铁路轨道无缝线路1课件

铁路轨道赵坪锐2022/11/14铁路轨道赵坪锐2022/11/12第五章无缝线路第一节概述第二节无缝线路基本原理第三节无缝线路稳定性分析第四节普通无缝线路设计第五节桥上无缝线路第六节跨区间无缝线路第五章无缝线路第一节概述第一节概述无缝线路铺设意义消灭大量钢轨接头（CWR）无缝线路类型温度应力式放散温度应力式自动放散式定期放散式无缝线路发展普通无缝线路区间无缝线路跨区间无缝线路接头焊接质量长钢轨强度与稳定性桥上无缝线路胶接绝缘接头无缝道岔新问题桥上无缝道岔无碴无缝线路第一节概述无缝线路铺设意义接头焊接质量桥上无缝线路胶第二节无缝线路基本原理可自由伸缩钢轨，其伸缩量完全不能伸缩的钢轨，其温度应力温度力第二节无缝线路基本原理可自由伸缩钢轨，其伸缩量基本温度力图固定区Pt=EAα∆t伸缩区伸缩区接头阻力接头阻力扣件或道床纵向阻力基本温度力图固定区Pt=EAα∆t伸缩区伸缩区接头阻力接头阻轨温反向变化时的温度力图拉压轨温反向变化时的温度力图拉压轨端伸缩量计算r轨端伸缩量计算r线路纵向阻力轨温变化时，抵抗钢轨两端自由伸缩的阻力接头阻力PH钢轨夹板间的摩阻力和螺栓的抗剪力扣件阻力钢轨与扣压件以及钢轨与胶垫间的摩阻力道床阻力轨枕与道床间的摩阻力和枕木盒内道碴抗推力扣件阻力与道床阻力间的较小值为r线路纵向阻力轨温变化时，抵抗钢轨两端自由伸缩的阻力第三节无缝线路稳定性分析一.稳定性概念二.影响无缝线路稳定性的因素三.无缝线路稳定性计算公式四.稳定性安全储备量分析第三节无缝线路稳定性分析一.稳定性概念一.稳定性概念失稳（胀轨跑道）无缝线路在夏季高温季节，由于钢轨内部存在巨大压力，引起轨道的横向变形，在外来因素（列车动力或人为因素）干扰下，轨道弯曲变形突然增大的现象。一.稳定性概念失稳（胀轨跑道）失稳（胀轨跑道）过程持稳阶段钢轨温度压力增大，但轨道不变形胀轨阶段随轨温增加，钢轨温度压力随之增加，轨道出现微小变形，压力与位移呈现的非线性关系跑道阶段当钢轨温度压力达到临界值后，在外部干扰或轨温继续升高时，轨道将会发生突然臌曲失稳（胀轨跑道）过程持稳阶段无缝线路结构稳定分析判别准则

能量法和静力平衡法能量法弹性理论的能量变分原理势能驻值原理结构物处于平衡状态的充要条件是在虚位移过程中，总势能取驻值无缝线路结构稳定分析判别准则二.影响无缝线路稳定性因素压杆在均匀介质中的失稳现象保持稳定的因素道床横向阻力轨道框架刚度丧失稳定的因素钢轨温度压力轨道初始弯曲二.影响无缝线路稳定性因素压杆在均匀介质中的失稳现象1.道床横向阻力道床抵抗轨道框架横移的阻力枕端抗推力30%枕侧摩擦力20%~30%枕底摩擦力50%1.道床横向阻力道床抵抗轨道框架横移的阻力枕端抗推力30%道床横向阻力表示方法单根轨枕的横向阻力Q道床单位横向阻力q道床横向阻力表示方法道床横向阻力影响因素道碴：饱满程度、材质、粒径尺寸道床肩部：堆高、加宽Page

16道床横向阻力影响因素道碴：饱满程度、材质、粒径尺寸Page道床横向阻力影响因素轨枕：枕底压花、宽轨枕、框架轨枕、双块式轨枕Page

17道床横向阻力影响因素轨枕：枕底压花、宽轨枕、框架轨枕、双块式道床横向阻力影响因素线路维修作业Page

18π，－0.043弯矩位移，反力道床横向阻力影响因素线路维修作业Page18π，－0.2.轨道框架刚度反映其自身抵抗弯曲能力的参数组成两股钢轨的水平刚度（横向刚度）扣件阻矩Page

192.轨道框架刚度反映其自身抵抗弯曲能力的参数Page1(二)丧失稳定的因素钢轨温度压力无缝线路稳定问题的根本原因，应控制温升幅度轨道初始弯曲影响稳定的直接诱因，应控制初始弯曲大小弹性初始弯曲：温度力和列车横向力作用下产生塑性初始弯曲：轧制、运输、焊接、铺设过程中产生，占总初弯的58.33%Page

20(二)丧失稳定的因素钢轨温度压力Page20三.无缝线路稳定性计算公式无缝线路稳定性统一公式

1977年提出，假定变形曲线波长与初始波长相等，并取变形为2mm时对应的温度压力，除以安全系数，即为保证线路稳定的允许温度压力。不等波长稳定性计算公式

1990年开始实施，假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等的计算公式。Page

21三.无缝线路稳定性计算公式无缝线路稳定性统一公式Page计算假定统一公式不等波长公式轨道铺设于均匀介质中的细长压杆初始变形塑性初弯：圆曲线弹性初弯：半波正弦半波正弦轨道压力下的变形半波正弦半波正弦初始变形与压力作用下的变形关系波长相等波长不等能量构成钢轨压缩形变能轨道框架弯曲变形能道床形变能钢轨压缩形变能轨道框架弯曲变形能道床形变能扣件形变能Page

22计算假定统一公式不等波长公式轨道铺设于均匀介质中的细长压杆初统一公式计算简图f=2mm，计算P(5-22)、[P](5-23)、[∆t](5-24)Page

23统一公式计算简图f=2mm，计算P(5-22)、[P](5-不等波长公式计算简图给定f，计算不同l对应的P(5-26)，积分常数根据不同f时的P－f平衡状态方程，求得临界矢度、波长、温度压力温度力非均匀性修正及安全系数Page

24不等波长公式计算简图给定f，计算不同l对应的P(5-26)，稳定性安全储备量分析初始弯曲的影响线路结构与状态相同，轨道变形量一定时，对于不同的初弯波长，临界温度力和相应的轨温差是不同的，即存在最不利的初弯波长60kg/m轨：720cm50kg/m轨：700cmfoe、fop：3mm允许温差的确定在无缝线路上由于存在一些不确定的因素，因此不能将稳定计算得到的临界温差作为允许温差使用，应当考虑一定的安全储备量，采用安全系数考虑Page

25稳定性安全储备量分析初始弯曲的影响Page25安全系数基本安全系数KA初弯分布的随机性道床密实度的不均匀性扣件拧紧程度的不均匀性轨温测量的不精确计算误差高温下横向变形累积（允许温差设计的基本条件）附加安全系数KC纵向力分布不均匀运营过程中锁定轨温的变化Page

26安全系数基本安全系数KAPage26无缝线路稳定性允许温升统一公式由允许温度压力计算确定不等波长公式由温度压力确定的温升幅度，考虑纵向力分布不均匀修正与锁定轨温变化修正Page

27无缝线路稳定性允许温升统一公式Page27下一讲普通无缝线路设计下一讲普通无缝线路设计铁路轨道赵坪锐2022/11/14铁路轨道赵坪锐2022/11/12第五章无缝线路第一节概述第二节无缝线路基本原理第三节无缝线路稳定性分析第四节普通无缝线路设计第五节桥上无缝线路第六节跨区间无缝线路第五章无缝线路第一节概述第一节概述无缝线路铺设意义消灭大量钢轨接头（CWR）无缝线路类型温度应力式放散温度应力式自动放散式定期放散式无缝线路发展普通无缝线路区间无缝线路跨区间无缝线路接头焊接质量长钢轨强度与稳定性桥上无缝线路胶接绝缘接头无缝道岔新问题桥上无缝道岔无碴无缝线路第一节概述无缝线路铺设意义接头焊接质量桥上无缝线路胶第二节无缝线路基本原理可自由伸缩钢轨，其伸缩量完全不能伸缩的钢轨，其温度应力温度力第二节无缝线路基本原理可自由伸缩钢轨，其伸缩量基本温度力图固定区Pt=EAα∆t伸缩区伸缩区接头阻力接头阻力扣件或道床纵向阻力基本温度力图固定区Pt=EAα∆t伸缩区伸缩区接头阻力接头阻轨温反向变化时的温度力图拉压轨温反向变化时的温度力图拉压轨端伸缩量计算r轨端伸缩量计算r线路纵向阻力轨温变化时，抵抗钢轨两端自由伸缩的阻力接头阻力PH钢轨夹板间的摩阻力和螺栓的抗剪力扣件阻力钢轨与扣压件以及钢轨与胶垫间的摩阻力道床阻力轨枕与道床间的摩阻力和枕木盒内道碴抗推力扣件阻力与道床阻力间的较小值为r线路纵向阻力轨温变化时，抵抗钢轨两端自由伸缩的阻力第三节无缝线路稳定性分析一.稳定性概念二.影响无缝线路稳定性的因素三.无缝线路稳定性计算公式四.稳定性安全储备量分析第三节无缝线路稳定性分析一.稳定性概念一.稳定性概念失稳（胀轨跑道）无缝线路在夏季高温季节，由于钢轨内部存在巨大压力，引起轨道的横向变形，在外来因素（列车动力或人为因素）干扰下，轨道弯曲变形突然增大的现象。一.稳定性概念失稳（胀轨跑道）失稳（胀轨跑道）过程持稳阶段钢轨温度压力增大，但轨道不变形胀轨阶段随轨温增加，钢轨温度压力随之增加，轨道出现微小变形，压力与位移呈现的非线性关系跑道阶段当钢轨温度压力达到临界值后，在外部干扰或轨温继续升高时，轨道将会发生突然臌曲失稳（胀轨跑道）过程持稳阶段无缝线路结构稳定分析判别准则

能量法和静力平衡法能量法弹性理论的能量变分原理势能驻值原理结构物处于平衡状态的充要条件是在虚位移过程中，总势能取驻值无缝线路结构稳定分析判别准则二.影响无缝线路稳定性因素压杆在均匀介质中的失稳现象保持稳定的因素道床横向阻力轨道框架刚度丧失稳定的因素钢轨温度压力轨道初始弯曲二.影响无缝线路稳定性因素压杆在均匀介质中的失稳现象1.道床横向阻力道床抵抗轨道框架横移的阻力枕端抗推力30%枕侧摩擦力20%~30%枕底摩擦力50%1.道床横向阻力道床抵抗轨道框架横移的阻力枕端抗推力30%道床横向阻力表示方法单根轨枕的横向阻力Q道床单位横向阻力q道床横向阻力表示方法道床横向阻力影响因素道碴：饱满程度、材质、粒径尺寸道床肩部：堆高、加宽Page

44道床横向阻力影响因素道碴：饱满程度、材质、粒径尺寸Page道床横向阻力影响因素轨枕：枕底压花、宽轨枕、框架轨枕、双块式轨枕Page

45道床横向阻力影响因素轨枕：枕底压花、宽轨枕、框架轨枕、双块式道床横向阻力影响因素线路维修作业Page

46π，－0.043弯矩位移，反力道床横向阻力影响因素线路维修作业Page18π，－0.2.轨道框架刚度反映其自身抵抗弯曲能力的参数组成两股钢轨的水平刚度（横向刚度）扣件阻矩Page

472.轨道框架刚度反映其自身抵抗弯曲能力的参数Page1(二)丧失稳定的因素钢轨温度压力无缝线路稳定问题的根本原因，应控制温升幅度轨道初始弯曲影响稳定的直接诱因，应控制初始弯曲大小弹性初始弯曲：温度力和列车横向力作用下产生塑性初始弯曲：轧制、运输、焊接、铺设过程中产生，占总初弯的58.33%Page

48(二)丧失稳定的因素钢轨温度压力Page20三.无缝线路稳定性计算公式无缝线路稳定性统一公式

1977年提出，假定变形曲线波长与初始波长相等，并取变形为2mm时对应的温度压力，除以安全系数，即为保证线路稳定的允许温度压力。不等波长稳定性计算公式

1990年开始实施，假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等的计算公式。Page

49三.无缝线路稳定性计算公式无缝线路稳定性统一公式Page计算假定统一公式不等波长公式轨道铺设于均匀介质中的细长压杆初始变形塑性初弯：圆曲线弹性初弯：半波正弦半波正弦轨道压力下的变形半波正弦半波正弦初始变形与压力作用下的变形关系波长相等波长不等能量构成钢轨压缩形变能轨道框架弯曲变形能道床形变能钢轨压缩形变能轨道框架弯曲变形能道床形变能扣件形变能Page

50计算假定统一公式不等波长公式轨道铺设于均匀介质中的细长压杆初统一公式计算简图f=2mm，计算P(5-22)、[P](5-23)、[∆t](5-24)Page

51统一公式计算简图f=2mm，计算P(5-22)、[P](5-不等波长公式计算简图给定f，计算不同l对应的P(5-26)，积分常数根据不同f时的P