无缝线路整体内容

第一章无缝线路概述

第一节无缝线路的基本概念

一、无缝线路的定义

钢轨连续焊接的轨道结构。

二、无缝线路与普通线路的区别

普通线路有接头轨缝，随温度升降钢轨能伸缩，钢轨内积存的温度力较小。无缝线路则不同，钢轨很长，仅能在长轨两端有些伸缩，中间区段不能热胀冷缩，当温度上升，而钢轨不能自由伸长时，将承受很大的温度压力；当温度下降，而钢轨不能缩短时，将承受很大的温度拉力。所以无缝线路的钢轨比普通线路的钢轨要承受更大的温度力。

三、无缝线路的优点

与普通线路比较，无缝线路在相当长的一段线路上消灭了钢轨接头，因而具有行车平稳、旅客舒适、节省接头材料、降低维修费用（线路养护维修工作量能节省60-70%）、延长线路设备和机车车辆使用寿命等优点，可以适应高速行车的要求，是铁路轨道的发展方向。

四、无缝线路的分类

1、按铺设长度分类：

普通无缝线路：长度1-2km，有缓冲区、伸缩区、固定区三部分组成。

全区间无缝线路：铺在线路上的长钢轨长度贯穿整个区间，两端与咽喉道岔的缓冲轨焊联的无缝线路。

跨区间无缝线路（也称超长无缝线路）：铺在线路上的长钢轨长度贯穿全区段的各个区间，与站区无缝道岔焊联成一体的无缝线路。

第二节无缝线路基本原理

一、温度力

无缝线路的类型分为温度应力式和放散温度应力式两种。在我国铁路上所铺设的无缝线路，除特大桥梁的个别梁跨外，一般均为温度应力式无缝线路。

温度应力式无缝线路，由固定区、伸缩区和缓冲区三部分构成。固定区(每段无缝线路的中间部分)不因轨温变化而伸缩；伸缩区(长轨条两端部分)允许有一定量的伸缩；缓冲区(两段长轨条之间的标准

轨部分)钢轨的伸缩量也比普通线路小。由于固定区钢轨不能伸缩，在轨温不断变化的条件下，长轨条内部经常积蓄一定的温度力。特别是最高轨温和最低轨温时，固定区内的长轨条将积蓄巨大的温度力。在一股钢轨上承受的温度力为：

tF E P t ∆=α

式中t P ——温度力(N)；

E ——钢轨钢的弹性模量，E=2.1×107N/2

cm ； α——钢轨钢的线膨胀系数，α=0.0000118；

△t ——轨温升(降)度数(℃)；

F ——钢轨断面积(2

cm )。

将E 、△t 两值代入上式，则 t P =247.8△t F

例如，60 kg/m 钢轨，F=77.452

cm ，轨温每升降l ℃产生的温度力为： t P =247.8×1×77.45=19192 N

如△t =45℃时，则

t P ==19192×45=863640 N

即60kg/m 长钢轨铺设后，轨温升(降)达45℃时，一股钢轨上承受相当于860 kN 的巨大温度力，在两股钢轨(整个轨道框架)上温度力高达l720 kN 。由此可见，长轨条要承受巨大的温度力，这是无缝线路设计、施工及养护维修工作中必须考虑的一个特殊问题。

从上式可以得到以下结论：温度力大小与轨温变化度数和钢轨断面积成正比，而与钢轨的长度无关。两端固定的钢轨，当轨温变化1℃时，承受的温度力见下表

无缝线路固定区的长度，一般认为愈长愈好。但由于道岔、绝缘接头及其他设备条件和运输、铺设等施工条件的限制，又不能太长，其实际长度应根据具体情况设计确定。为控制固定区钢轨不伸缩，保持其应有状态，便于日常检查维修，固定区不宜过短，最短不得短于两节钢轨的长度，即最短不得短于50m。随着技术的进步，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。

在无缝线路伸缩区，当轨温升高时，由于接头阻力的作用，在钢轨内产生温度力，其大小与轨温升高值成正比。当轨温继续升高，接头阻力将被克服，此时，钢轨温度力等于接头阻力。之后，轨温继续升高时，道床纵向阻力开始起作用，钢轨内继续增加温度力。随着道床纵向阻力被克服，此后，轨温再升高，钢轨温度力将不再继续增加，此时，钢轨的伸长将由受阻状态转为自由伸长。反之，在轨温下降时，钢轨缩短的道理和过程，也是一样的。在伸缩区端部的伸缩量最大，

温度力最小(等于接头阻力)；愈接近固定区其伸缩量愈小，温度力愈大(最大值等于固定区温度力)。温度力图如下图所示：

伸缩区的长度l 根据轨温升降的最大值、钢轨接头阻力和道床纵向阻力等参数，按下式计算：

D

H D H p P t F p P P l -∆=-=max max 8.247 式中m ax P ——最大温度力(N)；

m ax t ∆——从锁定轨温算起，轨温的最大相对变化值(℃)； F ——钢轨断面积(2

cm )； H P ——钢轨接头阻力(N)；

D p ——道床纵向阻力(N/cm)。

例如，P60kg/m 钢轨混凝土枕无缝线路，F=77.452cm ，N P H 460000=,cm N p D /91=，最高轨温为60℃，最低轨温为-30℃，锁定轨温为20℃±5℃，计算伸缩区长度l 。

()m cm l 45.65654591

4600003052045.778.247==-++⨯⨯= 为留有一定余量，将计算出的长度适当加长一些，一般采用一节钢轨长度25 m 的倍数，本例可采用75 m 。

缓冲区的轨缝尺寸与标准轨长度和伸缩区长度有关，应经过计算确定。其钢轨接头的6根不低于l0.9级高强度螺栓，应按规定扭矩

拧紧，以保证缓冲区轨缝符合设计要求。在铺设长轨条或应力放散时，缓冲区的预留轨缝与普通线路一样，应能保持夏季轨缝不顶严，冬季轨缝不大于构造轨缝。

缓冲区标准轨之间的预留轨缝，可按《修规》第3.4.6条规定的公式计算。

g z t t L ααα21)(00+-=

长轨条与标准轨之间的预留轨缝，可根据实际锁定轨温按下列公式计算：

()()D H EFp 2P P 2t 2

1-=αα或 ()()EF

L p EF L

D H 82P P 2

t 43--=αα或 2

4

2310αααααα--++=g 式中21,αα——长轨条一端的伸长量或缩短量(cm)；

43,αα——标准轨一端的伸长量或缩短量(cm)；

t P ——最高或者最低轨温时的温度压力或拉力(N)；

L ——标准轨长度(m)；

0α——长轨条与标准轨之间的预留轨缝值(cm)；

F ，H P ，D p ，E ——同前。

例如，60kg/m 钢轨混凝土枕无缝线路，

m ax T =58℃, m in T =-28℃，F=77.452cm ,L =2500cm ，H P =460000N, D p =91N/cm ，在20℃时铺

设长轨条或放散应力。