秦沈客运专线跨区间无缝线路的设计

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）

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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+013.02～K178+749.75)长158.737km；K178+774.75～K206+836.06)长28.061km；K206+811.06～K394+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）；5二、跨区间无缝线路设计的基本步骤6．无缝线路检算，包括桥上无缝线路强度、稳定性和长钢轨断缝检算；道岔区无缝线路的强度、稳定性、岔区钢轨位移和部件强度等的检算；7．计算预留轨缝；8．布置线路设备及长钢条；9．计算工程数量；10．绘制轨道布置图；11．编制设计文件。6三、秦沈线跨区间无缝线路设计的主要依据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[1995]51号）；5.《秦沈客运专线跨区间无缝线路设计暂行规定》（建技[2001]5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》（99G01～99G05）；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》（99G06～99G08）；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[2000]162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）锁定轨温的确定锁定轨温是由当地最高、最低轨温、允许温升和允许温降计算确定。在《无缝线路铺设养护维修方法》（TB2098-89）或《铁路线路设备大修规则》中，列出无缝线路的允许温升和允许温降，设计中可根据轨道结构类型、机车类型、行车速度和曲线半径等条件查表得到。如果不是表中的条件，可以计算求得。9四、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P

11四、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

无缝线路上的钢轨冬季低温时承受较大的温度拉力作用。无缝线路强度计算是确定无缝线路允许温降标准规定的理论依据。进行无缝线路强度计算，就是要控制钢轨所承受的温度拉力，使之处于容许限度之内，以避免发生断轨事故。

无缝线路的强度计算可采用连续弹性基础梁理论或连续点支承梁理论，并按下式确定钢轨的允许温降。13四、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

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℃。16四、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

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

1．桥上无缝线路检算

23四、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

（二）设计检算

2．道岔区无缝线路检算

26四、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900～1500m，最短不小于200m。

30五、结构设计