7 无缝线路技术 - 普通无缝线路课件讲解

四、普通无缝线路设计Page

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我国无缝线路的基本结构型式为温度应力式。普通无缝线路设计，主要指区间内的无缝线路设计，其主要内容为确定锁定轨温和结构计算。四、普通无缝线路设计（一）确定设计锁定轨温

σd—钢轨承受的最大动弯应力/MPa

σt—温度应力/MPa

σc—钢轨承受的制动应力，一般按10MPa计算[σ]—钢轨容许应力，等于钢轨屈服强度σs除以安全系数K，[σ]=σs/K1.根据强度条件确定允许升降温幅度

无缝线路钢轨应有足够的强度，以保证在动弯应力、温度应力及其他附加应力共同作用下不被破坏，仍能正常工作。此时，要求钢轨所承受的各种应力之和不超过规定的容许值，即Page

2σd1—钢轨底部下缘动弯应力/MPa

。允许的降温幅度为四、普通无缝线路设计允许的升温幅度为σd2—钢轨顶部上缘动弯应力/MPa

。Page

3极限强度σb=785MPa级钢轨，σs=405MPa；极限强度σb=883MPa级钢轨，σs=457MPa；一般钢轨K=1.3，再用轨K=1.35。根据稳定条件求得允许温度压力[P]后，计算允许升温幅度为：2.根据稳定条件确定允许升温幅度

四、普通无缝线路设计一般情况下由强度条件所确定的容许温升大于由稳定性所确定的容许温升。因此，根据强度条件确定容许升温幅度可不计算，只需根据稳定条件确定允许的升温幅度。Page

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无缝线路钢轨折断后，轨缝不能超过一定限值，否则将引起轮轨间过大的作用力，严重时可能会危及行车安全。行车速度200km/h及以上的铁路线上，规定有砟轨道断缝限值为70mm，无砟轨道断缝限值为100mm。行车速度200km/h以下的路基无缝线路不考虑断缝限值，只在桥上无缝线路设计中考虑该限值。根据固定区内钢轨折断后的断缝允许值可确定允许降温幅度为：3.根据断轨轨缝允许值确定允许降温幅度

四、普通无缝线路设计

根据断轨条件确定允许的降温幅度和根据强度条件确定允许的降温幅度，二者取小值作为线路的允许降温幅度。Page

5断轨时温度力：断轨时收缩区长度：由胡克定律可得：即：得证：断轨缝公式推导：Page

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tmax、tmin——铺轨地区最高、最低轨温；ΔtK——温度修正值，可根据当地具体情况取0～5℃，保证设计锁定轨温较中间轨温高3～5℃。

无缝线路铺设时施工锁定轨温的范围一般取设计锁定轨温±5℃即t0=te±5

，则上限tm=te+5；下限tn=te-5；且满足4.设计锁定轨温的确定

四、普通无缝线路设计

考虑到铺设温度应力式无缝线路的主要的危险不是来自温度拉力而是温度压力，所以通常把设计锁定轨温定得比中间轨温略高一些。Page

7（二）无缝线路结构计算1.轨条长度

轨条长度应考虑线路平、纵面条件、道岔、道口、桥梁、隧道所在位置，原则上按闭塞区间长度设计，一般长度为1000～2000m。轨节长度最短一般为200m，特殊情况下不短于150m。在长轨之间、道岔与长轨之间、绝缘接头处需设置缓冲区，缓冲区一般设置2～4根同类型25m标准轨。2.伸缩区长度

伸缩区长度ls按前述推导公式计算，一般取50～100m，宜取为标准轨长度的整数倍。四、普通无缝线路设计Page

83.预留轨缝

长轨条一端伸缩量和标准轨一端伸缩量按前述公式计算。按冬季轨缝不超过构造轨缝的条件，可算得预留轨缝上限为确定预留轨缝原则与普通线路相同。缓冲区中标准轨之间的预留轨缝也与普通线路相同。长轨与标准轨之间的预留轨缝计算如下:按夏季轨缝不顶严的条件，其下限为则预留轨缝为若钢轨绝缘接头采用胶接绝缘接头，则允许缓冲区轨缝挤严。四、普通无缝线路设计Page

9—从锁定轨温到当地最低轨温的缩短量—从锁定轨温到当地最高轨温的伸长量4.防爬设备的设置

在无缝线路的伸缩区和缓冲区上，因钢轨可能有伸缩，必须布置足够的防爬设备，保证无相对于轨枕的纵向移动。为此，要求钢轨与轨枕间扣件阻力大于轨枕与道床间的纵向阻力。即四、普通无缝线路设计式中：

—1对防爬器提供的阻力（N），见表7.3；

—1根轨枕上扣件阻力（N），见表7.3；

—1根轨枕提供的道床阻力（N），见表7.4；

—配置1对防爬器的轨枕数。缓冲区的防爬设备与伸缩区相同。采用弹条扣件时，一般可不装防爬器。Page

10扣件类型I型弹条Ⅱ型弹条Ⅲ型弹条防爬器K型螺母扭矩为80N·m9.09.316.015.07.5螺母扭矩为150N·m12.015.0线路特征单枕的道床纵向阻力/kN一股钢轨下单位道床纵向阻力/N·cm-1

1667根/km1760根/km1840根/km木轨线路7.0—6264混凝土轨线路Ⅰ型10.0—8892Ⅱ型12.5—110115Ⅲ型18.3153161—表7.4道床纵向阻力表7.3扣件阻力（kN）Page

11穿销式防爬器Page

12研究实例：某地区最高年轨温为65℃，最低年轨温-35℃，Ⅲ型混凝土轨枕，等效道床横向阻力为115N/cm，钢轨容许强度为351MPa，计算得轨底拉应力为161MPa，轨头压应力为208MPa，制动应力取为10MPa，根据稳定条件求得允许温度压力为1335.8kN，断缝容许值为90mm，线路纵向阻力160N/cm，钢轨弹性模量2.1×105MPa，截面积77.45cm2。（1）问能否在250m曲线上铺设无缝线路？（2）若不能铺设可采取哪些措施？Page

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16可采取的措施有：(1)增设有缝护轨，并设护轨横撑；(2)用道砟胶固结道砟；(3)增大曲线半径。Page

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1、无缝线路维修作业是否有时间限制及作业条件限制？有时间限制和作业条件限制，道床捣固时，一般在锁定轨温15℃范围内作业；道床清筛时，一般在锁定轨温10℃范围内作业。

2、钢轨不平顺对无缝线路稳定性的影响如何？钢轨方向不平顺会引起胀轨，在无缝线路中钢轨方向不平顺必须尽可能及时消除。

问题思考：Page

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3、竖向上是否也会胀轨？由于竖向抗弯刚度比横向抗弯刚度大得多，另外轨排有一定自重，一般不会胀轨。当竖曲线在梁端处温度力集中也会胀轨，无砟轨道弹性支承块地段也会胀轨。

4、钢轨越重越容易胀轨？钢轨越重越容易胀轨。钢轨越重面积越大，温度力增加幅度，较框架刚度增加幅度大。

5、钢轨在胀轨阶段有何处理措施？浇水、覆冰、堆重、停车。问题思考：Page

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7、等效道床阻力是否随位移2mm前的道床横向阻力增