無(wú)縫線路及施工

無(wú)縫線路施工CWRTRACKContinuousWeldedRailTrack2023/2/42荷載特點(diǎn)：P1：高頻瞬時(shí)沖擊荷載P2：低頻準(zhǔn)靜態(tài)荷載其中P1力作用時(shí)間短，僅對(duì)鋼軌頭部起破壞作用；P2力持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)鋼軌、軌枕、道床、路基都有破壞作用。2023/2/43接頭病害鋼軌打塌、剝離掉塊鋼軌軌腰螺栓孔裂紋夾板斷裂軌枕砸碎道床板結(jié)，翻漿冒泥將每根12.5m或25m長(zhǎng)的鋼軌聯(lián)結(jié)成軌道，很顯然每隔12.5m或25m就會(huì)有一個(gè)接頭。接頭之間還有一道軌縫，大約為6mm。留軌縫的道理很簡(jiǎn)單，是為了防止鋼軌在熱脹冷縮時(shí)產(chǎn)生的溫度力。鋼軌溫度每改變1℃，每根鋼軌就會(huì)承受1.645噸的壓力或拉力。軌溫變化幅度為50℃時(shí)，一根鋼軌則要承受高達(dá)82.25噸的壓力或拉力。如此巨大的力足以將鋼軌頂?shù)猛崞甙伺?，造成軌道不平順，影響列車快速安全運(yùn)行。軌縫使熱脹的問題解決了，但是另一個(gè)問題又出現(xiàn)了：這道不起眼的軌縫不但使列車在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生令人討厭的“咔噠咔噠”聲，更重要的是造成車輪與鋼軌的撞擊，對(duì)二者尤其是車輪的損害相當(dāng)大，縮短了車輪的使用壽命。最好的辦法是消滅接頭，這就是“無(wú)縫線路”。所謂“無(wú)縫線路”，就是把不鉆孔、不淬火的25m長(zhǎng)的鋼軌，在基地工廠用氣壓焊或接觸焊的辦法，焊成200m到500m的長(zhǎng)軌，然后運(yùn)到鋪軌地點(diǎn)，再焊接成1000m到2000m的長(zhǎng)度，鋪到線路上就成為一段無(wú)縫線路。如果沒有加工、運(yùn)輸、施工上的困難，從理論上講，“無(wú)縫線路”可以無(wú)限長(zhǎng)。鋼軌的溫度力也同樣如此，它不可能消失，是人們?cè)阼F路線上采用強(qiáng)大的線路阻力來(lái)鎖定軌道，限制了鋼軌的自由伸縮。在我國(guó)是采用高強(qiáng)螺栓、扣板式扣件或彈條扣件等對(duì)鋼軌進(jìn)行約束。實(shí)驗(yàn)表明，直徑24mm的高強(qiáng)螺栓，六孔夾板接頭可提供40至60噸的縱向阻力。彈條扣件每根軌枕可提供1.6噸的縱向阻力。由于無(wú)縫線路中鋼軌所承受的溫度力的大小和軌溫的變化有直接關(guān)系，所以我們鎖定鋼軌時(shí)必須正確、合理地選定鎖定軌溫，以保證無(wú)縫線路鋼軌冬天不被拉斷，夏天不致脹軌跑道，危及行車安全。就北京地區(qū)來(lái)說(shuō)，最高軌溫為攝氏62.2℃，最低軌溫為零下22℃度，中間軌溫為19.9℃。根據(jù)無(wú)縫線路強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算得出的結(jié)果，北京地區(qū)最佳鎖定軌溫為24℃，實(shí)際允許鎖定軌溫為19℃~29℃。無(wú)縫線路是鐵路軌道現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，經(jīng)濟(jì)效益顯著。據(jù)有關(guān)部門方面統(tǒng)計(jì)，與普通線路相比，無(wú)縫線路至少能節(jié)省15%的經(jīng)常維修費(fèi)用，延長(zhǎng)25%的鋼軌使用壽命。此外，無(wú)縫線路還具有減少行車阻力、降低行車振動(dòng)及噪聲等優(yōu)點(diǎn)。溫度應(yīng)力及溫度力鋼軌熱脹冷縮，在無(wú)縫線路上，焊接長(zhǎng)鋼軌每單位長(zhǎng)度的自由伸縮量等線膨脹系數(shù)及軌溫變化幅度的乘積。焊接長(zhǎng)鋼軌一經(jīng)“鎖定”，自由伸縮就受到兩端接頭阻力及沿線道床阻力的抵抗而不能實(shí)現(xiàn)或不能全部實(shí)現(xiàn)。夏季軌溫升高，鋼軌勢(shì)必伸長(zhǎng)，但因不能實(shí)現(xiàn)而轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)變，在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。冬季軌溫降低，鋼軌勢(shì)必縮短，但因不能實(shí)現(xiàn)而轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)變，在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種因軌溫變化而引起的應(yīng)力稱溫度應(yīng)力，而作用于鋼軌截面上的力稱溫度力。鋪軌軌溫及鎖定軌溫最適宜于鋪設(shè)焊接長(zhǎng)鋼軌的軌溫稱鋪軌軌溫。因?yàn)樵阡佨夁^(guò)程中，軌溫可能有波動(dòng)，所以確定鋪軌軌溫時(shí)，容許有一個(gè)上下波動(dòng)范圍。鎖定軌溫,也稱無(wú)應(yīng)力軌溫,是在焊接長(zhǎng)鋼軌鋪設(shè)完畢，上緊扣件，裝好防爬設(shè)備及接頭夾板時(shí)的軌溫。它必須在鋪軌軌溫的容許波動(dòng)范圍內(nèi)。鎖定軌溫一般應(yīng)略高于當(dāng)?shù)刈罡哕墱嘏c最低軌溫的平均值，防止酷暑季節(jié)鋼軌溫度壓力過(guò)大，從而減少無(wú)縫線路脹軌跑道的潛在危險(xiǎn)。當(dāng)?shù)刈罡哕墱匾话阋叱鲎罡邭鉁?0C，而最低軌溫則大致與最低氣溫相等。鎖定軌溫是計(jì)算軌溫變化幅度的依據(jù)，必須詳實(shí)記錄，妥善保存，如因線路作業(yè)引起變化，應(yīng)及時(shí)更正。無(wú)縫線路的類型分為溫度應(yīng)力式和放散溫度應(yīng)力式兩類，溫度應(yīng)力式為無(wú)縫線路的基本結(jié)構(gòu)型式。溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路包括伸縮區(qū)、固定區(qū)和緩沖區(qū)三部分。伸縮區(qū)長(zhǎng)度根據(jù)計(jì)算確定，一般為50～100m。固定區(qū)長(zhǎng)度根據(jù)線路及施工條件確定，最短不得短于50m。緩沖區(qū)一般由2～4對(duì)標(biāo)準(zhǔn)軌或廠制縮短軌組成，有絕緣接頭時(shí)為4對(duì)，采用膠結(jié)絕緣接頭時(shí)為3對(duì)或5對(duì)。放散溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路分自動(dòng)放散式和定期放散式兩種。定期放散式無(wú)縫線路每年春秋季節(jié)適當(dāng)溫度下，更換不同長(zhǎng)度的緩沖區(qū)鋼軌，調(diào)節(jié)鋼軌溫度應(yīng)力。其結(jié)構(gòu)型式與溫度應(yīng)力式相同。在溫差較大的地區(qū)和特大橋梁上，為了消除和減少鋼軌溫度力對(duì)鋼梁伸縮的影響，采用自動(dòng)放散溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路。自動(dòng)放散溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路是在焊接長(zhǎng)鋼軌間，設(shè)置橋用鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，用以釋放溫度力。2023/2/411一、焊接長(zhǎng)鋼軌線路的發(fā)展最早發(fā)展的是德國(guó)減少接頭病害與維修節(jié)約能量延長(zhǎng)軌道壽命2023/2/412二、無(wú)縫線路的類型1、按處理溫度應(yīng)力的方式分：1）溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路：長(zhǎng)軌條+兩端標(biāo)準(zhǔn)軌2）放散應(yīng)力式無(wú)縫線路：2、按長(zhǎng)軌條長(zhǎng)度分：1）普通無(wú)縫線路：溫度應(yīng)力式（有緩沖區(qū)）2）超長(zhǎng)無(wú)縫線路：跨區(qū)間無(wú)縫線路2023/2/4133.無(wú)縫線路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果無(wú)縫線路可延長(zhǎng)鋼軌使用壽命:40%無(wú)縫線路可減少養(yǎng)護(hù)維修勞力和材料無(wú)縫線路可減少列車運(yùn)行能耗鋪設(shè)無(wú)縫線路的附加費(fèi)用較少2023/2/414

4.無(wú)縫線路關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)跨區(qū)間無(wú)縫線路鋼軌的強(qiáng)韌化鋼軌焊接是無(wú)縫線路的關(guān)鍵技術(shù)鋼軌膠接絕緣接頭也是鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路的關(guān)鍵技術(shù)之一區(qū)間線路長(zhǎng)鋼軌與道岔相的焊聯(lián)問題

2023/2/416無(wú)縫線路溫度力計(jì)算一、溫度力計(jì)算溫度力：由于溫度變化，伸縮受到限制而轉(zhuǎn)化為溫度力，作用在鋼軌縱向上。2023/2/417鋼軌溫度應(yīng)力與溫度力2023/2/418軌溫與氣溫的關(guān)系2023/2/419中間軌溫零應(yīng)力軌溫，又稱鎖定軌溫使鋼軌內(nèi)溫度應(yīng)力為0的軌溫現(xiàn)場(chǎng)叫鎖定軌溫：長(zhǎng)軌條始終點(diǎn)落槽的平均軌溫s-stress，f-free2023/2/420設(shè)計(jì)鎖定軌溫，用表示。

線路《維修規(guī)則》規(guī)定：

2023/2/421無(wú)縫線路縱向阻力接頭阻力扣件阻力道床阻力2023/2/422接頭阻力由鋼軌與夾板之間的摩擦阻力提供2023/2/423接頭阻力的特點(diǎn)：接頭阻力是摩擦力，只有存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，才產(chǎn)生；鋼軌首先要克服接頭阻力，然后才能伸長(zhǎng)或縮短；鋼軌從伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)入縮短或從縮短轉(zhuǎn)入伸長(zhǎng)狀態(tài)要克服兩倍接頭阻力。2023/2/424扣件阻力由鋼軌和扣件之間的摩擦力提供是指扣件和防爬器提抗鋼軌沿軌枕縱向移動(dòng)的阻力要求中間扣件阻力大于道床阻力，否則裝防爬器2023/2/425道床縱向阻力道床阻止軌排縱向移動(dòng)的阻力；由軌枕底部、軌枕側(cè)面的摩擦力以及枕木道碴盒內(nèi)道碴抗剪力組成。以軌枕位移小于2mm為依據(jù)。起道是將線路低洼處所起高，以找平軌面、改善道床彈性。起道分重起和全起兩種，是養(yǎng)路工作中技術(shù)要求較高的作業(yè)。起道一般由三人互相配合作業(yè)，一人看道、量水平、一人抬道，另一人打塞。每次起道長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)列車間隔時(shí)分確定，要求在列車到來(lái)前，能完成起道地段的搗固和順撬。軌道動(dòng)力穩(wěn)定車是線路修理、提速改造和新線建設(shè)作業(yè)機(jī)組中重要的配套設(shè)備。該機(jī)通過(guò)兩套激振裝置，強(qiáng)迫道床及軌排產(chǎn)生橫向水平振動(dòng)，并向道床傳遞垂直靜壓力，使道碴流動(dòng)重新排列，互相填充達(dá)到密實(shí)，實(shí)現(xiàn)軌道在振動(dòng)狀態(tài)下有控制地均勻下沉而不改變線路原有的幾何形狀和精度，以提高作業(yè)線路的縱橫向阻力和道床的整體穩(wěn)定性，可以有效降低線路維修作業(yè)后列車限速運(yùn)行的限定條件。機(jī)組采用單枕連續(xù)法作業(yè),是長(zhǎng)鋼軌鋪設(shè)和軌枕布設(shè)一體機(jī)型式，整機(jī)由履帶式長(zhǎng)鋼軌拖拉機(jī)、作業(yè)車、輔助動(dòng)力車、枕軌運(yùn)輸車組、車載龍門吊及其動(dòng)力系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等幾部分組成。