无缝线路学习课件(课堂PPT)
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第二节 无缝线路纵向受力分析
线路阻力
纵向阻力 横向阻力 竖向阻力
Fra Baidu bibliotek
接头阻力 扣件阻力 道床纵向阻力 道床横向阻力 轨道框架水平刚度 道床竖向阻力 轨道框架垂直刚度
10
一、无缝线路纵向阻力
无缝线路纵向阻力包括接头阻力、扣件阻力及 道床纵向阻力。
1．接头阻力
钢轨两端接头处由钢轨夹板通过螺栓拧紧，产PH 生阻止钢轨纵向位移的阻力，称接头阻力。接头 阻力由钢轨夹板间的摩阻力和螺栓的抗剪力提供。
随着无缝线路一系列理论和技术问题的解决，无缝 线路于五十年代得以迅速发展。德国是无缝线路发展 最早的国家，1926年就开始试铺，到50年代，已将无 缝线路作为国家的标准线路。到60年代已开始试验把 无缝线路和道岔焊连在一起，至今大部分道岔已焊成 无缝道岔。美国虽然从30年代开始铺设无缝线路，但 进展较缓慢，直到70年代才得以迅速发展，以年平均 铺设7590km的速度增长，最多时年铺设达到1万km。 到1979年底无缝线路已超过12万km，是目前全世界铺 设无缝线路最多的国家。
3
日本于50年开始铺设无缝线路，现已铺设5000 余公里。近年来日本在新干线上采用了一次性铺 设无缝线路技术。
前苏联由于大部分地区温度变化幅度较大，对 无缝线路的发展有所影响，直到1956年才正式开 始铺设。近十年发展较快，无缝线路已达5000余 公里。
我国无缝线路从1957年开始试铺，开始时采用 电弧焊法，分别在北京、上海各试铺了1km，以
当钢轨发生位移时，夹板与钢轨接触面之间将产生 摩阻力F， F将阻止钢轨的位移。
F
Nf
R cos
f
2
P
sin
cos
f
14
一枚螺栓对应有四个接触面，其上所产生的摩阻力
之和S为：
S
4
F
2P
sin
cos
f
因为接头一端有三枚螺栓，因此接头阻力PH为：
6 f cos
PH 3 S sin P
钢的摩擦系数一般为0.25，而f =tanφ，则有φ＝ arctan0.25；又有α＝arctani。
相应值代入得到：70、50kg/m钢轨：S＝1.03P； 60、43kg/m钢轨：S＝0.90P。
15
由以上分析表明：一枚螺栓的拉力接近它所产生的接 头阻力。接头阻力的表达式，可写成： PH=n·P
16
列车通过钢轨接头时产生的振动，会使扭力矩下降， 接头阻力值降低。据国内外资料，可降低到静力测定值 的40％～50％。所以，定期检查扭力矩，重新拧紧螺 帽，保证接头阻力值在长期运营过程中保持不变，是一 项十分重要的措施。修理规则规定无缝线路钢轨接头必 须采用10.9级螺栓，扭矩应保持在700～900N·m。表 8—1所示为计算时采用的接头阻力值。
接头阻力与螺栓材质、直径、拧紧程度和夹板孔数有 关。在其他条件均相同的情况下，螺栓的拧紧程度就是 保持接头阻力的关键。扭力矩T与螺栓拉力P的关系可用 经验公式表示：T = K ·D ·P
式中T ——拧紧螺帽时的扭力矩(N·m)； K——扭矩系数，K＝0.18～0.24； P——螺栓拉力(kN)； D——螺栓直径(mm) 。
17
2．扣件阻力
中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向位移的 阻力，称扣件阻力。为了防止钢轨爬行，要求扣件阻 力必须大于道床纵向阻力。
扣件阻力是由钢轨与轨枕垫板面之间的摩阻力和扣 压件与轨底扣着面之间的 摩阻力所组成。摩阻力的 大小、取决于扣件扣压力 和摩擦系数的大小。一组 扣件的阻力F为： F=2(μ1+μ2)P 。
5
3．无缝线路的基本特点及分类
(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，从而消除了车轮对钢轨接头的冲击，使得列车 运行平稳，旅客舒适，延长了线路设备和机车车辆的 使用寿命，减少了线路养护维修工作量，并能适应高 速行车的要求，是轨道现代化的发展方向。
(2）分类
1) 无缝线路根据处理钢轨内部温度应力方式的不同， 可分为温度应力式和放散温度应力式两种类型。
为了安全，我P国H接头阻n 力 S仅考虑钢轨与夹板间的
摩阻力。
11
12
接头阻力： PH=n·S
摩阻力的大小主要取决于螺栓
夹板受力图
拧紧后的张拉力和钢轨与夹板之 间的摩擦系数f。接头螺栓拧紧 后产生的拉力在夹板的上、下接 触面上将产生分力。图中T为水 平分力；N为法向分力，它垂直 于夹板的接触面；R为N与T的合
18
据铁道科学研究院试验，如果混凝土轨枕下采用橡 胶垫板，不论是扣板式扣件还是弹条式扣件，其摩擦 系数为：μ1+μ2=0.8。
扣压力P的大小与螺栓所 受拉力的大小有关。以扣板
4
后逐步扩大。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，然后运至铺设地 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。90年代开始 又开始了对跨区间无缝线路的研究和试铺工作， 至今无缝线路已铺设约35336.1km。
力，它与的夹角等于摩擦角φ，
R
P
P
其中T = P/2，则有：
2cos 2sin( )
13
R P
P
2cos 2sin( )
式中 P——一枚螺栓拧紧后的拉力(kN)； α——夹板接触面的倾角，tanα＝i； i为轨底顶
面接触面斜率，50、75kg/m钢轨： i ＝1/4；43、 60kg/m钢轨： i ＝1/3。
6
温度应力式无缝线路是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。
放散温度应力式无缝线路，又分为自动放散式和 定期放散式两种，适用于年轨温差较大的地区。
7
采用伸缩接头 的放散温度应 力式无缝线路
8
2)无缝线路根据钢轨铺设长度划分为：
普通无缝线路 全区间无缝线路 跨区间无缝线路
第八章 无缝线路
本章重点
• 1．无缝线路概述 • 2．无缝线路纵向受力分析
1
第一节
1．基本概念
概述
无缝线路也叫长钢轨 线路。就是把若干根标 准长度的钢轨经焊接成 为1000～2000m而铺设 的铁路线路。
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。
2
2．无缝线路发展历程
第二节 无缝线路纵向受力分析
线路阻力
纵向阻力 横向阻力 竖向阻力
Fra Baidu bibliotek
接头阻力 扣件阻力 道床纵向阻力 道床横向阻力 轨道框架水平刚度 道床竖向阻力 轨道框架垂直刚度
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一、无缝线路纵向阻力
无缝线路纵向阻力包括接头阻力、扣件阻力及 道床纵向阻力。
1．接头阻力
钢轨两端接头处由钢轨夹板通过螺栓拧紧，产PH 生阻止钢轨纵向位移的阻力，称接头阻力。接头 阻力由钢轨夹板间的摩阻力和螺栓的抗剪力提供。
随着无缝线路一系列理论和技术问题的解决，无缝 线路于五十年代得以迅速发展。德国是无缝线路发展 最早的国家，1926年就开始试铺，到50年代，已将无 缝线路作为国家的标准线路。到60年代已开始试验把 无缝线路和道岔焊连在一起，至今大部分道岔已焊成 无缝道岔。美国虽然从30年代开始铺设无缝线路，但 进展较缓慢，直到70年代才得以迅速发展，以年平均 铺设7590km的速度增长，最多时年铺设达到1万km。 到1979年底无缝线路已超过12万km，是目前全世界铺 设无缝线路最多的国家。
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日本于50年开始铺设无缝线路，现已铺设5000 余公里。近年来日本在新干线上采用了一次性铺 设无缝线路技术。
前苏联由于大部分地区温度变化幅度较大，对 无缝线路的发展有所影响，直到1956年才正式开 始铺设。近十年发展较快，无缝线路已达5000余 公里。
我国无缝线路从1957年开始试铺，开始时采用 电弧焊法，分别在北京、上海各试铺了1km，以
当钢轨发生位移时，夹板与钢轨接触面之间将产生 摩阻力F， F将阻止钢轨的位移。
F
Nf
R cos
f
2
P
sin
cos
f
14
一枚螺栓对应有四个接触面，其上所产生的摩阻力
之和S为：
S
4
F
2P
sin
cos
f
因为接头一端有三枚螺栓，因此接头阻力PH为：
6 f cos
PH 3 S sin P
钢的摩擦系数一般为0.25，而f =tanφ，则有φ＝ arctan0.25；又有α＝arctani。
相应值代入得到：70、50kg/m钢轨：S＝1.03P； 60、43kg/m钢轨：S＝0.90P。
15
由以上分析表明：一枚螺栓的拉力接近它所产生的接 头阻力。接头阻力的表达式，可写成： PH=n·P
16
列车通过钢轨接头时产生的振动，会使扭力矩下降， 接头阻力值降低。据国内外资料，可降低到静力测定值 的40％～50％。所以，定期检查扭力矩，重新拧紧螺 帽，保证接头阻力值在长期运营过程中保持不变，是一 项十分重要的措施。修理规则规定无缝线路钢轨接头必 须采用10.9级螺栓，扭矩应保持在700～900N·m。表 8—1所示为计算时采用的接头阻力值。
接头阻力与螺栓材质、直径、拧紧程度和夹板孔数有 关。在其他条件均相同的情况下，螺栓的拧紧程度就是 保持接头阻力的关键。扭力矩T与螺栓拉力P的关系可用 经验公式表示：T = K ·D ·P
式中T ——拧紧螺帽时的扭力矩(N·m)； K——扭矩系数，K＝0.18～0.24； P——螺栓拉力(kN)； D——螺栓直径(mm) 。
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2．扣件阻力
中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向位移的 阻力，称扣件阻力。为了防止钢轨爬行，要求扣件阻 力必须大于道床纵向阻力。
扣件阻力是由钢轨与轨枕垫板面之间的摩阻力和扣 压件与轨底扣着面之间的 摩阻力所组成。摩阻力的 大小、取决于扣件扣压力 和摩擦系数的大小。一组 扣件的阻力F为： F=2(μ1+μ2)P 。
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3．无缝线路的基本特点及分类
(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，从而消除了车轮对钢轨接头的冲击，使得列车 运行平稳，旅客舒适，延长了线路设备和机车车辆的 使用寿命，减少了线路养护维修工作量，并能适应高 速行车的要求，是轨道现代化的发展方向。
(2）分类
1) 无缝线路根据处理钢轨内部温度应力方式的不同， 可分为温度应力式和放散温度应力式两种类型。
为了安全，我P国H接头阻n 力 S仅考虑钢轨与夹板间的
摩阻力。
11
12
接头阻力： PH=n·S
摩阻力的大小主要取决于螺栓
夹板受力图
拧紧后的张拉力和钢轨与夹板之 间的摩擦系数f。接头螺栓拧紧 后产生的拉力在夹板的上、下接 触面上将产生分力。图中T为水 平分力；N为法向分力，它垂直 于夹板的接触面；R为N与T的合
18
据铁道科学研究院试验，如果混凝土轨枕下采用橡 胶垫板，不论是扣板式扣件还是弹条式扣件，其摩擦 系数为：μ1+μ2=0.8。
扣压力P的大小与螺栓所 受拉力的大小有关。以扣板
4
后逐步扩大。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，然后运至铺设地 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。90年代开始 又开始了对跨区间无缝线路的研究和试铺工作， 至今无缝线路已铺设约35336.1km。
力，它与的夹角等于摩擦角φ，
R
P
P
其中T = P/2，则有：
2cos 2sin( )
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R P
P
2cos 2sin( )
式中 P——一枚螺栓拧紧后的拉力(kN)； α——夹板接触面的倾角，tanα＝i； i为轨底顶
面接触面斜率，50、75kg/m钢轨： i ＝1/4；43、 60kg/m钢轨： i ＝1/3。
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温度应力式无缝线路是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。
放散温度应力式无缝线路，又分为自动放散式和 定期放散式两种，适用于年轨温差较大的地区。
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采用伸缩接头 的放散温度应 力式无缝线路
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2)无缝线路根据钢轨铺设长度划分为：
普通无缝线路 全区间无缝线路 跨区间无缝线路
第八章 无缝线路
本章重点
• 1．无缝线路概述 • 2．无缝线路纵向受力分析
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第一节
1．基本概念
概述
无缝线路也叫长钢轨 线路。就是把若干根标 准长度的钢轨经焊接成 为1000～2000m而铺设 的铁路线路。
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。
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2．无缝线路发展历程