鐵路軌道無縫線路1課件

鐵路軌道趙坪銳2022/11/14鐵路軌道趙坪銳2022/11/12第五章無縫線路第一節(jié)概述第二節(jié)無縫線路基本原理第三節(jié)無縫線路穩(wěn)定性分析第四節(jié)普通無縫線路設(shè)計(jì)第五節(jié)橋上無縫線路第六節(jié)跨區(qū)間無縫線路第五章無縫線路第一節(jié)概述第一節(jié)概述無縫線路鋪設(shè)意義消滅大量鋼軌接頭（CWR）無縫線路類型溫度應(yīng)力式放散溫度應(yīng)力式自動(dòng)放散式定期放散式無縫線路發(fā)展普通無縫線路區(qū)間無縫線路跨區(qū)間無縫線路接頭焊接質(zhì)量長鋼軌強(qiáng)度與穩(wěn)定性橋上無縫線路膠接絕緣接頭無縫道岔新問題橋上無縫道岔無碴無縫線路第一節(jié)概述無縫線路鋪設(shè)意義接頭焊接質(zhì)量橋上無縫線路膠第二節(jié)無縫線路基本原理可自由伸縮鋼軌，其伸縮量完全不能伸縮的鋼軌，其溫度應(yīng)力溫度力第二節(jié)無縫線路基本原理可自由伸縮鋼軌，其伸縮量基本溫度力圖固定區(qū)Pt=EAα?t伸縮區(qū)伸縮區(qū)接頭阻力接頭阻力扣件或道床縱向阻力基本溫度力圖固定區(qū)Pt=EAα?t伸縮區(qū)伸縮區(qū)接頭阻力接頭阻軌溫反向變化時(shí)的溫度力圖拉壓軌溫反向變化時(shí)的溫度力圖拉壓軌端伸縮量計(jì)算r軌端伸縮量計(jì)算r線路縱向阻力軌溫變化時(shí)，抵抗鋼軌兩端自由伸縮的阻力接頭阻力PH鋼軌夾板間的摩阻力和螺栓的抗剪力扣件阻力鋼軌與扣壓件以及鋼軌與膠墊間的摩阻力道床阻力軌枕與道床間的摩阻力和枕木盒內(nèi)道碴抗推力扣件阻力與道床阻力間的較小值為r線路縱向阻力軌溫變化時(shí)，抵抗鋼軌兩端自由伸縮的阻力第三節(jié)無縫線路穩(wěn)定性分析一.穩(wěn)定性概念二.影響無縫線路穩(wěn)定性的因素三.無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式四.穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備量分析第三節(jié)無縫線路穩(wěn)定性分析一.穩(wěn)定性概念一.穩(wěn)定性概念失穩(wěn)（脹軌跑道）無縫線路在夏季高溫季節(jié)，由于鋼軌內(nèi)部存在巨大壓力，引起軌道的橫向變形，在外來因素（列車動(dòng)力或人為因素）干擾下，軌道彎曲變形突然增大的現(xiàn)象。一.穩(wěn)定性概念失穩(wěn)（脹軌跑道）失穩(wěn)（脹軌跑道）過程持穩(wěn)階段鋼軌溫度壓力增大，但軌道不變形脹軌階段隨軌溫增加，鋼軌溫度壓力隨之增加，軌道出現(xiàn)微小變形，壓力與位移呈現(xiàn)的非線性關(guān)系跑道階段當(dāng)鋼軌溫度壓力達(dá)到臨界值后，在外部干擾或軌溫繼續(xù)升高時(shí)，軌道將會(huì)發(fā)生突然臌曲失穩(wěn)（脹軌跑道）過程持穩(wěn)階段無縫線路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析判別準(zhǔn)則

能量法和靜力平衡法能量法彈性理論的能量變分原理勢(shì)能駐值原理結(jié)構(gòu)物處于平衡狀態(tài)的充要條件是在虛位移過程中，總勢(shì)能取駐值無縫線路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析判別準(zhǔn)則二.影響無縫線路穩(wěn)定性因素壓桿在均勻介質(zhì)中的失穩(wěn)現(xiàn)象保持穩(wěn)定的因素道床橫向阻力軌道框架剛度喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓力軌道初始彎曲二.影響無縫線路穩(wěn)定性因素壓桿在均勻介質(zhì)中的失穩(wěn)現(xiàn)象1.道床橫向阻力道床抵抗軌道框架橫移的阻力枕端抗推力30%枕側(cè)摩擦力20%~30%枕底摩擦力50%1.道床橫向阻力道床抵抗軌道框架橫移的阻力枕端抗推力30%道床橫向阻力表示方法單根軌枕的橫向阻力Q道床單位橫向阻力q道床橫向阻力表示方法道床橫向阻力影響因素道碴：飽滿程度、材質(zhì)、粒徑尺寸道床肩部：堆高、加寬Page

16道床橫向阻力影響因素道碴：飽滿程度、材質(zhì)、粒徑尺寸Page道床橫向阻力影響因素軌枕：枕底壓花、寬軌枕、框架軌枕、雙塊式軌枕Page

17道床橫向阻力影響因素軌枕：枕底壓花、寬軌枕、框架軌枕、雙塊式道床橫向阻力影響因素線路維修作業(yè)Page

18π，－0.043彎矩位移，反力道床橫向阻力影響因素線路維修作業(yè)Page18π，－0.2.軌道框架剛度反映其自身抵抗彎曲能力的參數(shù)組成兩股鋼軌的水平剛度（橫向剛度）扣件阻矩Page

192.軌道框架剛度反映其自身抵抗彎曲能力的參數(shù)Page1(二)喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓力無縫線路穩(wěn)定問題的根本原因，應(yīng)控制溫升幅度軌道初始彎曲影響穩(wěn)定的直接誘因，應(yīng)控制初始彎曲大小彈性初始彎曲：溫度力和列車橫向力作用下產(chǎn)生塑性初始彎曲：軋制、運(yùn)輸、焊接、鋪設(shè)過程中產(chǎn)生，占總初彎的58.33%Page

20(二)喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓力Page20三.無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式無縫線路穩(wěn)定性統(tǒng)一公式

1977年提出，假定變形曲線波長與初始波長相等，并取變形為2mm時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度壓力，除以安全系數(shù)，即為保證線路穩(wěn)定的允許溫度壓力。不等波長穩(wěn)定性計(jì)算公式

1990年開始實(shí)施，假定變形曲線波長與初始彎曲波長不相等的計(jì)算公式。Page

21三.無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式無縫線路穩(wěn)定性統(tǒng)一公式Page計(jì)算假定統(tǒng)一公式不等波長公式軌道鋪設(shè)于均勻介質(zhì)中的細(xì)長壓桿初始變形塑性初彎：圓曲線彈性初彎：半波正弦半波正弦軌道壓力下的變形半波正弦半波正弦初始變形與壓力作用下的變形關(guān)系波長相等波長不等能量構(gòu)成鋼軌壓縮形變能軌道框架彎曲變形能道床形變能鋼軌壓縮形變能軌道框架彎曲變形能道床形變能扣件形變能Page

22計(jì)算假定統(tǒng)一公式不等波長公式軌道鋪設(shè)于均勻介質(zhì)中的細(xì)長壓桿初統(tǒng)一公式計(jì)算簡圖f=2mm，計(jì)算P(5-22)、[P](5-23)、[?t](5-24)Page

23統(tǒng)一公式計(jì)算簡圖f=2mm，計(jì)算P(5-22)、[P](5-不等波長公式計(jì)算簡圖給定f，計(jì)算不同l對(duì)應(yīng)的P(5-26)，積分常數(shù)根據(jù)不同f時(shí)的P－f平衡狀態(tài)方程，求得臨界矢度、波長、溫度壓力溫度力非均勻性修正及安全系數(shù)Page

24不等波長公式計(jì)算簡圖給定f，計(jì)算不同l對(duì)應(yīng)的P(5-26)，穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備量分析初始彎曲的影響線路結(jié)構(gòu)與狀態(tài)相同，軌道變形量一定時(shí)，對(duì)于不同的初彎波長，臨界溫度力和相應(yīng)的軌溫差是不同的，即存在最不利的初彎波長60kg/m軌：720cm50kg/m軌：700cmfoe、fop：3mm允許溫差的確定在無縫線路上由于存在一些不確定的因素，因此不能將穩(wěn)定計(jì)算得到的臨界溫差作為允許溫差使用，應(yīng)當(dāng)考慮一定的安全儲(chǔ)備量，采用安全系數(shù)考慮Page

25穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備量分析初始彎曲的影響Page25安全系數(shù)基本安全系數(shù)KA初彎分布的隨機(jī)性道床密實(shí)度的不均勻性扣件擰緊程度的不均勻性軌溫測(cè)量的不精確計(jì)算誤差高溫下橫向變形累積（允許溫差設(shè)計(jì)的基本條件）附加安全系數(shù)KC縱向力分布不均勻運(yùn)營過程中鎖定軌溫的變化Page

26安全系數(shù)基本安全系數(shù)KAPage26無縫線路穩(wěn)定性允許溫升統(tǒng)一公式由允許溫度壓力計(jì)算確定不等波長公式由溫度壓力確定的溫升幅度，考慮縱向力分布不均勻修正與鎖定軌溫變化修正Page

27無縫線路穩(wěn)定性允許溫升統(tǒng)一公式Page27下一講普通無縫線路設(shè)計(jì)下一講普通無縫線路設(shè)計(jì)鐵路軌道趙坪銳2022/11/14鐵路軌道趙坪銳2022/11/12第五章無縫線路第一節(jié)概述第二節(jié)無縫線路基本原理第三節(jié)無縫線路穩(wěn)定性分析第四節(jié)普通無縫線路設(shè)計(jì)第五節(jié)橋上無縫線路第六節(jié)跨區(qū)間無縫線路第五章無縫線路第一節(jié)概述第一節(jié)概述無縫線路鋪設(shè)意義消滅大量鋼軌接頭（CWR）無縫線路類型溫度應(yīng)力式放散溫度應(yīng)力式自動(dòng)放散式定期放散式無縫線路發(fā)展普通無縫線路區(qū)間無縫線路跨區(qū)間無縫線路接頭焊接質(zhì)量長鋼軌強(qiáng)度與穩(wěn)定性橋上無縫線路膠接絕緣接頭無縫道岔新問題橋上無縫道岔無碴無縫線路第一節(jié)概述無縫線路鋪設(shè)意義接頭焊接質(zhì)量橋上無縫線路膠第二節(jié)無縫線路基本原理可自由伸縮鋼軌，其伸縮量完全不能伸縮的鋼軌，其溫度應(yīng)力溫度力第二節(jié)無縫線路基本原理可自由伸縮鋼軌，其伸縮量基本溫度力圖固定區(qū)Pt=EAα?t伸縮區(qū)伸縮區(qū)接頭阻力接頭阻力扣件或道床縱向阻力基本溫度力圖固定區(qū)Pt=EAα?t伸縮區(qū)伸縮區(qū)接頭阻力接頭阻軌溫反向變化時(shí)的溫度力圖拉壓軌溫反向變化時(shí)的溫度力圖拉壓軌端伸縮量計(jì)算r軌端伸縮量計(jì)算r線路縱向阻力軌溫變化時(shí)，抵抗鋼軌兩端自由伸縮的阻力接頭阻力PH鋼軌夾板間的摩阻力和螺栓的抗剪力扣件阻力鋼軌與扣壓件以及鋼軌與膠墊間的摩阻力道床阻力軌枕與道床間的摩阻力和枕木盒內(nèi)道碴抗推力扣件阻力與道床阻力間的較小值為r線路縱向阻力軌溫變化時(shí)，抵抗鋼軌兩端自由伸縮的阻力第三節(jié)無縫線路穩(wěn)定性分析一.穩(wěn)定性概念二.影響無縫線路穩(wěn)定性的因素三.無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式四.穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備量分析第三節(jié)無縫線路穩(wěn)定性分析一.穩(wěn)定性概念一.穩(wěn)定性概念失穩(wěn)（脹軌跑道）無縫線路在夏季高溫季節(jié)，由于鋼軌內(nèi)部存在巨大壓力，引起軌道的橫向變形，在外來因素（列車動(dòng)力或人為因素）干擾下，軌道彎曲變形突然增大的現(xiàn)象。一.穩(wěn)定性概念失穩(wěn)（脹軌跑道）失穩(wěn)（脹軌跑道）過程持穩(wěn)階段鋼軌溫度壓力增大，但軌道不變形脹軌階段隨軌溫增加，鋼軌溫度壓力隨之增加，軌道出現(xiàn)微小變形，壓力與位移呈現(xiàn)的非線性關(guān)系跑道階段當(dāng)鋼軌溫度壓力達(dá)到臨界值后，在外部干擾或軌溫繼續(xù)升高時(shí)，軌道將會(huì)發(fā)生突然臌曲失穩(wěn)（脹軌跑道）過程持穩(wěn)階段無縫線路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析判別準(zhǔn)則

能量法和靜力平衡法能量法彈性理論的能量變分原理勢(shì)能駐值原理結(jié)構(gòu)物處于平衡狀態(tài)的充要條件是在虛位移過程中，總勢(shì)能取駐值無縫線路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析判別準(zhǔn)則二.影響無縫線路穩(wěn)定性因素壓桿在均勻介質(zhì)中的失穩(wěn)現(xiàn)象保持穩(wěn)定的因素道床橫向阻力軌道框架剛度喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓力軌道初始彎曲二.影響無縫線路穩(wěn)定性因素壓桿在均勻介質(zhì)中的失穩(wěn)現(xiàn)象1.道床橫向阻力道床抵抗軌道框架橫移的阻力枕端抗推力30%枕側(cè)摩擦力20%~30%枕底摩擦力50%1.道床橫向阻力道床抵抗軌道框架橫移的阻力枕端抗推力30%道床橫向阻力表示方法單根軌枕的橫向阻力Q道床單位橫向阻力q道床橫向阻力表示方法道床橫向阻力影響因素道碴：飽滿程度、材質(zhì)、粒徑尺寸道床肩部：堆高、加寬Page

44道床橫向阻力影響因素道碴：飽滿程度、材質(zhì)、粒徑尺寸Page道床橫向阻力影響因素軌枕：枕底壓花、寬軌枕、框架軌枕、雙塊式軌枕Page

45道床橫向阻力影響因素軌枕：枕底壓花、寬軌枕、框架軌枕、雙塊式道床橫向阻力影響因素線路維修作業(yè)Page

46π，－0.043彎矩位移，反力道床橫向阻力影響因素線路維修作業(yè)Page18π，－0.2.軌道框架剛度反映其自身抵抗彎曲能力的參數(shù)組成兩股鋼軌的水平剛度（橫向剛度）扣件阻矩Page

472.軌道框架剛度反映其自身抵抗彎曲能力的參數(shù)Page1(二)喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓力無縫線路穩(wěn)定問題的根本原因，應(yīng)控制溫升幅度軌道初始彎曲影響穩(wěn)定的直接誘因，應(yīng)控制初始彎曲大小彈性初始彎曲：溫度力和列車橫向力作用下產(chǎn)生塑性初始彎曲：軋制、運(yùn)輸、焊接、鋪設(shè)過程中產(chǎn)生，占總初彎的58.33%Page

48(二)喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓力Page20三.無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式無縫線路穩(wěn)定性統(tǒng)一公式

1977年提出，假定變形曲線波長與初始波長相等，并取變形為2mm時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度壓力，除以安全系數(shù)，即為保證線路穩(wěn)定的允許溫度壓力。不等波長穩(wěn)定性計(jì)算公式

1990年開始實(shí)施，假定變形曲線波長與初始彎曲波長不相等的計(jì)算公式。Page

49三.無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式無縫線路穩(wěn)定性統(tǒng)一公式Page計(jì)算假定統(tǒng)一公式不等波長公式軌道鋪設(shè)于均勻介質(zhì)中的細(xì)長壓桿初始變形塑性初彎：圓曲線彈性初彎：半波正弦半波正弦軌道壓力下的變形半波正弦半波正弦初始變形與壓力作用下的變形關(guān)系波長相等波長不等能量構(gòu)成鋼軌壓縮形變能軌道框架彎曲變形能道床形變能鋼軌壓縮形變能軌道框架彎曲變形能道床形變能扣件形變能Page

50計(jì)算假定統(tǒng)一公式不等波長公式軌道鋪設(shè)于均勻介質(zhì)中的細(xì)長壓桿初統(tǒng)一公式計(jì)算簡圖f=2mm，計(jì)算P(5-22)、[P](5-23)、[?t](5-24)Page

51統(tǒng)一公式計(jì)算簡圖f=2mm，計(jì)算P(5-22)、[P](5-不等波長公式計(jì)算簡圖給定f，計(jì)算不同l對(duì)應(yīng)的P(5-26)，積分常數(shù)根據(jù)不同f時(shí)的P