项目2 无缝轨道的构造认知

铁道工程教研室刘强⒈普通无缝线路：长轨节长1000～2000m。⒉全区间无缝线路：长轨节为相邻两车站进站、出站信号机之间的距离，长轨节可划分为几个闭塞分区，两闭塞分区间采用高强度胶结绝缘接头分隔。一、类型㈠按轨节长度划分⒊跨区间无缝线路：长轨节跨越车站道岔并贯穿区间。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈放散温度应力式无缝线路⑴自动放散温度应力式无缝线路一、类型㈡按长轨的温度应力处理方式划分任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈放散温度应力式无缝线路⑵定期放散温度应力式无缝线路①缓冲区不是标准长度钢轨，而是一组一定长度的短轨（调节轨）。②每年春、秋两季进行应力放散，即松开长轨的全部扣件和钢轨接头，使它自由伸缩，更换缓冲区调节轨。③放散工作量大，目前已不使用。一、类型㈡按长轨的温度应力处理方式划分任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉温度应力式普通无缝线路⑴组成：每段无缝线路由一根长钢轨及两端24根标准长度钢轨组成。⑵特点：结构简单、铺设维修方便。⑶适用：年最高和最低轨温差小于90℃的地区。一、类型㈡按长轨的温度应力处理方式划分任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈路基必须稳定，无翻浆冒泥、冻害及下沉挤出。⒉道床采用一级道砟。⒊轨枕采用混凝土枕或混凝土宽枕，明桥面可用木枕。⒋混凝土枕或混凝土宽枕采用弹条扣件，木枕采用分开式扣件。⒌普通无缝线路采用50kg/m及以上钢轨，全区间及跨区间无缝线路采用60kg/m及以上钢轨。⒍接头采用高强度螺栓。二、构造㈠一般技术条件任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈固定区⑴概念：长轨条中间完全不能伸缩的部分。⑵长度：不短于50

m。⒉伸缩区。⑴概念：长轨条两端可能发生伸缩的部分。⑵长度：一般为50～100m。二、构造㈡平面构造任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒊缓冲区⑴概念：两根长轨之间铺设标准轨（含厂制缩短轨）的部分。⑵作用：调节轨缝。⑶组成：一般由2～4节同类型标准轨组成。⑷接头要求：必须使用不低于10.9级的螺栓，螺栓扭矩应保持在700～1100N.m。二、构造㈡平面构造任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈一般规定。⑴普通无缝线路一般焊接长钢轨的长度为1000～2000m。⑵

在自动闭塞区段，每段长钢轨的长度，原则上应与自动闭塞

区段的长度一致，如受条件限制，固定区也不应短于50m。⒉跨区间和区间无缝线路的长轨条布置。⒊普通无缝线路长轨条布置。二、构造㈢长钢轨布置任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉跨区间和区间无缝线路的长轨条布置。二、构造㈢长钢轨布置⑴区间无缝线路的长轨条长度应以车站最外道岔间的距离减两个缓冲区长度计算。⑵长轨条可由若干单元轨节组成。区间内单元轨节长度宜为1000～2000m，最短不应小于200m；每组无缝道岔应按一个单元轨节计。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉跨区间和区间无缝线路的长轨条布置。二、构造㈢长钢轨布置⑶宜单独为一个或数个单元轨节的地段：长大桥梁及两端线路护轨梭头范围之内；长度超过1000m的隧道；大跨度连续梁的两端设置调节器时，单元轨节长度应与每联连续梁长度相同。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒊普通无缝线路长轨条布置。二、构造㈢长钢轨布置⑴轨条长度不应小于200m。⑵宜单独布置长轨条，并在其两端设置缓冲区的地段：站内线路；设有胶接绝缘接头的每个自动闭塞区间；道岔与长轨条之间或两段长轨条之间；小半径曲线钢轨伤损严重的区段；其他特殊地段。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知轨枕间距应均匀布置。二、构造㈣轨枕间距轨枕配置根数(根/km)轨枕间距(mm)轨枕配置根数(根/km)轨枕间距(mm)16676001840543.51760568.21920520.8任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈扣件分类⑴按扣压件形式分：弹片式和弹条式。⑵按扣压件紧固形式分：无螺栓和有螺栓。⑶按与轨枕连接方式分：不分开式和分开式。⑷按承受水平力方式分：无挡肩和有挡肩。二、构造㈤无砟轨道的扣件任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉我国自主研发的高速铁路扣件类型⑴弹条Ⅳ、Ⅴ型扣件二、构造㈤无砟轨道的扣件Ⅳ型扣件Ⅴ型扣件任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉我国自主研发的高速铁路扣件类型⑵WJ-7型扣件二、构造㈤无砟轨道的扣件任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉我国自主研发的高速铁路扣件类型⑶

WJ-8型扣件二、构造㈤无砟轨道的扣件任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈桥上无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点⑴为减小钢轨伸缩与桥梁伸缩相互作用的复杂程度，应使桥梁位于固定区内，桥头两端应按伸缩区锁定。长轨节应大于桥梁总长再加两端伸缩区，无缝线路在桥梁两端路基上每端锁定长度均不应小于100m。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈桥上无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点(2)钢梁上宜用分开式扣件，为减小钢轨与桥梁的相互作用，钢轨扣件阻力可适当减小(不全部拧紧，松紧相间)，但要考虑桥梁上钢轨低温断轨后断缝不能拉开过大(按规范要求)，以免影响行车安全。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈桥上无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点⑶为减小各种附加力的影响，在长大桥梁上铺设无缝线路时，常采用钢轨伸缩调节器(也称温度调节器)，使长钢轨能纵向伸缩，自动放散温度应力。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒈桥上无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点⑷由于桥上存在附加力，可能会使桥上无缝线路的锁定轨温与路基上不同。在可能的条件下，应尽量采取与路基上的无缝线路相同的锁定轨温，以便施工。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒉隧道无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点⑴隧道内轨道结构应适当加强，条件许可时可设无砟道床，钢轨应用耐腐蚀的合金轨，还应加强钢轨的探伤检查。⑵隧道群的长轨条宜连续布置，每座隧道距离隧道口内侧

50m

范围，应按伸缩区要求加强锁定。⑶隧道的长轨条宜连续布置，无缝线路固定区应设在轨温变化小的隧道内，长轨条接头宜设在距隧道口内侧50m处，伸缩区设于隧道洞口内方，缓冲区宜设置在隧道洞口外。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒊小半径曲线无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点⑴随着半径的减小，温度力的径向分力增大，稳定性降低。因此，铺设无缝线路的曲线半径不宜小于400m。⑵一个小半径曲线，最好单独铺一节长轨，伸缩区最好设在直线上。⑶

适当提高锁定轨温，以减小温度压力。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知⒋长达坡道无缝线路。二、构造㈥特殊地段无缝线路构造特点⑴加强防爬锁定，包括采用Ⅱ型以上混凝土枕，采用扣压力大的弹条扣件，枕盒内道砟要保持充足、密实。⑵在长大坡道凹形纵断面变坡点，两侧钢轨均可能向该地段爬行，挤压钢轨造成应力集中，应断开长轨节设置缓冲区，缓冲区钢轨数量应比一般情况下适当增加。⑶在长大坡道凸形纵断面变坡点，应按规定设置半径较大的竖曲线，以降低纵向压力的竖向分力。⑷加设观测桩，随时注意爬行状况，防止不均匀爬行的积累而出现压力峰。任务2.1无缝线路轨道的构造项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈠钢轨的自由伸缩量当轨温变化时，不受任何限制的钢轨的自由伸缩量为

L＝·L·t

式中L——钢轨的自由伸缩量(mm)；——钢轨的线膨胀系数，＝0.0118mm/m℃；L——钢轨长度(m)；t——轨温变化幅度(℃)。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈠钢轨的自由伸缩量【例】现有一根长钢轨，其长度为2000m，轨温变化幅度为25℃，

求其自由伸缩量。【解】

L＝0.0118×2000×25＝590.0(mm)任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈡钢轨的温度应力和温度力⒈温度应力⑴概念。无缝线路铺设、锁定后，因轨温变化，长轨不能自由伸缩而在其内部产生的应力，称为温度应力。⑵计算。根据虎克定律，在一股钢轨上产生的温度应力为

t＝E·t＝E·L＝E··L·t＝E··t

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈡钢轨的温度应力和温度力⒈温度应力式中t——钢轨内部的温度应力(N/cm2)；E——钢轨的弹性模量，E＝2.1×107N/cm2；t——钢轨的温度应变.

将E、代入上式计算，得t＝247.8t(N/cm2)

t＝E··t

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈡钢轨的温度应力和温度力⒉温度力⑴概念。对整个钢轨断面而言，由轨温变化产生的力，即整个钢轨断面上的温度应力，称为温度力。钢轨的温度力均以受拉为正。⑵计算。钢轨的温度力计算公式为

Pt＝t·F＝E·F·t＝247.8F·t(N) 式中Pt——钢轨的温度力(N)；F——钢轨横断面面积(cm2)。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈡钢轨的温度应力和温度力⒉温度力⑶单位轨温变化下钢轨温度力的变化。钢轨类型(kg/m)钢轨横断面面积(cm2)钢轨温度力变化率(kN/℃)5065.8016.36077.4519.27595.0423.6任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知一、钢轨内的温度应力㈡钢轨的温度应力和温度力⒊计算公式的推论①无缝线路轨道除承受列车动静荷载外，还承受巨大的温度力；②无缝线路钢轨内部的温度应力和温度力与轨温变化幅度t成正比，而与钢轨长度L无关。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈠钢轨温度⒈因素除受气温、风力及日照程度的影响，还与地形、线路方向、测量部位等有关。一般来说，轨温是随大气温度的变化而改变的。⒉轨温与大气温度的关系任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈠钢轨温度⒉轨温与大气温度的关系

据调查统计分析，最高轨温比当地最高气温约高20℃(长隧道内最高轨温可按当地历年最高气温计)，多出现在当天的13:00—14:00；最低轨温与同一地点的最低气温基本相同，一般出现在黎明前。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈠钢轨温度⒉轨温与大气温度的关系中间轨温是指当地最高轨温和最低轨温的平均值，即

Tz＝(Tmax＋Tmin) 式中Tz——中间轨温(℃)；Tmax——当地最高轨温(℃)；Tmin——当地最低轨温(℃)。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈠钢轨温度⒊实测轨温

实测轨温用钢轨测温计量测。在太阳下量测轨温，钢轨断面上各点的温度是不均匀的。正确测量轨温的方法是在钢轨的全断面上选定多点测量，取其平均值。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温(零应力轨温)⒈锁定轨温的概念

锁定线路时的钢轨温度。此时，长钢轨内部的温度应力应为零。

无缝线路上拧紧钢轨两端接头螺栓、上紧中间扣件及防爬设备，把长钢轨固定在线路上的过程，称为锁定线路。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒈锁定轨温的概念严格地讲，锁定轨温应该是长钢轨在被锁定瞬间的轨温。但在实际工作中，长钢轨不可能在瞬间锁定，通常把长钢轨锁定时两端轨温的平均值作为锁定轨温。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒉确定设计锁定轨温的条件

无缝线路的设计锁定轨温，应以最高轨温时轨道不发生胀轨跑道，最低轨温时不拉断钢轨或螺栓为基本条件，经过轨道强度和稳定性检算而确定。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒊设计锁定轨温及范围的计算⑴中和轨温计算

式中

[Td]，[Tc]——允许温降和允许温升；

Tmax，Tmin——当地历史最高、最低轨温；[Tk]——中和轨温修正值，一般为0℃～5℃。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒊设计锁定轨温及范围的计算允许温升：无缝线路允许承受的最大升温幅值。允许温降：无缝线路允许承受的最大降温幅值。⑴中和轨温计算

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒊设计锁定轨温及范围的计算⑵设计锁定轨温及范围

设计锁定轨温上限Tm＝Te＋(3～5)℃设计锁定轨温下限Tn＝Te－(3～5)℃

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知中和温度计算图TmaxTmax-[∆Tc]Tmin+[∆Td]Tmin[∆Tc][∆Td]TeTmTn任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温

【例】郑州地区的最高轨温为63℃，最低轨温为－17.9℃，查允许温差表得[Td]＝69℃，[Tc]＝50℃。求设计

锁定轨温。【解】(1)计算中和轨温。

＝(63－17.9)＋(69－50)＋3＝35℃＝任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温

(2)确定设计锁定轨温上、下限。设计锁定轨温上限Tm＝Te＋5℃＝40℃设计锁定轨温下限Tn＝Te－5℃＝30℃(3)检算设计锁定轨温上、下限。

Tm－Tmin＝40－(－17.9℃)＝58℃≤[Td]＝69℃

Tmax－Tn＝63－30＝33℃≤[Tc]＝50℃ 因此，设计锁定轨温范围为30℃～40℃。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒋施工锁定轨温（实际锁定轨温）

以长轨条始端或终端落槽时，分别测量两次轨温的平均值作为施工锁定轨温；把当时测量的轨温定为这一段无缝线路的实际锁定轨温，并做好详细记录，作为以后养护维修的技术资料妥善保存。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知二、锁定轨温㈡锁定轨温⒋施工锁定轨温（实际锁定轨温）

如果长轨条始端或终端落槽时不在设计锁定轨温范围内，则必须进行应力调整或放散，并重新锁定。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈠

道床纵向阻力⒈概念

轨排在道床中纵向位移时，道床对轨枕所产生的抵抗力称为道床纵向阻力。道床纵向阻力是抵抗钢轨伸缩、防止线路爬行的重要参数。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈠

道床纵向阻力⒉表示方法

一般以每根轨枕提供的阻力R(N)或一股钢轨下每延长厘米道床提供的平均阻力p(N/cm)来表示(p也称单位道床纵向阻力)。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈠

道床纵向阻力⒊影响因素

⑴道砟材质⑵粒径级配⑶道床断面⑷捣固质量⑸脏污程度⑹轨枕类型任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈠

道床纵向阻力⒋要求

通常取轨枕位移为2mm时的阻力值作为设计无缝线路时的道床纵向阻力值。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈠

道床纵向阻力

线路条件单根轨枕的道床纵向阻力R(N)一股钢轨下单位道床纵向阻力p(N/cm)1840根轨枕/km1760根轨枕/km1667根轨枕/km木枕轨道70006461—混凝土枕轨道I型100009187—Ⅱ型12500115109—Ⅲ型18300—160152任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈡接头阻力

⒈概念

无缝线路长轨两端钢轨接头阻止钢轨纵向伸缩的阻力，称为接头阻力。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈡接头阻力

⒉影响因素⑴螺栓的个数

⑵材质⑶直径

⑷拧紧程度任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈡接头阻力

⒊要求

无缝线路缓冲区的钢轨接头必须使用10.9级高强度螺栓，接头螺栓扭矩应保持在700～1100N·m。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈡接头阻力

螺栓类型螺栓扭矩(N·m)500600700800900100075kg/m钢轨，24mm螺栓35043050055060kg/m钢轨，24mm螺栓23028039045051057050kg/m钢轨，24mm螺栓250300370430490任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈢扣件阻力

⒈概念

中间扣件及防爬设备共同阻止钢轨沿轨枕面纵向位移的阻力称为扣件阻力。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈢扣件阻力

⒉影响因素⑴扣件类型⑵拧紧程度及防爬设备类型⑶配置数量任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈢扣件阻力

⒊要求

扣件阻力必须大于道床纵向阻力，以充分发挥道床纵向阻力的作用，避免钢轨发生相对于轨枕面的纵向位移，这是无缝线路轨道结构设计的基本要求之一。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈢扣件阻力

⒊要求

无缝线路混凝土枕地段应采用弹条扣件，扣件扭力矩应保持在80～150N·m；木枕地段应采用分开式扣件，并设置足够的防爬设备。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知三、轨道纵向阻力㈢扣件阻力

⒊要求扣件类型扣件扭力矩(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）任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知四、温度力与纵向阻力的关系㈠温度力与接头阻力的关系

克服接头阻力阶段的温度力大小等于接头阻力，要使温度力达到接头所能提供的最大阻力PH，则所需的轨温变化幅度tH＝PH/247.8F。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知四、温度力与纵向阻力的关系㈠温度力与接头阻力的关系

当轨温由升温转为降温(或由降温转为升温)反向变化时，只有在原方向的接头阻力被抵消，反方向的接头阻力被克服后，长轨两端才由伸长转为缩短(或由缩短转为伸长)。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知四、温度力与纵向阻力的关系㈠温度力与接头阻力的关系

【例】某60kg/m钢轨无缝线路，如接头螺栓扭矩为900N·m时PH＝510kN，求克服接头阻力所需的轨温变化幅度。

【解】60kg/m钢轨F＝77.45cm2。

tH-900＝＝26.6(℃)

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知四、温度力与纵向阻力的关系㈡温度力与道床纵向阻力的关系

温度力克服接头阻力后的余量由某段长度道床所提供的纵向阻力与之相抗衡，钢轨将带动该段长度的轨枕一起伸缩，直至轨温变化幅度达到最大。温度力达到最大时，温度力克服接头阻力后的余量也达到最大，提供纵向阻力与温度力相抗衡的道床长度也达到最长，长钢轨两端带动轨枕一起伸缩的长度也达到最长。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知四、温度力与纵向阻力的关系㈡温度力与道床纵向阻力的关系

当轨温反向变化时，只有在道床的正向纵向阻力被抵消、反向纵向阻力被克服后，长钢轨两端才由伸长转为缩短(或由缩短转为伸长)。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈠长钢轨一端的伸缩量

1＝(maxPt－Rj)2

㈡标准轨一端的伸缩量2＝[(maxPt－Rj)L0－pL02]任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

⒈长轨与标准轨的预留轨缝

1

1′＜

1＜

1″

要保证轨温升至最高时轨缝大于零，应有

1′≥1′＋2′

要保证轨温降至最低时螺栓不超过构造轨缝，应有

1″≤

g－(1″＋2″)

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

⒉标准轨与标准轨之间的预留轨缝

2

2′＜

2＜

2″

要保证轨温升至最高时轨缝大于零，应有

2′≥22′

要保证轨温降至最低时螺栓不超过构造轨缝，

应有

2″≤

g－22″

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

【例】天津地区现有60km/h钢轨无缝线路，轨枕为混凝土轨枕，每公里铺设1

760根，缓冲区钢轨长L0＝25m，钢轨截面面积F＝77.45cm，接头阻力Rj＝450kN；单位道床纵向阻力p＝91N/cm；天津地区最高轨温Tmax＝65.0℃，最低轨温Tmin＝－22.9℃；锁定轨温为25℃，构造轨缝

g＝18mm。请计算缓冲区预留轨缝。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

【解】(1)最大轨温变化幅度

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

maxPt(压)′＝247.8×77.45×40.0

＝767

684(N) maxPt(拉)＝247.8×77.45×47.9＝919

302(N)

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

(3)长钢轨一端的伸缩量

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)

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

(4)标准轨一端的伸缩量

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)

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

(5)长钢轨与标准轨之间的预留轨缝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任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知五、缓冲区预留轨缝计算㈢预留轨缝计算

(6)标准轨与标准轨之间的预留轨缝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任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈠基本概念

无缝线路的稳定性，是指高温条件下，钢轨内部的温度压力与道床横向阻力、轨道框架刚度等的相对平衡关系。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈡失稳过程

⒈稳定阶段温度应力式无缝线路锁定后，如果轨温升高不大，温度压力较小时，无缝轨道将保持原来的稳定状态。

任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈡失稳过程

⒉胀轨阶段

夏季随着轨温的升高，轨道框架受到巨大的温度压力。当温度压力增加到一定数值时，轨排就可能克服轨道框架刚度和道床横向阻力，线路的薄弱地段(如曲线、有原始弯曲或道床横向阻力被削弱处等)出现弯曲变形，称为无缝线路的胀轨。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈡失稳过程

⒊跑道阶段

如果轨温继续升高或受外力干扰，臌曲将继续扩大，当轨温值达到某一临界值时(此时的温度压力称为临界温度压力)，轨温稍有升高或稍受外力干扰，轨道便会突然发生明显的臌曲，导致轨道完全被破坏，称为无缝线路的跑道。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈢影响因素

⒈轨温升高幅度⒉轨道原始弯曲包括初始塑性弯曲和初始弹性弯曲。

钢轨初始塑性变形多半是在钢轨的轧制、运输、焊接及铺设过程中形成的。初始弹性弯曲则是列车横向力、温度压力作用下产生的。任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈢影响因素

⒊道床横向阻力⑴概念

轨枕在道床中横向位移时，道床对轨枕所产生的抵抗力，称为道床横向阻力，它是防止无缝线路胀轨跑道，保证轨道稳定的主要因素。保证线路稳定的主要因素道床65%钢轨25%扣件10%任务2.2温度应力式无缝线路的构造原理项目2无缝轨道的构造认知六、无缝线路稳定性㈢影响因素

⒊道床横向阻力⑵组成

道床横向阻力是由轨枕两侧及枕底与道砟接触面之间的摩阻力和枕端砟肩阻止轨枕横移的抗力组成。道床肩部30%轨枕侧面20～30%轨枕底部