第三節(jié) 線路縱向阻與無縫線路溫度力分布

1、第三節(jié)第三節(jié) 線路縱向阻力和無縫線線路縱向阻力和無縫線路溫度力分布路溫度力分布 當(dāng)軌溫變化時(shí)，鋼軌兩端的線路縱向阻力抵抗無縫線路的伸縮，線路阻力分接頭阻力、扣件阻力和道床阻力。一、接頭阻力 1.定義：鋼軌兩端接頭處由夾板通過螺栓擰緊，產(chǎn)生了阻止鋼軌縱向位移的阻力，稱為接頭阻力。 2.計(jì)算。式中：Rj鋼軌接頭阻力 f 摩擦系數(shù) n 螺栓個(gè)數(shù) 正壓力與合力的夾角 鋼軌軌低底面傾角 T轉(zhuǎn)矩 K轉(zhuǎn)矩系數(shù)，K=0.180.23 D螺栓直徑 K1動(dòng)態(tài)影響系數(shù)接頭阻力的特點(diǎn)1.接頭阻力是摩擦力，只有存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，才產(chǎn)生；2.鋼軌首先要克服接頭阻力，然后才能伸長或縮短；3.鋼軌從伸長轉(zhuǎn)入縮短或

2、從縮短轉(zhuǎn)入伸長狀態(tài)要克服兩倍接頭阻力。 列車通過鋼軌接頭是產(chǎn)生振動(dòng)的，會(huì)使扭力矩下降，接頭阻力值降低。據(jù)國內(nèi)外資料，可降低到靜力測定值的40%50%。所以，定期檢查扭力矩，從新擰緊螺帽，保證接頭阻力值在長期運(yùn)營過程中保持不變，是一項(xiàng)十分重要的措施。 維修規(guī)則規(guī)定無縫線路鋼軌接頭必須采用10.9級(jí)螺栓，扭矩應(yīng)保持在700900Nm。下表為計(jì)算時(shí)采用的接頭阻力值。不同扭矩時(shí)的鋼軌接頭阻力Rj（KN)接頭扭矩（Nm）300400500600700800900100050kg/m鋼軌，10.9級(jí)24螺栓15020025030037043049060kg/m鋼軌，10.9級(jí)24螺/p>

3、0340490510570 多擰可防松。列車通過時(shí)，振動(dòng)會(huì)使扭矩力下降，接頭阻力值也下降，課降到靜力下的40%50%，應(yīng)定期檢查。 擰緊螺栓，圍護(hù)要求無縫線路接頭必須采用10.9級(jí)（高強(qiáng)度）螺栓，扭矩為900Nm,維修時(shí)保持700900Nm2、扣件阻力1.定義：中間扣件和防爬設(shè)備抵抗鋼軌沿軌枕面縱向位移的阻力稱為扣件阻力。2.要求中間扣件阻力大于道床阻力，否則裝防爬器。3.要求：扣件阻力道床縱向阻力，這是無縫線路設(shè)計(jì)必須遵守的原則4.鐵路線路維修規(guī)定:扣板扣件扭矩應(yīng)保持在80-120Nm彈條扣件為100-150Nm。并注意復(fù)擰。三、道床縱向阻力 1.定義：是指道床抵抗軌枕縱向位移的阻力。 2.

4、決定道床縱向阻力的因素：受到道砟材質(zhì)、顆粒大小、道床斷面、道床密實(shí)度、臟污程度、輕軌重量、外形和尺寸等因素的影響。 3.在無縫線路設(shè)計(jì)中，采用軌枕位移為2mm時(shí)相應(yīng)的道床縱向阻力。道床縱向阻力與位移之間的關(guān)系 1.道床縱向阻力隨位移的增大而增加 2.當(dāng)位移達(dá)到一定 值之后，軌枕盒內(nèi)的道砟顆粒之間的結(jié)合被破壞，在此情況下，即位移不再增加，阻力也不再增大； 3.在正常軌道條件下，鋼筋混凝土軌枕位移小于2mm，木枕位移小于1mm時(shí)，道床縱向阻力呈線性增長 4.鋼筋混凝土軌道道床縱向阻力大于木枕軌道四、長軌條的溫度力分布（四、長軌條的溫度力分布（本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)） 常用溫度力分布圖來表示溫度力沿長軌條

5、縱向分布規(guī)律 溫度力分布圖：橫坐標(biāo)表示鋼軌的長度、縱坐標(biāo)表示鋼軌的溫度力。 鋼軌內(nèi)部溫度力和其外部分阻力隨時(shí)保持平衡是溫度力分布的基本條件、無縫線路的溫度力分布是不均勻的，它不僅受到阻力和溫度力變化幅度的影響，還要受到溫度力變化過程的影響。1.縱向阻力的特點(diǎn)縱向阻力的特點(diǎn) 縱向阻力包括接頭阻力和道床阻力。為簡化鋼軌內(nèi)部溫度力縱向分布的計(jì)算，通常假定鋼軌接頭阻力Rj為一常量。當(dāng)無縫線溫度力Pt小于接頭阻力Rj時(shí)，鋼軌與夾板之間不發(fā)生位移。 溫度力與接頭阻力相等是鋼軌與夾板發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的臨界狀態(tài)，只有當(dāng)溫度力大于接頭阻力時(shí)，兩者才發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。 據(jù)此可知，鋼軌與夾板發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的軌溫變化幅度為tj

6、=Rj/2.48F。當(dāng)軌溫反向變化時(shí)，長軌條中的溫度力減小，當(dāng)溫度力變化幅度小于接頭阻力時(shí)，接頭阻力不反向；當(dāng)溫度力變化幅度大于接頭阻力時(shí)，接頭阻力開始反向，但鋼軌與夾板不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)；當(dāng)長軌條中的溫度力反向變化幅度大于2倍接頭阻力時(shí)，鋼軌與夾板發(fā)生相對(duì)反向移動(dòng)。 2.基本溫度力圖基本溫度力圖 無縫線路鎖定后，軌溫單向變化時(shí)，溫度力沿鋼軌縱向分布的規(guī)律稱為基本溫度力圖。 接頭阻力被克服后，如溫度力繼續(xù)上升，則鋼軌產(chǎn)生位移，道床阻力開始阻止鋼軌的伸縮。當(dāng)軌溫等于鎖定軌溫時(shí)，在長軌條中的溫度力為零，即Pt=0（A-A線）當(dāng)軌溫下降，t=T-Tsf=j時(shí)，Pt=Rj時(shí)，軌端無位移，（B-B線）當(dāng)軌溫

7、進(jìn)一步下降，ttj時(shí)，PtRj,道床阻力開始發(fā)揮作用，軌端出現(xiàn)伸縮位移，溫度力線（B-C-C-B)當(dāng)軌溫降至最低軌溫Tmin時(shí)，鋼軌中產(chǎn)生最大溫度拉力，此時(shí)溫度拉力達(dá)到最大，即Pmin=2.48tminF,(B-C-D-D-C-B)軌溫最低時(shí)的溫度力線為(B-C-D-D)軌溫上升幅度小于tj時(shí)鋼軌接頭所受拉力減小當(dāng)軌溫幅度上升等于tj時(shí)，鋼軌接頭阻力為零溫度力線（A-E-E)軌溫上升幅度大于tj，鋼軌接頭開始受力當(dāng)軌溫變化幅度達(dá)2tj，溫度力線（F-G-G）軌溫上升幅度大于2tj，道床阻力開始局部反向（F-N段）當(dāng)軌溫上升至最高軌溫Tmax時(shí)，形成溫度力峰值P峰P峰=1/2（Ptmax+Ptmin)溫度壓力峰值的大小與鎖定軌溫?zé)o關(guān)。溫度力峰值位置為L峰=1/r1/2(Ptmax+