轨道结构理论与轨道力学(无缝线路)
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此后，京广、陇海、秦沈等线路大规模铺设。
一、跨区间无缝线路的结构与优点
１.取消了缓冲区，固定区可无限延长 轨条穿越桥隧，跨过车站，完全消除了钢轨接头和由 短轨组成的缓冲区，固定区可无限延长。
2.采用重型轨道结构 为保证快速重载线路的正常运营，跨区间无缝线
路须采用重型轨道结构，以提高无缝线路的强度和稳 定性。
1900 100 定点弯曲疲劳试验 50-
2×106
330
75 980
10
2200 100 定点弯曲疲劳试验 50-
2×106
430
潮湿 1000
无螺栓 检验
2×106
（2）与其他国家的比较
国 钢轨 绝 别 类型 缘
电 阻 (M Ω)
中 60kg 10 /m
美 132R 10 E
日 50N ， 10 60K
100g 20g 9g 1g 2g
缩醛胶。聚乙烯缩醛的简称。 配方：E-44环氧树脂 聚乙烯醇缩甲醛 聚乙烯醇缩丁醛 双氰双胺
聚砜胶。 配方：E-51环氧树脂
聚砜 二甲基甲酰胺 双氰双胺
100g 35g 35g 10g
100g 20g 25g 11g
3.增强玻璃纤维布与绝缘层厚度 环氧胶粘剂中采用玻璃纤维布增强，可使树脂体 的弹性模量提高到20~30Gpa，与金属弹性模量相近。 在通常情况下，胶接强度随着胶层厚度的减少而 提高。但是胶层愈薄，钢轨同夹板绝缘可靠性愈差。 钢轨侧面胶层厚度宜为1.5~2mm。 钢轨端部胶层厚度宜采用4~6mm。
在轨腹两侧粘贴夹板，接头仍有螺栓联结，是胶接夹 板、胶接绝缘层和螺栓的复合连接。
2.胶接剂
环氧树脂＋室温或加热固化剂
橡胶类。含有羧基的丁腈橡胶与环氧胶反应后，橡胶 分子链嵌入胶的结构中，得到较高的胶接强度、抗冲 击、抗开裂性能。
E-51环氧树脂 端羧基液体丁腈橡胶 双氰双胺 咪唑 气相法二氧化硅
4.绝缘接头技术性能
（1）我国绝缘接头技术条件
轨 1m 支 绝
轴向
疲劳试验
型
距无螺 栓静载 三点弯
(kN)
缘 电 阻
(MΩ)
承压 最大 压力
(kN)
支点 距离 (cm)
试验方法
荷载 (kN)
试验 次数 (次)
50 550
10
1700 100 定点弯曲疲劳试验 50~
2×106
240
60 760
10
以环氧树脂为主要胶接材料的需加热胶接的绝缘接头 以聚合树脂为主要胶接材料的常温胶接绝缘接头
1.胶接绝缘接头结构
（1）绝缘垫层 接头钢轨的端部与侧面要加垫具有足够强度的绝缘垫 层。 （2）粘接夹板 保留联结螺栓，用胶粘剂把钢轨与夹板胶接在一起。 采用特制的大接触面积的夹板。 （3）胶粘剂与胶接层 胶接层是由胶粘剂和多层玻璃纤维布层积而成。常温 固化胶剂的基料是聚合树脂，加热固化胶粘剂的基料 为环氧树脂。
轨道结构理论与轨道力学
无缝线路
第一节 跨区间无缝线路
两种结构型式：第一种为跨越车站与无缝道岔焊联， 即常说的跨区间无缝线路。第二种为跨越闭塞分区而 不跨越车站的，又称为区间无缝线路。
与普通无缝线路的基本原理一致，设计、施工、养护 理论和方法相同，但有一些新的特点。
1980年代，国外跨区间无缝线路开始大量应用。
俄 P65 10 罗 斯
轴向 承压 最大 压力 (kN) 1900
3000
2300
2500
劳试验
试验方法
荷载 (kN)
定点弯曲疲劳 试验
滚动荷载动程 81cm
除垂直方向施加 荷载外，另加轴 向荷载±300kN
重复荷载频率： 5Hz ， 试 验 后 再 加 大 于 200kN 的 轴向压力
特大桥、不能焊连的岔区等特殊地段，需设置钢轨伸 缩调节器。
6.跨区间无缝线路的优点
（1）提高轨道结构整体性和强度 取消或减少了缓冲区，最大限度地消除了钢轨接头， 推动无缝道岔技术的开发应用，从而全面提高了轨道 的整体结构整体性和强度。
（2）优化行车条件 大量消除了钢轨接头，尤其是道岔无缝化，进一步提 高了列车运行质量。
跨区间无缝线路轨道采用60、75kg/m重轨。
3.采用胶接绝缘接头 为使长轨条跨越闭塞分区，须把绝缘接头胶接起
来，连成一个整体，消除轨缝。
4.采用无缝道岔 长轨条穿越车站时应与无缝道岔焊联，无缝道岔 须满足：
（1）在承受无缝线路温度力和附加力下正常工作。 （2）主要轨件，如尖轨、辙叉、胶接接头等，使用 寿命应达到或接近同类型钢轨的使用寿命。
50~ 330 200
±20 0
100~ 300
试验 次数 (次)
2×106
2×106
2×106
2×106
（3）扣件应全部采用弹性扣件。 （4）利用既有道岔与跨区间无缝线路焊联时，必须 对道岔结构进行改造、加强。
5.长轨节两端结构 跨区间无缝线路可长达几十甚至几百公里，其两端终 结处有三种轨端结构。 （1）锚固式 若站端为尽头线，可把长钢轨两端用钢筋混凝土锚固 在站台内。 （2）缓冲区式 由短轨组成缓冲区，与普通无缝线路相同。放在列车 需要停车或慢行的大站站内。 （3）伸缩调节器 伸缩调节器作为长轨条间的联结部件。
我国1960年代就曾在广深、胶济线试铺长度8km的无 缝线路。
1980~1981年在京山线试铺长度为7.68km和7.64km的 无缝线路，但焊接接头折断数量多，胶接绝缘接头短 期失效。
1993－1994年在京广、京山、大秦线上试铺了4段20 余km的无缝线路，并于1995年10月将高速、重载线 路要优先发展跨区间无缝线路作为技术政策。
（3）改善无缝线路受力及工作性能 轨条间可以直接传递纵向力和位移，伸缩区和
缓冲区的缺点自然消失。（１）温度力峰消失；（２） 轨道稳定性加强；（３）轨道防爬能力加强；（４） 锁定轨温容易保持。
（4）减少养护维修材料和劳力消耗 取消或减少了缓冲区，缓冲区轨料配件伤损和养
护维修投入显著减少。
二、胶接钢轨绝缘接头
欧洲铁路规定除小半径曲线或桥隧建筑物，轨条不得 不断开外，一般区间都焊联成一体，高速铁路上大量 无缝线路贯穿区间，最长无缝线路50km，德国与无 缝线路直接焊联的无缝道岔11万组。
日本青函隧道内铺设了长53.78km的无缝线路。
跨区间无缝线路大多铺设在客运专线上，俄罗斯在货 运为主的铁路上也铺有跨区间无缝线路。
一、跨区间无缝线路的结构与优点
１.取消了缓冲区，固定区可无限延长 轨条穿越桥隧，跨过车站，完全消除了钢轨接头和由 短轨组成的缓冲区，固定区可无限延长。
2.采用重型轨道结构 为保证快速重载线路的正常运营，跨区间无缝线
路须采用重型轨道结构，以提高无缝线路的强度和稳 定性。
1900 100 定点弯曲疲劳试验 50-
2×106
330
75 980
10
2200 100 定点弯曲疲劳试验 50-
2×106
430
潮湿 1000
无螺栓 检验
2×106
（2）与其他国家的比较
国 钢轨 绝 别 类型 缘
电 阻 (M Ω)
中 60kg 10 /m
美 132R 10 E
日 50N ， 10 60K
100g 20g 9g 1g 2g
缩醛胶。聚乙烯缩醛的简称。 配方：E-44环氧树脂 聚乙烯醇缩甲醛 聚乙烯醇缩丁醛 双氰双胺
聚砜胶。 配方：E-51环氧树脂
聚砜 二甲基甲酰胺 双氰双胺
100g 35g 35g 10g
100g 20g 25g 11g
3.增强玻璃纤维布与绝缘层厚度 环氧胶粘剂中采用玻璃纤维布增强，可使树脂体 的弹性模量提高到20~30Gpa，与金属弹性模量相近。 在通常情况下，胶接强度随着胶层厚度的减少而 提高。但是胶层愈薄，钢轨同夹板绝缘可靠性愈差。 钢轨侧面胶层厚度宜为1.5~2mm。 钢轨端部胶层厚度宜采用4~6mm。
在轨腹两侧粘贴夹板，接头仍有螺栓联结，是胶接夹 板、胶接绝缘层和螺栓的复合连接。
2.胶接剂
环氧树脂＋室温或加热固化剂
橡胶类。含有羧基的丁腈橡胶与环氧胶反应后，橡胶 分子链嵌入胶的结构中，得到较高的胶接强度、抗冲 击、抗开裂性能。
E-51环氧树脂 端羧基液体丁腈橡胶 双氰双胺 咪唑 气相法二氧化硅
4.绝缘接头技术性能
（1）我国绝缘接头技术条件
轨 1m 支 绝
轴向
疲劳试验
型
距无螺 栓静载 三点弯
(kN)
缘 电 阻
(MΩ)
承压 最大 压力
(kN)
支点 距离 (cm)
试验方法
荷载 (kN)
试验 次数 (次)
50 550
10
1700 100 定点弯曲疲劳试验 50~
2×106
240
60 760
10
以环氧树脂为主要胶接材料的需加热胶接的绝缘接头 以聚合树脂为主要胶接材料的常温胶接绝缘接头
1.胶接绝缘接头结构
（1）绝缘垫层 接头钢轨的端部与侧面要加垫具有足够强度的绝缘垫 层。 （2）粘接夹板 保留联结螺栓，用胶粘剂把钢轨与夹板胶接在一起。 采用特制的大接触面积的夹板。 （3）胶粘剂与胶接层 胶接层是由胶粘剂和多层玻璃纤维布层积而成。常温 固化胶剂的基料是聚合树脂，加热固化胶粘剂的基料 为环氧树脂。
轨道结构理论与轨道力学
无缝线路
第一节 跨区间无缝线路
两种结构型式：第一种为跨越车站与无缝道岔焊联， 即常说的跨区间无缝线路。第二种为跨越闭塞分区而 不跨越车站的，又称为区间无缝线路。
与普通无缝线路的基本原理一致，设计、施工、养护 理论和方法相同，但有一些新的特点。
1980年代，国外跨区间无缝线路开始大量应用。
俄 P65 10 罗 斯
轴向 承压 最大 压力 (kN) 1900
3000
2300
2500
劳试验
试验方法
荷载 (kN)
定点弯曲疲劳 试验
滚动荷载动程 81cm
除垂直方向施加 荷载外，另加轴 向荷载±300kN
重复荷载频率： 5Hz ， 试 验 后 再 加 大 于 200kN 的 轴向压力
特大桥、不能焊连的岔区等特殊地段，需设置钢轨伸 缩调节器。
6.跨区间无缝线路的优点
（1）提高轨道结构整体性和强度 取消或减少了缓冲区，最大限度地消除了钢轨接头， 推动无缝道岔技术的开发应用，从而全面提高了轨道 的整体结构整体性和强度。
（2）优化行车条件 大量消除了钢轨接头，尤其是道岔无缝化，进一步提 高了列车运行质量。
跨区间无缝线路轨道采用60、75kg/m重轨。
3.采用胶接绝缘接头 为使长轨条跨越闭塞分区，须把绝缘接头胶接起
来，连成一个整体，消除轨缝。
4.采用无缝道岔 长轨条穿越车站时应与无缝道岔焊联，无缝道岔 须满足：
（1）在承受无缝线路温度力和附加力下正常工作。 （2）主要轨件，如尖轨、辙叉、胶接接头等，使用 寿命应达到或接近同类型钢轨的使用寿命。
50~ 330 200
±20 0
100~ 300
试验 次数 (次)
2×106
2×106
2×106
2×106
（3）扣件应全部采用弹性扣件。 （4）利用既有道岔与跨区间无缝线路焊联时，必须 对道岔结构进行改造、加强。
5.长轨节两端结构 跨区间无缝线路可长达几十甚至几百公里，其两端终 结处有三种轨端结构。 （1）锚固式 若站端为尽头线，可把长钢轨两端用钢筋混凝土锚固 在站台内。 （2）缓冲区式 由短轨组成缓冲区，与普通无缝线路相同。放在列车 需要停车或慢行的大站站内。 （3）伸缩调节器 伸缩调节器作为长轨条间的联结部件。
我国1960年代就曾在广深、胶济线试铺长度8km的无 缝线路。
1980~1981年在京山线试铺长度为7.68km和7.64km的 无缝线路，但焊接接头折断数量多，胶接绝缘接头短 期失效。
1993－1994年在京广、京山、大秦线上试铺了4段20 余km的无缝线路，并于1995年10月将高速、重载线 路要优先发展跨区间无缝线路作为技术政策。
（3）改善无缝线路受力及工作性能 轨条间可以直接传递纵向力和位移，伸缩区和
缓冲区的缺点自然消失。（１）温度力峰消失；（２） 轨道稳定性加强；（３）轨道防爬能力加强；（４） 锁定轨温容易保持。
（4）减少养护维修材料和劳力消耗 取消或减少了缓冲区，缓冲区轨料配件伤损和养
护维修投入显著减少。
二、胶接钢轨绝缘接头
欧洲铁路规定除小半径曲线或桥隧建筑物，轨条不得 不断开外，一般区间都焊联成一体，高速铁路上大量 无缝线路贯穿区间，最长无缝线路50km，德国与无 缝线路直接焊联的无缝道岔11万组。
日本青函隧道内铺设了长53.78km的无缝线路。
跨区间无缝线路大多铺设在客运专线上，俄罗斯在货 运为主的铁路上也铺有跨区间无缝线路。