無縫線路穩(wěn)定性分析加強措施

1、無縫線路牢固性解析及加強措施大綱：無縫線路在鋼軌內(nèi)部巨大的溫度力作用下，簡單引起軌道的橫向變形，在列車動力或人工作業(yè)等攪亂下，軌道波折變形有時會突然增大，這一現(xiàn)象常稱為脹軌跑道，在理論上稱為喪失牢固。這對列車運行的安所有是個極大威脅。無縫線路的牢固性解析主要目的是研究軌道臌曲的發(fā)生規(guī)律，解析產(chǎn)生軌道臌曲的力學(xué)條件和主要影響因素。經(jīng)過分析這些因素，擬定相應(yīng)的預(yù)防措施，提升無縫線路的牢固性。要點詞：無縫線路牢固性措施中圖分類號：U260.331+.2文件表記碼：A文章編號：1003-9082（2015）08-0322-02一、無縫線路牢固性影響因素1.道床橫向阻力對無縫線路牢固性的影響道床的拘束阻

2、力主要碰到維修的擾動和其他原因的影響而發(fā)生改變。道床縱向阻力系指道床抵抗軌道框架縱向位移的阻力。它是抵抗鋼軌伸縮，防范線路爬行的重要參數(shù)。道床抵抗軌道框架縱向阻力的位移是由軌道與道床的摩阻力和枕木盒內(nèi)道碴抗推力組成的。道床橫向分布阻力是指道床抵抗軌道框架的橫向阻力。它是防范脹軌跑道，保持軌道牢固的重要原因。道床橫向阻力是由軌道兩側(cè)及底部與道碴接觸面之間的摩阻力和軌枕端頭阻攔橫移的阻力組成。道床橫向阻力對于無縫線路橫向牢固性的影響很敏感，是保持無縫線路牢固的主要因素。相關(guān)資料結(jié)果表示，保持軌道的穩(wěn)定性，道床橫向阻力起65%的作用。道床的飽滿程度，道床肩寬，道床肩部堆高，道砟種類及粒徑尺寸，線路維

3、修作業(yè)影響，行車條件和軌枕種類是影響道床橫向阻力的主要因素。在無縫線路軌道沉降段，由于路基沉降引起軌枕和道床接觸減小，道床橫向阻力降低。由“一致公式”，道床橫向阻力減小，即等效道床阻力Q值降低，軌道贊同溫度力P降低，無縫線路牢固性減低2。由不等波長牢固性計算公式，初始道床橫向阻力降低，無縫線路處于平衡狀態(tài)的溫度力降低，牢固性降低。即沉降段中，由于道床橫向阻力的降低，無縫線路牢固性降低。2.軌道框架剛度對無縫線路牢固性影響軌道框架剛度在水平面內(nèi)等于兩股鋼軌的水平方才度（即橫向剛度）以及鋼軌與鋼軌結(jié)點間的扣件阻矩之和。兩股鋼軌水平面內(nèi)的剛度之和（為一根鋼軌對豎直軸的慣性矩）。本文中采用的是單根鋼軌

4、模型計算解析，軌道框架遠比實質(zhì)情況小，但不影響其他因素的解析。由“一致公式”和不等波長公式可知，鋼架剛度EI直接影響值贊同溫度壓力P的大小。因此，增大軌道框架剛度有利于無縫線路牢固性的提升。3.軌道初始不平順對無縫線路牢固性影響3.1初始波折是影響軌道牢固性的直接原因，脹軌跑道一般都發(fā)生在軌道的初始波折處。初始波折一般可分為彈性初始波折和塑性初始波折。塑性初始波折矢度約占總初始波折矢度58%。經(jīng)過一致無縫線路牢固性計算公式解析初始波折對無縫線路牢固性的影響。解析在初始彈性波折矢度為0.3cm，重載無縫線路曲線半徑800m，軌道等效道床值84N/cm。改變初始塑性波折矢度，計算獲取無縫線路贊同溫

5、度壓力。塑性初始波折矢度與贊同溫度壓力的曲線關(guān)系如圖所示。圖1塑性初始波折與贊同溫度壓力關(guān)系曲線由計算可得，隨著塑性初始波折矢度的增大，無縫線路贊同溫度壓力逐漸減小，即線路牢固性降低。因此要提升無縫線路的牢固性就要控制鋼軌的初始波折，提升鋼軌在制造過程的工藝，保證在制造、運輸過程中的平順。3.2沉降段無縫線路牢固性解析和加強措施在重載無縫線路中，沉降多發(fā)生在病害很多的路橋過渡段處。由于橋上和路基上軌道的軌下支承條件不相同，其軌下基礎(chǔ)致使軌道整體剛度及其變形就不會相同，致使路橋連接部分產(chǎn)生不均勻沉降等現(xiàn)象。在路基與橋梁之間設(shè)置必然長度的過渡段，可使軌道的剛度逐漸變化，并最大限度地減少路基與橋梁之

6、間的沉降差，達到降低列車與線路的振動，減緩線路結(jié)構(gòu)的變形，提升無縫線路牢固性，保證列車安全，達到平穩(wěn)、酣暢運行的目的3，4。朔黃鐵路晝夜溫差變化較大，因此需要我們特別注意線路的牢固性問題，需要采用多種措施來保證線路的牢固性。無縫線路除了要承受的溫度力和列車荷載外，還要承受橋梁、道岔等結(jié)構(gòu)物體等所產(chǎn)生的附加力。由于長軌經(jīng)歷的線路、天氣和環(huán)境條件變化大，承受的軌溫變化幅度不相同，溫度力分布也會不均勻。因此保持無縫線路牢固應(yīng)該預(yù)防為主。路橋過渡段由于橋墩與路基之間的剛度差異，造成在列車荷載下路基沉降5，路橋過渡段牢固性解析對于重載鐵路無縫線路至關(guān)重要。沉降差對無縫線路牢固性的影響：依照所建的ANSY

7、S有限元模型計算結(jié)果，不相同沉降差對無縫線路縱向力值的大小影響如圖2所示。圖2不相同沉降差下縱向力變化曲線由圖可得，在正常情況下，軌道未發(fā)生沉降，軌道縱向阻力逐漸減小，傳達到道床路基上；一旦發(fā)生沉降，致使道床縱向阻力減小引起鋼軌縱向力的重分布。由計算結(jié)果得，沉降差致使無縫線路的縱向力增大，沉降差越大，縱向力相對越大。這對無縫線路的牢固性是不利的，沉降差越大，在較高縱向力的作用下，無縫線路有可能發(fā)生脹軌跑道等失穩(wěn)問題。沉降段長度對無縫線路牢固性的影響：依照所建的ANSYS有限元模型計算結(jié)果，不相同沉降段長度對無縫線路縱向力值的大小影響如圖3所示。圖3不相同沉降段長度縱向力變化曲線當沉降段長度越長

8、時，縱向力相對較大，使得無縫線路越趨于不牢固狀態(tài)，使無縫線路發(fā)生失穩(wěn)的情況可能發(fā)生，對無縫線路的安全運行不利。即沉降長度影響路橋過渡段無縫線路牢固性，沉降段越長，路橋過渡段牢固性越差。對于以上兩類沉降情況，由計算結(jié)果此可見，相同的溫度力作用下，沉降使得鋼軌縱向力增加。當鋼軌縱向力增加的時候，由牢固性理論，溫度壓力越大，無縫線路越趨于不牢固，且壓力隨著軌道沉降的增加而增加，隨沉降度長度增加。即不均勻沉降越大，無縫線路牢固性越低；沉降度長度越長，無縫線路牢固性越低。于更為嚴重的軌枕完好空吊情況，軌枕完好無效，鋼軌縱向力相對增大，并且此時道床橫向阻力為0，在這種情況下極對易發(fā)生無縫線路的失穩(wěn)。因此要

9、防范這樣嚴重病害的產(chǎn)生。三、結(jié)語由以上的牢固性解析可知，無縫線路牢固性影響因素主要包括四個：溫度力、軌道不平順、道床阻力、框架剛度。1.對于溫度力，選擇適合的鎖定軌溫，使軌道的升溫、降溫幅度在滿足軌道牢固性范圍之內(nèi)。在軌道的設(shè)計和保護過程中，重視軌溫的變化，保持無縫線路的牢固性。2.軌道不平順有曲線半徑、初始波折矢度等。曲線半徑越小，無縫線路贊同溫度壓力越小，軌道牢固性越差。因此，在路基沉降段要控制軌道的曲線半徑，特別是在路橋過渡段中，最好使用直線的過渡段，以加強軌道牢固性。3.道床阻力是控制線路牢固性的主要因素。沉降對于線路的牢固性危害極大，在沉降段的道床橫縱向阻力均減小，無縫線路牢固性降低

10、。4.在路橋過渡段，過渡段的沉降差和沉降段長度均是影響無縫線路牢固的重要因素。平時采用剛度漸變的路基辦理方法來降低沉降差值，使列車能順利過渡到路基地段。針對該沉降路段的特別環(huán)境提出了相關(guān)的預(yù)防措施，經(jīng)過鋪設(shè)鋼軌時合理鎖定軌溫，保證無縫線路擁有牢固的路基，減少和嚴格控制初始波折矢度，保證鋼軌擁有較強的剛度，以及嚴格而又及時的維涵保養(yǎng)等預(yù)防措施來提升無縫線路的牢固性。參照文件劉鶯春，周晶，田英，孫文科.重載鐵路無縫線路牢固性解析J.中國鐵路，2009，06：67-692Kish，A；Samavedam，G；Jeong，D.AnalysisofThermalBucklingTestsOnFRA-82-6，Nov1982.3Kerr，ArnoldD.LATERALBUCKLINGOFRAILROADTRACKDUETOCONSTRAINEDTHERMALEXPANSIONS-ACRI