《铁道线路》 概述及无缝线路基本原理
轨道工程-第八章-无缝线路
一、无缝线路基本知识介绍
2.无缝线路的类型
（1）按处理温度应力的方式分： ①温度应力式无缝线路 ②放散应力式无缝线路
长轨条 标准长度钢轨 长轨条 缓冲区
温度应力式无缝线路
(1)结构形式：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； (2)受力状况：无缝线路铺设锁定后，在钢轨内部产生很大 的温度力，其值随轨温变化而异； (3)特点：结构简单，铺设维修方便，应用广泛； (4)铺设范围：对于直线轨道，铺设50kg／m和60kg/m轨，每 公里配量1840根混凝土枕时，铺设温度应力式无缝线路允许 轨温差分别为100℃和108℃。
二、无缝线路基本原理
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 态轨温。设计确定的锁定轨温称为设计锁定轨温；铺设无缝线路中，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；无缝线路运行 过程中处于温度力为零状态的轨温称为实际锁定轨温。施工锁定轨温应 在设计锁定轨温允许变化范围之内。常说的锁定轨温发生变化是指实际 锁定轨温发生变化；而设计和施工锁定轨温，一旦设计和施工完成记入 技术档案，作为日后线路养护维修的依据，不允许随意改变。锁定轨温 是决定钢轨温度力水平的基准，因此根据强度、稳定条件确定锁定轨温 是无缝线路设计的主要内容。
接头阻力的特点： （1）其本质是摩擦力，只有存在相对运动或相对运动趋势时，才产生； （2）钢轨首先要克服接头阻力，然后才能伸长或缩短； （3）钢轨从伸长转入缩短或从缩短转入伸长状态要克服两倍接头阻力。
二、无缝线路基本原理
（二）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。
高速铁路无缝线路技术—无缝线路基本知识
温度应力式无缝线路
无缝线路上的焊接长钢轨被充分锁定，在温度变化的情况下，
其两端长度各不足100 m的范围内少有伸缩外，中间部分不
能伸缩，因而在钢轨内夏季产生温度压力，冬季产生温度拉
力。
放散应力式
自动放散：尖轨伸缩调节器（桥上） 定期放散：一年两次放散应力（寒冷地区）
适用于年轨温差较大的地区，或温度力较大的特殊地段。
伸缩调节器
（图片来源于网络）
1.4 无缝线路的类型
普通无缝线路
பைடு நூலகம்
缓冲区2~4根
长轨条2~3 km
缓冲区2~4根
1.4 无缝线路的类型
（2）按长轨条长度分： ①普通无缝线路(温度应力式): L＝2 000~3 000 m ②全区间无缝线路:L≤区间长度 ③跨区间无缝线路:L＞区间长度并焊连无缝道岔
（3）按长轨条铺设位置分： ①路基无缝线路； ②桥上无缝线路； ③岔区无缝线路
跨区间无缝线路是在完善了长大桥上无缝线路、高强度胶结绝缘接头、无缝道岔等多项技术 以后，把闭塞区间的绝缘接头以及几个区间（包括道岔、桥梁、隧道等）都焊接（或胶结、冻结） 在一起，取消了缓冲区的无缝线路。
我国无缝线路发展从上世纪50年代开始，经历了五个阶段： 无缝线路技术储备阶段（1950~1970）：焊接、长轨运输、设计理论 突破四大铺设禁区阶段（1970~1990） ：长大桥、大坡度、小半径、寒冷地区 跨区间无缝线路试铺阶段（1990~2000） ：无缝道岔、胶结绝缘接头 新线一次铺设跨区间无缝线路阶段（2000~2005）：秦沈客运专线 全面推广跨区间无缝线路阶段（2005~）：高速及新建铁路、长定尺钢轨
无缝线路是二十世纪轨道结构进步的标志，是与高速重载相适应的轨道结构，是轨道技 术的发展方向。
简述无缝线路的基本原理
简述无缝线路的基本原理
无缝线路是一种特殊的铁路线路，其基本原理是通过将两个钢轨端部压制成互相嵌合的形状来形成一条连续、无缝的轨道。
这种构造方式相比传统的钢轨连接方式，具有更高的强度和更好的稳定性，适用于高速、重载和长距离的铁路运输。
无缝线路的制造过程主要包括以下几个步骤：
1.母材制备：首先需要制备出符合相关标准的钢材，选择具有足够韧性和强度的钢材作为母材。
2.轧制加工：将母材通过冷、热轧等多道次的加工，加工成符合要求的形状和尺寸。
3.筛选：对加工好的母材进行筛选，排除存在缺陷的母材。
4.预弯制：将加工好的钢材进行预弯制，使其符合后续加工的要求。
5.端部加工：将钢轨两端进行加工，使其能够互相嵌合。
6.热处理：将加工好的钢轨进行热处理，提高其强度和韧性。
无缝线路相比传统的钢轨连接方式，具有以下优点：
1.强度更高：无缝线路的连接方式使得钢轨形成了一体化结构，强度更高，能够承受更重的车辆荷载。
2.运行更稳定：由于无缝线路的连接方式更稳定，所以能够降低噪声和振动，提高列车运行的稳定性和舒适性。
3.维护成本更低：无缝线路的结构更简单，维护成本相对传统的钢轨连接方式更低。
综上所述，无缝线路是一种具有高强度、高稳定性和低维护成本的铁路线路，已经成为现代铁路运输的主流标准。
《铁道线路》 特殊、跨区间及养护维修
第四章 无缝线路
一、小半径曲线上的无缝线路 根据《铁路线路设计规范》(以下简称《线 规》)规定：无缝线路的曲线半径不得小于600m。 因为在无缝线路曲线上除产生轴向温度力外，还 在线路单位长度上产生径向分力。
由此可见，曲线 半径R越小,产生的径 向分力P越大，造成 影响轨道稳定的威胁 亦越大。
第四章 无缝线路
二、长大坡道上的无缝线路 长大坡道上的无缝线路，由于列车制动产生 制动力，造成轨道爬行，引起钢轨伸缩，改变了 锁定轨温，从而影响轨道的强度及稳定。
第四章 无缝线路
三、桥上无缝线路 优点：在桥上铺设无缝线路，可以减小列车 动力作用，改善桥梁运营条件，减少轨道维修工
作量，有利于延长轨道部件和桥梁的使用寿命。
第四章 无缝线路
四、隧道无缝线路 优点：减少养护维修工作量，对于改善工人 作业条件，减轻工人劳动强度都有益处。
第四章 无缝线路
第六节 跨区间无缝线路
一、长钢轨焊接
二、长钢轨铺设
三、上碴铺道
四、单元轨焊接 五、设置位移观察桩 六、线路锁定
第四章 无缝线路
优点:
跨区间无缝线路的长轨条贯穿整个区段，并
与车站的无缝道岔焊接，消除了传统无缝线路的
短轨缓冲区和区间无缝线路的道岔外短轨缓冲区。
将区间线路、道岔及车站正线全部焊接或胶接， 实现了轨线的连续和真正意义上的“无缝”化， 允分发挥了无缝线路的优越性。
第四章 无缝线路
第七节 无缝线路的养护维修及故障处理 为保持无缝线路有足够的强度、稳定，防止 胀轨跑道和钢轨折断，确保列车安全运行，其养 护维修工作除必须遵守有关的特殊规定外，还要 根据线路状态、季节特点、实际锁定轨温等，合 理安排作业内容。
《铁道线路》 无缝线路的铺设
第四章 无缝线路
气压焊可分为塑性焊和熔化焊。 塑性焊是将被焊接的钢轨轨端加热到塑性状 态，在顶锻力的作用下使两钢轨轨端被焊接成一 体，然后去除焊接面因顶锻而形成的凸出部分， 进行正火处理后即完成焊接。具有设备简单、操 作容易、质量优良等优点。第 Nhomakorabea章 无缝线路
熔化焊是将被焊接的钢轨轨端加热到熔化状 态，再施加压力，将熔化的金属及杂质挤出，两 钢轨即被焊接成一个整体。
第四章 无缝线路
流水作业： 1、配轨；2、打磨除锈；3、焊接；4、推平； 5、打磨焊缝；6、整细矫正；7、超声波探伤；8、 堆码
第四章 无缝线路
（二）气压焊 气压焊的基本原理是利用气压焊机，采用气 体燃料燃烧时产生的热能将对需要焊的两根钢轨 轨端加热到塑性状态或熔化状态时，再施以一定 的顶锻压力，把两根钢轨轨端焊接成为一体。焊 接热源多采用氧——乙炔火焰。
第四章 无缝线路
长钢轨的焊接方式有两种：一种方式是选择 适当厂址建立固定的焊轨厂，在工厂将钢轨焊接 成一定长度的长钢轨，然后用长轨专用列车运送 至工地，再按设计焊成长轨条，铺成无缝线路； 另一种方式是用移动焊轨列车在施工现场焊接长 钢轨，就地焊接就地铺设。
第四章 无缝线路
我国目前采用焊接方式有铝热焊、接触焊与 气压焊。 （一）接触焊 钢轨接触焊已在我国广泛使用。焊接的基本 原理是根据电流的热效应。利用电流通过某一电 阻时所产的热量熔接焊件，再经顶锻以达焊接目 的。
第四章 无缝线路
（三）铝热焊
铝热焊的基本原理是采用金属铝、氧化铁、 铁合金和铁钉屑，按一定比例配制成铝热焊剂， 置于特制的坩埚中，用高温火柴引燃焊剂，产生 强烈的化学反应，得到高温的钢水和熔渣，待反 应平静后，将高温的钢水注人安装在接缝上的经 过预热的砂型内，将砂型中对接好的钢轨端部溶 化，冷却后去除砂型，并及时对焊好的接头整形， 两节钢轨即焊接成一个整体。
无缝线路基础知识
[ 例 1-2] 某无缝线路长轨条长 1000m 时 的轨温是 45℃，在轨温变化到 12℃时，松 开接头扣件、中间扣件和防爬器，钢轨应 缩短多少毫米?
[ 解 ] 据题意，我们认为此时的长轨条处于 自由缩短状态。则长轨条缩短量 Δι=αιΔt =0.0118×1000×(45-12) =11.8×33≈389(mm) 这个缩短量是十分惊人的，它将使无 缝线路完全丧失行车条件。
轨 钢筋混凝土枕
4.7 5.2 5.8 6.3 6.0 7.5 8.1 8.8 9.5 10.2 10.9 11.7 12.4 13.3 14.1 14.9 15.8 16.7 17.7 18.6
12.5米标准轨 木枕
1.4 1.4 1.5 1.6 1.7 1.7 1.8 1.9 2.0 2.0 2.1 2.2 2.3 2.3 2.4 2.5 2.6 2.6 2.7 2.8
4.6
5.1 5.5 6.0 6.6 7.1 7.7 8.2 8.9
1.4
1.5 1.6 1.7 1.7 1.8 1.9 2.0 2.0
1.4
1.5 1.6 1.6 1.7 1.8 1.9 1.9 2.0
2.7
2.9 3.0 3.2 3.3 3.5 3.6 3.8 3.9
2.6
2.7 2.9 3.0 3.1 3.3 3.5 3.6 3.8
据测算，经锁定的钢轨，当轨温升降 1℃时，每平方厘米钢轨断面上产生的压应 力或拉应力是 247.8N(N ，牛顿，力的单位， 1kg=9.8N≈10N) 。由此得出温度应力的计 算公式是： σt=247.8Δt(σt=250Δt) 式中 σt—温度应力(N)；
1．钢轨的自由伸缩量
《铁路轨道无缝线路》课件
无缝线路的关键技术
总结词
无缝线路的关键技术包括钢轨焊接、轨道锁定、温度 调节等多个方面。
详细描述
钢轨焊接是无缝线路建设中的核心技术，包括接触焊 、气压焊、铝热焊等多种方式。这些焊接技术能够将 钢轨精确地连接在一起，形成连续的轨道。为了确保 无缝线路的稳定性和安全性，还需要采用先进的锁定 技术，确保轨道在各种气候条件下的稳定。此外，由 于温度变化会对无缝线路产生影响，因此还需要采用 温度调节技术，以保持轨道的平直度和稳定性。
《铁路轨道无缝线路》ppt课 件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 无缝线路的原理与技术 • 无缝线路的应用场景 • 无缝线路的维护与保养 • 无缝线路的发展趋势与展望
01
引言
无缝线路的定义
无缝线路
指将若干根标准长度的钢轨焊接成一根长轨，并在一定路段铺设 的轨道线路。
优势
消除或减少钢轨接头，提高列车行驶的平稳性和舒适度，延长轨 道使用寿命，减少维修工作量。
03
无缝线路的应用场景
高速铁路的无缝线路
01
总结词
无缝线路在高速铁路中应用广泛，能够提高列车运行平稳性和安全性。
02 03
详细描述
高速铁路对轨道平顺性和稳定性要求极高，无缝线路能够消除传统有缝 线路接头处的冲击和振动，提高列车运行平稳性，减少对车辆和线路的 损伤，延长使用寿命。
案例
京沪高铁、京广高铁等国内高速铁路均采用了无缝线路，保证了列车的 高速安全运行。
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料的出现为铁路轨道无缝线路提供了更多的选择 。例如，高强度钢材、耐磨耐腐蚀材料等，这些材料能够提高轨道的承载能力 和耐久性，减少维修和更换的频率，降低运营成本。
第三章无缝线路
第三章无缝线路第三章无缝线路第一节概述一、铺设无缝线路的意义普通线路是由标准长度的钢轨（长度为12.5m或25m）利用接头联接零件联接而成的，线路上存在着大量的钢轨接头。
钢轨接头是铁路线路的薄弱环节，接头的存在不仅加剧列车通过时对线路产生的冲击和振动，促使道床板结、溜坍，混凝土轨枕破裂损坏，使接头处线路产生较严重的病害，而且还会加剧线路的爬行，降低钢轨和机车车辆的使用寿命，影响行车的速度和平稳性，并产生振动和噪音，使旅客感觉不舒适。
另外，大量的接头需消耗大量的接头零部件，为整治接头病害还将大大增加线路的养护维修工作量和养护维修费用。
随着轴重、运量和行车速度的不断增长，普通线路的上述缺点更为突出。
实践统计表明，列车对钢轨接头的冲击力比对非接头区的冲击力大3倍以上。
在普通线路上，接头的养护维修费用约占全部养护维修费用的35％～50％，钢轨由于轨端损坏而需更换的数量也较因其他部位损坏而需更换的数量多2～3倍。
显然，从根本上消除钢轨接头，对列车运行、旅客的舒适条件和线路的养护维修等方面均极为有利，无缝线路也因此而迅速发展起来。
所谓无缝线路，就是把标准长度的钢轨一根一根地焊接成具有相当长度的长钢轨（我国铁路规定不短于200m）用以代替标准钢轨而铺设的线路。
与普通线路相比，无缝线路在很大程度上消灭了钢轨接头，减少了列车对轨道的动力冲击和振动作用，因而具有行车平稳、噪音低、减少材料消耗、降低养护维修费用、延长维修周期、延长线路设备和机车车辆的使用寿命、减少行车阻力等优点，能适应高速行车的需要，有利于发展高速、重载铁路。
无缝铁路作为一种先进的轨道结构形式，是铁路轨道结构发展的方向之一。
早在二十世纪二十年代，国外就已经开始铺设无缝线路。
我国从1957年开始试铺无缝线路，随着铺设技术的日趋完善，特别是全区间和跨区间无缝线路铺设技术的不断成熟，近几年来，无缝线路的铺设进程明显加快，到目前为止，我国铁路已铺设无缝线路约3万多公里，占正线延展长度的40％以上，并将继续得到大力发展。
无缝线路培训材料
稳定性分析包括对钢轨、扣件、道床 和周围土壤的相互作用进行详细研究。
03 无缝线路的施工技术
施工前的准备工作
现场勘查
对施工场地进行实地考察，了解现场环境、地形地貌、交通状况 等因素，为后续施工提供基础数据。
制定施工方案
根据现场勘查结果，制定详细的施工方案，包括施工组织、进度安 排、安全保障等措施。
秋季维护
对无缝线路进行全面检 查，修复秋季降温过程 中可能出现的轨道几何
尺寸变化。
冬季维护
加强低温环境下的监测， 确保钢轨不被冻结，保
障列车安全运行。
05 无缝线路的安全管理
安全操作规程
操作前检查
在操作无缝线路之前，必 须对设备进行全面检查， 确保设备处于良好状态且 无安全隐患。
操作规范
严格按照操作规程进行无 缝线路的操作，不得违规 操作或擅自更改操作步骤。
02 无缝线路的原理
钢轨的伸缩与温度应力
钢轨在温度变化时会发生伸缩，如果钢轨被固定，无法自由伸缩，就会产生温度应 力。
温度应力的大小取决于钢轨的长度、温度变化幅度以及钢轨的热膨胀系数。
温度应力的积累可能导致钢轨断裂或轨道几何尺寸变化，影响列车的安全运行。
无缝线路的设计原理
无缝线路是通过将标准长度的钢 轨焊接成连续轨道来消除轨缝， 从而减少列车运行时的冲击和振
动。
无缝线路的设计需要考虑钢轨的 强度、稳定性、耐久性和维护要
求。
无缝线路通常采用长轨排铺设， 并使用扣件和轨枕将钢轨固定在 道床上，以保持轨道的稳定性和
平顺性。
无缝线路的稳定性分析
无缝线路的稳定性是其安全运行的关 键因素之一。
稳定性分析需要考虑多种因素，如温 度变化、列车载荷、土壤湿度和地质 条件等。
无缝线路教学ppt
自动放散：尖轨伸缩调 节器（桥上） 散应力（寒冷地区） 定期放散：一年两次放
②温度应力式无缝线路
一、无缝线路基本知识
温度应力式无缝线路
(1)结构形式：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； (2)受力状况：无缝线路铺设锁定后，在钢轨内部产生很 大的温度力，其值随轨温变化而异；
锁定轨温的确定
锁定轨温的高低，直接决定无缝线路承受温度力的大小，因而直接决 定无缝线路的稳定性。一个地区只有一个最高轨温和一个最低轨温。 如果锁定轨温定得过高，夏天无缝线路承受的温度压力倒是不大，但 是到了冬天最低轨温时，无缝线路将承受较大的温度拉力而影响其稳定性。 如果锁定轨温定得过低，冬天最低轨温时无缝线路承受的温度拉力倒 是不大，但是到了夏天最高轨温时，无缝线路将承受较大的温度压力，同 样影响其稳定性。
二、无缝线路基本原理
③锁定轨温和钢轨长度是相关统一的。设计无缝线路时，锁定轨温定 下来了，钢轨长度也就随之定下来了。无缝线路铺好锁定之后，要想保持 锁定轨温不变，就必须保持钢轨长度不变。如果钢轨伸长了，就意味着锁 定轨温升高了；钢轨缩短了，则意味着锁定轨温降低了。一旦锁定轨温偏 离了设计范围，就会给无缝线路的受力状况带来不良影响。
（二）线路纵向阻力
接头阻力 纵向阻力 扣件阻力 道床纵向阻力
线路阻力
横向阻力
道床横向阻力 轨道框架水平刚度
竖向阻力
道床竖向阻力 轨道框架垂直刚度
二、无缝线路基本原理
（二）线路纵向阻力
轨温变化时，影响钢轨两端自由伸缩的原因是来自线路纵向阻力的抵 抗，它包括接头阻力、扣件阻力及道床纵向阻力。
Байду номын сангаас
无缝线路
无缝线路管理技术一、基础理论1．发展简述无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，各个单位的无缝线路铺设长度近年来迅速增长，从无到有、从少到多、积极发展全区间、跨区间无缝线路，从无缝线路数量上和质量上取得了快速发展。
在发展高速铁路、客运专线、重载技术的今天，强化轨道结构、铺设跨区间无缝线路是技术发展方向。
无缝线路的快速发展给我们提出了很多新课题，要我们去研究、去探索，在实践不断总结经验，提高技术管理水平。
无缝线路是相对短轨线路提出来的，优点也是和短轨线路比较，短轨接头容易产生病害的几方面原因夹板刚度仅为钢轨刚度的30%左右，50kg/m钢轨夹板刚度为钢轨刚度的27.6%、60kg/m钢轨夹板刚度为钢轨刚度的32.6%，车轮通过时产生折角（4.5*10-3。
）。
短轨接头在车轮接近轨缝的瞬间产生台阶，铁科院测试一般线路上的台阶高差为0.02cm。
短轨接头的不连续、折角以及台阶造成的动力响应非常强烈，接头轨枕的上下振动加速度低频为10g，高频则超过200g,附加动力接头处比轨节内高28%，造成的病害有低接头、鞍形磨耗、钢轨破损（碎裂、掉块、螺孔裂纹、甚至折断）、夹板裂纹、折断、道床溜坍、板结、翻浆冒泥。
2．无缝线路定义我们铺设的无缝线路有三种形式，普通无缝线路、区间无缝线路、跨区间无缝线路。
大家知道无缝线路最短是多少？资料上说无缝线路钢轨焊接长度至少300m,我们应该从设计上去理解，固定区最短长度是50m，单元轨节的长度多长合适呢？好像没有规定，我想应该从铺设、作业的手段和能力方面去考虑，比如说一个施工封闭点采用铺轨小车铺设，封闭时间长、铺设能力也有，轨条就自然铺设的长，但是轨温不合适需要放散，我想目前各单位的能力若想将2km的单元放散达到应力一致尚有难度，所以说这也是一个课题，近些年来个单位也提出了一些先进的作业方法和研制了一些先进的作业机具，比方说局部放散、振动放散、应力测试仪、振动放散机等等，局部放散在路局的管理细则中有这方面的内容，初始位移的概念、观测桩的复标方法，在铺设超长无缝线路过程中各单位针对自己的实际后出现了很多新成果。
铁道概论--铁路线路(2)
高速铁路的轨道结构
由目前世界上高速铁路的运营情况可知，高速铁路轨道结构主 要有两种类型：有碴轨道和无碴轨道。从实践经验看，两种轨道都 可以运行时速300 km的高速列车。当行车速度大于300 km／h时， 采用无碴轨道可以较好地保持轨道的平顺性，有利于高速行车；虽 然目前无碴轨道结构在改善轨道弹性方面作了大量的工作，但在 300 km／h以下的行车速度时，旅客行车感觉仍然是有碴轨道略好 于无碴轨道。 1．有碴轨道 有碴轨道是铁路传统的轨道结构，它具有弹性好、造价低、更 换与维修养护方便、噪声较小等优点。缺点是随着速度的提高，有 碴轨道不均匀下沉越来越严重，轨道平顺性差，轨，道破损加剧， 从而使维修工作量显著增加，维修周期明显缩短。高速铁路有碴轨 道在结构上与普通线路有碴道没有本质区别，只是在部件性能与维 修标准上要求更高、更严。我国高速铁路有碴轨道结构可采用铺设 跨区间无缝线路、高弹性扣件及垫层、I级碎石道碴、Ⅲ号混凝土轨 枕、60 kg／m钢轨、符合车速要求的大号码道岔和可动心轨辙叉。
线路作业的机械化
线路作业是一项既费时费工，又极为繁重的体力劳动，它需要占用大量的人力、物力和财力。线路 结构大范围地实现了重型化、快速化，这对铁道线路的维修手段提出了更高的要求。为了改变人工作业 的落后面貌，提高维修质量和作业效率，节约劳动力和维修费用，世界各国都在努力研制各种养路机具。 为了加快发展步伐，在工务段普遍设立了机械化工队和养路工区，配备了以单项、小型为主的养路 机械，如小型液压捣固机、锯轨机、钢轨钻孔机等，在一定程度上减轻了劳动强度，提高了作业效率。 20世纪80年代中期以后，开始引进少量国外先进的大型养路机械试用，在取得一定使用经验和效果 后，引进国外先进的大型养路机械技术，在消化吸收的基础上实现了自行生产，比如08—32型、09—32 型自动抄平起道拨道捣固车，RM80清筛机，动力稳定车，配碴整形车，钢轨探伤车，钢轨打磨车，道 岔捣固车等产品，并装备了19个大型养路机械化线路段，基本形成了综合生产能力。 目前养路机械已由小型到大型、由低级到高级、由单机到联合机械，逐步发展到采用先进技术设备 的大型、高效、多功 能的机械。例如，08—32型自动抄平起道拨道捣固车，每小时可以捣固线路1 000～1 300 m；RM80清筛机每小时可清筛道碴650m’；线路大修列车能够完成拆卸旧轨排直到铺设新 轨排的全部作业，每小时作业进度为200 m以上等。实践证明，通过大型养路机械的技术引进和取得的 突破性进展，为提速扩能，保证繁忙干线和快速线路的运输安全，实现养路机械的现代化，做出了巨大 的成绩。 根据铁道部《铁路科技发展“十五”计划和2015年长期规划纲要》中明确指出到“十五”末期，繁 忙干线养护维修实现大型养路机械化。机械化维修机具比较笨重，综合作业时占用线路的时间较久，往 往需要封锁线路。《铁路主要技术政策》明确规定繁忙干线应在列车运行图上安排工务、电务、供电等 设备综合维修“天窗”。“天窗”时间：采用中、小型养路机械的区段90一120rain；采用大型养路机械 的区段150～180rain。双线区段的设备维修“天窗”应按上、下行设置，施工时可组织反向行车。 目前，各国都在着重研究如何进一步强化线路结构的型式，以减少线路的维修作业量。床
无缝线路课件
第一节无缝线路的基本概念无缝线路：是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路。
无缝线路轨条长度不应短于200m，特殊地段不应短于150m。
长钢轨：焊轨工厂将焊接钢轨按工厂承轨台的可容长度，焊成长250～500m的长轨，这种厂焊钢轨叫做长钢轨。
长轨条：将工厂焊好的长钢轨运抵铺轨工地，在工地用小型气压焊机按设计长度把它焊接起来，这种在工地焊联起来的钢轨叫做长轨条。
单元轨条：一个封锁点内铺设的长轨条叫单元轨条。
无缝线路的优点：因减少了接头，所以减少了接头扣件的费用，降低了维修的工作量，提高了设备的使用寿命，增加了旅客的舒适感。
第二节无缝线路的分类一、按钢轨受力情况可分为温度应力式无缝线路和放散应力式无缝线路。
(一)温度应力式无缝线路：一般由固定区、伸缩区和缓冲区三部分构成。
1、结构形式：在长轨之间用几根普通标准长度的钢轨连接，以便于调节轨缝，这一区段叫缓冲区；长轨本身仅在两端约数十米长度范围内容许伸缩，容许伸缩的段落叫伸缩区；长轨中间不能伸缩的部分叫固定区。
固定区长度不得短于50m。
伸缩区长度一般为50～100m。
——|———|—————|———|—————|———|——缓冲区伸缩区固定区伸缩区缓冲区2、缓冲区和伸缩区的设臵条件：缓冲区和伸缩区不应设臵在道口或不作单独设计的桥上。
有碴桥跨度不大于16m时，伸缩区可设臵在桥上，但轨条接头必须在护轨范围以外。
3、缓冲区的作用：⑴保护绝缘接头；⑵便于调节长轨伸缩；⑶便于放散应力；⑷使长轨的伸缩不直接影响道岔。
(二)放散应力式无缝线路：1、分类：自动放散和定期放散2、缺点：由于每年放散应力工作量太大，这种形式的无缝线路有被淘汰的趋势。
二、按结构可分为全区间无缝线路和跨区间无缝线路。
(一)全区间无缝线路：两相邻车站咽喉道岔之间的无缝线路，取消了缓冲区，其长轨条贯穿整个区间，这样的无缝线路叫做全区间无缝线路。
(二)跨区间无缝线路：全区间无缝线路上的长轨条与车站内的道岔和线路全部焊联成一体，道岔焊成无缝道岔。
无缝线路
二、无缝线路基本原理
式中：E—钢的弹性模量，E＝2.1×105MPa；
εt—钢的温度应变。
接头阻力的特点： （1）其本质是摩擦力，只有存在相对运动或相对运动趋势时，才产生； （2）钢轨首先要克服接头阻力，然后才能伸长或缩短； （3）钢轨从伸长转入缩短或从缩短转入伸长状态要克服两倍接头阻力。
二、无缝线路基本原理
（二）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。
l— 钢轨长度，mm； ⊿t— 轨温变化幅度，℃。
如果钢轨两端完全被固定，不能随轨温变化而自由伸缩，则将在钢轨 内部产生温度应力。根据虎克定律，温度应力σ t为： l (2-2) t E t E E t l
二、无缝线路基本原理
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 态轨温。设计确定的锁定轨温称为设计锁定轨温；铺设无缝线路中，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；无缝线路运行 过程中处于温度力为零状态的轨温称为实际锁定轨温。施工锁定轨温应 在设计锁定轨温允许变化范围之内。常说的锁定轨温发生变化是指实际 锁定轨温发生变化；而设计和施工锁定轨温，一旦设计和施工完成记入 技术档案，作为日后线路养护维修的依据，不允许随意改变。锁定轨温 是决定钢轨温度力水平的基准，因此根据强度、稳定条件确定锁定轨温 是无缝线路设计的主要内容。
第十讲无缝线路
任娟娟 博士、副教授 Ren，juanjuan
Ph.D. Associate professor School of Civil engineering, Southwest Jiaotong University
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1
第六章 无缝线路
本讲主要内容
➢概述 ➢无缝线路基本原理 ➢无缝线路纵向温度力分布 ➢无缝线路稳定性分析 ➢无缝线路结构设计 ➢桥上无缝线路 ➢跨区间无缝线路
生温度力，且各截面的温度力并不相等，以斜率r分布
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PH 2.48F
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22
三、无缝线路纵向温度力分布
➢ 4、钢轨基本温度力图*
✓ 轨温单向变化时，温度力沿钢轨纵向分布的规律，称为基本温度力图
钢轨位移
Pt=EAα∆t
扣件或道床纵向 阻力
接头阻力
伸缩区
固定区
H
钢轨位移
接头阻力
伸缩区
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三、无缝线路纵向温度力分布
H
道床阻力方向 钢轨位移方向
轨温再次循环时，变化规律又不同
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三、无缝线路纵向温度力分布
➢ 6、轨端伸缩量*
✓长钢轨端部伸缩量计算 ✓距轨端x处dx段未实现的伸缩量
✓轨端未实现的伸缩量 ✓轨端实现的伸缩量
长 S E △ AB F C r2 E · ls 2F (m 2 P E t arP F H x )2
10.9 级螺栓，扭矩应保持在700～900N·m 10.9级Φ27mm的高强螺栓（扭矩1100N·m 以上）联结的钢轨接头，接头阻力达 900 kN以上，构成准无缝线路 胶接绝缘接头的阻力可达 1500～3000 kN，与焊接接头等强
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18
三、无缝线路纵向温度力分布
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第四章 无缝线路
二、锁定轨温 无缝线路的锁定轨温，是指钢轨在无温度力状 态时的钢轨温度，是我国工务工程界对零应力轨温 的一种习惯叫法。通常是以钢轨两端正常就位时的 钢轨平均温度作为锁定轨温。
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
轨温变化幅度（ △t ），是指计算钢轨温度应 力时的实测轨温与锁定轨温之差，即：
影响行车的平顺和旅客的舒适度，加速钢轨和机
车车辆的磨耗和伤损，降低了使用寿命，并增加
了养护维修费用。
第一节 概述
第一节 概述
第一节 概述
第四章 无缝线路
无缝线路是由多根长钢轨在工地焊接成长轨 条后铺设而成的线路。由焊轨厂焊接而成的较长 的钢轨称为焊接长钢轨，简称长钢轨。首先在焊 轨厂用接触焊或气压焊把未经钻眼与淬火的25m 标准轨焊接成250~500m的长钢轨，然后用专用的 长轨运输列车运至线路铺设地点，再用小型气压 焊焊接成1000~2000m或设计要求长度的长轨条， 最后按轨道结构设计要求铺设到线路上。
钢轨受力情况，无缝线路分为温度应力式和
放散温度应力式。
1、温度应力式 温度应力式无缝线路是按照设计轨温将长钢轨 锁定，使钢轨因温度变化而产生的温度力不致影响 轨道的强度和稳定。温度应力式无缝线路铺设锁定 后，当轨温发生变化时，长轨条两端约100m范围 内的伸缩区有正常的伸缩，其余为固定区，不因轨 温变化而伸缩，因而在钢轨内部产生随温度变化而 变化的温度力，其值随轨温变化而异。 第一节 概述
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
二、温度应力与温度力 钢轨铺设到线路上被锁定后，由于受到接头夹 板和扣件的限制，不能随轨温变化而自由伸缩，在 钢轨内将产生温度应力。 根据虎克定律，钢轨内的温度应力值为:
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
(如南京长江大桥)。
第一节 概述
第四章 无缝线路
定期放散温度应力式无缝线路的结构形式与温 度应力式无缝线路相同，只是在每年春、秋两季适 当轨温条件下把钢轨内部的温度应力释放1~2次， 并更换缓冲区的钢轨。这种形式的无缝线路一般用 于年温差比较大的地区，以确保无缝线路的强度与 稳定要求。
本章主要阐述温度应力式无缝线路的有关内容
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
从以上公式可以得出如下结论: （1）钢轨内部产生的温度应力，仅与轨温变 化幅度△t成正比例关系，而与钢轨的长度无关。 因此，从理论上讲，无缝线路上的长轨条可以焊成 任意长度，而不影响其内部的温度应力。这是铺设 无缝线路尤其是全区间和跨区间无缝线路的理论依 据。
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
(2)降低钢轨内部的温度应力，关键是控制轨 温的变化幅度。
(3)无缝线路轨道除承受机车车辆动荷载外， 还要承受巨大的温度力，这是无缝线路区别于普通 线路的非常重要的特点，也是无缝线路设计、施工 及维修养护工作中必须考虑的一个特殊问题。
第二节 无缝线路的基本原理
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
在阳光下测量轨温时，钢轨断面上各点的温度 是不一致的。例如阳光直射面与背阴面不同，轨底 与轨头不同，钢轨内部与表面不同，而且用测温计 测量轨温时也有误差。因此对轨温变化幅度的实际 测量精度，控制在1℃即可。
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
影响轨温的因素比较复杂，它与气候变化、风 力大小、日照程度、线路走向和测量部位等均有密 切关系。根据多年的观测资料分析，最高轨温比当 地最高气温高10~20℃。最低轨温与当地最低气温 接近，有时偏低1~2℃。一年内最高轨温与最低轨 温出现的次数是有限的。计算时一般取最高轨温比 最高气温高20℃，最低轨温与最低气温相同。我国 各地区的最高、最低轨温见教材表4-2（P83）。
第一节 概述
第四章 无缝线路
一、钢轨内的温度应力与温度力 （一）钢轨自由伸缩量 钢轨断面的平均温度称为轨温，亦称有效轨温。 一根不受任何限制而自由伸缩的钢轨，当轨温 发生变化时，将和其他材料一样，产生热胀冷缩现 象。
第二节 无缝线路的基本原理
第四章 无缝线路
当轨温度变化为△t时，钢轨的伸缩量为
第一节 概述
第四章 无缝线路
与普通线路相比，无缝线路消除了大量的钢 轨接头，在技术和经济上有明显的优越性：
（1）减少材料的消耗； （2）列车在运行过程中消除了对接头的冲 击，减少了线路的病害以及养护维修工作量 （3）降低了维修费用
第一节 概述
第四章 无缝线路
（4）延长了线路设备和机车车辆的使用寿命 （5）减少了机车车辆的运营费用 （6）行车更加平稳，提高了旅客的舒适度 （7）能适应高速、重载列车运营的要求 在高速铁路上铺设无缝线路，其优点格外明显， 故为世界各国广泛应用。无缝线路是铁路轨道的发 展方向。近几年我国已开始大力发展全区间和跨区 间无缝线路，以最大限度地消灭钢轨接头。
第一节 概述
第四章 无缝线路
2、放散温度应力式
放散温度应力式又可分为自动放散和定期放散
两种形式。
自动放散应力式无缝线路是在焊接长钢轨的两
端设置钢轨伸缩调节器，采用特殊的中间扣件使钢
轨可以随温度的变化而自由伸缩，随时释放钢轨内
的温度度力，并尽量消除桥梁伸缩附加力的影响。
这种形式的无缝线路一般用于特殊设计的大桥上
第四章 无缝线路
温度应力式无缝线路的优点是结构简单，不需 要特殊设备，铺设维修方便，在温差不大的地区， 钢轨内部的温度应力也不会太大，结构比较稳定。
在冬夏两季，温度应力式无缝线路的钢轨要承 受较大的温度力。
温度应力式无缝线路是一种较好的结构形式， 得到广泛的应用。世界上大多数国家都采用温度应 力式。我国所铺设的无缝线路也主要采用这种形式。
第四章 无缝线路
无缝线路是高速、重载轨道结构的最优选择， 是轨道结构技术进步的重要标志，它以无可争议 的优越性为各国铁路所承认。
第一节 概述
第四章 无缝线路
普通线路的铁路轨道结构是用标准长度的钢
轨铺设的。这种线路的钢轨接头既是轨道结构不
可缺少的部分，又是轨道结构的薄弱部分。由于
接缝的存在，列车运行通过时会发生冲击和振动，