轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。接头处轮轨动力作用大，相应的养护维修工作量大。因此，钢轨接头是轨道结构的薄弱环节之一。
钢轨接头的连接形式按其相对于轨枕位置，可分为悬空式和承垫式两种。按两股钢轨接头相互位置来分，可分为相对式和相错式两种。我国一般采用相对悬空式，即两股钢轨接头左右对齐，同时位于两接头轨枕间。
钢轨接头按其性能可分为普通接头及特种钢轨接头。
（1）普通接头
普通接头连接零件是由夹板、螺栓、弹簧垫圈等组成。
1）接头夹板。夹板是承受弯矩、传递纵向力、阻止钢轨伸缩的重要部件，要求有一定的垂直和水平刚度及足够的强度。夹板的形式很多，在我国线路上曾经使用的有平板式、角式、吊板式及双头式等，如图1-18所示。
图1-18 接头夹板
（a）平板式 （b）角式 （c）吊板式 （d）双头式
目前，我国主要采用斜坡支承双头对称型夹板，简称双头式夹板。双头式夹板的优点是在竖直载荷作用下，具有较大的抵抗挠曲和横向位移的能力。夹板的上下两面均有斜坡，能使其楔入轨腰空间，但不贴住轨腰。这样，当夹板稍有磨耗，以致连接松弛时，仍可重新旋紧螺栓，保持接头连接的牢固。每块夹板上有螺栓孔6个，圆形孔与长圆形孔相间。圆形螺栓孔的直径较螺栓直径略大，长圆形螺栓孔的长径较螺栓头下突出部分的长径略大。依靠钢轨圆形螺栓孔直径与螺栓直径之差，以及夹板圆形螺栓孔直径与螺栓直径之差，就可以得到所需要的预留轨缝值。
2）接头螺栓、螺母及弹簧垫圈。接头螺栓、螺母是用来夹紧夹板和钢轨的配件，垫圈是为了防止螺栓松动。螺栓根据其机械性能分级，我国螺栓划分为8.8和10.9两个等级，其抗拉强度相应为830 MPa和1 040MPa。接头螺栓的扭矩应达到表1-1中的规定，扭矩不得低于规定值100 N·m以上。
表1-1 接头螺栓扭矩表
3）预留轨缝。为适应钢轨热胀冷缩的需要，在钢轨接头处要预留轨缝。预留轨缝应满足如下的条件。
当轨温达到当地最高轨温时，轨缝应大于或等于零，使轨端不受挤压力，以防温度压力太大而胀轨跑道。
当轨温达到当地最低轨温时，轨缝应小于或等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防止接头螺栓拉弯或拉断。
构造轨缝是指受钢轨、接头夹板及螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大缝隙值。
（2）特种钢轨接头
1）不同类型钢轨的连接。铁路等级不同，以及同一级别线路的正线、到发线和站线，从技术经济方面考虑，通常采用不同类型的钢轨，这就出现了不同类型钢轨的连接问题。常规采用的连接方式有异型夹板连接和异型钢轨连接，如图1-19所示。
图1-19 不同类型钢轨的连接示意图
（a）异型夹板连接 （b）异型钢轨连接
A.异型夹板连接。采用异型夹板连接两种不同类型的钢轨时，异型夹板的一半应与一端同型钢轨断面相吻合，另一半则与另一端钢轨断面相吻合。连接时应使两轨工作面轨距线与轨顶最高点水平线都相吻合。我国铁路规定，异型钢轨的连接，均采用双枕承垫式接头，并在双枕接头木枕上铺设异型垫板。
B.异型钢轨连接。异型钢轨两端使用各自标准的接头夹板，连接不同型号的钢轨。一般要求其过渡段不短于150mm。异型钢轨按制造方法可分为焊接式异型钢轨与整体锻造式异型钢轨。焊接式异型钢轨由于焊缝的存在，其综合性能常低于母材，容易产生过烧、灰斑、焊不透等缺陷。整体锻造式异型钢轨是采用千吨以上的压力机，在800～1200℃高温状态下直接将较重型钢轨一端全部加热锻压为较轻型钢轨的尺寸，比焊接式异型钢轨综合性能有所提高。但由于锻压需高温，钢轨金相组织有较大改变；同时还需要千吨以上的压力机，一次性投资较大。
2）绝缘接头。在自动闭塞区段上，绝缘接头是轨道电路的重要组成部分，它设于闭塞分区两端的钢轨接头处。它的作用是保证轨道电路在闭塞分区之间的互相隔断。目前，采用的绝缘接头主要有普通高强绝缘接头及胶接绝缘接头，如图1-20所示。
A.普通高强绝缘接头。由高强零件组成的夹板式绝缘接头，它由高强绝缘螺栓、高强性能垫圈、高强钢平垫、槽形绝缘板及绝缘套管等组成。
图1-20 钢轨绝缘接头示意图（单位：mm）
（a）普通高强绝缘接头 （b）胶接绝缘接头
B.胶接绝缘接头。适应超长无缝线路取消缓冲区的要求而采用的一种钢轨绝缘接头，主要由绝缘垫层、粘接夹板与胶接层组成。
在接头钢轨的端部与侧面要加垫具有足够强度的绝缘垫层和套管，以及绝缘轨道电路。在结构上，钢轨端面有对接和斜接两种。斜接接头轨端接触面大，可发挥胶粘剂剪切强度大的优势，增大接头承载能力。但斜接接头需把轨端加工成尖轨形式，轨端一旦开裂，钢轨易被轧伤，因而普遍采用对接形式。
胶接绝缘接头的夹板是连接钢轨的重要部件，它既保留了连接螺栓，又用胶粘剂把钢轨与夹板胶接在一起。因此要求钢轨与夹板的接触面积要尽量加大，以增大胶接面积，提高接头的承载能力。因此，胶接绝缘接头的夹板大都采用特制的大接触面积的夹板，或采用扩大与钢轨接触面的改造型夹板。钢轨接头螺栓采用高强度螺栓，使粘胶加压固化，增强绝缘接头夹板抗剥离性能。
胶接层是由胶粘剂和多层玻璃纤维布层积而成，可由工厂预制，也可在现场就地层积成胶接层。它要求胶粘剂具有较高的抗剪强度和抗剥离强度，而且要能承受冲击、振动和疲劳荷载的作用，并具有绝缘性。胶粘剂的主要成分有基料、固化剂、增韧剂等。根据施工的环境条件，目前有两种胶粘剂被广泛使用：一种是常温固化胶粘剂；另一种是加热固化胶粘剂。常温固化胶粘剂的基料是聚合树脂，加热固化胶粘剂的基料为环氧树脂。两种胶粘剂都可以用于现场胶接工艺及工厂胶接工艺。现场进行胶接采用常温固化胶粘剂最好。
3）导电接头。在自动闭塞及电力牵引区段，信号电流和牵引电流都要依靠钢轨传导，所以在钢轨接头处，必须设置两轨间的导电装置。导电连接装置目前有两种：塞钉式和焊接式，如图1-21所示。(www.xing528.com)
塞钉式连接装置，一般叫作塞钉式轨端接续线。它是由两条直径5 mm左右的镀锌铁线组成，铁线两端插入锥形的插销中，插销则插入于钻在轨腰上的圆孔中，孔径为10～11 mm。
图1-21 导电接头示意图（单位：mm）
（a）塞钉式轨端接续线 （b）焊接式轨端接续线
焊接式轨端接续线，这种导电连接装置由一条断面100 mm2左右的钢丝索组成，其两端焊接于轨道外侧头部的钢套中，两钢套之间的距离为150 mm，钢丝索的拉直长度为200 mm，以免钢轨在严寒季节冷缩时将其拉断，并防止个别钢丝因车轮通过时所发生的振动而折断。焊接式轨端接续线，最好设于电力牵引区段上，因为它保证牵引电流可由钢轨通过，并使其电阻为最小。
4）伸缩接头。伸缩接头即温度调节器，用以连接轨端伸缩量相当大的轨道及用于跨度大于100 m的桥上无缝线路的钢轨接头。伸缩接头由基本轨与尖轨相贴组成，基本轨及尖轨安装在共同的长垫板上，并用特制的轨撑及扣板将基本轨与尖轨保持在正确的位置上，如图1-22所示。当钢轨伸缩时，尖轨沿基本轨移动。
图1-22 钢轨伸缩接头示意图
伸缩接头随尖轨形状的不同，分为折线型和曲线型两种。折线型伸缩接头的尖轨刨成折线或斜线与相应的基本轨弯折部分相贴。曲线型伸缩接头的尖轨刨切成半径为200～500 m的圆曲线，并且固定在大垫板上，基本轨也弯成与尖轨半径相同的曲线。
5）冻结接头。冻结接头是指采用夹板与高强螺栓连接钢轨，使轨端密贴或预留小轨缝，将钢轨锁定阻止其伸缩的一种接头形式。目前，国内外采用的钢轨接头冻结方式主要有以下两种。
A.普通冻结接头。普通冻结接头是指采用特制垫片，塞入钢轨螺栓孔空隙中，使钢轨接缝密贴而阻止钢轨自由伸缩的一种钢轨连接方式，如图1-23所示。
B.新型冻结接头。近年来，出现了采用施必牢防松机构、哈克紧固件等连接形式的钢轨接头连接及MG接头等新型钢轨冻结接头。与普通冻结接头不同的是，新型冻结接头主要依靠高强螺栓连接提供钢轨与夹板间足够的摩擦阻力，阻止钢轨与夹板间的伸缩，要求钢轨接头螺栓强度高，并具有一定的防松功能。在钢轨接头连接中运用新型冻结接头技术，可以有效地冻结钢轨接头，减少接头病害，冻结后的线路可以比照普通无缝线路进行管理。
6）减振接头。减振接头，又称承越式接头，是指在钢轨接头处线路外侧夹板中间部分加高至与钢轨头部持平，当车轮通过轨缝时，减振夹板的顶面与钢轨顶面同时接触车轮，减振夹板的刚度大，可减小车轮通过轨缝的折角和台阶，减缓车轮的冲击振动，使车轮能平顺过渡，达到减振的效果，如图1-24所示。
图1-23 普通冻结接头示意图
图1-24 钢轨减振接头示意图
此外，还有用于线路钢轨出现重伤时，临时加固所采用的钢轨急救保护器和鼓包夹板等。
（3）接头病害
钢轨接头是线路轨道结构三大薄弱环节之一，钢轨接头结构的不连续性和不平顺性，使轨道残余变形加剧，促进接头病害发展，而接头病害的发展，又加剧车轮对钢轨接头的冲击力，造成接头破坏力增加及接头病害扩大的恶性循环。
钢轨接头病害按接头轨面状态分：低扣接头、磨耗不均匀高低不平接头、错牙接头、轨头掉块接头、接头大轨缝。按接头道床状态分：翻浆接头、翻白接头、硬结接头。按接头的结构状态分：接头夹板下弯、上缘磨耗、夹板螺栓的螺帽扭矩不足；扣件螺帽扭矩不足、扣板或轨距挡板不密贴、扣件失效等。
1）结构不平顺。钢轨接头在结构上的不平顺，指的是接头轨缝；车轮压在钢轨的输出端时，邻接钢轨的接受端有抬高趋势，形成台阶；荷载下钢轨接头处的挠曲不是连续曲线，而是折线。当折角、轨缝、台阶三个因素同时出现，都将产生轮轨冲击，从而增大接头处的附加动力增加。
2）附加不平顺。附加不平顺是在运营过程中形成的，以下几种情况都可能引起附加不平顺，如：结构薄弱、轨面不均匀磨耗、弹性不足。
3）动态不平顺。动态不平顺一般有两种情况：一种是轨道弹性不均和荷载波动，轮轨接触点轨迹呈波浪形不平顺；另一种是线路存在暗坑吊板和道床不均匀的弹性下沉。
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