无缝线路完整版本

第一章无缝线路基本知识第八章无缝线路内容提要第二章胀轨、跑道和钢轨折断第三章无缝线路养护维修第四章小半径曲线无缝线路第五章无缝线路的应力调整与应力放散第一章无缝线路基本知识

作为一种新型轨道结构，无缝线路以其高速行车、运行平稳和便于养护维修的显著优越性，正日益取代普通线路。越来越多的工区，也正在或即将面临怎样养护维修好无缝线路的新课题。而要让无缝线路的养护维修达到《铁路线路维修规则》的标准要求，保证行车安全，就必须了解无缝线路的基本原理，以将按章程操作化为自觉的行动，同时有意识地把普通线路和无缝线路的养护维修方法区别开来。第一节无缝线路的结构特点

（1）概念：

无缝线路是把钢轨焊接起来的线路。国外对这类线路的命名不尽相同，一般有以下几种叫法：无接缝线路、长钢轨线路、连续焊接长钢轨线路等。我国铁路铺设初期叫无接缝线路，以后略去“接”字，称无缝线路至今。1、概念和发展概况

（2）发展概况：1926年，德国铺设了世界最早的一条无缝线路，当时长轨条长120m。我国于1957年开始铺设，现最长一条长轨条达303km，在我国的沪宁线上。2、优缺点

⑴、行车平稳，减少了噪音，旅客舒适度提高；

⑵、节省了接头材料，降低了维修费用；

⑶、减少了行车阻力，提高了行车速度；⑷、延长了线路设备和机车车辆的使用寿命。

优点冬夏产生较大的温度应力，不易保持必要的强度和稳定性。缺点3、分类：

（1）、按结构划分：温度应力式无缝线路和放散温度应力式无缝线路。

（2）、按其长钢轨长度划分：跨区间无缝线路、全区间无缝线路和普通无缝线路。（又叫区段无缝线路，以下介绍均为温度应力式普通无缝线路。）

利用线路上强大的阻止钢轨移动的阻力来锁定线路，限制钢轨的自由伸缩。因而尽管钢轨的温度发生了变化，但并不发生钢轨长度的自由伸缩，只是钢轨的应力，随着温度的变化而发生了变化。4、基本原理：

温度应力式无缝线路由一对焊接长轨条和两端各2～4对标准轨组成。钢轨用扣件锁定，长短轨间和短轨间均用夹板连接，预留轨缝，如图1—1所示(图中l、2分别为长短轨间和矩轨间轨缝)。5、组成

长轨条用扣件锁定后不能自由伸缩。轨温升高到一定程度时，限制伸长量传递至接头1处，由轨缝1调节；轨缝1不够，传递至轨缝2调节。如锁定不良伸长量太大，则将一对标准轨适量锯短或换短，以满足伸长量和预留轨缝的要求。相反，限制缩短量也可通过轨缝1、2调节。如锁定不良，缩短量太大，使轨缝超限，可将一对标准轨换长，以满足缩短量和预留轨缝的要求。因为两长轨条之间的2～4对标准轨具有这种不可忽视的功能，所以我们又把它叫做“调节轨”或“缓冲轨”。

一般情况下，如果无缝线路处于稳定状态，又按规定预留了轨缝，仅轨缝1就可满足钢轨伸缩的需要，而且不会出现瞎缝和超限大轨缝。调节轨之所以要配2～4对，是为了留有余地和在中间轨缝处设置绝缘接头。

放散温度应力式无缝线路又分为：定期放散和自动放散。定期放散式：1、组成，在结构上同温度应力式无缝线路。2、优缺点：适用于温差幅度较大地区（大于90℃），但每年放散应力工作量太大，问题较多。自动放散式：1、组成，在长轨条两

二、放散温度应力式无缝线路

端设置钢轨伸缩调节器即伸缩接头，随时释放钢轨内温度应力。2、缺点，限制了每一节轨节的长度，而且线路构造复杂，铺设及养护非常不便。3、实用范围，多用于特大桥上。

普通线路的接头会产生很多病害。无缝线路在相当长的一段距离内消灭了接头，但不能完全消灭钢轨的热胀冷缩。为了适应长轨条的限制伸缩，在无缝线路的两端设置2～4根调节轨并预留轨缝。这就是温度应力式无缝线路的结构特点和采用这种结构的原因。小结

思考与练习题

1．什么叫无缝线路?2．温度应力式无缝线路有哪些优缺点?

3．为什么年温差超过规定值的寒冷地区不宜铺设温度应力式无缝线路?4．无缝线路怎样分类?

一、钢轨的自由伸缩量和限制伸缩量在上一节中，我们提到了钢轨的自由伸缩和限制伸缩。现在我们来看看它们的伸缩量。

第二节温度应力和温度力

1．钢轨的自由伸缩量

钢轨不受任何阻碍的伸缩叫自由伸缩。自由伸缩量同钢轨的长度和轨温变化度数成正比。据测定，1m长的钢轨，当轨温变化l℃时，其自由伸缩量为0.0118mm。据以得出钢轨自由伸缩量的计算公式是：

Δι=αιΔt式中Δι——钢轨的自由伸缩量(mm)；α——钢的线膨胀系数，亦即钢轨的单位自由伸缩量(0.0118mm／m.℃)；

ι——钢轨长度(m)；

Δt——轨温变化度数(℃)。

[例1—1]一根不受任何阻碍的钢轨，在早晨轨温为19℃时测定的长度是25.004m，中午轨温升高到49℃，钢轨的长度是多少?

[解]中午的轨温变化度数是49℃-19℃=30℃。则该钢轨的自由伸缩量：

Δι=αιΔt=0.0118×25.004×30=8.85≈9(mm)

此时钢轨的长度为：

25.004m十0.009m=25.013m

[例1-2]某无缝线路长轨条长1000m时的轨温是45℃，在轨温变化到12℃时，松开接头扣件、中间扣件和防爬器，钢轨应缩短多少毫米?[解]据题意，我们认为此时的长轨条处于自由缩短状态。则长轨条缩短量Δι=αιΔt=0.0118×1000×(45-12)=11.8×33≈389(mm)

这个缩短量是十分惊人的，它将使无缝线路完全丧失行车条件。

2．钢轨的限制伸缩量

无缝线路钢轨在充分锁定状态下的伸缩叫限制伸缩；而锁定，则指钢轨扣件的锁固状态。由于已被强力锁定，自由伸缩量的相当一部分不能实现，故无缝线路钢轨的限制伸缩有如下特点：

①只有当轨温变化到相当程度时才会产生限制伸缩。如60kg／m长轨条，当轨温变化23℃时，才开始产生0.1mm的限制伸缩；50kg／m、25m标准轨，如采用钢筋混凝土枕，当轨温变化28℃时，才开始产生0.1mm的限制伸缩。

②限制伸缩量比自由伸缩量小得多。如前述例2，当轨温下降33℃时，长轨条的自由缩短量为389mm，而限制缩短量仅有1.9mm。

③限制伸缩量同长轨条的长度无关，即任何长度的长轨条的限制伸缩量，在轨温变化相同度数时都是一致的。无缝线路未充分锁定或道床抵抗轨枕沿线路方向移动的阻力不够，钢轨的限制伸缩量将会增大，甚至接近自由伸缩量，这将对无缝线路产生巨大的破坏性影响。无缝线路长轨条和标准轨的一端限制伸缩量如表1-1、表1-2，单位为mm。

轨温差Δt(℃)长轨12.5米标准轨25米标准轨木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕26000000270.10.10.10.100280.20.20.20.10.20290.30.30.30.20.30.2300.50.40.30.30.50.3310.70.50.40.40.60.5320.90.60.50.40.80.6331.20.80.60.50.90.8341.41.00.60.61.10.9351.71.20.70.71.21.1362.11.50.80.71.41.2372.51.70.90.81.51.4382.92.00.90.91.71.5393.32.31.01.01.81.7403.82.61.71.02.01.8414.33.01.21.12.12.0424.83.41.21.22.32.1435.33.81.31.32.42.3表1-150kg/m钢轨,1840根/km轨枕时,钢轨一端限制伸缩量表轨温差Δt(℃)长轨12.5米标准轨25米标准轨木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕445.94.21.41.32.62.4456.54.61.41.42.72.6467.25.11.51.52.92.7477.95.51.61.63.02.9488.66.01.71.63.23.0499.36.61.71.73.33.15010.17.11.81.83.53.35110.97.71.91.93.63.55211.78.22.01.93.83.65312.68.92.02.03.93.85413.59.52.12.14.13.95514.410.12.22.24.24.05615.410.82.32.24.44.25716.311.52.32.34.54.35817.412.22.42.44.74.55918.412.92.52.54.84.6续上表轨温差Δt(℃)长轨12.5米标准轨25米标准轨木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕22000000230.10.10000240.20.20.20.10.20.1250.30.30.30.20.30.2260.50.40.30.30.50.4270.70.50.40.40.60.5281.00.70.50.40.80.7291.30.90.60.50.90.8301.61.10.60.61.11.0311.91.40.70.71.21.1322.31.60.80.71.41.3332.71.90.80.81.51.4343.22.30.90.91.71.6353.72.61.01.01.81.7364.23.01.11.02.01.9374.83.41.11.12.12.0385.43.81.21.22.32.1396.14.31.31.32.42.3表1-260kg/m钢轨,1840根/km轨枕时,钢轨一端限制伸缩量表轨温差Δt(℃)长轨12.5米标准轨25米标准轨木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕木枕钢筋混凝土枕406.74.71.41.32.62.4417.55.21.41.42.72.6428.25.81.51.52.92.7439.06.31.61.63.02.9449.86.01.71.63.23.04510.77.51.71.73.33.24611.68.11.81.83.53.34712.58.81.91.93.63.54813.59.52.01.93.83.64914.510.22.02.03.93.85015.510.92.12.14.13.95116.611.72.22.24.24.15217.712.42.32.24.44.25318.813.32.32.34.54.4542014.12.42.44.74.55521.214.92.52.54.84.75622.515.82.62.55.04.85723.816.72.62.65.15.05825.117.72.72.75.35.15926.518.62.82.75.45.3续上表

无缝线路锁定之后，较大的自由伸缩量变成了较小的限制伸缩量。那么，未实现的那一部分伸缩量到哪里去了呢?

二、温度应力和温度力

钢轨未能实现的伸缩量，以温度应力的形式积蓄于钢轨内部。很明显，轨温变化越大，应力就越大。因此，我们把在无缝线路上，由于轨温变化引起的钢轨伸缩因受到限制而转化到钢轨内部的力叫温度应力。夏天轨温上升，钢轨欲伸长时受到的温度应力是压应力。冬天轨温下降，钢轨欲缩短时受到的温度应力是拉应力。

据测算，经锁定的钢轨，当轨温升降1℃时，每平方厘米钢轨断面上产生的压应力或拉应力是247.8N(N，牛顿，力的单位，1kg=9.8N≈10N)。由此得出温度应力的计算公式是：σt=247.8Δt(σt=250Δt)

式中σt—温度应力(N)；

Δt—轨温变化度数(℃)。

温度应力=钢的弹性模量×钢轨长度变化率)=E×伸缩量/长轨长=E×αL△t/L=2.1×107×0.0000118×△t=247.8△t(N))

温度应力只表示每平方厘米钢轨断面上受到的力。50kg/m钢轨和60kg/m钢轨的全断面分别为65.8和77.45cm2，则当轨温变化1℃时，这两种钢轨全断面上受到的应力分别为：247.8N／cm2×65.8cm2=16305N247.8N／cm2x77.45cm2=19192N

我们把无缝线路钢轨全断面上受到的温度应力叫温度力。温度力的计算公式是：Pt=σtF=247.8ΔtF

式中F—钢轨断面积(cm2)；Pt—温度力(N)。

[例1-3]某无缝线路铺设60kg／m钢轨，设其钢轨断面在25℃时受到的温度力为0(此时钢轨不产生伸缩)，试求当轨温升高到60℃时钢轨断面受到的温度力。[解]轨温升高到60℃时，升高了60-25=35℃，故钢轨断面受到的温度压力Pt=σtF=247.8×35×77.45=19192×35=671720(N)这个约67172kg，接近于68t的温度压力，必须靠无缝线路自身的阻力来克服、平衡。

从上两式可以得出两个重要的结论：

①、温度力的大小和钢轨长度无关；

②、温度应力与温度变化度数成直线比例关系。

现在，我们已经引出了无缝线路的两个十分重要的概念—温度应力和温度力。无缝线路的钢轨，随轨温的变化要承受巨大的温度力，这是无缝线路区别于普通线路的一个非常重要的特点，也是无缝线路维修养护工作中必须考虑的一个特殊问题。小结当轨温发生变化时，钢轨不受任何阻碍的伸缩叫自由伸缩。钢轨未经锁定时的伸缩都可看作是自由伸缩。自由伸缩量的计算公式是Δι=αιΔt。无缝线路钢轨在充分锁定状态下的伸缩叫限制伸缩。限制伸缩量与长轨条长度无关。无缝线路的钢轨被锁定，自由伸缩量不能实现的部分转化为钢轨的应力。小结无缝线路钢轨全断面上受到的温度应力叫温度力。温度力的计算公式是Pt=247.8ΔtF；对于50kg/m和60kg/m钢轨而言，则分别是Pt=16305和Pt=19192。温度力的大小和钢轨长度无关，所以从理论上讲，无缝线路可以铺得无限长。

思考与练习题

1．熟知如下定义：自由伸缩、限制伸缩、温度应力、温度力。

2．某普通线路进行单根更换钢轨作业。早晨7点轨温12℃时，测得旧轨的长度为25.004m，两端轨缝分别为4mm和8mm，同时备下新轨的长度走25.000m。但到中午12点换轨时，轨温已升至56℃，试经过计算判断新轨能否换入。3．某无缝线路锁定时的轨温为23℃。到了冬天，当它的轨温下降到零下15℃时，钢轨断面上受到多大的温度拉力?(50kg／m钢轨)

一、轨温

轨温就是钢轨温度。轨温是一个变量，它随气温的变化而跟着变化。铺设无缝线路时，为了适应最不利的轨温变化情况，以确定无缝线路可能承受的最大温度力，须考虑当地的最高气温和最低气温，以求得最高轨温和最低轨温。第三节轨温、锁定轨温和轨温变化度数

一般认为：当地最高轨温等于当地历年最高气温加20℃；当地最低轨温等于当地历年最低气温。

而当地历年最高、最低气温，则必须根据该地近30年的气象记录确定。

包括最高、最低轨温在内的任何时候的现场轨温，都必须用专用仪器(如数字式钢轨测温计)测量确定；切忌靠气温表随意臆测，以免给施工带来不良影响。我国主要地区最高、最低轨温见表1-3（单位：℃）

地名最高轨温最低轨温地名最高轨温最低轨温地名最高轨温最低轨温地名最高轨温最低轨温北京62.6-22.8开封63.0-15.0杭州62.1-10.5乌鲁木齐60.7-41.5天津65.0-22.9许昌61.9-17.4福州59.8-2.5沈阳59.3-33.1石家庄62.7-26.5信阳61.0-20.0厦门58.5-2.0丹东57.8-31.9唐山63.3-22.6武汉61.3-17.3南京63.0-14.0抚顺58.3-35.2秦皇岛57.2-22.2岳阳59.0-11.8苏州61.0-12.0锦州57.3-24.2保定63.3-23.7长沙63.0-9.5徐州63.3-18.9鞍山58.4-30.4邢台61.7-22.4衡阳61.3-7.0合肥61.0-20.6大连56.1-19.9邯郸62.5-19.0韶关62.0-4.3蚌埠64.5-19.4长春59.5-36.5承德61.5-23.0广州58.7-0.3济南62.5-19.7四平56.2-38.7张家口60.9-26.2昆明52.3-5.4青岛56.6-20.5延吉60.3-37.1太原61.4-29.5贵阳59.5-9.5德州63.4-27.0哈尔滨59.1-41.1阳泉60.2-18.9南宁60.4-2.1泰安60.8-22.4牡丹江57.5-45.2大同58.0-30.5桂林59.7-5.0兖州60.7-18.6佳木斯56.4-39.6呼和浩特58.0-36.2成都60.1-4.6西安65.2-20.6安达59.5-44.3包头59.5-32.8重庆64.0-2.5兰州59.1-23.3齐齐哈尔57.5-39.5新乡62.7-21.3西昌59.7-6.0酒泉58.4-31.6嫩江58.1-47.3郑州63.0-17.9南昌60.6-7.7西宁52.4-26.6洛阳64.2-20.0上海60.3-12.1银川59.3-30.6表1-3我国主要地区最高、最低轨温表

二、锁定轨温

1．锁定轨温的定义前面已多次出现“锁定”这个词。所谓“锁定”，就是用中间扣件(包括防爬设备)把无缝线路钢轨紧扣在轨枕上，用接头扣件把轨端充分夹紧，使之不能自由伸缩。

无缝线路锁定时的轨温叫锁定轨温。我们通常把无缝线路全部扣件螺栓包括接头螺栓拧紧时的轨温作为锁定轨温。如果此间轨温有波动，则在“长轨始端落槽时应测定一次轨温，到长轨末端合拢，拧紧全部扣件螺栓，再测一次轨温，以两次平均值，作为该段无缝线路的锁定轨温”。

2．锁定轨温的性质

①锁定轨温是“零应力轨温”。显然，在中间扣件和接头扣件拧紧之前，钢轨处于自由伸缩状态，随着轨温的变化，该伸的已经伸足了，该缩的已经缩足了。因而在将扣件拧紧的那个短暂的时间，无缝线路钢轨断面受到的温度力等于0。故国外铁路又把锁定轨温叫做“零应力轨温”。此时无缝线路具备最安全的轨温条件。锁定之后，只要轨温等于锁定轨温，无缝线路钢轨断面上承受的温度力都等于0。

②锁定轨温是轨温变化度数的依据。计算温度力和钢轨限制伸缩量时，应把锁定轨温作为基数去求取轨温变化度数。所谓“轨温变化度数”，就是实际轨温与锁定轨温的差数。如某无缝线路的锁定轨温是27℃，某时实测轨温是57℃，则轨温变化度数就是57—27=+30℃；某时实测轨温是-8℃，则轨温变化度数就是-8-27=-35℃。(“+”、“—”分别表示轨温上升和下降)离开了锁定轨温这个基数，轨温变化度数就无从谈起，温度力和钢轨限制伸缩量也就无从算起。

③锁定轨温和钢轨长度是相关统一的。设计无缝线路时，锁定轨温定下来了，钢轨长度也就随之定下来了。无缝线路铺好锁定之后，要想保持锁定轨温不变，就必须保持钢轨长度不变。如果钢轨伸长了，就意味着锁定轨温升高了；钢轨缩短了，则意味着锁定轨温降低了。一旦锁定轨温偏离了设计范围，就会给无缝线路的受力状况带来不良影响。这一点，我们在下一个问题中就要讲到。

据测算，每100m长的无缝线路钢轨，每伸长1.2mm，相当于锁定轨温升高了1℃；缩短1.2mm，相当于锁定轨温降低了1℃。

3．锁定轨温的确定锁定轨温的高低，直接决定无缝线路承受温度力的大小，因而直接决定无缝线路的稳定性。一个地区只有一个最高轨温和一个最低轨温。如果锁定轨温定得过高，夏天无缝线路承受的温度压力倒是不大，但是到了冬天最低轨温时，无缝线路将承受较大的温度拉力而影响其稳定性。

如果锁定轨温定得过低，冬天最低轨温时无缝线路承受的温度拉力倒是不大，但是到了夏天最高轨温时，无缝线路将承受较大的温度压力，同样影响其稳定性。所以，锁定轨温的确定，必须同时兼顾一个地区可能出现的最高、最低轨温，使之到最高、最低轨温的变化幅度都不是很大，产生的温度力无缝线路都能承受。如图1-2所示：

下面我们就来看看温度应力式无缝线路锁定轨温确定的大略方法：

①首先根据地区的最高、最低轨温算出中间轨温。地区最高、最低轨温代数和的平均值叫做中间轨温。

62+(-6)

如上例：中间轨温==28℃2

这里要注意，中间轨温不等于轨温差的平均值

②确定锁定轨温范围：考虑到铺设温度应力式无缝线路的地区冬天最低轨温不是很低，主要的危险不是来自温度拉力而是温度压力，所以我们通常把锁定轨温定得比中间轨温略高一些,即设计锁定轨温加±5℃作为锁定轨温范围。仍如上例,28℃+2℃+5℃=35℃,28℃+2℃-5℃=25℃则23～33℃即为该地区锁定轨温范围，南方可取中间轨温加2-3℃。

③确定锁定轨温：如果该地区某条无缝线路锁定时的轨温是此范围之内的任意一值，则将此轨温作为该无缝线路的合理锁定轨温。仍如上例，我们将30℃作为该无缝线路的锁定轨温。

显然，对于一个地区而言，锁定轨温是一个范围；对于某一条无缝线路而言，锁定轨温则是此范围内的一个单一的特定值。

而且，从理论上讲，一条无缝线路只允许有一个锁定轨温，且两股钢轨应基本相同。

[例1-4]西昌地区最高轨温为59.7℃，最低轨温为-6℃，求该地区的锁定轨温范围，并为某条无缝线路选择一个合理的锁定轨温。27℃+3℃+5℃=35℃27℃+3℃-5℃=25℃[解]59.7+(-6)t中==27℃235～25℃即为该地区的锁定轨温范围。可以选择t锁=30℃作为某条无缝线路的合理的锁定轨温。

小结无缝线路锁定时的轨温叫锁定轨温。锁定轨温是“零应力轨温”，是轨温变化度数的基数。锁定轨温和钢轨长度是相关统一的，钢轨长度发生变化，锁定轨温跟着发生变化。锁定轨温定得过高，冬天最低轨温时容易发生钢轨被拉断的事故；锁定轨温定得过低，夏天最高轨温时容易发生胀轨、跑道。设计锁定轨温是合理的锁定轨温，超出设计锁定轨温范围的锁定轨温是不合理的锁定轨温。不允许随意改动设计锁定轨温。不合理的锁定轨温必须加以改正。

思考与练习题

1．熟知下列定义；锁定、锁定轨温、轨温变化度数、中间轨温。2．锁定轨温定得过高、过低对无缝线路有什么危害?3.某无缝线路铺设50kg／m轨，锁定轨温为13℃，当地最高轨温为61℃，试求最高轨温时无缝线路受到的温度力。(提示：无缝线路受到的温度力应为钢轨断面受到的温度力乘以2，因为线路的钢轨是两根。)第四节轨道框架刚度和线路阻力

一、轨道框架刚度

1．轨道框架的受力特点

在线路上，用中间扣件把钢轨与轨枕联接起来的架体叫轨道框架。轨道框架的受力特点是钢轨、轨枕和道床群体受力。我们把轨道框架抵抗弯曲变形的能力叫轨道框架刚度。

2．轨道框架刚度的决定因素轨道框架刚度的大小由以下因素决定：

①钢轨刚度。钢轨本身具有抵抗弯曲的能力。越是重型的钢轨，横截面积越大，刚度也就越大，形成的轨道框架的刚度也就越大。

②中间扣件的强度和拧紧状态。中间扣件的强度越大，拧得越紧，对钢轨的扣压力就越大，轨道框架的整体性就越强，轨道框架刚度就越大。据测算，扣件拧紧产生的轨道框架刚度，比两股钢轨本身的刚度之和还要大50％以上。所以，提高轨道框架刚度的有效措施之一，就是按规定的扭力矩拧紧中间扣件。

二、线路阻力

1．温度力和线路阻力的关系

线路阻止钢轨和轨道框架纵、横向移动的力叫线路阻力。

在无缝线路上，温度力和线路阻力是矛盾的统一体。无缝线路因为锁定才产生温度力；反过来，温度力又必须靠强有力的锁定产生的阻力来克服，“解铃还须系铃人”。温度力和线路阻力的大小相等，方向相反。也就是说，温度力一经产生，就必须有相等的线路阻力去平衡、克服它。

线路阻力小于温度力，就会导致轨道的横向变形和纵向爬行。所以，无缝线路“储备”的线路阻力，必须在最高、最低轨温等最不利条件下都大于、至少等于温度力。无缝线路的全部养护维修工作，都是为了达到这个要求。从理论上讲，无缝线路设备本身达到这个要求是绰绰有余的。

2．线路阻力的分类分析

①纵向阻力：无缝线路阻止钢轨及轨道框架纵向移动的阻力叫纵向阻力。纵向阻力包括接头阻力、道床纵向阻力和扣件阻力。

接头阻力：钢轨或轨道框架要发生纵向位移，首当其冲的是接头。接头阻力可以看成是由钢轨与夹板之间的摩阻力及夹板螺栓的抗弯力和抗剪力组成。在巨大的温度力面前，夹板螺栓的抗弯力和抗剪力显得很小，因此我们把它作为一种安全余量而忽略不计。剩下的就是钢轨与夹板之间的摩阻力。

《维规》规定，无缝线路缓冲区接头必须采用六孔双头夹板，10.9级高强度螺栓，螺栓扭矩应达到700-900N.M，PH=460KN=46t。（900N.M是目标值,应按这个值拧紧,并保持在700N.M)。采用1m长的加力扳手，90kg的力拧紧即达到要求。

如果铺60kg／m钢轨，460kN接头阻力克服的温度力折算成的轨温变化度数是：

PH

460ΔtH==247.8F19.192≈24(℃)

光接头阻力就可以克服如此大的温度力，何况，我们还没有动用道床纵向阻力和扣件阻力。

道床纵向阻力：当全部接头阻力都不足以克服温度力时，道床纵向阻力就开始发挥作用了。

道床抵抗轨枕沿线路方向移动的阻力叫道床纵向阻力。

第二，道床纵向阻力随轨枕位移的增加而增长，但位移达到一定值时，阻力就不再增加。通常采用轨枕位移2mm时的道床纵向阻力作为计算常量。

第一，其大小同线路状况有直接关系。

第三，只有当扣件阻力大于道床纵向阻力时，钢轨才能带动轨枕作纵向位移而产生道床纵向阻力。反之，扣件阻力小于道床纵向阻力，钢轨就不能带动轨枕作纵向位移，道床纵向阻力将不发挥作用。此时，随着轨温的进一步变化，钢轨本身将沿垫板作纵向位移，造成钢轨爬行。所以，无缝线路的中间扣件一定要拧紧，使扭力矩达到80～150N.m；尽量不采用道钉扣件，必要时，还要安装防爬设备。

第四，道床纵向阻力的作用顺序是从轨端向无缝线路中部渐次延伸，到最高、最低轨温、最大温度力时为止。在正常的线路状态下，查取道床纵向阻力值可采用表1-4。线路特征每根轨枕道床纵向阻力P

（N）每公里1840根轨枕时，道床单位纵向阻力P

（N/cm）每公里1760根轨枕时，道床单位纵向阻力P（N/cm）木枕线路70006461钢筋混凝土枕线路100009187表1-4道床纵向阻力值表

扣件阻力：中间扣件和防爬设备抵抗钢轨纵向位移的阻力叫扣件阻力。

如前所述，扣件阻力必须大于道床纵向阻力。表1-5的扣件阻力值可供参考。扣件及防爬设备类型单位阻力（KN）穿销式防爬器个20钢筋混凝土枕扣板式扣件每根轨枕两股钢轨6.0钢筋混凝土枕拱形弹片式扣件每根轨枕两股钢轨10.1钢筋混凝土枕弹条式扣件每根轨枕两股钢轨11.9分开式扣件每根轨枕两股钢轨15普通道钉每根轨枕两股钢轨0.04表1-5扣件阻力值表②横向阻力：线路横向阻力包括轨道框架刚度和道床横向阻力。

道床抵抗轨道框架横向位移的阻力叫道床横向阻力。道床横向阻力是防止胀轨跑道、保持线路稳定的重要因素。根据前苏联的试验，稳定轨道框架65％的力是由道床提供的。

道床横向阻力与下列因素有关：道床纵向阻力、道床断面的大小、轨枕端部道碴的多少、轨枕盒内道碴的饱满和夯实程度、轨枕重量和底都粗糙度等。

增大道床肩宽是提高道床横向阻力的一个重要手段。但是肩宽超过—定数值，横向阻力就不再显著增加，这个数值是：木枕线路450mm，钢筋混凝土枕线路550mm。

在轨枕端部堆高石碴，做成特种断面道床，也是增大道床横向阻力的有效措施。据试验，采用特种断面道床，钢筋混凝土枕无缝线路的横向阻力可提高26%，木枕无缝线路的横向阻力可提高20%。特别是在高温季节，无缝线路出现胀轨迹象时，特种断面道床更能显著地阻止轨道弯曲变形的进一步扩大。在小半径曲线上、桥梁上做成特种断面道床，也非常必要。如图1-3为特种断面道床示例（单位：mm）钢轨的移动方向道床纵向阻力小结轨道框架刚度和道床横向阻力是防止胀轨跑道、保持线路稳定的重要因素。增大轨道框架刚度的有效措施是充分拧紧中间扣件，使扭力矩达到80～150N.m。温度力和线路阻力是矛盾的统一体。无缝线路养护维修的宗旨是提高线路阻力，达到设计标准，使之足以抵抗最大温度力。提高无缝线路的线路阻力，包括提高其纵向阻力和横向阻力。

提高纵向阻力的方法是拧紧接头扣件，使扭力矩达到900N.m,以提高接头阻力；按规定标准做好道床作业，以提高道床纵向阻力；充分拧紧中间扣件，以使扣件阻力大于道床纵向阻力。提高横向阻力的主要措施是：拧紧中间扣件，以提高轨道框架刚度、提高纵向阻力、增大道床肩宽和将道床做成特种断面。思考与练习题

1．熟知下列概念：轨道框架刚度、线路阻力、线路纵向阻力、道床纵向阻力、扣件阻力、道床横向阻力。

2．轨道框架的受力特点是什么?3．温度力和线路阻力的关系是什么?

4．道床纵向阻力的特点是什么?

5．为什么在钢筋混凝土枕地段的无缝线路采用弹条式扣件时，可以不安装防爬设备?

6．计算：当接头阻力等于400KN时，它克服的温度力折算成的轨温变化度数是多少(包括50kg／m钢轨和60kg／m钢轨)?设重庆地区某无缝线路(铺设60kg／m钢轨)的锁定轨温是32℃，在最低轨温条件下，600kN的接头阻力能否抵抗温度拉力?如果不够，要动用多少根钢筋混凝土枕的道床纵向阻力?第五节基本温度力图和伸缩区长度计算

一、基本温度力图现在，凭借前几节学到的知识，我们可以读懂无缝线路的基本温度力图了。

温度力与线路阻力平衡关系的示意图叫基本温度力图。通过读懂基本温度力图，如图1-4所示，我们可以加深对无缝线路的认识。

1．图例纵坐标：表示轨温和温度力。它是一个线段而不是射线，原点t锁即锁定轨温，终点mint和maxPt表示最低轨温和最大温度力。横坐标：表示长轨条全长。原点在横坐标上又表示长轨条左端。

a、b、c、d：为叙述方便作为图中各线段定的代号。

基本温度力图对于中轴线对称。当轨温下降到锁定轨温以下至最低轨温时，基本温度力图在横坐标上侧，当轨温上升到锁定轨温以上至最高轨温时，基本温度力图在横坐标下侧。

2．分析①当轨温t等于锁定轨温t锁时，钢轨断面受到的温度力Pt等于0，钢轨不伸缩。②当轨温低于t锁，但轨温变化度数又末达到接头阻力PH折算成的轨温变化度数ΔtH时，因接头被锁定，钢轨伸长受阻，从而在钢轨全长范围内产生温度力。该温度力Pt=247.8ΔtF，并沿a线随Δt的上升而增加，随时与接头阻力PH达成平衡。③轨温继续下降，当轨温变化度数等于ΔtH时，最大接头阻力maxPH与温度力持平，即Pt=maxPH，接头阻力已全都被温度力克服。

④轨温进一步下降，钢轨在实现限制伸长的过程中带动轨枕作纵向位移，道床纵向阻力开始克服温度力。轨温降得愈低，温度力愈大，道床纵向阻力就愈大，产生纵向阻力的道床长度就愈长，并从轨端处开始向无缝线路中部延伸。已知单位道床纵向阻力为P，道床长度为χ，则该长度道床产生的纵向阻力为Pχ，被平衡的温度力Pt则等于Pχ。随着Δt的逐步降低，Pt随之逐步增大，Pχ亦随之逐步增大，以同Pt平衡。这样，就在图中构成了斜线c,其斜率(由倾角φ决定，tanφ=P)因线路状况的不同而不同。⑤轨温降至最低轨温mint，产生最大温度力maxPt，此时产生最大纵向阻力的道床达到最长ι

，最终完成了线路阻力与温度力的平衡。我们把这一段叫做伸缩区。

⑥长轨条两端ι范围之间的部分d，随着轨温的升降，始终承受最大而且均衡的温度力。我们把d这一段叫做固定区。

⑦从理论上讲，当mint和maxPt呈单纯上升趋势时，d随之向下平行推移并逐步延长，表示固定区增长，伸缩区变短。当mint和maxPt上升至maxPH点时，基本温度力图呈一矩形，此时已无实际意义上的伸缩区。当mint和maxPt升至原点时，全长范围内长轨条的温度力都等于0。此时基本温度力图成一直线，可以像普通线路一样对待。

二、伸缩区和固定区从温度力图可知，伸缩区钢轨从轨端向里承受的温度力越来越大，到和固定区的交界处，承受最大的温度力。既然已经克服了全部接头阻力，在伸缩区，温度力必然迫使钢轨带动轨枕发生纵向位移，从而产生与之等同的道床纵向阻力。但是道床纵向阻力的产生有一个过程，就是说，要待轨枕移动相当距离时，道床纵向阻力值才能达到最大。

换句话说，道床纵向阻力的产生是以轨枕—轨道框架的微小的纵向位移为代价的。这种位移由外向里逐根轨枕积累起来而形成长轨一端的限制伸缩。也正因为如此，我们才把这一段叫做伸缩区。

无缝线路长轨条两侧，在温度力作用下发生限制伸缩的区段叫伸缩区。伸缩区长度根据年轨温差幅值、道床纵向阻力、钢轨接头阻力等参数计算确定，一般为50～100m。

而在无缝线路长轨条中部，因为不存在道床纵向阻力克服温度力的问题，最大温度力只是均衡地积存于钢轨内部，所以轨道框架并不发生纵向位移。也正因为如此，我们才把这一段叫做固定区。

无缝线路长轨条中部均衡承受最大温度力，但轨道框架不发生纵向位移的区段叫固定区。固定区长度不得短于50m。前文已述，无缝线路长轨条两端以外，用来调节钢轨和轨道框架限制伸缩的2～4根标准轨叫缓冲区。

三、伸缩区长度计算从基本温度力图上可以看出：伸缩区的任一长度χ乘以单位道床纵向阻力P，即为该长度上的道床纵向阻力值Pχ，而则等于相应纵坐标上的温度力减接头阻力。于是得出一个关系式：Pχ=Pt－

PH

将此式变换一下，并用ι表示伸缩区长度：

Pt－PH

ι=P

式中ι—伸缩区长度(cm)，

Pt—轨温变化产生的温度力(kN)，

PH—接头阻力(kN)；

P—单位道床纵向阻力(kN／cm)。

[例1-5]西昌地区某无缝线路，采用60kg／m钢轨、直径24mm一级螺栓、6孔夹板、1840根／km钢筋混凝土枕。锁定轨温28℃，求轨温等于38℃时的伸缩区长度ι。

计算至此，可以看出温度力422kN小于接头阻力460kN，该无缝线路此时并无实际意义上的伸缩区，故ι=0。[解]Pt—PH19.192×(50-28)-460ι==P0.091

422

[例1-6]北京地区某无缝线路采用60kg／m钢轨，一级螺栓，6孔夹板，铺设1840根／km钢筋混凝土枕。锁定轨温20℃，求轨温等于-20℃时的伸缩区长度ι。[解]Pt—PHι=P19.192×[20-(-20)]-460=0.091=3381(cm)≈34m

提示：1．计算50kg／m钢轨和60kg／m钢轨的温度力时，可直接分别用16.305kN和19.192kN乘以轨温变化度数。

2．计算轨温变化度数时，最好不带表示轨温升降的“+”、“－”号，以免产生误解，取变化绝对值即可。

3．单位道床纵向阻力值在本章第四节单位道床纵向阻力表(表1-4)中查取。

4．计算结果单位cm化为m。

5.长度取25米的整数倍，L伸取50米。上例这种根据具体线路状况和现场轨温变化计算出来的伸缩区长度叫实际伸缩区长度。我们可以算出任何一条无缝线路在任何轨温条件下有无实际伸缩区以及实际伸缩区的长度。

与实际伸缩区长度这个概念相对的概念，是设计伸缩区长度。设计伸缩区长度的计算依据是最高、最低轨温。很明显，实际伸缩区长度是一个变量，它随轨温和线路条件的变化而变化；实际伸缩区和固定区之间，是没有一个固定的分界点的。

但是，养护维修工作又要求我们把伸缩区和固定区明确、固定地区分开来，以便针对不同的线路特点采取不同的养护维修措施，同时也便利于观测、检查；另外，为了给伸缩区长度留出相当的余地，以保适应最不利的情况，同时考虑到现场的线路阻力难免要打一定的折扣—现场无缝线路标定的伸缩区长度，总要比用最高、最低轨温计算出来的伸缩区长度长一些，一般为50～100m，钢筋混疑土枕地段多为50～75m，木枕地段多为75～100m。我们把这种现场标定的伸缩区长度叫做设计伸缩区长度。三、缓冲区轨缝的设置（一）缓冲轨缝设置的要求无缝线路缓冲区的轨缝预留不当，可能造成连续瞎缝而导致胀轨跑道；轨缝过大拉断接头螺栓，可能影响行车安全。无缝线路缓冲区的轨缝预留，必须照顾到两个的需要。一是在夏天最高轨温时，长、短轨的限制伸长量达到最大值，但轨缝不致顶严；二是在冬天最低轨温时，长、短轨的限制缩短量达到最大值，但轨缝不致超过构造轨缝18mm。预留轨缝应通过计算确定。（二）预留轨缝计算1、以冬天最低轨温时轨缝不超过构造轨缝18mm为条件计算：冬天最低轨温时，长轨缩短量＋短轨缩短量＋预留轨缝≤18mm。λ1+λ2+﹝λ﹞≤18mm

式中λ1――长轨一端缩短量；λ2――短轨一端缩短量；﹝λ﹞――预留轨缝。2、以夏天最高轨温时轨缝不顶严为条件计算：夏天最高轨温时，长轨伸长量＋短轨伸长量＜预留轨缝。λ`1+λ`2<﹝λ﹞

式中：λ`1――长轨一端伸长量；

λ`2――短轨一端伸长量；

﹝λ﹞――预留轨缝。在上述两式中，长、短轨一端伸缩量均可从无缝线路钢轨限制伸缩量表中查取。3、将上述两式的计算结果作为预留轨缝的上、下限，然后根据当地气温的总体情况，选取中间一个合适的数值作为预留轨缝值。绝缘接头的轨缝不得小于6mm。［例2－1］三明地区某无缝线路采用1840钢筋混凝土枕，60kg/m钢轨，缓冲区采用12.5m标准轨，10.9一级螺栓。锁定轨温32℃。求长轨间和短轨间的预留轨缝。［解］查表得，三明地区最高轨温59.8℃，取60℃，最低轨温－2.5℃，取-3℃。则夏天最高轨温和冬天最低轨温时，轨温变化度数分别是60－32＝28℃32－（－3）＝35℃查无缝线路长短轨一端限制伸缩量得：夏天最高轨温时，长轨一端伸长量λ`1=0.7mm，短轨一端伸长量λ`2=0.4mm。冬天最低轨温时，长轨一端短量λ1=2.6mm，短轨一端缩短量λ2=1.0mm。则夏天最高轨温时，预留轨缝应满足：长短轨间：

λ`1+λ`2<﹝λ﹞﹝λ﹞>0.7+0.4

﹝λ﹞>1.1mm（取2mm）短轨间：

λ`2+λ`2<﹝λ﹞﹝λ﹞>0.4+0.4

﹝λ﹞>0.8mm（取1mm）则冬天最低轨温时，预留轨缝应满足：长短轨间：

λ1+λ2+﹝λ﹞≤18mm2.6+1.0+﹝λ﹞≤18mm﹝λ﹞≤14.4mm（取14mm）短轨间：

λ2+λ2+﹝λ﹞≤18mm1.0+1.0+﹝λ﹞≤18mm﹝λ﹞≤16mm故长、短轨间预留轨缝的上、下限为14～2mm，短轨间预留轨缝上、下限为16～1mm，考虑到三明为温暖地区，可一律取为6～8mm。四、无缝线路位移观测无缝线路位移观测桩的设置满足设计要求和生产需要。日常观测以工班为单位负责进行，爬行观测以同一单元轨条为一个观测单位，观测数据记录在册。观测周期原则上定为1年4遍，即防胀始、终日期，一年最热、最冷日期，也可根据设备状态需要适当增加观测次数。利用观测桩的观测资料分析锁定轨温的变化计算方法1、计算公式：

△t锁＝（84.7×△l）/l

式中

△t锁―――

锁定轨温改变值（升降值）

△l――――－长轨条长度变化值（mm）l-----------轨条设计长度（m）

对单线线路，观测桩点编号顺里程增加方向，依次编号。顺上行方向（即里程减少方向）爬行为负，反之（即顺里程，里程增加方向）为正。两桩间爬行量差△l，用前方桩的爬行量减后方桩的爬行量（均带符号计算），若差值为正则两桩间钢轨伸长，为负则两桩间钢轨缩短，相应表明其锁定轨温上升、下降。

2、（例）如图，鹰厦线无缝线路，一股钢轨各点观测到的爬行量如下，各桩号在上侧记录，桩距180m，试计算3-4桩间和4-5桩间的锁定轨温变化度数。

下行1234567+3+3-3+6-4+3+3【解】3-4桩间△l＝+6-（-3）＝+9（℃）△t锁＝（84.7×△l）/l＝84.7*9/180＝4.2（℃）说明锁定轨温上升了4.2℃。4-5桩间△l＝-4-（+6）＝-10（℃）△t锁＝（84.7×△l）/l＝84.7*（-10）/180＝-4.6（℃）说明锁定轨温下降了4.6℃。

小结无缝线路温度力和线路阻力平衡关系的示意图叫基本温度力图。读懂基本温度力图，可以加深我们对无缝线路的认识。温度力大于接头阻力，产生道床纵向阻力，随之产生伸缩区和固定区。伸缩区的温度力从轨端向里越来越大，限制伸缩则由里向轨端越来越大，并通过伸缩释放掉一部分温度力。固定区钢轨不发生伸缩，且均衡承受最大温度力。

思考与练习题

1．熟知下列定义：基本温度力图、伸缩区、固定区、缓冲区、实际伸缩区长度。

2．叙述基本温度力图表示的温度力与线路阻力的平衡过程，并说明伸缩区长度计算公式的由来。3．伸缩区和固定区的特点是什么?

4．北京地区某无缝线路锁定轨温为22℃，采用60kg／m钢轨，钢筋温凝土枕，1级螺栓，六孔夹板，求当轨温下降到零下22℃时的实际伸缩区长度，并查表求出此时长轨一端的限制伸缩量是多少。本章总结

一、学习思路要使无缝线路具备行车条件，必须锁定线路。锁定使无缝线路钢轨不能自由伸缩而只能限制伸缩。未能实现的自由伸缩量使钢轨发生应变而产生温度力，温度力则对轨道产生破坏作用,使其丧失行车条件。为了终止这种恶性循环，使无缝线路有能力平衡温度力，以保行车安全，必须采取以下措施：1．选择合理的锁定轨温，使无缝线路对最高、最低轨温产生的温度力都承受有余。

2．提高无缝线路的纵向阻力和横向阻力。实现这一目标的主要措施是拧紧扣件螺栓，按规定做好道床作业。

无缝线路温度力和线路阻力的平衡过程可用基本温度力图表示。基本温度力图还能显示无缝线路三区的形成过程和各自的特点。第二章胀轨、跑道和钢轨折断一、无缝线路地段胀轨跑道（一）胀轨跑道的原因轨道温度压力增大；道床横向阻力和轨道框架刚度降低；铺设施工时锁定轨温偏低；低温焊复断缝；施工作业造成锁定轨温不明；违章作业；线路爬行；线路不平顺；各种附加力的影响。（二）胀轨跑道的一般规律1、钢轨温度压力偏高的地段容易发生胀轨跑道（1）在固定区或固定区与伸缩区交界处的钢轨温度压力偏高，当道床阻力减少时，容易发生胀轨跑道；（2）在容易产生压力峰的平交道口和无碴桥前，以及曲线始终端、竖曲线的坡底、制动地段等处所，钢轨温度压力局部偏高，容易发生胀轨跑道。2、气温回升季节容易发生胀轨跑道气温逐渐回升的季节，日间轨温接近锁定轨温，在正常进行无缝线路养护维修作业时，由于日夜温差比较大，钢轨内部会产生较大的温度压力，影响线路的稳定，甚至发生胀轨跑道。（三）、防止胀轨跑道的措施1、严格按章作业合理安排养护维修工作，在作业中要严格遵守维修规则中的各项规定，决不能超温作业，充分做好作业前的准备工作和作业后的观察工作。2、加强线路的防爬锁定，防止产生“应力集中”全面拧紧扣件，及时补充缺少的扣件和防爬设备，做好道床的夯拍工作，以提高道床的纵向阻力。对易产生应力集中处所，可适当增加防爬设备。3、加强设备整修，提高线路阻力道床必须保持饱满，坚实、清洁、无翻浆冒泥、无坍塌松散现象。道床断面应符合标准，并加强夯拍，对线路薄弱地段应重点补充道碴。增加道床横向阻力可采用增加道床肩宽，特种道床断面和轨枕两端部设置挡板等辅助措施。对暗坑、吊板处所应加强捣固，消灭失效枕木群。4、正确掌握锁定轨温对于锁定轨温不明不准者，应有计划地安排在设计锁定轨温范围进行应力放散。凡更换过调节轨地段、不在设计锁定轨温范围进行的铝热焊或锯轨、低温条件下拆开过接头、曲线地段改变过半径等，都应有计划地进行应力放散或调整。5、及时整治方向不良矫直硬弯钢轨，尤其对薄弱地段的原始弯曲，应注意在入夏前加以整治，维修养护中采用少拨道多改道的办法，及时消灭方向不良处所，注意捣固，加强夯拍。6、加强检查和观测高温季节应增加检查班次。严格执行“三测”（测轨温、测轨缝、测爬行）制度，把观察轨向作为重点，发现轨向不良，用长10米弦检查轨向偏差，当平均值达到10mm时，必须设置慢行信号，并采取夯拍道床、填满枕盒道碴和堆高碴肩等措施。当两股钢轨的轨向偏差平均值达到12mm时，在轨温不变情况下过车后线路弯曲变形突然扩大，必须立即设置停车信号，及时通知车站，并采用钢轨降温等紧急措施，消除故障后放行列车。（四）胀轨跑道的处理1、无缝线路发生胀轨跑道时，首先应按线路故障防护办法设置停车信号防护。2、尽快通知就近车站，扣发或减速通行列车，同时报告车间或工务段，并做好现场记录，将跑道地段两端各50M范围内扣件拧紧，迅速采取降温、拨顺线路等措施。3、浇水降温：在胀轨范围以外不小于50－100M的距离，向中间轻浇慢淋，有条件时可用草袋浸水临时覆盖，也可采用喷洒液态二氧化碳的办法降温。轨温明显下降后，方可拨回线路，回填道碴。必要时及时补充道碴，适当增加道床断面。开通线路放行列车时，应限速慢行。4、拨道：如经长时间浇水降温后（或水源缺少）仍不能恢复线路或胀成多波形时，应进行拨道，将轨道顺胀轨后的波形拨成一定半径的曲线，曲线半径不得小于200M，两反向曲线间的夹直线应不短于10M。曲线地段拨道只能上挑，不宜下压。拨曲线时，应自胀轨两端向中心拨，在复线地段要注意两线路间的线间距。拨道后，放行第一趟列车速度不大于5KM/H，并派人看守。过车后全面检查线路，待轨温下降后再进行恢复线路工作。5、困难条件下处理胀轨跑道，可用乙炔切割钢轨，松开扣件放散应力，然后用夹板和急救器加固，限速5KM/H开通线路。6、详细调查发生胀轨跑道的原因，预防胀轨跑道的再次发生。二、无缝线路长钢轨折断（一）钢轨折断的原因钢轨折断多发生在冬季。钢轨在冬季除承受着巨大温度拉应力外，还要受到列车动弯应力及其他附加力作用，当这些力之和超过钢轨强度时，就要发生折断。1、钢轨本身材质不良，例如有核伤、裂纹等。2、钢轨焊缝不良，尤其是铝热焊接头缺陷较多，经过一段时间的运行后逐渐降低其强度，在温度力和动弯应力作用下拉断。3、线路维修不良，出现空吊板、暗坑、翻浆冒泥、、轨枕间距过大等病害时，由于列车冲击力加大，钢轨拉断的可能性也越大。4、个别地段出现温度拉应力集中。如伸缩区和固定区连接处、道口、曲线、桥头等处所，容易应力集中，加上车轮对钢轨的动力作用，超过了钢轨强度。5、由于作业不当，可能提高原锁定轨温，从而降低允许轨温变化的幅度。铝热焊缝折断的原因无缝线路钢轨折断的根本原因是温度拉力大，线路阻力小。而造成温度拉力大的主要原因则是锁定温度偏高。焊缝强度低则直接导致钢轨折断。铝热焊接头的折断原因有：1、焊缝缺陷造成强度降低。2、焊缝疲劳强度及断裂韧性低。铝热焊缝的屈服强度和冷弯强度只有母材的70%左右，疲劳强度则只有母材的60%左右，所以铝热焊缝容易断裂。3、焊缝低凹加大列车冲击焊缝的强度本来低于母材，焊缝及其热影响区的强度又不一致，因此，随列车碾压时间的延长，在焊缝前后40～60mm范围内，就逐渐出现低凹。焊缝的低凹增加了车轮的附加冲击力，附加冲击力又加速焊缝的低凹，使钢轨受力状况更加恶化。形成类似于普通线路低扣接头那样的恶性循环。这种恶性循环不但造成石碴坍塌，轨枕断裂、扣件折损，增加了维修工作量，同时也加速了焊缝的断裂。要求工区加强对焊缝接头的捣固，防止焊缝低凹的产生、发展。4、锁定轨温偏高，冬季温度拉力大，超过了焊缝的抗拉强度，加上列车动弯拉应力的影响，使焊缝断裂。5、线路几何状态不良，加大列车的附加冲击力，增加了焊缝的强度负担，造成焊缝断裂。（二）防止钢轨折断的措施1、对高温锁定的无缝线路，要在设计锁定轨温范围进行应力放散。2、提高焊接质量，加强钢轨探伤。3、整治焊缝病害。对高低接头、错口接头、马鞍形接头等缺陷接头，要用磨、焊、垫、捣等方法综合整治，轨面要平顺，高低不平要及时打磨、焊补。4、加强防爬锁定加强防爬锁定是防止钢轨过分收缩和钢轨折断后轨缝拉开太大的有利措施。为此，可在铝热焊缝两端增加防爬设备，以加大抗爬力。5、提高线路质量，加强养护维修。消灭空吊板及暗坑，修整道床，补充道碴，保持线路弹性，方正焊缝两侧轨枕，整好混凝土枕胶垫。冬季起道作业时，起道机应放在距铝热焊缝1米以外，避免用起道机直接顶起铝热焊接头，并避免进行冷弯直轨工作。（三）长钢轨折断的紧急处理1、按规定设置停车信号防护。2、在断缝处上好夹板或鼓包夹板，用急救器加固，在断缝前后各50M范围内拧紧扣件，并派人看守，限速5KM/H放行列车。如断缝小于30MM，放行列车速度可提高到15－25KM/H。3、有条件时，应在原位复焊，否则应在轨端钻孔，上好夹板或鼓包夹板，拧紧接头螺栓，然后可适当提高行车速度。4、在断缝两侧约3.8m处轨头非工作边上作出标记，并准确丈量两标记间的距离和轨头非工作边一侧的断缝值，作好记录。5、折损严重或断缝拉开大于50mm时，不得放行列车，应及时进行临时处理。（四）长钢轨折断的临时处理1、临时处理时，在断缝两侧约3.8m处轨头非工作边上作出标记，并准确丈量两标记间的距离和轨头非工作边一侧的断缝值，作好记录。2、沿断缝两侧对称切除钢轨伤损部分，锯口距断缝不得小于1m，两锯口间插入6m的同型钢轨，轨端钻孔，上接头夹板，用10.9级螺栓拧紧。3、在短轨前后各50M范围内拧紧扣件后，可提高放行列车速度。（五）钢轨折断的永久处理钢轨折断经紧急处理或临时处理后，在原锁定轨温增减5℃以内，插入短轨重新焊接修复。无缝线路长钢轨（含焊缝）折断的永久处理要求如下：1、在接近锁定轨温的条件下，拆除插入的短轨，适当松开扣件，按需要放散应力，使前后钢轨恢复应有位置。2、锯掉带有螺栓孔部分的钢轨，插入焊接短轨，焊后长轨条基本恢复原有状态，保持原锁定轨温不变。（1）采用小型气压焊时，插入短轨长度应等于切除钢轨长度加上2倍顶锻量。先焊好一端，焊接另一端时，先张拉钢轨，使断缝两侧标记的距离等于原丈量距离减去断缝值加顶锻量后再焊接。（2）采用铝热焊时，插入短轨长度应等于切除钢轨长度减去2倍预留焊缝值。先焊好一端，另一端张拉到位后焊接。3、轨温比较低的条件下，用拉伸器拉伸，使前后钢轨恢复应有位置，焊接短轨进行永久处理。4、有条件时，可将垂直断缝直接采取宽焊缝铝热焊原位复焊。5、在线路上焊接时，轨温应不低于0℃，放行列车时，焊缝处轨温应降至300℃以下。第三章无缝线路养护维修一、基本原则和要求无缝线路养护维修的特殊性，主要反映在锁定轨温和线路阻力两个方面。无缝线路的养护维修，都应以保持合理的锁定轨温、充分提高线路阻力为提前，以“夏防胀冬防断”为中心。（一）无缝线路养护维修的基本原则

1、不使合理的锁定轨温发生变化，必须在设计锁定轨温范围内牢固锁定。2、道床横断面必须按设计标准经常保持完好。因清筛或其它施工等原因导致缺碴时，应按设计标准补足、夯实、整形。3、线路应经常保持平整圆顺，其几何偏差要经常控制在养护标准的超限值内。无三角坑、暗坑、吊板。4、要根据季节性特点、锁定轨温情况和线路状态，制定维修计划和组织线路作业。5、严格按无缝线路作业轨温标准安排各作业项目和作业量。6、在无缝线路伸缩区与固定区交界处、道口前后、桥头、曲线头尾、变坡点、制动地段等容易出现温度力峰值的处所，尤其应注意加强线路结构，对有关作业规定从严掌握，对线路状态加强检测。7、要注意伸缩区和缓冲区的养护工作。8、备料齐全。为满足上述要求，养护维修时必须做到：1、缓冲区接头螺栓必须使用10.9级螺栓，扭力矩要达到900N.m，并经常保持在700N.m以上。2、扣件应经常保持紧、密、靠、正，达到三点接触，扭力矩保持在80～150N.m（一般情况扭力矩达到100N.m，半径不大于650m曲线应达到150N.m），扣件不良率不得超过8％，防止长轨节爬行及过量伸缩。3、道床要经常保持丰满、密实、整齐、排水良好。4、线路方向要经常保持顺直。钢轨硬弯或焊缝工作边矢度用1m直尺测量，超过0.5mm时要及时整修。5、严格控制轨道结合尺寸偏差。6、焊接接头轨顶面凸凹面不平必须打磨、焊补。整治后用1m直尺测量不超过0.5mm。线上钢轨无重伤。7、翻浆等影响线路稳定的病害应及时整治。8、位移观测桩，要保持齐全、牢固、标记明显准确，并定期对线路进行观测分析，发现不正常位移时,要及时采取有效措施，进行纠正。9、作业前、作业中、作业后要测量轨温，做到作业不超温，作业过程中不改变锁定轨温。严格做到“一准”、“二清”、“三测”、“四不超”、“五不走”。（准确掌握锁定轨温；维修作业半日一清，补修作业一撬一清；作业前、作业中、作业后测量轨温；作业不超温，扒碴不超长，起道不超高，拨道不超量；扒开道床不回填不走，作业后道床不夯实不走，不组织检查不走，质量不合格不走，发生异状不处理不走）10、加强巡道工作，根据季节气候特点，有重点检查线路，发现异常情况，应及时采取措施并汇报，确保行车安全。11、按单元轨条建立技术档案，准确、及时登记胀轨、断轨、焊接、应力放散、大中修施工等情况，以及线路上进行各种影响无缝线路施工的施工情况。（为便于查照，每段无缝线路应在长轨条两端钢轨腹部注明铺设日期、锁定轨温、长度等情况。每处现场焊接的焊缝都应有特殊标记。）12、备齐各种常备材料，并保持完好。（二）检查及观测制度1、检查制度（1）经常检查无缝线路的经常检查和监视，主要由工班长和巡道工负责，工班长和巡道工应熟悉无缝线路的特点，掌握管内每根长轨条的锁定轨温和每个爬行观测桩的位移情况。巡道工应按巡道工作要求检查线路；工班长应结合每月一次的线路检查，重点检查伤损焊缝的情况。夏天，要注意观察线路方向和轨缝变化情况，特别是线路薄弱地段和施工作业地段，更应认真注意检查；冬季，则应重点检查现场焊接的焊缝和轨缝变化情况。掌握了解轨缝变化的情况，就是掌握了长轨条长度变化的情况，即锁定轨温变化的情况；而锁定轨温的变化，则直接反映了线路阻力的大小。所以，缓冲区的轨缝大小冬夏季都必须密切注意的。（2）定期检查：

①每年冬、夏季之前，各工班对管内无缝线路进行全面检查、分析，做出书面总结。

②入冬前，钢轨探伤组，对现场焊接的焊缝进行一次全断面检查；工班对用鱼尾板或急救器加固的伤损钢轨和不良焊缝，应进行全面拆检。

③入夏前，工班使用的测温应计进行检查、校正。（3）特别检查：高温季节，工务技术人员应深入现场，应添乘列车，检查线路的变化情况；必要时，临时增设巡检人员，加强巡查监视。施工作业地段，在气温变化急剧时，要留人看守。2、位移观测制度位移观测桩是检查钢轨位移量、判断应力是否均匀的重要设施。工班长每月、工程师每季应通过位移观测桩观测、分析一次钢轨位移的情况，作好记录。发现观测桩处累计位移量大于10mm时（不含长轨条两端观测桩），应及时上报技术组查明原因，采取相应措施。3、测温制度坚持执行作业测温制度，是无缝线路防止超温作业的重要依据。4、故障报告分析制度钢轨折断或胀轨、跑道事故发生后，