第七章無縫線路524

1、精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track EngineeringJoint track精品課程軌道工程 Railway Track EngineeringExpansion joint精品課程軌道工程 Railway Track EngineeringCWR精品課程軌道工程 Railway Track EngineeringlCWR (LRS)l為何在上世紀(jì)五十年代發(fā)展?l跨區(qū)間無縫線路？ 閉塞區(qū)間l新建線路一次性鋪設(shè)無縫線路l記憶效應(yīng) memory effects精品課程軌道工程 Railway Track Engine

2、ering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering一、鋪設(shè)無縫線路的意義l所謂無縫線路就是把鋼軌焊接起來的線路，所以又稱焊接長鋼軌線路。l無縫線路是當(dāng)今軌道結(jié)構(gòu)的最佳選擇，它以無可非議的優(yōu)越性得到各國鐵路的承認(rèn)。幾十年來，世界各國競相發(fā)展。我國鐵路無縫線路近年來在技術(shù)上有很大進(jìn)步，在數(shù)量上有較快增長。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl國內(nèi)外鋪設(shè)無縫線路的研究與實(shí)踐證明，無縫線路與有縫線路相比:l1)它在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上有明顯的優(yōu)越性。與有縫線路比，可節(jié)約維修費(fèi)用30%-

3、75%;l2)無縫線路的平順性好、線路阻力小，行車平穩(wěn)、旅客舒適;l3)還可減少機(jī)車和車輛的修理費(fèi)和燃料費(fèi)，因而獲得迅速發(fā)展。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering二、無縫線路的類型l無縫線路根據(jù)處理鋼軌內(nèi)部溫度應(yīng)力方式的不同，可分為:溫度應(yīng)力式、放散溫度應(yīng)力式。l溫度應(yīng)力式無縫線路在運(yùn)營過程中，通常不必人工放散溫度應(yīng)力；l放散溫度應(yīng)力式無縫線路需要定期或自動(dòng)放散溫度應(yīng)力。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering三、國內(nèi)外無縫線路發(fā)展概況l大量的鋪設(shè)無縫線路能收到節(jié)約材

4、料、勞力、能耗等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，因此深受各國重視。 l1915年，歐洲在有軌電車軌道上開始使用焊接長鋼軌，焊接軌條長度約為100200 m。20世紀(jì)30年代，世界各國開始在鐵路上進(jìn)行鋪設(shè)試驗(yàn)。到了5060年代，由于焊接技術(shù)的發(fā)展，無縫線路得到推廣應(yīng)用和迅速發(fā)展。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl我國于1957年開始在京滬兩地各鋪設(shè)1 km無縫線路，次年才進(jìn)行大規(guī)模的試鋪。1961年底我國共鋪設(shè)無縫線路約150 km，6070年代對在線路特殊地段鋪設(shè)無縫線路進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，并取得了成功，為在線路上連續(xù)鋪設(shè)無縫線路創(chuàng)造了條件。至2007年，我國鐵路正線

5、無縫線路長度已達(dá)5.2萬公里，占正線總長的比重達(dá)到58。l隨著軌道結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富以及軌道結(jié)構(gòu)理論研究的深入，各國鐵路都在逐步擴(kuò)大無縫線路鋪設(shè)的范圍，并積極地發(fā)展跨區(qū)間無縫線路。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering國家總長/萬km占營運(yùn)線比例/主要鋼軌類型最大軌溫差/容許鋪設(shè)的最小曲線半徑/m最大坡度/橋上線路阻力(kN/m/軌)伸縮調(diào)節(jié)器（EJ）的設(shè)置中5.257.875kg/m、60kg/m10230033根據(jù)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)德7.696（I級線路）UIC60、S49、S54903502515溫度跨度大于90m需設(shè)置日1.398（新干線）JIS60、5

6、0N、50T706005大跨度橋、道岔前后設(shè)置法2.265UIC60、UIC5070400距道岔前后超過100m處設(shè)置俄4.032P50、P65、P7511930024美12.043132RE、140RE、136RE94170橋長超過153m設(shè)置表 71 各國鐵路無縫線路鋪設(shè)概況精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering第二節(jié) 無縫線路的基本原理一、溫度力、伸縮位移與軌溫變化的關(guān)系l一根長度為l可自由伸縮的鋼軌，當(dāng)軌溫變化t時(shí)，其伸縮量為 llt （71）式中 鋼軌的線膨脹系數(shù)，取11.810-6/；

7、 l 鋼軌長度（mm）；t 鋼軌軌溫變化幅度（）。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl如果將處于自由狀態(tài)的鋼軌兩端完全固定，則鋼軌內(nèi)部將產(chǎn)生溫度應(yīng)力：tEtEEat（72）式中E 鋼的彈性模量，E2.1105 MPa； t 鋼的溫度應(yīng)變。l將E、值代入式（72），則溫度應(yīng)力為：t2.110511.810-6t2.48t (MPa) （73）l一根鋼軌所受的溫度力Pt為：PttF2.48tF （N）（74） 式中F 鋼軌的斷面積（mm2）。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering由以上公式可知l1兩端固定的鋼軌中所產(chǎn)生的溫度力，僅與

8、軌溫變化幅度t有關(guān)，而與鋼軌本身長度無關(guān)。l2不同類型的鋼軌在同一軌溫變化幅度下所產(chǎn)生的溫度力大小不同。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl為降低溫度力，需選擇一個(gè)適宜的鎖定軌溫，又稱零應(yīng)力狀態(tài)的軌溫或?qū)嶋H鎖定軌溫。在鋪設(shè)無縫線路時(shí)，將長軌條始終端落槽就位時(shí)的平均軌溫稱為施工鎖定軌溫。施工鎖定軌溫不一定等于設(shè)計(jì)鎖定軌溫，但應(yīng)在設(shè)計(jì)鎖定軌溫允許變化范圍之內(nèi)。鎖定軌溫是決定鋼軌溫度力水平的基準(zhǔn)，因此根據(jù)強(qiáng)度、穩(wěn)定條件確定鎖定軌溫是無縫線路設(shè)計(jì)的最主要內(nèi)容。l影響軌溫的因素比較復(fù)雜，如氣候變化、風(fēng)力大小、日照強(qiáng)度、線路走向和所取部位等。根據(jù)多年的實(shí)際觀測，最高軌溫要

9、比當(dāng)?shù)氐淖罡邭鉁馗?825，最低軌溫比當(dāng)?shù)氐淖畹蜌鉁氐?3。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering二、線路縱向阻力二、線路縱向阻力（一）接頭阻力l鋼軌接頭處由鋼軌夾板通過螺栓擰緊，產(chǎn)生阻止鋼軌縱向位移的阻力稱接頭阻力。接頭阻力由鋼軌夾板間的摩阻力和螺栓的抗剪力提供。為了安全，僅考慮鋼軌與夾板間的摩阻力。PHns （75）（鋼結(jié)構(gòu)）式中s 鋼軌與板間對應(yīng)一枚螺栓的摩阻力； n 接頭一端的螺栓數(shù)。l摩阻力大小主要取決于螺栓擰緊后的張拉力P和鋼軌與夾板之間的摩擦系數(shù)f。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering （76）式中P 一枚螺栓擰緊后的

10、拉力（kN）； 夾板接觸面的傾角，tgi； i 軌底頂面接觸面斜率，50、75kg/m鋼軌：i14；43、60kg/m鋼軌：i13。圖71 夾板受力圖)sin(2cos2PPNTTN RP精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl當(dāng)鋼軌發(fā)生位移時(shí)，夾板與鋼軌接觸面之間將產(chǎn)生摩阻力F，阻止鋼軌的位移。FNfRcosf cosf （77）l一枚螺栓對應(yīng)有四個(gè)接觸面，其上所產(chǎn)生的摩阻力之和為s，則有：s4FPHns （78）fPcos)sin(2fPcos)sin(26cossin()Pf精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl對應(yīng)于一枚螺栓

11、所提供的摩阻力可作如下分析：鋼的摩擦系數(shù)一般為0.25，而ftg，則有tg-10.25；又有tg-1i。將以上相應(yīng)值代入求s的公式，可得到：70、50kg/m鋼軌，s1.03P；60、43kg/m鋼軌，s0.90P。l可見，一根螺栓的拉力接近它所產(chǎn)生的接頭阻力。在此情況下，接頭阻力PH的表達(dá)式，可寫成：PHnP （79）精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl接頭阻力與螺栓材質(zhì)、直徑、擰緊程度和夾板孔數(shù)有關(guān)。在其他條件相同情況下，螺栓的擰緊程度就是保持接頭阻力的關(guān)鍵。扭力矩T與螺栓拉力的關(guān)系可用經(jīng)驗(yàn)公式表示：TKDP （710）式中T 擰緊螺帽時(shí)的扭力矩（Nm）；

12、K 扭矩系數(shù)，K0.180.24； P 螺栓拉力（kN）； D 螺栓直徑（mm）。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl列車通過鋼軌接頭時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，會(huì)使扭力矩下降、接頭阻力值降低。國內(nèi)外資料表明，接頭阻力可降低到靜力測定值的4050%。因此，定期檢查扭力矩，重新擰緊螺帽，保證接頭阻力值在長期運(yùn)營過程中保持不變，是一項(xiàng)十分重要的措施。維修規(guī)則規(guī)定無縫線路鋼軌接頭必須采用10.9級螺栓，扭矩應(yīng)保持在700900Nm。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl采用美國哈克螺栓和全螺紋自鎖緊高強(qiáng)螺栓（扭矩1100Nm以上）聯(lián)結(jié)的鋼軌接頭，接

13、頭阻力達(dá)700900kN，可承受60kg/m鋼軌軌溫變化3647時(shí)的縱向溫度力，鋼軌接頭處于凍結(jié)狀態(tài)，軌縫基本上不會(huì)發(fā)生變化，因而可用于構(gòu)成準(zhǔn)無縫線路。而膠接絕緣接頭的阻力可達(dá)15003000kN，基本上可承受住鋼軌中的縱向力，不會(huì)拉開軌縫，因而可視為與焊接接頭等強(qiáng)度。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl中間扣件和防爬設(shè)備抵抗鋼軌沿軌枕面縱向位移的阻力，均稱扣件阻力。l為了防止鋼軌爬行，一般要求扣件阻力必須大于道床縱向阻力；在一些特殊地段，如橋上、鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器基本軌的伸縮范圍內(nèi)，為了降低橋梁所受縱向力和保證鋼軌的正常伸縮，要求扣件阻力小于道床阻力。精品課程軌

14、道工程 Railway Track Engineeringl扣件阻力是由鋼軌底面沿墊板上表面之間的摩阻力和扣件與軌底扣著面之間的摩阻力所組成。摩阻力的大小，取決于扣件系統(tǒng)扣壓力和摩擦系數(shù)的大小。一組扣件的阻力F為：2) P（711）式中P 單個(gè)扣件對軌底上表面的扣壓力；1 鋼軌與墊板之間的摩擦系數(shù)；2 鋼軌與扣件精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl扣壓力P與螺栓所受拉力P拉的大小有關(guān)。以扣板式扣件為例，按圖72可得P的算式如下：P （7-12）式中P拉 扣板螺栓所受拉力，與螺帽扭矩有關(guān)；a、b 扣板著力點(diǎn)至螺栓孔中心的距離。代入式（711），扣件摩阻力F為：F

15、2 (12) （7-13）拉PbabbabP拉P拉Pba精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果表明，扣件縱向阻力隨鋼軌位移的增加而增大。當(dāng)鋼軌位移達(dá)到某一定值之后，鋼軌產(chǎn)生滑移，阻力不再增加。0.00.51.01.52.005101520位移/mm扣件阻力/kN圖7-3 彈條型扣件縱向阻力曲線精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering扣件類型型型型防爬器 K型螺母扭矩為80Nm9.09.316.015.07.5螺母扭矩為150Nm12.015.0表74 扣件

16、阻力表（kN）精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl（三）道床縱向阻力l道床縱向阻力系指道床抵抗軌道框架縱向位移的阻力。一般以每根軌枕的阻力R，或每延厘米分布阻力r來表示。它是抵抗鋼軌伸縮、防止線路爬行的重要參數(shù)l道床抵抗軌道框架縱向位移的阻力由軌枕與道床之間的摩阻力和枕木盒內(nèi)道砟抗推力共同組成。圖74所示為實(shí)測得到是正常軌道狀態(tài)下單根軌枕道床縱向阻力與軌道框架縱向位移關(guān)系曲線。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl可以看出：道床縱向阻力值隨位移的增大而增加，當(dāng)位移達(dá)到一定值之后，軌枕盒內(nèi)的道砟顆粒之間的結(jié)合被破壞，此時(shí)即使位移再

17、增加，阻力也不再增大；在正常軌道條件下，混凝土軌枕位移小于2 mm、木枕位移小于1 mm時(shí)，道床縱向阻力呈斜線增長，道床處于彈性工作范圍，混凝土枕軌道道床縱向阻力明顯大于木枕軌道圖74 道床縱向阻力234151015mm阻力混凝土枕木枕kN/根位移精品課程軌道工程 Railway Track Engineering線路特征單枕的道床縱向阻力/kN一股鋼軌下單位道床縱向阻力N/cm1667根/km1760根/km1840根/km木枕線路7.0-6164混凝土枕線路型10.0-8791型12.5-109115型18.3152160-表7-5 道床縱向阻力表精品課程軌道工程 Railway Trac

18、k Engineering作業(yè)項(xiàng)目清篩前篩邊挖盒枕后枕后挖盒綜合搗固篩后第三天篩后第七天篩后半個(gè)月篩后一個(gè)月縱向阻力（kN/根）13.86.782.53.76.88.358.89.712.6%10049.118.126.849.260.563.870.291.0表7-6 道床清篩前后的縱向阻力精品課程軌道工程 Railway Track Engineering三、溫度力圖三、溫度力圖（一）約束條件l1接頭阻力的約束l為簡化計(jì)算，通常假定鋼軌接頭阻力PH為常量。當(dāng)無縫線路溫度力Pt大于接頭阻力PH時(shí)，鋼軌才開始伸縮。因此在克服接頭阻力階段，溫度力等于接頭阻力，即Pt2.48tHFPHtHtH 接

19、頭阻力阻止鋼軌伸縮的軌溫變化幅度。FPH48.2精品課程軌道工程 Railway Track Engineering2道床縱向阻力的約束l接頭阻力被克服后，當(dāng)軌接頭阻力被克服后，當(dāng)軌溫繼續(xù)變化時(shí)，道床縱向阻力開始阻止鋼軌伸縮。但道床縱向阻力的產(chǎn)生是體現(xiàn)在道床對軌枕或者說軌道框架的位移阻力，隨著軌枕根數(shù)的增加，相應(yīng)的阻力也會(huì)增加。計(jì)算分析中，常將單根軌枕的阻力換算為鋼軌單位長度上的阻力r，并取常量。因此，在克服道床縱向阻力階段，鋼軌會(huì)有少量伸縮，鋼軌內(nèi)部還繼續(xù)產(chǎn)生溫度力，且各截面的溫度力并不相等，以斜率r分布。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（二）基本溫度力圖

20、l無縫線路鎖定以后，軌溫單向變化時(shí)，溫度力沿鋼軌縱向分布的規(guī)律，稱為基本溫度力圖。l溫度力圖常用來表示溫度力沿長鋼軌的縱向分布，故溫度力圖實(shí)質(zhì)是鋼軌內(nèi)力圖 lx伸縮區(qū)固定區(qū)伸縮區(qū)PHBCDPtADCBAmaxPtl1當(dāng)軌溫t等于鎖定軌溫t0時(shí)，鋼軌內(nèi)部溫度力為零即Pt0，如圖中AA線。l2當(dāng)tt0tH時(shí)，接頭阻力發(fā)揮作用，軌端無位移，溫度力在整個(gè)長軌條內(nèi)均勻分布，PtPH，如圖中BB線。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl3當(dāng)tt0tH時(shí)，道床縱向阻力開始發(fā)揮作用，軌端開始產(chǎn)生收縮位移，同時(shí)也產(chǎn)生溫度力，大小為PtPHrx，如圖中CC線。l4當(dāng)t降到最低軌溫T

21、min時(shí)，鋼軌內(nèi)溫度拉力最大，為maxPt拉，這時(shí)x達(dá)到最大值ls，即為無縫線路伸縮區(qū)長度。固定區(qū)溫度力如圖中DD線。maxPt位和ls可按下式計(jì)算。maxPt位2.48Ft拉max（715）ls （716）max PPrtH精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl（三）軌溫反向變化時(shí)的溫度力圖ABCDFGEmaxPt拉maxPt壓HNTDEGAHP峰l峰ppl1當(dāng)TminttH時(shí)，軌溫回升，鋼軌有伸長趨勢，首先仍然遇到接頭阻力的抵抗，鋼軌全長范圍內(nèi)溫度拉力減小，溫度力圖平行下移PH值，接頭處溫度拉力變?yōu)榱?。溫度力分布如圖中AEE。精品課程軌道工程 Railway

22、 Track Engineeringl2當(dāng)tHTmint2tH時(shí)，這時(shí)接頭阻力反向起作用，溫度力圖繼續(xù)平行下移PH值，此時(shí)接頭處承受溫度壓力，固定區(qū)仍為溫度拉力，如圖中FGG所示。l3當(dāng)Tmint2tH時(shí)，正、反向接頭阻力已被完全克服完，鋼軌要開始伸長，這時(shí)道床縱向阻力起作用，部分長度上溫度力梯度反向，在伸縮區(qū)溫度壓力以斜率r而增加，如圖中FT所示。l4當(dāng)tTmax時(shí)，固定區(qū)溫度壓力達(dá)到maxPt后，由于t拉maxt壓max，固定區(qū)溫度力平行下移到HH，則HN與FT的交點(diǎn)，出現(xiàn)了溫度壓力峰P峰，其值大于固定區(qū)的溫度壓力。溫度壓力峰等于固定區(qū)最大溫度拉力與最大溫度壓力的平均值，即：P峰(maxP

23、t拉maxPt壓) （718） l峰 （719）(maxmax)PPPrttH拉壓22精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（四）軌端伸縮量計(jì)算l1長軌一端的伸縮量l陰影線部分為克服道床縱向阻力階段釋放的溫度力，從而實(shí)現(xiàn)了鋼軌伸縮。由材料力學(xué)可知，長軌條端部伸縮量長與陰影線部分面積的關(guān)系為：長 maxPtPHrlslsABCrEFlrEFABCs22(max)PPEFrtH22無縫線路長軌節(jié)中部承受大小相等溫度力，不能伸縮，為無縫線路固定區(qū)。在兩端，溫度力變化，在克服道床縱向阻力階段，有少量的伸縮，稱為伸縮區(qū)。 精品課程軌道工程 Railway Track Eng

24、ineeringl2標(biāo)準(zhǔn)軌一端的伸縮量l緩沖區(qū)標(biāo)準(zhǔn)軌軌端伸縮量短計(jì)算方法與長基本相同?？傻玫杰壎松炜s量短計(jì)算公式為：l短 式中，maxPt為從鎖定軌溫到最低或最高軌溫時(shí)所產(chǎn)生的溫度力。t ABCPHHGlKlPBKGHEFBKCEF(max)P PlEFrlEFtH282精品課程軌道工程 Railway Track Engineering第三節(jié)第三節(jié) 無縫線路的穩(wěn)定性無縫線路的穩(wěn)定性l一、穩(wěn)定性概念一、穩(wěn)定性概念l在夏季高溫季節(jié)，無縫線路的鋼軌內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的溫度壓力，容易引起軌道橫向變形。在列車動(dòng)力或人工作業(yè)等干擾下，軌道彎曲變形有時(shí)會(huì)突然增大，這一現(xiàn)象常稱為脹軌跑道（也稱臌曲），在理論上稱

25、為喪失穩(wěn)定。這對列車運(yùn)行的安全是個(gè)極大的威脅。l無縫線路穩(wěn)定性分析的主要目的是研究軌道臌曲的發(fā)生規(guī)律，分析其產(chǎn)生的力學(xué)條件及主要影響因素，計(jì)算出保證線路穩(wěn)定的允許溫度壓力。 Pt PkPn P 0 KABCf0+ff2mm圖79 無縫線路脹軌跑道過程持溫AB，軌脹BK，跑道KC 橫坐標(biāo)為軌道彎曲變形矢度f0f，f0為初始彎曲矢度 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering道床橫向分布阻力已約束不住軌道橫移和彎曲變形的發(fā)展，整個(gè)軌道失去穩(wěn)定平衡，軌道框架內(nèi)的巨大彈性勢能突然釋放出來。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering二、影響無縫線路穩(wěn)定

26、性的因素 l大多數(shù)的脹軌跑道事故并非溫度壓力過大所致，而是由于對影響無縫線路穩(wěn)定的因素認(rèn)識不足，在養(yǎng)護(hù)維修中破壞了這些因素而發(fā)生的。 l（一）保持穩(wěn)定的因素 l（二）喪失穩(wěn)定的因素精品課程軌道工程 Railway Track Engineering二、影響無縫線路穩(wěn)定性的因素 （一）保持穩(wěn)定的因素l1道床橫向阻力 l道床抵抗軌道框架橫向位移阻力稱道床橫向阻力，它是防止無縫線路脹軌跑道、保證線路穩(wěn)定的主要因素。l橫向阻力與橫向位移的相互關(guān)系通過實(shí)測得到的表達(dá)式為 qq0ByzCy1/N（722） 式中q0 初始道床橫向阻力； y 軌道彎曲時(shí)，各截面軌枕橫向位移；B、C、Z、N 阻力系數(shù)。精品課程

27、軌道工程 Railway Track Engineering2341410mm阻力N/cm鋼筋混凝土軌枕木枕kN/根位移0268寬軌枕50100150圖710 道床橫向阻力 道床橫向阻力是由軌枕兩側(cè)、底部與道砟摩阻力和砟肩阻止橫移阻力組成。其中，肩部約占30%，軌枕兩側(cè)占2030%，軌枕底部占50%。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering0q線路特征BCz1/N木枕道床肩寬40cm，1840根/km12.421529612/3道床密實(shí)，標(biāo)準(zhǔn)斷面，1840根/km20.08.0601.71/3混凝土枕型，道床肩寬40cm，1840根/km15.044458313/

28、4型，道床密實(shí)，標(biāo)準(zhǔn)斷面，1840根/km22.0381101.51/3II型，1760根/km11.6214.8597.513/4II型，1840根/km12.1225.1624.613/4III型，1667根/km14.6357.2784.713/4III型，1760根/km15.4366.6819.713/4表77 道床橫向分布阻力系數(shù) 精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl無縫線路喪失穩(wěn)定大多是由于維修作業(yè)不當(dāng)，降低了道床橫向阻力而發(fā)生。 l影響道床橫向阻力的因素：l（1）道砟l道床的飽滿程度和道砟的材質(zhì)、粒徑尺寸對道床橫向阻力都有影響。如碎石bigge

29、r 卵石，大粒bigger 小粒l（2）道床肩部 l軌枕擠動(dòng)道床，最終形成破裂面BC，且與軌枕端面的夾角為45/2?；瑒?dòng)體的重量決定了橫向阻力的大小，即在滑動(dòng)體之外的道床對枕端橫向阻力不起作用?；瑒?dòng)體的寬度b可用下式計(jì)算：bHtg (45 ) （7-23）p式中H 軌枕端埋入道床的深度；p 摩擦角，一般3550。2精品課程軌道工程 Railway Track Engineering45+/2bBAHCb圖711 枕端道床破裂示意圖l道床肩部堆高石砟會(huì)加大了滑動(dòng)體的重量，是提高道床橫向阻力最經(jīng)濟(jì)有效的方法。對于提高道床橫向阻力，肩部堆高比肩部加寬效果更明顯，且有利于節(jié)約道砟。(a)1603002

30、001:1.75(b)5501501851:1.75（c）5501852001:1.75作業(yè)項(xiàng)目作業(yè)前扒碴搗固回填夯拍逆向撥道10mm道床橫向阻力kN/根8.487.525.446.06.42.48%1008964717529破底清篩作業(yè)情況清篩前起道一遍搗固兩遍當(dāng)天取消慢行后作業(yè)后第二天道床橫向阻力kN/根8.662.563.264.05%100303647表7-8 維修作業(yè)前后道床橫向阻力 表7-9 破底清篩前后道床橫向阻力精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl2軌道框架剛度l軌道框架剛度是反映其自身抵抗彎曲能力的參數(shù)。軌道框架剛度愈大，彎曲變形愈小，所以是

31、保持軌道穩(wěn)定的主要因素l軌道框架剛度在水平面內(nèi)等于兩股鋼軌的水平剛度及鋼軌與軌枕節(jié)點(diǎn)間的扣件阻矩之和 l圖713為彈條型扣件阻矩實(shí)測值。對螺母扭矩為100Nm的實(shí)測阻矩值進(jìn)行回歸分析，求得回歸函數(shù)為：M2.21041/2（Ncm/cm） 精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringdcb00.250.500.751.001.251.501.752.00200100300400500600aa、b、c、d曲線對應(yīng)的扣件螺母扭矩分別為20、50、100、150Nm圖713彈條型扣件阻矩實(shí)測值精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（二）喪失穩(wěn)定的

32、因素l無縫線路喪失穩(wěn)定的主要因素是溫度壓力與軌道初始彎曲。由于溫升引起的鋼軌軸向溫度壓力是構(gòu)成無縫線路穩(wěn)定問題的根本原因，而初始彎曲是影響穩(wěn)定的直接因素，脹軌跑道多發(fā)生在軌道的初始彎曲處。因而控制無縫線路初始彎曲的大小，對保證軌道穩(wěn)定有重要作用 l初始彎曲一般可分為彈性初始彎曲和塑性初始彎曲。彈性原始彎曲是在溫度力和列車橫向力的作用下產(chǎn)生的。塑性原始彎曲是鋼軌在扎制、運(yùn)輸、焊接和鋪設(shè)過程中形成的；現(xiàn)場調(diào)查表明：大量塑性初始彎曲矢度為34 mm，測量的波長為47 m。塑性初彎矢度約占總初彎矢度的58 精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl三、穩(wěn)定理論l無縫線路穩(wěn)定

33、問題的理論基礎(chǔ)是彈性理論的能量變分原理，可以看作是位于彈性介質(zhì)中無限長梁（軌道框架）的受壓穩(wěn)定問題。軌道失穩(wěn)之前，將先產(chǎn)生脹軌變形，脹軌變形的影響區(qū)可劃分為三個(gè)區(qū)段：其彎曲部分為脹軌變形區(qū)，亦稱臌曲區(qū)；臌曲區(qū)的兩側(cè)為縱向位移區(qū)即鄰區(qū)；影響區(qū)之外為未變形的穩(wěn)定區(qū)。鄰 區(qū)脹 軌 變 形 區(qū)鄰 區(qū)穩(wěn) 定 區(qū)穩(wěn) 定 區(qū)精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl為保證無縫線路的穩(wěn)定，必須將鋼軌內(nèi)部的溫度壓力控制在一定范圍內(nèi)。國內(nèi)外對穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行長期深入的研究，提出了許多不同的計(jì)算公式。比較有影響的有H.Meier的臨界溫升法、原蘇聯(lián)的米辛柯公式、別爾申公式、日本的沼田實(shí)

34、公式、A.D.Kerr和G.Samavedam把能量變分原理應(yīng)用于無縫線路穩(wěn)定性分析并提出了安全溫升法等。精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl判別結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的準(zhǔn)則一般有能量法和靜力平衡法。無縫線路的穩(wěn)定分析大多采用能量法，彈性理論的能量變分原理是理論基礎(chǔ)。穩(wěn)定性計(jì)算采用的勢能駐值原理，概念為：結(jié)構(gòu)物處于平衡狀態(tài)的充要條件是在虛位移過程中，總勢能取駐值，即dA0，總勢能值與靜力平衡等價(jià)。l軌道的總勢能A為：lAA1A2+A3+A4 l據(jù)勢能駐值原理及邊界條件等即可求得軌道平衡的微分方程。微分方程的解法有精確解與近似解之分，前者是按邊界條件直接解平衡微分方程，解題較

35、麻煩，與近似方法相比差別并不很大，故運(yùn)用較少；使用較多的是后者，即假設(shè)變形曲線的方法，也稱能量法。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl我國在1977年提出了“統(tǒng)一無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式”（以下簡稱“統(tǒng)一公式”），并得到推廣應(yīng)用，對促進(jìn)我國無縫線路的發(fā)展起了重要作用。該公式假定變形波長與初始波長相等，并取變形為2 mm時(shí)對應(yīng)的溫度壓力PN作為計(jì)算壓力，再除以安全系數(shù)K，即為允許溫度壓力P。l我國在1990年5月1日開始實(shí)施的無縫線路鋪設(shè)及養(yǎng)護(hù)維修方法，穩(wěn)定性計(jì)算采用是由中國鐵道科學(xué)研究院盧耀榮研究員等提出的變形波長與初始彎曲波長不相等的計(jì)算公式（以下簡稱“不等

36、波長公式”），現(xiàn)已得到現(xiàn)場的應(yīng)用。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering四、統(tǒng)一無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式l統(tǒng)一無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式的基本假定為：l整個(gè)軌道框架為鋪設(shè)于均勻介質(zhì)（道床）中的一根細(xì)長壓桿；l軌道彈性原始彎曲為半波正弦曲線，塑性原始彎曲為圓曲線，在變形過程中變形曲線端點(diǎn)無位移、曲線長度不變；l不考慮扣件系統(tǒng)變形能。l（一）計(jì)算圖式l統(tǒng)一無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式的計(jì)算圖示l假設(shè)彈性原始彎曲與溫度壓力作用下的變形曲線線形相同，采用正弦曲線，即l （7-26）l式中， 彈性原始彎曲矢度；l 彈性原始彎曲半波長，通常取為4 m。l塑性原始彎曲假設(shè)為圓曲線，并采用下

37、列公式：l l （7-27）l式中， 塑性原始彎曲半徑，l 塑性原始彎曲矢度。000sinlxfyee0ef0l0002)(Rxxlyp0RpflR020080pf溫度壓力作用下的軌道變形曲線為 （7-28） 式中， 變形曲線矢度； l 變形曲線弦長； 軌道橫向變形量。 對于半徑為R的圓曲線軌道，理想狀態(tài)下其變形曲線為： （7-29） 對于具有塑性原始彎曲的圓曲線，其變形曲率為 （7-30） 總的原始變形曲線為 總的變形曲線為lxfyfsinRxxlyR2)( RRR1110peyyy0000yyyfTffy（二）公式推導(dǎo)軌道框架總變形能為變形曲線長度l和變形矢度f的函數(shù)，應(yīng)用勢能駐值原理，應(yīng)

38、有 （7-31）由于假定曲線在變形過程中弦長l是不變的，故式（7-31）第二項(xiàng)為0。為任意不為零的微小值，故須有 （7-32） 由此可得P和l之間的函數(shù)關(guān)系，為求P的最小值可利用極值條件，從而推導(dǎo)無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式的基本公式為 （7-33a） （7-33b）式中第一項(xiàng)為負(fù)，表示當(dāng) 為正時(shí)，鋼軌延長，壓縮變形能減小。0llAffAdA0fAfAfAfAfA3210lPf 1、鋼軌壓縮變形能A1鋼軌在溫度壓力P作用下產(chǎn)生軸向壓縮，壓縮變形能為： （7-34）式中， 為曲線變形過程中，鋼軌弧長的變化值，前一項(xiàng)為變形后的弧弦差，后一項(xiàng)為變形前的弧弦差。顯然 （7-35）同樣， 代入式（7-34）中

39、得 （7-36）lPA1l0lllTdxydxdxydxdslllll200000200)(21)(1)(dxyllTT20)(212)2(40221RlffflPAe4)(2021RlfflPfAe精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering表7-10 等效道床阻力（N/cm）碎石道床、木枕碎石道床、混凝土枕肩寬30cm肩寬40cm肩寬30cm肩寬40cm1760-768418405462798719205665-表7-10 等效道床阻力（N/cm）l表7-10 等效道床阻力（N/cm）精品課程軌道工

40、程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering五、不等波長穩(wěn)定性計(jì)算公式l不等波長穩(wěn)定性計(jì)算公式的基本假定為：軌道為無限長梁，曲線軌道視為半徑等于R的曲梁，并埋置在均勻介質(zhì)（道床）中；假定梁初始彎曲的線形為正弦線；假定梁在溫度壓力作用下，變形曲線與初始彎曲波形相似，但波長不等。 l0yxlRRf0f精品課程軌道工程 Railway Track Engineering根據(jù)勢能逗留值原理，可求得軌道處于平衡狀態(tài)的溫度壓力 P： 4321P 式中： )(400221ldilfEIz )22(10222NzCKfBGfQl u

41、uulfSH11232 22042Rllif 彈性初始彎曲積分函數(shù) ldxllxlxl00)2(cos2cos21精品課程軌道工程 Railway Track EngineeringG 道 床 阻 力 減 值 積 分 函 數(shù) lZdxlxlG0)1(2)(sin1 K 道 床 阻 力 增 值 積 分 函 數(shù) lNNdxlxlK0)1(2)(sin1 H 扣 件 阻 矩 積 分 函 數(shù) dxlxlxlHuul10)sincos2(1 初 始 彎 曲 積 分 函 數(shù) dxllxlxll00)2(sin2sin21 f 軌 道 彎 曲 變 形 矢 度 (cm )； i0 軌 道 初 始 彎 曲 矢

42、度 和 波 長 比 ， i0=f0/l0； d 軌 道 彈 性 初 始 彎 曲 矢 度foe占 總 初 始 彎 曲 矢 度 百 分 比 ，d=foe/fo； Qo 初 始 道 床 阻 力 (N /cm )； B、 C 、 Z、 N 道 床 阻 力 系 數(shù) ； s、 u 扣 件 阻 矩 系 數(shù) 。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（二）穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備量分析1、初始彎曲的影響l實(shí)踐表明，在相同線路結(jié)構(gòu)和同等狀態(tài)下，軌道變形量一定時(shí)，對于不同的初彎波長，相應(yīng)的臨界溫度力和軌溫差是不同的，即存在著最不利的初彎波長，相對應(yīng)的溫差為最小。中國鐵道科學(xué)研究院曾在一些線路上對

43、50、60 kg/m鋼軌的初始彎曲進(jìn)行了測量，對不同的初始波長、矢度、矢長比以及彈性彎矢度占總初彎矢度的比例d值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算中選用如表7-11所示參數(shù)。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering2、允許溫差的確定l無縫線路存在一些不確定的因素，因此不能將計(jì)算得到臨界溫差作為允許溫差，應(yīng)當(dāng)考慮一定的安全儲(chǔ)備量?，F(xiàn)采用安全系數(shù)K0來作為安全儲(chǔ)備的評價(jià)，安全系數(shù)K0包括基本安全系數(shù)KA和附加安全系數(shù)Kc，它們的關(guān)系是K0KAKc 表7-11 不等波長公式計(jì)算允許溫升有關(guān)參數(shù)表 參數(shù)EIFl0Di0單位N/cm2cm4cm2/cm%取值50kg/m2.1107377

44、65.811.810-670058.331.1360kg/m52477.457201.075kg/m66190.067400.76參數(shù)Q0BZCNH單位N/cmN/cm/N/cm/N.cm/cm/取值R800m23631.21062.52.21042R800m25.5741.2117.22.5精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl無砟軌道的允許溫升為l式中：對于路基上無縫線路，P為非均勻分布的縱向溫度壓力，一般取溫升8時(shí)所產(chǎn)生的溫度壓力值；橋上無縫線路P還應(yīng)包括鋼軌伸縮壓力或撓曲壓力，無縫道岔P

45、還應(yīng)包括基本軌附加縱向壓力。l計(jì)算無砟軌道無縫線路的允許溫升，將限制軌道產(chǎn)生橫向累積變形作為先決條件。計(jì)算時(shí)，取產(chǎn)生= 0.02 cm壓彎變形所對應(yīng)的溫差0.02作為允許溫升 。只有采取軌道加強(qiáng)措施后，方可將壓彎變形量擴(kuò)大，相應(yīng)允許溫升幅值增大，但允許壓彎變形量的最大值不得超過0.05 cm。 EFPPT精品課程軌道工程 Railway Track Engineering第四節(jié)第四節(jié) 一般無縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一般無縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 普通無縫線路設(shè)計(jì)，主要指區(qū)間內(nèi)的無縫線路設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容為確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫和無縫線路基本結(jié)構(gòu)兩部分。 l一、確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫一、確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫l鎖定施工過程中軌

46、溫是不斷變化的，因而施工鎖定軌溫應(yīng)該是一個(gè)范圍，通常為設(shè)計(jì)鎖定軌溫 5，困難條件下也可嚴(yán)格控制施工鎖定軌溫的變化范圍，取為3。實(shí)際鎖定軌溫為零應(yīng)力狀態(tài)軌溫，在設(shè)計(jì)檢算時(shí)為安全計(jì)，取最大升溫為最高軌溫與施工鎖定軌溫下限之差，最大降溫為施工鎖定上限與最低軌溫之差 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering1、根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許的降溫幅度 l要求鋼軌所承受的各種應(yīng)力的總和不超過規(guī)定的容許值，即dtc （762）允許的降溫幅度 ts （763）l式中d 鋼軌最大動(dòng)彎拉應(yīng)力（MPa）；lt 鋼軌溫度應(yīng)力（MPa）；lc 鋼軌承受的制動(dòng)應(yīng)力等附加應(yīng)力，橋上還要考慮伸縮或撓曲附加

47、應(yīng)力與制動(dòng)應(yīng)力的組合，一般按10MPa計(jì)算；l 鋼軌容許應(yīng)力，它等于鋼軌的屈服強(qiáng)度s除以安全系數(shù)K，。l對極限強(qiáng)度b785MPa級鋼軌，s405MPa；對于極限強(qiáng)度b883MPa級鋼軌，s457MPa；新鋼軌K1.3，再用軌K1.35。 EcgdsKsKsKsKsK精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl 由鋼軌強(qiáng)度條件確定允許的升溫幅度，計(jì)算公式與式（7-63）類似，只是需應(yīng)用鋼軌頭部的動(dòng)彎壓應(yīng)力，一般情況下由強(qiáng)度條件所確定的允許溫升大于由穩(wěn)定性所確定的允許溫升，不用計(jì)算。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering PE F2精品課程軌

48、道工程 Railway Track Engineering3、根據(jù)鋼軌折斷時(shí)的斷縫值確定的允許降溫幅度l無縫線路鋼軌折斷后，軌縫不能超過一定限值，否則將引起輪軌間過大的作用力 l時(shí)速200 km及以上的線路上，規(guī)定有砟軌道鋼軌斷縫限值為70 mm，無砟軌道斷縫限值為100 mm。時(shí)速200 km以下的路基上無縫線路設(shè)計(jì)中，過去未考慮鋼軌斷縫限值，只在橋上無縫線路設(shè)計(jì)中考慮了該限值。根據(jù)固定區(qū)內(nèi)鋼軌折斷后的斷縫允許值可確定允許的降溫幅度：為允許斷縫值，為線路縱向阻力。該允許降溫幅度與式（7-63）確定的允許降溫幅度比較后，取最不利值進(jìn)行計(jì)算。EFrts1精品課程軌道工程 Railway Trac

49、k EngineeringtttttscKmaxmin22精品課程軌道工程 Railway Track Engineering圖717鎖定軌溫計(jì)算圖tctstmtetntmaxtmin精品課程軌道工程 Railway Track Engineering二、無縫線路結(jié)構(gòu)計(jì)算 （一）伸縮區(qū)長度l無縫線路鎖定后，長軌條的兩端將隨軌溫的升降而伸縮，其伸縮范圍的長度即為伸縮區(qū)長度ls，按式（716）進(jìn)行計(jì)算。 （二）預(yù)留軌縫l長軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫計(jì)算方法如下：l按冬季軌縫不超過構(gòu)造軌縫ag的條件，可算得預(yù)留軌縫上限a上為：a上ag（長短）（767）按夏季軌縫不頂嚴(yán)的條件，可計(jì)算其下限為：a下 （7

50、68）則無縫線路緩沖區(qū)預(yù)留軌縫a0為： a0 （769）式中 長、短 從鎖定軌溫至當(dāng)?shù)刈畹蛙墱貢r(shí)，長軌、短軌一端的縮短量；l長軌、短軌一端的伸長量。aa上下2長短精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（三）防爬設(shè)備的設(shè)置 l線路爬行是造成軌道病害的主要原因之一。在無縫線路的伸縮區(qū)和緩沖區(qū)上伸縮區(qū)和緩沖區(qū)上，因鋼軌可能有伸縮，必須布置足夠的防爬設(shè)備，保證無相對于軌枕的縱向移動(dòng)軌枕的縱向移動(dòng)。鋼軌與軌枕間的扣件阻力大于軌枕與道床間的縱向阻力。即P防nP扣nR （770）l緩沖區(qū)的防爬設(shè)備與伸縮區(qū)相同。緩沖區(qū)為木枕時(shí)，一般應(yīng)增設(shè)防爬器；而為混凝土軌枕時(shí)，則不需要 （四）

51、軌條長度l無縫線路長軌條長度從理論上講，可以無限長，這是近年來我國鐵路大力發(fā)展跨區(qū)間無縫線路和全區(qū)間無縫線路的理論基礎(chǔ)。但軌節(jié)長度常因考慮線路平、縱面條件、道岔、道口、橋梁、隧道所在位置，按閉塞區(qū)間長度設(shè)計(jì)，長度為10002000 m，最短不小于200 m。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering第五節(jié)第五節(jié) 無縫道岔設(shè)計(jì)方法無縫道岔設(shè)計(jì)方法一、無縫道岔設(shè)計(jì)理論一、無縫道岔設(shè)計(jì)理論l國際鐵道聯(lián)盟委托歐洲鐵道研究所通過研究縱向列車荷載下無縫線路的爬行機(jī)理，建立的無縫道岔有限元分析模型 l日本在上世紀(jì)80年代末基于“兩軌相互作用”原理分析了無縫道岔的受力變形，但未提出令

52、人信服的計(jì)算理論 l近幾年，國內(nèi)專家提出了數(shù)種無縫道岔計(jì)算理論，比較有代表性的有北京交通大學(xué)的無縫道岔當(dāng)量阻力系數(shù)法計(jì)算理論；中國鐵道科學(xué)研究院的無縫道岔縱向力和位移的非線性阻力計(jì)算方法；中南大學(xué)基于廣義變分法原理提出的無縫道岔的計(jì)算理論；蘭州鐵道學(xué)院建立的固定轍叉無縫道岔超靜定結(jié)構(gòu)二次松馳法等。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering二、無縫道岔受力和變形二、無縫道岔受力和變形（一）溫度力傳遞機(jī)理 l客專18號道岔縱向力、位移分布圖。-50-250255075100125150030060090012001500心軌固定區(qū)溫度力基本軌P /kNX /mABCDE

53、F導(dǎo)軌-50-250255075100125150-5051015202530DFE零位移線導(dǎo)軌心軌基本軌u /mmX /m圖7-18 無縫道岔鋼軌溫度力分布圖7-19 無縫道岔鋼軌位移分布精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（二）受力和變形的影響因素l 道床、扣件、間隔鐵及限位器阻力是影響無縫道岔受力和變形的最主要因素?；拒墢?qiáng)度和穩(wěn)定性、間隔鐵及限位器強(qiáng)度、尖軌及心軌位移檢算是無縫道岔設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。除軌溫變化幅度及上述四個(gè)部件的阻力特性外，道岔號碼大小、轍叉類型、焊接類型、道岔群的聯(lián)結(jié)類型、相鄰單元軌節(jié)鋪設(shè)軌溫差等因素均會(huì)影響無縫道岔的受力和變形 焊接類型

54、的影響 跟端傳力結(jié)構(gòu)的影響 相鄰單元軌節(jié)鋪設(shè)軌溫差的影響 兩道岔間夾直線長度影響 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering三、無縫道岔檢算內(nèi)容三、無縫道岔檢算內(nèi)容l由于無縫道岔基本軌要承受額外的附加溫度力，同時(shí)道岔有關(guān)部件也要承受剪力，尖軌和可動(dòng)心軌還要產(chǎn)生較大的伸縮位移，因此必須對無縫道岔進(jìn)行檢算，以確定鎖定軌溫初值是否恰當(dāng)。 （一）鋼軌強(qiáng)度檢算 l基本軌處于無縫線路固定區(qū)，當(dāng)軌溫下降時(shí)，基本軌要承受拉力，與此同時(shí)道岔里軌收縮時(shí)也會(huì)把附加溫度拉力作用在基本軌上，這樣就會(huì)使基本軌承受比無縫線路鋼軌還要大的溫度拉力 （二）無縫道岔穩(wěn)定性檢算l根據(jù)統(tǒng)一公式的基本理論，可

55、導(dǎo)出如式（7-72）的無縫道岔計(jì)算溫度壓力，所采用的荷載組合為溫度力與基本軌附加壓力 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（三）無縫道岔中傳力部件強(qiáng)度檢算l1、限位器及其螺栓強(qiáng)度檢算l當(dāng)限位器子母塊貼靠后，限位器開始承受道岔里軌所傳遞的縱向力，且子塊與母塊所承受的作用力大小相等，方向相反，該作用力最終由聯(lián)結(jié)螺栓及鋼軌螺栓孔承受。 l根據(jù)無縫道岔最大軌溫變化幅度，計(jì)算出限位器所承受的作用力P后，以限位器子母塊間隙中點(diǎn)作為理論作用點(diǎn)，檢算子塊最不利截面處的強(qiáng)度是否滿足要求 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering2、間隔鐵及其螺栓強(qiáng)度檢算

56、l間隔鐵位于兩鋼軌軌腰間，由于兩鋼軌產(chǎn)生相對位移，才會(huì)使間隔鐵承受作用力，該作用力主要由間隔鐵與鋼軌間的摩阻力、螺栓剪力組成，在提供主動(dòng)力一側(cè)的螺栓所受剪力最大，可以該值進(jìn)行檢算 l設(shè)間隔鐵阻力為，摩阻力為，間隔鐵螺栓孔承受螺栓擠壓作用力為不利情況，該應(yīng)力為 l間隔鐵螺栓可只作剪應(yīng)力檢算 2/202jjjDPP 5 . 04/22 DPPj精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl（四）尖軌和心軌伸縮位移檢算 l無縫道岔轉(zhuǎn)換卡阻、尖軌側(cè)拱、心軌爬臺(tái)等均是由于尖軌、心軌伸縮位移過大超成的，為確保無縫道岔的正常使用，宜進(jìn)行尖軌、心軌伸縮位移的檢算 l1、尖軌伸縮位移檢算

57、l(1）尖軌絕對伸縮位移的檢算l尖軌絕對伸縮位移檢算是指尖軌上各牽引點(diǎn)處的伸縮位移不得超過電務(wù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的容許值，通常只對第一牽引點(diǎn)進(jìn)行檢算，以控制第一牽引點(diǎn)處尖軌伸縮位移不影響尖軌轉(zhuǎn)換 l(2）尖軌與基本軌相對伸縮位移檢算l尖軌沿基本軌伸縮，一方面有可能引起尖軌與基本軌不密貼，另一方面有可能引起軌距發(fā)生變化，需進(jìn)行此項(xiàng)算 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering2、可動(dòng)心軌伸縮位移檢算(1）心軌絕對伸縮位移的檢算l心軌絕對伸縮位移檢算是指心軌上各牽引點(diǎn)處的伸縮位移不得超過容許值，通常需對各牽引點(diǎn)進(jìn)行檢算，可動(dòng)心軌第一牽引點(diǎn)處的伸縮位移主要受轉(zhuǎn)換系統(tǒng)容許值及轉(zhuǎn)換凸緣空

58、間限制，其它牽引點(diǎn)的伸縮位移主要受岔枕空間的限制。 (2）心軌與翼軌相對伸縮位移檢算l心軌沿翼軌伸縮，一方面有可能引起心軌與翼軌不密貼，另一方面有可能引起軌距發(fā)生變化，需進(jìn)行此項(xiàng)算。心軌伸縮對軌距的影響與心軌頂寬變化率有關(guān)，心軌頂寬變化率越大的地方，心軌每伸縮1 mm，軌距的變化量越大。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering第六節(jié) 橋上無縫線路及橋上無縫道岔設(shè)計(jì) 一、橋上無縫線路設(shè)計(jì)一、橋上無縫線路設(shè)計(jì)（一）橋上無縫線路概述l在橋梁上鋪設(shè)無縫線路可以減輕列車車輪對橋梁的沖擊，改善列車和橋梁的運(yùn)營條件，延長設(shè)備使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量。l設(shè)計(jì)橋上無縫線路時(shí)，為

59、保證軌道及橋梁結(jié)構(gòu)的安全，提高行車的平穩(wěn)性和舒適性，在設(shè)計(jì)中必須充分考慮無縫線路與橋梁的相互作用，嚴(yán)格控制軌道與橋梁相互作用的附加力；控制長軌條的縱向力，保證無縫線路穩(wěn)定性和鋼軌強(qiáng)度；控制鋼軌折斷時(shí)的斷縫，確保行車安全；控制橋梁墩臺(tái)的縱向水平力值，確保橋梁的安全使用。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineering精品課程軌道工程 Railway Track Engineeringl（三）橋上無縫線路縱向力（1）假設(shè)橋梁固定支座能完全阻止梁的伸縮，活動(dòng)支座抵抗伸縮的阻力可略而不計(jì)，固定支座承受的縱向力全部

60、傳遞至墩臺(tái)上。梁在支座外的懸出部分，計(jì)算伸縮量時(shí)不考慮。（2）在計(jì)算伸縮力時(shí)，梁的溫度變化僅為單純的升溫或降溫，不考慮梁溫升降的交替變化，一般取一天之內(nèi)的最大梁溫差計(jì)算梁的伸縮量。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering（3）對撓曲力、伸縮力、斷軌力、伸縮區(qū)溫度力、牽引/制動(dòng)力分別計(jì)算，軌道及橋梁墩臺(tái)檢算考慮最不利組合。（4）有砟橋上不考慮梁端頭道砟斷面所傳遞的縱向力，也不考慮橋梁護(hù)軌對無縫線路縱向力及位移的影響。（5）橋梁墩臺(tái)頂縱向剛度假定為線性，包含在支座頂面縱向水平力作用下的墩身彎曲、基礎(chǔ)傾斜、基礎(chǔ)平移及橡膠支座剪切變形等引起的支座頂面位移。精品課程軌道工程