偏壓。
緩和曲線 設於圓曲線與直線相接處，使圓曲線的軌距加寬及外軌超高，可以在緩和曲線範圍內逐漸完成。緩和曲線的曲率是漸變的，從零變至與圓曲線曲率相同；超高也是漸變的，因而列車由直線進入曲線時，車體所受的離心力與向心力也是漸變的。為使這兩種力處處平衡，可推導出這曲線的線型是一空間的高次方程。
在縱斷面上，如果外軌超高按直線規律遞增，即為各國常用的三次螺鏇線。然而它在直緩點（直線與緩和曲線連線點）及緩圓點（緩和曲線與圓曲線連線點）上仍不免有力的突變。為了消除這種突變，超高的遞增率可採用高次方程表示，使外軌作成曲線型的順坡。如聯邦德國在高速線上採用兩個二次代數式，日本的高速線上採用餘弦型曲線順坡，都屬於這一類型。中國自50年代以來，對緩和曲線理論作過大量研究，提出多種類型，有的曾在一些鐵路上試鋪過，取得一定效果。
