秦沈客运专线跨区间无缝线路的设计课件

1、秦沈客运专线跨区间无缝线路的设计作者：乔俊飞 （铁道第三勘察设计院 天津 300142） 1 目 录一、秦沈线跨区间无缝线路的基本情况二、跨区间无缝线路设计的基本步骤三、秦沈线跨区间无缝线路设计的主要依据四、设计计算五、结构设计六、结语2一、秦沈线跨区间无缝线路的基本情况 在修建秦沈客运专线以前，我国无缝线路均是先铺设标准轨过渡，待路基、道床稳定后，由路局换铺为无缝线路，设计院对无缝线路设计做的比较少。秦沈客运专线是我国第一条一次铺设跨区间无缝线路的铁路，也是第一次做跨区间无缝线路的设计。3一、秦沈线跨区间无缝线路的基本情况 全线高速区间仅在跨阜锦公路特大桥、跨兴闫公路特大桥大跨连续梁上设置了

2、2处伸缩调节器，将全线无缝线路分成3段长轨条。三段长轨条分别为： K20+013.02K178+749.75)长158.737km； K178+774.75K206+836.06)长28.061km； K206+811.06K394+659.19)长187.848km。 全线共铺设跨区间无缝线路长374.646Km。4二、跨区间无缝线路设计的基本步骤 1计算允许温升； 2计算允许温降； 3计算锁定轨温； 4计算钢轨附加纵向力P，包括桥上无缝线路钢轨伸缩附加力、挠曲附加力、岔区基本轨附加纵向力； 5计算桥上无缝线路墩台顶所受的纵向力（包括伸缩力、挠曲力、和断轨力）； 5三、秦沈线跨区间无缝线路设

3、计的主要依据1.时速200公里新建铁路线桥隧站设计暂行规定；2.无缝线路铺设及养护维修方法TB2098-89）；3.快速铁路线路维修规则；4.超长无缝线路技术条件（试行） （工综技199551号）；5.秦沈客运专线跨区间无缝线路设计暂行规定（建技20015号）；6.新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定；7.秦沈客运专线一次铺设跨区间无缝线路关键技术研究（99G0199G05）； 7三、秦沈线跨区间无缝线路设计的主要依据8.秦沈客运专线桥上无碴轨道关键技术的研究技术设计暂行规定的研究和编制（99G0699G08）；9.秦沈客运专线综合试验段沙河和狗河特大桥无碴轨道设计技术条件；10.秦沈客运专线桥涵

4、关键技术的研究桥梁基础工后沉降试验研究（99G19）；11.秦沈客运专线养护维修关键技术的研究（99G25）；12.秦沈客运专线轨道工程施工技术讨论会议纪要（工管技2000162号）；13.时速200公里客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件；14.胶接绝缘钢轨技术条件（TB/T2975-2000）等。 8四、设计计算（一）锁定轨温的确定1、允许温升 无缝线路作为一种新型的轨道结构，其突出的问题就是由于它在结构上限制了钢轨的伸缩，当温升较大时，钢轨内部积存巨大的温度压力，有可能造成轨道的臌曲，亦即失稳。无缝线路稳定性计算是确定无缝线路允许温升标准规定的理论依据。秦沈线允许温升计算采用了我国较为成

5、熟的“统一公式法”： 10四、设计计算（一）锁定轨温的确定1、允许温升（1）计算临界温度力P11四、设计计算（一）锁定轨温的确定1、允许温升12四、设计计算（一）锁定轨温的确定2.允许温降 14四、设计计算（一）锁定轨温的确定3、设计锁定轨温的确定 计算出无缝线路的允许温降和允许温升后，便可以确定锁定轨温了。 确定的锁定轨温应满足相邻单元轨节间的锁定轨温差不大于5；同一区间内单元轨节的最高与最低锁定轨温差不大于10。15四、设计计算（一）锁定轨温的确定3.设计锁定轨温的确定 17四、设计计算（一）锁定轨温的确定3.设计锁定轨温的确定 18四、设计计算（一）锁定轨温的确定3.设计锁定轨温的确定

6、秦沈线跨区间无缝线路设计锁定轨温设计时考虑了以下因素： （1）无缝道岔允许温升温降按岔区无缝道岔锁定轨温与区间锁定轨温接近设计； （2）桥上无碴轨道范围内无缝线路允许温降在适当加大钢轨断缝允许值的前提下与区间设计锁定轨温接近； （3）区间有碴轨道范围内无缝线路设计锁定轨温由有碴桥上无缝线路允许温升、允许温降控制进行设计，并且使本线设计锁定轨温与沈阳局在秦沈线沿线地区既有无缝线路的设计锁定轨温接近。19四、设计计算 （二）设计检算 设计锁定轨温确定后，要对桥上无缝线路的强度、稳定性和断缝； 对岔区无缝线路强度、稳定性和伸缩位移等进行检查算。 20四、设计计算 （二）设计检算 1桥上无缝线路检算

7、桥上无缝线路设计应根据桥梁类型、轨道结构等计算桥上无缝线路的伸缩力和挠曲力，并进行强度、稳定性和断缝检算。21四、设计计算 （二）设计检算 1桥上无缝线路检算 22四、设计计算 （二）设计检算 2道岔区无缝线路检算 道岔区无缝线路设计应计算基本轨附加纵向力，并进行强度、稳定性和伸缩位移检算。24四、设计计算 （二）设计检算2道岔区无缝线路检算 25四、设计计算 （三）预留轨缝计算 27四、设计计算 （三）预留轨缝计算 28四、设计计算 （三）预留轨缝计算 29五、结构设计 （一）单元轨长度的确定原则 1、本段跨区间无缝线路由3根长轨条组成（含与正线焊接的无缝道岔），长轨条一般由若干条单元轨节焊

8、连而成。 长轨条一般由若干条单元轨节焊联而成。单元轨节长度根据线路条件、工点情况、施工工艺等因素综合确定，一般取9001500m，最短不小于200m。 30五、结构设计 （一）单元轨长度的确定原则 2.无缝道岔中单组或相邻多组一次锁定的道岔（含其间线路）及其前后线路组成一单元轨节。 3.桥上无碴轨道范围内无缝线路单元轨节的设计锁定轨温根据线路纵向阻力、允许断缝值、轨温资料等因素计算确定，其单元轨节始、终端设置在距桥头不小于100m的有碴轨道上； 31五、结构设计 （二）焊头布置和焊接方法 焊接接头的焊接可采用接触焊、气压焊、铝热焊，钢轨接头的焊接应满足下列要求： 1.岔内各接头应在设计锁定轨温

9、范围内焊接或胶接； 2.在焊接尖轨跟端接头时应采用铝热焊，并应使限位器子、母块居中，尖轨方正； 3.单元轨节左右两股钢轨始终端的相错量不得超过40mm。 4.绝缘接头应采用胶接绝缘接头，并满足胶接绝缘钢轨技术条件（TB/T2975-2000）的要求。 32五、结构设计 （三）道岔前后处理 1、在焊接尖轨跟端接头时应采用铝热焊，并应使限位器子、母块居中，尖轨方正； 2、道岔两端与无缝线路长轨条的焊接，必须在设计锁定轨温范围内进行。 3、无缝道岔亦处于无缝线路固定区，当与道岔侧股相连的线路不能焊接成无缝线路时，道岔侧股应根据计算采用焊接或冻结方式锁定一定长度，以确保无缝道岔正常工作。33五、结构设

10、计 （四）伸缩调节器的布置及前后轨道采取的措施 1、设置原则 除桥上及岔区无缝线路经检算需要铺设钢轨伸缩调节器外，其它地段不应铺设。 根据计算，秦沈线在跨阜锦公路特大桥、跨兴闫公路特大桥大跨连续梁上铺设了伸缩调节器。 伸缩调节器设置在连续梁中部，自伸缩调节器左右基本轨始端起各向外250m范围采用小阻力扣件，配套采用型有挡肩混凝土枕，以确保伸缩调节器能够正常伸缩。34五、结构设计 （四）伸缩调节器的布置及前后轨道采取的措施 2、类型选择 (1）采用长度25m的双向曲线型伸缩调节器； (2）钢轨伸缩调节器基本轨的材质应与长轨条相同。35五、结构设计 （五）伸缩区、缓冲区预留轨缝 秦沈线在设计范围内

11、除伸缩调节器外，线路全部焊连贯通（含正线上的道岔）。在跨区间无缝线路的起终点处，各设4根25m标准轨作为缓冲区。 在设计锁定轨温范围内施工时，缓冲区预留轨缝为68mm。 与两端25m标准轨相连的长轨条，自相连位置起各取75m作为伸缩区 。36五、结构设计 （六）位移观测桩的布置原则及布置简介 1、设置原则 位移观测桩设置应符合秦沈客运专线跨区间无缝线路设计暂行规定，必须预先埋设牢固，在单元轨节两端就位后立即进行标记，标记应明显、耐久、可靠。 单元轨节起终点的位移观测桩宜与单元轨节焊接接头对应，当为充分利用接触网杆（或基础）等结构物时，允许有一定错动量，但纵向相错量不得大于30m。道岔区及伸缩调节器的位移观测桩必须设置准确。成对的位移观测桩连线应垂直于线路方向。37五、结构设计 （六）位移观测桩的布置原则及布置简介 2、平面布置 线路和道岔均按单元轨节设置位移观测桩，位移观测桩平面布置按图1图3进行。 38五、结构设计 （六）位移观测桩的布置原则及布置简介 2、平面布置39五、结构设计 （六）