項(xiàng)目2 無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知

鐵道工程教研室劉強(qiáng)⒈普通無縫線路：長(zhǎng)軌節(jié)長(zhǎng)1000～2000m。⒉全區(qū)間無縫線路：長(zhǎng)軌節(jié)為相鄰兩車站進(jìn)站、出站信號(hào)機(jī)之間的距離，長(zhǎng)軌節(jié)可劃分為幾個(gè)閉塞分區(qū)，兩閉塞分區(qū)間采用高強(qiáng)度膠結(jié)絕緣接頭分隔。一、類型㈠按軌節(jié)長(zhǎng)度劃分⒊跨區(qū)間無縫線路：長(zhǎng)軌節(jié)跨越車站道岔并貫穿區(qū)間。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈放散溫度應(yīng)力式無縫線路⑴自動(dòng)放散溫度應(yīng)力式無縫線路一、類型㈡按長(zhǎng)軌的溫度應(yīng)力處理方式劃分任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈放散溫度應(yīng)力式無縫線路⑵定期放散溫度應(yīng)力式無縫線路①緩沖區(qū)不是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼軌，而是一組一定長(zhǎng)度的短軌（調(diào)節(jié)軌）。②每年春、秋兩季進(jìn)行應(yīng)力放散，即松開長(zhǎng)軌的全部扣件和鋼軌接頭，使它自由伸縮，更換緩沖區(qū)調(diào)節(jié)軌。③放散工作量大，目前已不使用。一、類型㈡按長(zhǎng)軌的溫度應(yīng)力處理方式劃分任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉溫度應(yīng)力式普通無縫線路⑴組成：每段無縫線路由一根長(zhǎng)鋼軌及兩端24根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度鋼軌組成。⑵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、鋪設(shè)維修方便。⑶適用：年最高和最低軌溫差小于90℃的地區(qū)。一、類型㈡按長(zhǎng)軌的溫度應(yīng)力處理方式劃分任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈路基必須穩(wěn)定，無翻漿冒泥、凍害及下沉擠出。⒉道床采用一級(jí)道砟。⒊軌枕采用混凝土枕或混凝土寬枕，明橋面可用木枕。⒋混凝土枕或混凝土寬枕采用彈條扣件，木枕采用分開式扣件。⒌普通無縫線路采用50kg/m及以上鋼軌，全區(qū)間及跨區(qū)間無縫線路采用60kg/m及以上鋼軌。⒍接頭采用高強(qiáng)度螺栓。二、構(gòu)造㈠一般技術(shù)條件任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈固定區(qū)⑴概念：長(zhǎng)軌條中間完全不能伸縮的部分。⑵長(zhǎng)度：不短于50

m。⒉伸縮區(qū)。⑴概念：長(zhǎng)軌條兩端可能發(fā)生伸縮的部分。⑵長(zhǎng)度：一般為50～100m。二、構(gòu)造㈡平面構(gòu)造任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒊緩沖區(qū)⑴概念：兩根長(zhǎng)軌之間鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)軌（含廠制縮短軌）的部分。⑵作用：調(diào)節(jié)軌縫。⑶組成：一般由2～4節(jié)同類型標(biāo)準(zhǔn)軌組成。⑷接頭要求：必須使用不低于10.9級(jí)的螺栓，螺栓扭矩應(yīng)保持在700～1100N.m。二、構(gòu)造㈡平面構(gòu)造任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈一般規(guī)定。⑴普通無縫線路一般焊接長(zhǎng)鋼軌的長(zhǎng)度為1000～2000m。⑵

在自動(dòng)閉塞區(qū)段，每段長(zhǎng)鋼軌的長(zhǎng)度，原則上應(yīng)與自動(dòng)閉塞

區(qū)段的長(zhǎng)度一致，如受條件限制，固定區(qū)也不應(yīng)短于50m。⒉跨區(qū)間和區(qū)間無縫線路的長(zhǎng)軌條布置。⒊普通無縫線路長(zhǎng)軌條布置。二、構(gòu)造㈢長(zhǎng)鋼軌布置任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉跨區(qū)間和區(qū)間無縫線路的長(zhǎng)軌條布置。二、構(gòu)造㈢長(zhǎng)鋼軌布置⑴區(qū)間無縫線路的長(zhǎng)軌條長(zhǎng)度應(yīng)以車站最外道岔間的距離減兩個(gè)緩沖區(qū)長(zhǎng)度計(jì)算。⑵長(zhǎng)軌條可由若干單元軌節(jié)組成。區(qū)間內(nèi)單元軌節(jié)長(zhǎng)度宜為1000～2000m，最短不應(yīng)小于200m；每組無縫道岔應(yīng)按一個(gè)單元軌節(jié)計(jì)。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉跨區(qū)間和區(qū)間無縫線路的長(zhǎng)軌條布置。二、構(gòu)造㈢長(zhǎng)鋼軌布置⑶宜單獨(dú)為一個(gè)或數(shù)個(gè)單元軌節(jié)的地段：長(zhǎng)大橋梁及兩端線路護(hù)軌梭頭范圍之內(nèi)；長(zhǎng)度超過1000m的隧道；大跨度連續(xù)梁的兩端設(shè)置調(diào)節(jié)器時(shí)，單元軌節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)與每聯(lián)連續(xù)梁長(zhǎng)度相同。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒊普通無縫線路長(zhǎng)軌條布置。二、構(gòu)造㈢長(zhǎng)鋼軌布置⑴軌條長(zhǎng)度不應(yīng)小于200m。⑵宜單獨(dú)布置長(zhǎng)軌條，并在其兩端設(shè)置緩沖區(qū)的地段：站內(nèi)線路；設(shè)有膠接絕緣接頭的每個(gè)自動(dòng)閉塞區(qū)間；道岔與長(zhǎng)軌條之間或兩段長(zhǎng)軌條之間；小半徑曲線鋼軌傷損嚴(yán)重的區(qū)段；其他特殊地段。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知軌枕間距應(yīng)均勻布置。二、構(gòu)造㈣軌枕間距軌枕配置根數(shù)(根/km)軌枕間距(mm)軌枕配置根數(shù)(根/km)軌枕間距(mm)16676001840543.51760568.21920520.8任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈扣件分類⑴按扣壓件形式分：彈片式和彈條式。⑵按扣壓件緊固形式分：無螺栓和有螺栓。⑶按與軌枕連接方式分：不分開式和分開式。⑷按承受水平力方式分：無擋肩和有擋肩。二、構(gòu)造㈤無砟軌道的扣件任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉我國(guó)自主研發(fā)的高速鐵路扣件類型⑴彈條Ⅳ、Ⅴ型扣件二、構(gòu)造㈤無砟軌道的扣件Ⅳ型扣件Ⅴ型扣件任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉我國(guó)自主研發(fā)的高速鐵路扣件類型⑵WJ-7型扣件二、構(gòu)造㈤無砟軌道的扣件任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉我國(guó)自主研發(fā)的高速鐵路扣件類型⑶

WJ-8型扣件二、構(gòu)造㈤無砟軌道的扣件任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈橋上無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)⑴為減小鋼軌伸縮與橋梁伸縮相互作用的復(fù)雜程度，應(yīng)使橋梁位于固定區(qū)內(nèi)，橋頭兩端應(yīng)按伸縮區(qū)鎖定。長(zhǎng)軌節(jié)應(yīng)大于橋梁總長(zhǎng)再加兩端伸縮區(qū)，無縫線路在橋梁兩端路基上每端鎖定長(zhǎng)度均不應(yīng)小于100m。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈橋上無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)(2)鋼梁上宜用分開式扣件，為減小鋼軌與橋梁的相互作用，鋼軌扣件阻力可適當(dāng)減小(不全部擰緊，松緊相間)，但要考慮橋梁上鋼軌低溫?cái)嘬壓髷嗫p不能拉開過大(按規(guī)范要求)，以免影響行車安全。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈橋上無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)⑶為減小各種附加力的影響，在長(zhǎng)大橋梁上鋪設(shè)無縫線路時(shí)，常采用鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器(也稱溫度調(diào)節(jié)器)，使長(zhǎng)鋼軌能縱向伸縮，自動(dòng)放散溫度應(yīng)力。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒈橋上無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)⑷由于橋上存在附加力，可能會(huì)使橋上無縫線路的鎖定軌溫與路基上不同。在可能的條件下，應(yīng)盡量采取與路基上的無縫線路相同的鎖定軌溫，以便施工。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒉隧道無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)⑴隧道內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，條件許可時(shí)可設(shè)無砟道床，鋼軌應(yīng)用耐腐蝕的合金軌，還應(yīng)加強(qiáng)鋼軌的探傷檢查。⑵隧道群的長(zhǎng)軌條宜連續(xù)布置，每座隧道距離隧道口內(nèi)側(cè)

50m

范圍，應(yīng)按伸縮區(qū)要求加強(qiáng)鎖定。⑶隧道的長(zhǎng)軌條宜連續(xù)布置，無縫線路固定區(qū)應(yīng)設(shè)在軌溫變化小的隧道內(nèi)，長(zhǎng)軌條接頭宜設(shè)在距隧道口內(nèi)側(cè)50m處，伸縮區(qū)設(shè)于隧道洞口內(nèi)方，緩沖區(qū)宜設(shè)置在隧道洞口外。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒊小半徑曲線無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)⑴隨著半徑的減小，溫度力的徑向分力增大，穩(wěn)定性降低。因此，鋪設(shè)無縫線路的曲線半徑不宜小于400m。⑵一個(gè)小半徑曲線，最好單獨(dú)鋪一節(jié)長(zhǎng)軌，伸縮區(qū)最好設(shè)在直線上。⑶

適當(dāng)提高鎖定軌溫，以減小溫度壓力。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知⒋長(zhǎng)達(dá)坡道無縫線路。二、構(gòu)造㈥特殊地段無縫線路構(gòu)造特點(diǎn)⑴加強(qiáng)防爬鎖定，包括采用Ⅱ型以上混凝土枕，采用扣壓力大的彈條扣件，枕盒內(nèi)道砟要保持充足、密實(shí)。⑵在長(zhǎng)大坡道凹形縱斷面變坡點(diǎn)，兩側(cè)鋼軌均可能向該地段爬行，擠壓鋼軌造成應(yīng)力集中，應(yīng)斷開長(zhǎng)軌節(jié)設(shè)置緩沖區(qū)，緩沖區(qū)鋼軌數(shù)量應(yīng)比一般情況下適當(dāng)增加。⑶在長(zhǎng)大坡道凸形縱斷面變坡點(diǎn)，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置半徑較大的豎曲線，以降低縱向壓力的豎向分力。⑷加設(shè)觀測(cè)樁，隨時(shí)注意爬行狀況，防止不均勻爬行的積累而出現(xiàn)壓力峰。任務(wù)2.1無縫線路軌道的構(gòu)造項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈠鋼軌的自由伸縮量當(dāng)軌溫變化時(shí)，不受任何限制的鋼軌的自由伸縮量為

L＝·L·t

式中L——鋼軌的自由伸縮量(mm)；——鋼軌的線膨脹系數(shù)，＝0.0118mm/m℃；L——鋼軌長(zhǎng)度(m)；t——軌溫變化幅度(℃)。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈠鋼軌的自由伸縮量【例】現(xiàn)有一根長(zhǎng)鋼軌，其長(zhǎng)度為2000m，軌溫變化幅度為25℃，

求其自由伸縮量。【解】

L＝0.0118×2000×25＝590.0(mm)任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈡鋼軌的溫度應(yīng)力和溫度力⒈溫度應(yīng)力⑴概念。無縫線路鋪設(shè)、鎖定后，因軌溫變化，長(zhǎng)軌不能自由伸縮而在其內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為溫度應(yīng)力。⑵計(jì)算。根據(jù)虎克定律，在一股鋼軌上產(chǎn)生的溫度應(yīng)力為

t＝E·t＝E·L＝E··L·t＝E··t

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈡鋼軌的溫度應(yīng)力和溫度力⒈溫度應(yīng)力式中t——鋼軌內(nèi)部的溫度應(yīng)力(N/cm2)；E——鋼軌的彈性模量，E＝2.1×107N/cm2；t——鋼軌的溫度應(yīng)變.

將E、代入上式計(jì)算，得t＝247.8t(N/cm2)

t＝E··t

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈡鋼軌的溫度應(yīng)力和溫度力⒉溫度力⑴概念。對(duì)整個(gè)鋼軌斷面而言，由軌溫變化產(chǎn)生的力，即整個(gè)鋼軌斷面上的溫度應(yīng)力，稱為溫度力。鋼軌的溫度力均以受拉為正。⑵計(jì)算。鋼軌的溫度力計(jì)算公式為

Pt＝t·F＝E·F·t＝247.8F·t(N) 式中Pt——鋼軌的溫度力(N)；F——鋼軌橫斷面面積(cm2)。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈡鋼軌的溫度應(yīng)力和溫度力⒉溫度力⑶單位軌溫變化下鋼軌溫度力的變化。鋼軌類型(kg/m)鋼軌橫斷面面積(cm2)鋼軌溫度力變化率(kN/℃)5065.8016.36077.4519.27595.0423.6任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知一、鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力㈡鋼軌的溫度應(yīng)力和溫度力⒊計(jì)算公式的推論①無縫線路軌道除承受列車動(dòng)靜荷載外，還承受巨大的溫度力；②無縫線路鋼軌內(nèi)部的溫度應(yīng)力和溫度力與軌溫變化幅度t成正比，而與鋼軌長(zhǎng)度L無關(guān)。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒈因素除受氣溫、風(fēng)力及日照程度的影響，還與地形、線路方向、測(cè)量部位等有關(guān)。一般來說，軌溫是隨大氣溫度的變化而改變的。⒉軌溫與大氣溫度的關(guān)系任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒉軌溫與大氣溫度的關(guān)系

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，最高軌溫比當(dāng)?shù)刈罡邭鉁丶s高20℃(長(zhǎng)隧道內(nèi)最高軌溫可按當(dāng)?shù)貧v年最高氣溫計(jì))，多出現(xiàn)在當(dāng)天的13:00—14:00；最低軌溫與同一地點(diǎn)的最低氣溫基本相同，一般出現(xiàn)在黎明前。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒉軌溫與大氣溫度的關(guān)系中間軌溫是指當(dāng)?shù)刈罡哕墱睾妥畹蛙墱氐钠骄?，?/p>

Tz＝(Tmax＋Tmin) 式中Tz——中間軌溫(℃)；Tmax——當(dāng)?shù)刈罡哕墱?℃)；Tmin——當(dāng)?shù)刈畹蛙墱?℃)。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒊實(shí)測(cè)軌溫

實(shí)測(cè)軌溫用鋼軌測(cè)溫計(jì)量測(cè)。在太陽下量測(cè)軌溫，鋼軌斷面上各點(diǎn)的溫度是不均勻的。正確測(cè)量軌溫的方法是在鋼軌的全斷面上選定多點(diǎn)測(cè)量，取其平均值。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫(零應(yīng)力軌溫)⒈鎖定軌溫的概念

鎖定線路時(shí)的鋼軌溫度。此時(shí)，長(zhǎng)鋼軌內(nèi)部的溫度應(yīng)力應(yīng)為零。

無縫線路上擰緊鋼軌兩端接頭螺栓、上緊中間扣件及防爬設(shè)備，把長(zhǎng)鋼軌固定在線路上的過程，稱為鎖定線路。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒈鎖定軌溫的概念嚴(yán)格地講，鎖定軌溫應(yīng)該是長(zhǎng)鋼軌在被鎖定瞬間的軌溫。但在實(shí)際工作中，長(zhǎng)鋼軌不可能在瞬間鎖定，通常把長(zhǎng)鋼軌鎖定時(shí)兩端軌溫的平均值作為鎖定軌溫。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒉確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫的條件

無縫線路的設(shè)計(jì)鎖定軌溫，應(yīng)以最高軌溫時(shí)軌道不發(fā)生脹軌跑道，最低軌溫時(shí)不拉斷鋼軌或螺栓為基本條件，經(jīng)過軌道強(qiáng)度和穩(wěn)定性檢算而確定。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒊設(shè)計(jì)鎖定軌溫及范圍的計(jì)算⑴中和軌溫計(jì)算

式中

[Td]，[Tc]——允許溫降和允許溫升；

Tmax，Tmin——當(dāng)?shù)貧v史最高、最低軌溫；[Tk]——中和軌溫修正值，一般為0℃～5℃。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒊設(shè)計(jì)鎖定軌溫及范圍的計(jì)算允許溫升：無縫線路允許承受的最大升溫幅值。允許溫降：無縫線路允許承受的最大降溫幅值。⑴中和軌溫計(jì)算

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒊設(shè)計(jì)鎖定軌溫及范圍的計(jì)算⑵設(shè)計(jì)鎖定軌溫及范圍

設(shè)計(jì)鎖定軌溫上限Tm＝Te＋(3～5)℃設(shè)計(jì)鎖定軌溫下限Tn＝Te－(3～5)℃

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知中和溫度計(jì)算圖TmaxTmax-[?Tc]Tmin+[?Td]Tmin[?Tc][?Td]TeTmTn任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫

【例】鄭州地區(qū)的最高軌溫為63℃，最低軌溫為－17.9℃，查允許溫差表得[Td]＝69℃，[Tc]＝50℃。求設(shè)計(jì)

鎖定軌溫?！窘狻?1)計(jì)算中和軌溫。

＝(63－17.9)＋(69－50)＋3＝35℃＝任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫

(2)確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫上、下限。設(shè)計(jì)鎖定軌溫上限Tm＝Te＋5℃＝40℃設(shè)計(jì)鎖定軌溫下限Tn＝Te－5℃＝30℃(3)檢算設(shè)計(jì)鎖定軌溫上、下限。

Tm－Tmin＝40－(－17.9℃)＝58℃≤[Td]＝69℃

Tmax－Tn＝63－30＝33℃≤[Tc]＝50℃ 因此，設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍為30℃～40℃。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒋施工鎖定軌溫（實(shí)際鎖定軌溫）

以長(zhǎng)軌條始端或終端落槽時(shí)，分別測(cè)量?jī)纱诬墱氐钠骄底鳛槭┕ゆi定軌溫；把當(dāng)時(shí)測(cè)量的軌溫定為這一段無縫線路的實(shí)際鎖定軌溫，并做好詳細(xì)記錄，作為以后養(yǎng)護(hù)維修的技術(shù)資料妥善保存。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒋施工鎖定軌溫（實(shí)際鎖定軌溫）

如果長(zhǎng)軌條始端或終端落槽時(shí)不在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)，則必須進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整或放散，并重新鎖定。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒈概念

軌排在道床中縱向位移時(shí)，道床對(duì)軌枕所產(chǎn)生的抵抗力稱為道床縱向阻力。道床縱向阻力是抵抗鋼軌伸縮、防止線路爬行的重要參數(shù)。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒉表示方法

一般以每根軌枕提供的阻力R(N)或一股鋼軌下每延長(zhǎng)厘米道床提供的平均阻力p(N/cm)來表示(p也稱單位道床縱向阻力)。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒊影響因素

⑴道砟材質(zhì)⑵粒徑級(jí)配⑶道床斷面⑷搗固質(zhì)量⑸臟污程度⑹軌枕類型任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒋要求

通常取軌枕位移為2mm時(shí)的阻力值作為設(shè)計(jì)無縫線路時(shí)的道床縱向阻力值。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力

線路條件單根軌枕的道床縱向阻力R(N)一股鋼軌下單位道床縱向阻力p(N/cm)1840根軌枕/km1760根軌枕/km1667根軌枕/km木枕軌道70006461—混凝土枕軌道I型100009187—Ⅱ型12500115109—Ⅲ型18300—160152任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

⒈概念

無縫線路長(zhǎng)軌兩端鋼軌接頭阻止鋼軌縱向伸縮的阻力，稱為接頭阻力。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

⒉影響因素⑴螺栓的個(gè)數(shù)

⑵材質(zhì)⑶直徑

⑷擰緊程度任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

⒊要求

無縫線路緩沖區(qū)的鋼軌接頭必須使用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，接頭螺栓扭矩應(yīng)保持在700～1100N·m。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

螺栓類型螺栓扭矩(N·m)500600700800900100075kg/m鋼軌，24mm螺栓35043050055060kg/m鋼軌，24mm螺栓23028039045051057050kg/m鋼軌，24mm螺栓250300370430490任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒈概念

中間扣件及防爬設(shè)備共同阻止鋼軌沿軌枕面縱向位移的阻力稱為扣件阻力。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒉影響因素⑴扣件類型⑵擰緊程度及防爬設(shè)備類型⑶配置數(shù)量任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒊要求

扣件阻力必須大于道床縱向阻力，以充分發(fā)揮道床縱向阻力的作用，避免鋼軌發(fā)生相對(duì)于軌枕面的縱向位移，這是無縫線路軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求之一。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒊要求

無縫線路混凝土枕地段應(yīng)采用彈條扣件，扣件扭力矩應(yīng)保持在80～150N·m；木枕地段應(yīng)采用分開式扣件，并設(shè)置足夠的防爬設(shè)備。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒊要求扣件類型扣件扭力矩(N·m)80150I型9.012.0Ⅱ型9.315.0Ⅲ型16.0Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型扣件的扣件阻力（kN）任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知四、溫度力與縱向阻力的關(guān)系㈠溫度力與接頭阻力的關(guān)系

克服接頭阻力階段的溫度力大小等于接頭阻力，要使溫度力達(dá)到接頭所能提供的最大阻力PH，則所需的軌溫變化幅度tH＝PH/247.8F。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知四、溫度力與縱向阻力的關(guān)系㈠溫度力與接頭阻力的關(guān)系

當(dāng)軌溫由升溫轉(zhuǎn)為降溫(或由降溫轉(zhuǎn)為升溫)反向變化時(shí)，只有在原方向的接頭阻力被抵消，反方向的接頭阻力被克服后，長(zhǎng)軌兩端才由伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)為縮短(或由縮短轉(zhuǎn)為伸長(zhǎng))。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知四、溫度力與縱向阻力的關(guān)系㈠溫度力與接頭阻力的關(guān)系

【例】某60kg/m鋼軌無縫線路，如接頭螺栓扭矩為900N·m時(shí)PH＝510kN，求克服接頭阻力所需的軌溫變化幅度。

【解】60kg/m鋼軌F＝77.45cm2。

tH-900＝＝26.6(℃)

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知四、溫度力與縱向阻力的關(guān)系㈡溫度力與道床縱向阻力的關(guān)系

溫度力克服接頭阻力后的余量由某段長(zhǎng)度道床所提供的縱向阻力與之相抗衡，鋼軌將帶動(dòng)該段長(zhǎng)度的軌枕一起伸縮，直至軌溫變化幅度達(dá)到最大。溫度力達(dá)到最大時(shí)，溫度力克服接頭阻力后的余量也達(dá)到最大，提供縱向阻力與溫度力相抗衡的道床長(zhǎng)度也達(dá)到最長(zhǎng)，長(zhǎng)鋼軌兩端帶動(dòng)軌枕一起伸縮的長(zhǎng)度也達(dá)到最長(zhǎng)。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知四、溫度力與縱向阻力的關(guān)系㈡溫度力與道床縱向阻力的關(guān)系

當(dāng)軌溫反向變化時(shí)，只有在道床的正向縱向阻力被抵消、反向縱向阻力被克服后，長(zhǎng)鋼軌兩端才由伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)為縮短(或由縮短轉(zhuǎn)為伸長(zhǎng))。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈠長(zhǎng)鋼軌一端的伸縮量

1＝(maxPt－Rj)2

㈡標(biāo)準(zhǔn)軌一端的伸縮量2＝[(maxPt－Rj)L0－pL02]任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

⒈長(zhǎng)軌與標(biāo)準(zhǔn)軌的預(yù)留軌縫

1

1′＜

1＜

1″

要保證軌溫升至最高時(shí)軌縫大于零，應(yīng)有

1′≥1′＋2′

要保證軌溫降至最低時(shí)螺栓不超過構(gòu)造軌縫，應(yīng)有

1″≤

g－(1″＋2″)

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

⒉標(biāo)準(zhǔn)軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫

2

2′＜

2＜

2″

要保證軌溫升至最高時(shí)軌縫大于零，應(yīng)有

2′≥22′

要保證軌溫降至最低時(shí)螺栓不超過構(gòu)造軌縫，

應(yīng)有

2″≤

g－22″

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

【例】天津地區(qū)現(xiàn)有60km/h鋼軌無縫線路，軌枕為混凝土軌枕，每公里鋪設(shè)1

760根，緩沖區(qū)鋼軌長(zhǎng)L0＝25m，鋼軌截面面積F＝77.45cm，接頭阻力Rj＝450kN；單位道床縱向阻力p＝91N/cm；天津地區(qū)最高軌溫Tmax＝65.0℃，最低軌溫Tmin＝－22.9℃；鎖定軌溫為25℃，構(gòu)造軌縫

g＝18mm。請(qǐng)計(jì)算緩沖區(qū)預(yù)留軌縫。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

【解】(1)最大軌溫變化幅度

maxt(升)＝65.0－25＝40.0(℃) mint(降)＝－22.9－25＝－47.9(℃) (2)最大溫度力

maxPt(壓)′＝247.8×77.45×40.0

＝767

684(N) maxPt(拉)＝247.8×77.45×47.9＝919

302(N)

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

(3)長(zhǎng)鋼軌一端的伸縮量

1′＝10×(767

684－450

000)2/(2×2.1×105×100×77.45×91)

＝3.41(mm)

1″＝10×(919

302－450

000)2/(2×2.1×105×100×77.45×91)

＝7.44(mm)

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

(4)標(biāo)準(zhǔn)軌一端的伸縮量

2′＝[(767

684－450

000)×25×1

000/2-91×252×1002×10/8]

/(2.1×105×100×77.45)

＝2.00(mm) 2″＝[(919

302－450

000)×25×1

000/2－91×252×1002×10/8]

/(2.1×105×100×77.45)

＝3.17(mm)

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

(5)長(zhǎng)鋼軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫11′≥1′＋2′＝3.41＋2.00＝5.41(mm)1″≤ag－(1″＋2″)＝18－7.44－3.17

＝7.39(mm)∴5.41＜1＜7.39取1＝6.0mm任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知五、緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計(jì)算㈢預(yù)留軌縫計(jì)算

(6)標(biāo)準(zhǔn)軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫22′≥22′＝2×2.00＝4.00(mm)2″≤ag－22″＝18－2×3.17＝11.66(mm)∴4＜2＜11.66取2＝8.0mm任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈠基本概念

無縫線路的穩(wěn)定性，是指高溫條件下，鋼軌內(nèi)部的溫度壓力與道床橫向阻力、軌道框架剛度等的相對(duì)平衡關(guān)系。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈡失穩(wěn)過程

⒈穩(wěn)定階段溫度應(yīng)力式無縫線路鎖定后，如果軌溫升高不大，溫度壓力較小時(shí)，無縫軌道將保持原來的穩(wěn)定狀態(tài)。

任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈡失穩(wěn)過程

⒉脹軌階段

夏季隨著軌溫的升高，軌道框架受到巨大的溫度壓力。當(dāng)溫度壓力增加到一定數(shù)值時(shí)，軌排就可能克服軌道框架剛度和道床橫向阻力，線路的薄弱地段(如曲線、有原始彎曲或道床橫向阻力被削弱處等)出現(xiàn)彎曲變形，稱為無縫線路的脹軌。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈡失穩(wěn)過程

⒊跑道階段

如果軌溫繼續(xù)升高或受外力干擾，臌曲將繼續(xù)擴(kuò)大，當(dāng)軌溫值達(dá)到某一臨界值時(shí)(此時(shí)的溫度壓力稱為臨界溫度壓力)，軌溫稍有升高或稍受外力干擾，軌道便會(huì)突然發(fā)生明顯的臌曲，導(dǎo)致軌道完全被破壞，稱為無縫線路的跑道。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈢影響因素

⒈軌溫升高幅度⒉軌道原始彎曲包括初始塑性彎曲和初始彈性彎曲。

鋼軌初始塑性變形多半是在鋼軌的軋制、運(yùn)輸、焊接及鋪設(shè)過程中形成的。初始彈性彎曲則是列車橫向力、溫度壓力作用下產(chǎn)生的。任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈢影響因素

⒊道床橫向阻力⑴概念

軌枕在道床中橫向位移時(shí)，道床對(duì)軌枕所產(chǎn)生的抵抗力，稱為道床橫向阻力，它是防止無縫線路脹軌跑道，保證軌道穩(wěn)定的主要因素。保證線路穩(wěn)定的主要因素道床65%鋼軌25%扣件10%任務(wù)2.2溫度應(yīng)力式無縫線路的構(gòu)造原理項(xiàng)目2無縫軌道的構(gòu)造認(rèn)知六、無縫線路穩(wěn)定性㈢影響因素

⒊道床橫向阻力⑵組成

道床橫向阻力是由軌枕兩側(cè)及枕底與道砟接觸面之間的摩阻力和枕端砟肩阻止軌枕橫移的抗力組成。道床肩部30%軌枕側(cè)面20～30%軌枕底部