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无缝线路

 老叻 2016-04-14

  铺设焊接钢轨铁路轨道。将轨端不钻孔、不淬火的标准钢轨在焊轨厂焊接成一定的长度,一般为250米;然后 运往铺轨工地,用铝热焊焊接成规定的设计长度,一般为1000~2000米;最后铺入线路。无缝线路分温度应力式及放散应力式两种;前者由焊接长钢轨及其两端若干根标准钢轨组成,用夹板及螺栓连结;其构造简单,铺设维修方便,但钢轨要承受很高的温度力,一般适用于常年轨温变化不大于90C的地区,也可铺设在大于这一轨温变化的地区,但要在一定轨温条件下,定期放散钢轨内部过高的温度力。后者在焊接长钢轨两端设温度伸缩调节器,随时释放温度力。

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概述

无缝线路由于消灭了大量钢轨接头,因而具有行车平衡,机车车辆及轨道维修费用低,使用寿命长等优点,是铁路轨道现代化的主要内容之一。但要充分发挥它的优越性,必须同时满足强度和稳定性方面的设计要求。
 
温度应力及温度力 
钢轨热胀冷缩,在无缝线路上,焊接长钢轨每单位长度的自由伸缩量等于线膨胀系数及轨温变化幅度的乘积。焊接长钢轨一经“锁定”,自由伸缩就受到两端接头阻力及沿线道床阻力的抵抗而不能实现或不能全部实现。此时,未能实现的自由伸缩将转化为数值相等但方向相反的温度应变=,从而在钢轨内部产生温度应力=和温度力=(为钢的弹性模量;为钢轨截面积)。夏季轨温升高,钢轨势必伸长,但因不能实现而转化为压应变,在钢轨内部产生压应力。冬季轨温降低,钢轨势必缩短,但因不能实现而转化为拉应变,在钢轨内部产生拉应力。这种因轨温变化而引起的应力称温度应力,而作用于钢轨截面上的力称温度力。
 
铺轨轨温及锁定轨温 
最适宜于铺设焊接长钢轨的轨温称铺轨轨温。因为在铺轨过程中,轨温可能有波动,所以确定铺轨轨温时,容许有一个上下波动范围。锁定轨温,也称无应力轨温,是在焊接长钢轨铺设完毕,上紧扣件,装好防爬设备及接头夹板时的轨温。它必须在铺轨轨温的容许波动范围内。锁定轨温一般应略高于当地最高轨温与最低轨温的平均值,防止酷暑季节钢轨温度压力过大,从而减少无缝线路胀轨跑道的潜在危险。当地最高轨温一般要高出最高气温20C,而最低轨温则大致与最低气温相等。锁定轨温是计算轨温变化幅度的依据,必须详实记录,妥善保存,如因线路作业引起变化,应及时更正。
 
伸缩区、固定区和缓冲区 
焊接长钢轨两端的接头阻力是一个集中力,而沿线道床阻力则是一个分布力,如道床纵向阻力以每米钢轨的阻力(千牛/米)表示,则在离轨端处,两者之和为+。此值随的增大而增大,如焊接长钢轨的长度为,其最大值可达+/2。但是,当地的最高轨温总是有限的,因而最大轨温变化幅度[max1]也将是有限的。所以,要平衡由此而产生的最大温度力[max1]=[max1],并不需要动用焊接长钢轨上的全部道床阻力,而只要动用靠近轨端长度为的一部分就可以了。此时,温度力和阻力的平衡式为[max1]=+,由此求取的值。在范围内一部分自由伸缩由于接头阻力及道床阻力的限制而不能实现,从而出现不同程度的限制伸缩。这一区域称为伸缩区。两端伸缩区以外的中间部分,全部自由伸缩被限制,因而处于完全固定的状态,这一区域称为固定区。由此可见,无缝线路上最大温度力出现在固定区,它仅与钢轨的最大轨温变化幅度有关。从理论上说,焊接长钢轨的长度可以不受任何限制,但实际铺设时还应当考虑其他方面的因素。例如,在两个自动闭塞区分界处,长钢轨要断开,以便安装绝缘接头;而在接近车站两端道岔群时,也要把长钢轨中断,以利道岔的养护和维修。在焊接长钢轨中断处,应设缓冲区。缓冲区由2~4或更多根标准钢轨组成。目的是便于调整轨缝,放散应力和修理及更换绝缘接头和道岔。
 
强度及稳定性 
为防止钢轨断裂,无缝线路应具有足够的强度。无缝线路强度计算的要求是:在列车动力作用下,焊接长钢轨所受的弯曲应力、温度应力及制动力的总和,不超过钢轨钢料的容许应力。
 
无缝线路除满足强度要求外,还必须满足稳定性要求。实践和理论表明,无缝线路在垂直面上臌曲的可能性是很小的,胀轨跑道总是在水平面上发生,首先在轨道的原始弯曲处开始。当轨温不高,温度压力不大时,轨道的臌曲变形极小;随着轨温及温度压力的继续增大,轨道变形将随之逐渐增加,但不会引起突然破坏;一旦温度压力升高到某一临界值后,如压力稍有增大或受外力干扰时,轨道变形就会突然急剧增加,终于导致稳定性的完全丧失。轨道臌曲的渐变阶段称为胀轨。突变阶段称为跑道
 
无缝线路的稳定问题是一个力学平衡问题。平衡因素以温度压力和轨道原始弯曲为一方,轨道框架刚度和道床横向阻力为另一方。前者为破坏稳定的因素,后者为保持稳定的因素,无缝线路的稳定与否,就是双方消长变化的结果。保证无缝线路稳定的基本要求在于尽可能地增加其保持稳定的因素,减少其破坏稳定的因素。主要措施有:提高无缝线路的轨道框架刚度,即采用重型钢轨、混凝土轨枕及强力扣件;提高道床横向阻力;保持线路方向良好;消灭钢轨硬弯,力求焊缝平直;保证路基无翻浆下沉等病害。
用长轨铺设的铁路线路。通常使用的标准钢轨长度为12.5米和25米两种。把10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成125-250米的钢轨,再用特别编组的运轨车运到铺设工地,焊接成1000-2000米的长轨铺设在线路上,就成为无缝线路。

定义

  我们铺设的无缝线路有三种形式,普通无缝线路、区间 无缝线路、跨区间无缝线路。大家知道无缝线路最短是多 少?资料上说无缝线路钢轨焊接长度至少 300m,我们应该从 设计上去理解,固定区最短长度是 50m,单元轨节的长度多 长合适呢?好像没有规定,我想应该从铺设、作业的手段和 能力方面去考虑,比如说一个施工封闭点采用铺轨小车铺 设,封闭时间长、铺设能力也有,轨条就自然铺设的长,但 是轨温不合适需要放散,我想目前各单位的能力若想将 2km 的单元放散达到应力一致尚有难度,所以说这也是一个课 题,近些年来个单位也提出了一些先进的作业方法和研制了 一些先进的作业机具,比方说局部放散、振动放散、应力测 试仪、振动放散机等等,局部放散在路局的管理细则中有这 方面的内容,初始位移的概念、观测桩的复标方法,在铺设 超长无缝线路过程中各单位针对自己的实际后出现了很多 新成果。 3.基本原理 ⑴.与温度相关的几个概念 轨温、锁定轨温、设计锁定轨温、实际锁定轨温、最高 轨温、最低轨温、中和温度、允许温升、允许温降气温与轨温的关系 a. 夏季太阳直射最高轨温一般高于同一地点的气 温 10-20℃,最高轨温出现在 13-14 点,持续 1
小时左右。 b. 冬季最低轨温于同一地点最

  度月份生产任务计划时,对无缝线路地段要突 出以下五项重点工作,即: (1)加强线路锁定,提高线路框 架的阻力; (2)整修轨道几何尺寸,特别是拨正线路方向; (3)消灭钢轨硬弯和空吊板; (4)清筛不洁道床; (5)综 合整治钢轨接头和焊缝,全面修理钢轨。 无缝线路应根据季节特点、锁定轨温和线路状态合理安 排全年维修计划。一般在气温较低的季节,安排锁定轨温较 低或薄弱地段进行综合维修;气温较高的季节,安排锁定轨 温较高地段进行综合维修。 高温季节应不安排综合维修和影响线路稳定的作业。如 必须进行综合维修或成段保养时,应有计划地先放散后作 业,以后要在设计锁定轨温范围内,重新做好放散和锁定线 路工作。其它保养和临时补修,可采取调整作业时间的办法进 行。 现在出现了一个新的问题, 天窗点内作业没有办法调整 作业时间,且天窗点位于高温时段,这个问题无法解决。 无缝线路综合维修计划,以单元轨条为单位安排作业。 遇有跨工区的单元轨条时,属于同一领工区管辖范围内的应 由领工区协调安排,属于不同领工区的应由段协调安排。 大桥上、隧道内、曲线、大坡道等薄弱地段的无缝线路 综合维修,应尽量安排在一个工作日或短期内连续完成。 无缝线路保养工作应根据其特点适时安排作业项目,确 保无缝线路设备质量经常处于均衡良好和受控状态。

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