7 無縫線路技術(shù) - 普通無縫線路課件講解

四、普通無縫線路設(shè)計(jì)Page

1

我國無縫線路的基本結(jié)構(gòu)型式為溫度應(yīng)力式。普通無縫線路設(shè)計(jì)，主要指區(qū)間內(nèi)的無縫線路設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容為確定鎖定軌溫和結(jié)構(gòu)計(jì)算。四、普通無縫線路設(shè)計(jì)（一）確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫

σd—鋼軌承受的最大動(dòng)彎應(yīng)力/MPa

σt—溫度應(yīng)力/MPa

σc—鋼軌承受的制動(dòng)應(yīng)力，一般按10MPa計(jì)算[σ]—鋼軌容許應(yīng)力，等于鋼軌屈服強(qiáng)度σs除以安全系數(shù)K，[σ]=σs/K1.根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許升降溫幅度

無縫線路鋼軌應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以保證在動(dòng)彎應(yīng)力、溫度應(yīng)力及其他附加應(yīng)力共同作用下不被破壞，仍能正常工作。此時(shí)，要求鋼軌所承受的各種應(yīng)力之和不超過規(guī)定的容許值，即Page

2σd1—鋼軌底部下緣動(dòng)彎應(yīng)力/MPa

。允許的降溫幅度為四、普通無縫線路設(shè)計(jì)允許的升溫幅度為σd2—鋼軌頂部上緣動(dòng)彎應(yīng)力/MPa

。Page

3極限強(qiáng)度σb=785MPa級鋼軌，σs=405MPa；極限強(qiáng)度σb=883MPa級鋼軌，σs=457MPa；一般鋼軌K=1.3，再用軌K=1.35。根據(jù)穩(wěn)定條件求得允許溫度壓力[P]后，計(jì)算允許升溫幅度為：2.根據(jù)穩(wěn)定條件確定允許升溫幅度

四、普通無縫線路設(shè)計(jì)一般情況下由強(qiáng)度條件所確定的容許溫升大于由穩(wěn)定性所確定的容許溫升。因此，根據(jù)強(qiáng)度條件確定容許升溫幅度可不計(jì)算，只需根據(jù)穩(wěn)定條件確定允許的升溫幅度。Page

4

無縫線路鋼軌折斷后，軌縫不能超過一定限值，否則將引起輪軌間過大的作用力，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)危及行車安全。行車速度200km/h及以上的鐵路線上，規(guī)定有砟軌道斷縫限值為70mm，無砟軌道斷縫限值為100mm。行車速度200km/h以下的路基無縫線路不考慮斷縫限值，只在橋上無縫線路設(shè)計(jì)中考慮該限值。根據(jù)固定區(qū)內(nèi)鋼軌折斷后的斷縫允許值可確定允許降溫幅度為：3.根據(jù)斷軌軌縫允許值確定允許降溫幅度

四、普通無縫線路設(shè)計(jì)

根據(jù)斷軌條件確定允許的降溫幅度和根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許的降溫幅度，二者取小值作為線路的允許降溫幅度。Page

5斷軌時(shí)溫度力：斷軌時(shí)收縮區(qū)長度：由胡克定律可得：即：得證：斷軌縫公式推導(dǎo)：Page

6

tmax、tmin——鋪軌地區(qū)最高、最低軌溫；ΔtK——溫度修正值，可根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況取0～5℃，保證設(shè)計(jì)鎖定軌溫較中間軌溫高3～5℃。

無縫線路鋪設(shè)時(shí)施工鎖定軌溫的范圍一般取設(shè)計(jì)鎖定軌溫±5℃即t0=te±5

，則上限tm=te+5；下限tn=te-5；且滿足4.設(shè)計(jì)鎖定軌溫的確定

四、普通無縫線路設(shè)計(jì)

考慮到鋪設(shè)溫度應(yīng)力式無縫線路的主要的危險(xiǎn)不是來自溫度拉力而是溫度壓力，所以通常把設(shè)計(jì)鎖定軌溫定得比中間軌溫略高一些。Page

7（二）無縫線路結(jié)構(gòu)計(jì)算1.軌條長度

軌條長度應(yīng)考慮線路平、縱面條件、道岔、道口、橋梁、隧道所在位置，原則上按閉塞區(qū)間長度設(shè)計(jì)，一般長度為1000～2000m。軌節(jié)長度最短一般為200m，特殊情況下不短于150m。在長軌之間、道岔與長軌之間、絕緣接頭處需設(shè)置緩沖區(qū)，緩沖區(qū)一般設(shè)置2～4根同類型25m標(biāo)準(zhǔn)軌。2.伸縮區(qū)長度

伸縮區(qū)長度ls按前述推導(dǎo)公式計(jì)算，一般取50～100m，宜取為標(biāo)準(zhǔn)軌長度的整數(shù)倍。四、普通無縫線路設(shè)計(jì)Page

83.預(yù)留軌縫

長軌條一端伸縮量和標(biāo)準(zhǔn)軌一端伸縮量按前述公式計(jì)算。按冬季軌縫不超過構(gòu)造軌縫的條件，可算得預(yù)留軌縫上限為確定預(yù)留軌縫原則與普通線路相同。緩沖區(qū)中標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫也與普通線路相同。長軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫計(jì)算如下:按夏季軌縫不頂嚴(yán)的條件，其下限為則預(yù)留軌縫為若鋼軌絕緣接頭采用膠接絕緣接頭，則允許緩沖區(qū)軌縫擠嚴(yán)。四、普通無縫線路設(shè)計(jì)Page

9—從鎖定軌溫到當(dāng)?shù)刈畹蛙墱氐目s短量—從鎖定軌溫到當(dāng)?shù)刈罡哕墱氐纳扉L量4.防爬設(shè)備的設(shè)置

在無縫線路的伸縮區(qū)和緩沖區(qū)上，因鋼軌可能有伸縮，必須布置足夠的防爬設(shè)備，保證無相對于軌枕的縱向移動(dòng)。為此，要求鋼軌與軌枕間扣件阻力大于軌枕與道床間的縱向阻力。即四、普通無縫線路設(shè)計(jì)式中：

—1對防爬器提供的阻力（N），見表7.3；

—1根軌枕上扣件阻力（N），見表7.3；

—1根軌枕提供的道床阻力（N），見表7.4；

—配置1對防爬器的軌枕數(shù)。緩沖區(qū)的防爬設(shè)備與伸縮區(qū)相同。采用彈條扣件時(shí)，一般可不裝防爬器。Page

10扣件類型I型彈條Ⅱ型彈條Ⅲ型彈條防爬器K型螺母扭矩為80N·m9.09.316.015.07.5螺母扭矩為150N·m12.015.0線路特征單枕的道床縱向阻力/kN一股鋼軌下單位道床縱向阻力/N·cm-1

1667根/km1760根/km1840根/km木軌線路7.0—6264混凝土軌線路Ⅰ型10.0—8892Ⅱ型12.5—110115Ⅲ型18.3153161—表7.4道床縱向阻力表7.3扣件阻力（kN）Page

11穿銷式防爬器Page

12研究實(shí)例：某地區(qū)最高年軌溫為65℃，最低年軌溫-35℃，Ⅲ型混凝土軌枕，等效道床橫向阻力為115N/cm，鋼軌容許強(qiáng)度為351MPa，計(jì)算得軌底拉應(yīng)力為161MPa，軌頭壓應(yīng)力為208MPa，制動(dòng)應(yīng)力取為10MPa，根據(jù)穩(wěn)定條件求得允許溫度壓力為1335.8kN，斷縫容許值為90mm，線路縱向阻力160N/cm，鋼軌彈性模量2.1×105MPa，截面積77.45cm2。（1）問能否在250m曲線上鋪設(shè)無縫線路？（2）若不能鋪設(shè)可采取哪些措施？Page

13Page

14Page

15Page

16可采取的措施有：(1)增設(shè)有縫護(hù)軌，并設(shè)護(hù)軌橫撐；(2)用道砟膠固結(jié)道砟；(3)增大曲線半徑。Page

17

1、無縫線路維修作業(yè)是否有時(shí)間限制及作業(yè)條件限制？有時(shí)間限制和作業(yè)條件限制，道床搗固時(shí)，一般在鎖定軌溫15℃范圍內(nèi)作業(yè)；道床清篩時(shí)，一般在鎖定軌溫10℃范圍內(nèi)作業(yè)。

2、鋼軌不平順對無縫線路穩(wěn)定性的影響如何？鋼軌方向不平順會(huì)引起脹軌，在無縫線路中鋼軌方向不平順必須盡可能及時(shí)消除。

問題思考：Page

18

3、豎向上是否也會(huì)脹軌？由于豎向抗彎剛度比橫向抗彎剛度大得多，另外軌排有一定自重，一般不會(huì)脹軌。當(dāng)豎曲線在梁端處溫度力集中也會(huì)脹軌，無砟軌道彈性支承塊地段也會(huì)脹軌。

4、鋼軌越重越容易脹軌？鋼軌越重越容易脹軌。鋼軌越重面積越大，溫度力增加幅度，較框架剛度增加幅度大。

5、鋼軌在脹軌階段有何處理措施？澆水、覆冰、堆重、停車。問題思考：Page

19

7、等效道床阻力是否隨位移2mm前的道床橫向阻力增