城市轨道交通运营管理与维护(最新版)项目四：无缝线路养护与维修

任务二 应力放散与调整
三、应力放散和调整方法
应力放散主要有钢轨温度控制法和钢轨长度控制法，这两种 方法共同问题是在放散过程中，因滚筒摩擦阻力、扣件阻力的 影响会造成应力放散不彻底、不均匀等。
振动放散法适用于单元无缝线路及跨区间无缝线路的应力放 散、应力调整，实现无缝线路锁定轨温“准”和“匀”。
通过无缝线路应力放散效果测试与分析，得出在无缝线路应 力放散或应力调整施工中，每隔400m左右放置一台振动放散机 是合理的，并配合使用枕上托滚支撑长轨，使应力放散彻底和 均匀，应力调整更加均匀，特别是在跨区间无缝线路地段对局 部应力调整具有良好效果。
铺设无缝线路的关键是设法克服长钢轨因轨温变化而产 生的温度力问题。
无缝线路上长钢轨的两端用钢轨联结零件和防爬设备加 以强制性固定，其他部分也采用强度大的中间联结零件和防 爬设备使之紧扣于钢筋混凝土轨枕之上，称为锁定线路。
根据气象资料和无缝线路允许温升、温降，计算确定的 无缝线路锁定轨温称为设计锁定轨温。
短后，重新锁定。
任务二 应力放散与调整
4、应力调整与应力放散有什么不同?
①锁定轨温在整段长轨条的全长上应均匀一致，也表示温度 力的分布均匀一致。如通过位移观测桩的观测或轨长标定的 观测发现其不一致，则应进行应力调整，使之均匀一致。 ②一段无缝线路的长轨条，锁定轨温从整体上并无变异，但 局部有高有低，在此情况下可用应力调整的方法使之均匀。 而应力放散则与调整不同，它是一段长轨条的锁定轨温，整 个偏离了允许的设计锁定轨温范围。
任务二 应力放散与调整
5、无缝线路放散或调整的条件
任务二 应力放散与调整
5、无缝线路放散或调整的条件 随着无缝线路技术管理经验的积累，无缝线路养护有下列情况 时，应进行应力放散或调整。 ①由于施工季节和施工作业，造成无缝线路的锁定轨温不符合设 计规定的锁定轨温范围； ②铺设后发生伤、断轨时，原位焊复或焊接短轨改变锁定轨温； ③采取强制撞轨措施，使实际锁定轨温超过设计规定锁定轨温； ④因施工方法不当，造成锁定轨温不均匀或不准确；
因此，对非综合温度锁定的无缝线路，特别是低温锁定或已 产生严重“应力集中”的无缝线路，及时进行应力放散或应力 调整，是提高无缝线路稳定的主要工作。
任务二 应力放散与调整
1、什么是应力集中？ 钢轨在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常钢
轨承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可 能发生。另外钢轨会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增 长，这种现象称为应力集中。
1、特点 与普通线路相比，无缝线路在其长钢轨段内消灭了轨缝，消除 了车轮对钢轨接头的冲击，列车运行平稳，旅客舒适，延长线路 设备和机车车辆的使用寿命，减少线路养护维修工作量，并能适 应高速行车要求，是轨道现代化的发展方向。 2、分类 根据处理钢轨内部温度应力方式的不同，分为温度应力式和放 散温度应力式两种。
任务二 应力放散与调整
四、放散：分为应力放散和应力调整 (一)应力放散放散方法
第一种称为滚筒配合撞轨放散法，即实际轨温在设计锁定 轨温范围内，放散时在钢轨下加垫滚筒，利用锤击敲打钢轨， 配合以适当撞轨，使钢轨自由伸缩，等钢轨充分回弹后，即 钢轨内应力达到零应力然后迅速锁定线路。
任务二 应力放散与调整
任务二 应力放散与调整
2、无缝线路的应力放散和调整目的
把没有在允许锁定轨温范围以内锁定的无缝线路，及在 运营和施工作业中锁定轨温发生了变化的无缝线路，将其锁 定轨温通过应力放散或调整，重新准确、均匀地设定在设计 的允许范围内。
3、什么叫“应力放散”？ “应力放散”是指改变长轨条原有的长度，在其伸长或缩
锁定轨温的检验
跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度＞1200m时， 设置7对位移观测桩(单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫 点100m及400m和单元轨条中点各设置1对)；
单元轨条长度≯1200m时，设置6对位移观测桩(单元轨条 起、讫点，距单元轨条起、讫点100m及400m各设置1对)。
无缝道岔设3对观测桩，在间隔铁或限位器处设1对，在 岔头、岔尾处各设1对。
任务二 应力放散与调整
1、钢轨温度控制法 无缝线路温度应力放散或调整通常采用零应力放散法，
先将钢轨的约束力解除，使钢轨处于“零应力状态”，然后 根据轨条长、用作业轨温控制钢轨达到伸缩量，但放散轨温 受天气的约束，放散时的轨温必须是设计锁定的轨温加减5℃。 而在运营线上封锁线路进行温度应力放散施工作业时，实际 做法是利用撞轨使钢轨内不存在压力，当钢轨撞到不再伸长 时。
(一)应力放散方法 第二种称为滚筒结合拉伸配合撞轨（称为综合）放散法，
即实际轨温低于锁定轨温下限值时，钢轨下垫上滚筒，将要放 散的单元轨节一端与已放散锁定的线路焊接，靠无缝线路提供 反力，一端安装钢轨拉伸器，配合以适当撞轨。根据当时轨温 计算出单元轨节的拉伸量，等单元轨节在当时的施工温度下处 于自由伸缩状态时，进行位移零点标记，再用拉轨器配合以适 当撞轨将单元轨节拉伸至计算出的拉伸量，各测点位移均达到 计算位移量后进行锁定。
后来，在工厂采用气压焊或接触焊将钢轨焊成250～ 500m的长轨条，运至铺设地点在现场用铝热焊或小型气 压焊将其焊连成设计长度。一般情况下，一段无缝线路 长度为1000～2000m。每段之间铺设2～4根调节轨，接 头采用高强度螺栓连接。
目前，主要干线均已铺设无缝线路。
任务一 无缝线路故障分析
三、无缝线路的基本特点及分类
任务二 应力放散与调整
五、钢轨的自由伸缩量和限制伸缩量 1、钢轨的自由伸缩量 钢轨不受任何阻碍的伸缩叫自由伸缩。自由伸缩量同钢轨的 长度和轨温变化度数成正比。
2、钢轨的限制伸缩量 无缝线路钢轨在充分锁定状态下的伸缩叫限制伸缩，而锁定， 则指钢轨扣件的锁固状态。 由于已被强力锁定，自由伸缩量的相当一部分不能实现，故 无缝线路钢轨的限制伸缩有如下特点： ①只有当轨温变化到相当程度才会产生限制伸缩。 ②限制伸缩量比自由伸缩量小的多。
任务二 应力放散与调整
长轨应力放散的优点
1、放散量容易控制 长轨伸长主要是通过对钢轨的撞击和拉伸后，在一瞬间钢轨 受到振动产生纵向水平推动力，钢轨发生跳动式的向前位移， 撞击和拉伸钢轨一旦停止，钢轨位移也随之终止，因此总的放 散量易于控制。 2、施工机具简单、施工方法简便，操作容易。 放散人员只要经过一两次放散后，就能达到技术熟练、操作 规范的程度。
任务二 应力放散与调整
4、应力调整与应力放散有什么不同?
③钢轨被锁定之后，除长轨条两端的伸缩区之外，其余(中 间的固定区)的钢轨长度不能随温度变化而变化(伸缩)。如 因养护不当长度发生了变化，则轨温也随之而变化。 若钢轨伸长则锁定轨温升高；若钢轨缩短则锁定轨温下降。
任务二 应力放散与调整
锁定轨温的检验
把无缝线路钢轨锁定不能自由伸缩时的轨温叫锁定轨温 Tsf，当t=Tsf时，σt＝0。Tsf设计计算原则：夏天不涨轨，冬 天不断轨。
任务一 无缝线路故障分析
为降低长轨条内的温度力，需选择一个适宜的锁定轨温， 又称零应力状态的轨温。在铺无缝线路中，将长轨条始终端 落槽就位时的平均轨温称为施工锁定轨温。
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《城市轨道交通运营管理与维护》
备课课件 项目四：无缝线路养护与维修
任务一 无缝线路故障分析
一、基本概念 也叫长钢轨线路。是
把若干根标准长度的钢 轨经焊接成为1000～ 2000m而铺设的线路。
通常是在焊轨厂将无 孔标准轨焊接成200～ 500m的轨条，再运到现 场就地焊接后铺设。
任务一 无缝线路故障分析
任务二 应力放散与调整
(二)应力调整方法
无缝线路应力放散或调整通常采用零应力综合放散法，既在轨 温低于锁定轨温的情况下进行放散，先将钢轨的约束力解除， 使钢轨处于“零应力状态”， 然后根据轨条长、作业轨温和 需要的锁定轨温计算钢轨的伸长量。而在运营线上封锁线路进 行应力放散或调整施工作业时，实际做法是利用撞轨使钢轨内 不存在压力，当钢轨撞到不再伸长时，定义此时的钢轨状态为 “零应力状态”。 应力放散，必须做到匀、准、够。
检验长钢轨锁定轨温的变化情况，简单易行的方法是： ①设置位移观测桩，通过观测钢轨长度的变化，计算出锁 定轨温变化的大小，从而确定应力放散或调整的区段。 ②每段无缝线路设置位移观测桩5～7对，如固定区较长， 可适当增加对数。其中，固定区中间点一对，伸缩区始终点 各一对，其余均匀设置在固定区。
任务二 应力放散与调整
任务二 应力放散与调整
2、钢轨长度控制法
长轨伸长主要是通过对钢轨的撞击和拉伸达到伸缩量，在一 瞬间钢轨受到振动产生纵向水平推动力，钢轨发生跳动式的向 前位移，撞击钢轨一旦停止，钢轨位移也随之终止，因此总的 放散量易于控制。
总放散量达到要求后，如发现有放散不均、不到位，还可在 相应的ห้องสมุดไป่ตู้轨点增加撞击次数，直至达到均衡到位的目的。 这也是目前普遍采用的放散方式。
施工锁定轨温应在设计锁定轨温允许变化范围之内。锁定 轨温是决定钢轨温度力水平的基准。
根据强度、稳定条件确定锁定轨温是无缝线路设计的主要 内容。
任务二 应力放散与调整
任务二 应力放散与调整
一、什么叫跨区间无缝线路？
把焊接轨条长度延长达整个区间或跨区间，并与道岔 焊联成一体，轨条之间直接传递纵向力和位移，这种超长 轨条的无缝线路称为跨区间无缝线路。
任务二 应力放散与调整
二、无缝线路为什么要应力放散（无缝线路放散条件）
由于受施工季节和施工条件限制，如锁定轨温偏低，不仅维 修养护工作受限制，而且高温时钢轨受很大的温度压力，加之 长钢轨不均匀爬行造成“应力集中”，有胀轨跑道的危险；
反之，如锁定轨温偏高，低温时钢轨受到很大的拉力，线路 不均匀爬行后，某些地段拉应力增大，温度拉力与爬行附加拉 力合在一起，容易拉断螺栓或引起钢轨折断。
采用伸缩接头的放散 温度应力式无缝线路
任务一 无缝线路故障分析
四、钢轨温度力与锁定轨温
无缝线路的特点是轨条长，当轨温变化时，钢轨要发 生伸缩，但由于约束，不能自由伸缩，在钢轨内部要产 生很大的轴向温度力。
为保证无缝线路的强度和稳定，需要了解长轨条内温 度力及其变化规律，分析温度力、伸缩位移与轨温变化 及阻力之间的关系。
任务二 应力放散与调整
长轨应力放散的优点
3、封锁时间好掌握，确保正点开通。 由于放散量可在事先计算，易于控制，所以事先就可将“龙 口”轨锯配好，缩短作业时间，保证正点开通。 4、施工安全有保障 由于在施工前制定了详细的施工组织及安全措施，在施工中 严格作业纪律，撞击钢轨严格控制在封锁时间内进行。松紧 扣件要逐股进行，扣件压力要保持在40N·M左右；放行列车 前要检查轨距及轨向，确保安全放行列车。
任务二 应力放散与调整
5、无缝线路放散或调整的条件 ⑤养护维修不当，产生长轨伸缩变形或线路不均匀爬行，改变了 锁定轨温； ⑥既有无缝线路大中修及配合特殊施工需要，临时改变原来的锁 定轨温及重新锁定时，锁定轨温不符合设计轨温规定； ⑦左右两股长轨条的锁定轨温之差超过5℃； ⑧跨区间或整区间无缝线路的相邻轨节锁定轨温之差超过5℃； ⑨任意观测区段的实际锁定轨温相差大于或等于5℃。
任务一 无缝线路故障分析
温度应力式无缝线路：由一根焊接长钢轨及其两端2～4 根标准轨组成，并采用普通接头的形式。（常用）
放散温度应力式无缝线路，又分自动放散式（桥上、 尖轨伸缩调节器）和定期放散式（一年两次放散应力）两 种，适用于年轨温差较大的地区。（结构复杂、作业不便）
任务一 无缝线路故障分析
任务一 无缝线路故障分析
四、钢轨温度力与锁定轨温
（一）轨温 气温与轨温的关系:
Tmax=tmax（实际最高气温）+18 ℃ ～25℃ Tmin=tmin（实际最低气温）-2℃～3℃ 轨温量测：轨温计。 影响轨温的因素有气候变化、风力大小、日照强度、线 路走向和所取部位等。
任务一 无缝线路故障分析
任务二 应力放散与调整
(一)应力放散方法 对于区间线路将根据现场轨温灵活采用放散方法，对于道
岔由于不易进行拉升，只能选择滚筒放散法，即道岔放散必须 在设计锁定轨温范围内进行。
任务二 应力放散与调整
(二)应力调整方法 应力调整（不改变长钢轨长度），可在比较接近实际锁定轨 温的条件下，采用列车碾压法。 列车碾压法是指：在调整地段，适当松动扣件和防爬器，利 用列车碾压振动和轨温，也可辅以适当撞轨，将温度应力调整 均匀。利用列车碾压法，比较简单易行，主要适用于部分调整。 利用列车碾压，需要在限速不超过25km/h的条件下进行。