轨道工程-第八章 无缝线路

一、无缝线路基本知识介绍
3.无缝线路发展概况
随着轨道结构的加强、实践经验的丰富以及轨 道结构理论研究的深入，各国铁路都在逐步扩大无 缝线路铺设的范围，并积极地发展跨区间无缝线路。
我国铁路规定：今后新建线路，条件许可时均 要设计铺设无缝线路或跨区间无缝线路。
二、无缝线路基本原理
一 、钢轨温度力、伸缩位移与轨温变化的关系
今轨道结构的最佳选择，它以无可非议的优越性得到各国铁路的承认。
几十年来，世界各国竞相发展。我国铁路无缝线路近年来在技术上有很
大进步，在数量上有较快增长。
国外
中国
1915年，欧洲在有轨 电车轨道上开始使用焊接 长钢轨，焊接轨条长度约 为100～200m。20世纪30年 代，世界各国开始在铁路 上进行铺设试验。到了50 、60年代，由于焊接技术 的发展，无缝线路得到推 广应用和迅速发展。
我国于1957年开始在京沪两地各铺 设1 km无缝线路，次年才进行大规模的 试铺。1961年底我国共铺设无缝线路约 150 km，60～70年代对在线路特殊地段 铺设无缝线路进行了理论和试验研究， 并取得了成功，为在线路上连续铺设无 缝线路创造了条件。至2007年，我国铁 路正线无缝线路长度已达5.2万公里，占 正线总长的比重达到58％。
✓ 对于不同类型的钢轨，同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同。
✓ 无缝线路钢轨伸长量与轨温变化幅度⊿t 、轨长l有关，与钢轨断面积 无关。
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。
t 2 .1 15 0 1.8 1 1 6• 0 t 2 .4 t( 8 M )Pa (2-3)
一根钢轨所受的温度力Pt为：
P tt•F 2 .4 t8 •F (N )
(2-4)
F—钢轨断面积，mm2。
➢ 上述公式即为无缝线路温度应力和温度力计算的基本公式。可知：
✓ 在两端固定的钢轨中所产生的温度力仅与轨温变化幅度有关，而与钢 轨本身长度无关。因此理论上钢轨可焊接任意长，且对轨内温度力没 有影响。控制温度力大小的关键是如何控制轨温变化幅度⊿t 。
（3）按CWR在我国的发展历程分： ①普通无缝线路：L＝1000~2000m ②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
（4）按CWR铺设位置、设计要求分： ①路基无缝线路； ②桥上无缝线路； ③岔区无缝线路
（5）按长钢轨接头的联结型式分：
①焊接无缝线路; ②冻结无缝线路
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
自动放散：尖轨节 伸器 缩（ 调桥上） 定期放散：一年散 两应 次力 放（寒冷
（2）按长轨条长度、是否跨越车站分： ①普通无缝线路（温度应力式-有缓冲区） ②跨区间无缝线路（超长无缝线路）
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，温源自文库应力σt为：
t E•t E llE••t
(2-2)
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。
将E、α值代入式（2-2），则温度应力σt为：
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 有约束作用，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。
一根长度为l可自由伸缩的钢轨，当轨温变化⊿t℃时，其伸
缩量为
l•l• t
(2-1)
式中：α— 钢轨的线膨胀系数，取0.0118mm/m/ ℃ =11.8×10-6/ ℃；
计，通过总重500Mt以后的钢轨（P65型）抽换数，降低了3倍。我国统 计，无缝线路钢轨使用寿命延长1.25倍。世界各国在高速与快速客运线 路上均铺设无缝线路。
（4）无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，它以无可非议的优越性得到 各国铁路的承认。几十年来，世界各国竞相发展。我国铁路无缝线路 近年来在技术上有很大进步，在数量上有快速增长。
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： 长轨条 ①温度应力式无缝线路 ②放散应力式无缝线路
标准长度钢轨 长轨条
温度应力式无缝线路
缓冲区
(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；
第八章 无缝线路
内容提要
一、无缝线路基本知识介绍 二、无缝线路基本原理 三、无缝线路稳定性计算 四、路基上的无缝线路轨道设计
五、桥上无缝线路
一、无缝线路基本知识介绍
1.铺设无缝线路的意义
（1）（定义）无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又
称焊接长钢轨线无路缝。线(C路on与tinu有ou缝s W线el路ded相Ra比il ：(CWR)/ Jointless Track） （2动）态无响缝应线（（消路12除在）），长可可相钢应减延轨地内长少线消钢养路灭护轨病了维使害钢减修用轨少接劳寿。头力命，和；列材车料通过；时高频冲击荷载的 （3线）路美的国钢统（（轨计34(，5））0无型可铺缝)更减设线换路少C周W钢列期轨R车由的寿原运命附来营延加的长耗4费0约能0用4M0；t少%延；。长日到本了铁50路0M现t，。采原用苏无联缝统
(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℃。
一、无缝线路基本知识介绍
3.无缝线路发展概况
铺设无缝线路能收到节约材料、劳力、能耗等综合技术经济效果，是当