无缝线路基础知识
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第一章 无缝线路基本知识
作为一种新型轨道结构，无缝线路以 其高速行车、运行平稳和便于养护维修 的显著优越性，正日益取代普通线路。 越来越多的工区，也正在或即将面临怎 样养护维修好无缝线路的新课题。而要 让无缝线路的养护维修达到《铁路线路 维修规则》的标准要求，保证行车安全， 就必须了解无缝线路的基本原理，以将 按章程操作化为自觉的行动，同时有意 识地把普通线路和无缝线路的养护维修 方法区别开来。
ι——钢轨长度(m)；
Δt——轨温变化度数(℃)。
[例1—1] 一根不受任何阻碍的钢轨， 在早晨轨温为19℃时测定的长度是25.004m， 中午轨温升高到49℃，钢轨的长度是多少?
[ 解 ] 中 午 的 轨 温 变 化 度 数 是 49℃19℃=30℃。 则该钢轨的自由伸缩量：
Δι=αιΔt
=0.0118×25.004×30=8.85≈9(mm)
4、基本原理：
利用线路上强大的阻止钢轨移动的阻 力来锁定线路，限制钢轨的自由伸缩。因 而尽管钢轨的温度发生了变化，但并不发 生钢轨长度的自由伸缩，只是钢轨的应力， 随着温度的变化而发生了变化。
5、组成
温度应力式无缝线路由一对焊接长轨 条和两端各2～4对标准轨组成。钢轨用扣 件锁定，长短轨间和短轨间均用夹板连接， 预留轨缝，如图1—1所示(图中l、2分别 为长短轨间和矩轨间轨缝)。
思考与练习题
1．什么叫无缝线路? 2．温度应力式无缝线路有哪些优缺点? 3 ．为什么年温差超过规定值的寒冷地区不 宜铺设温度应力式无缝线路? 4．无缝线路怎样分类?
第二节 温度应力和温度力
一、钢轨的自由伸缩量和限制伸缩量 在上一节中，我们提到了钢轨的自由 伸缩和限制伸缩。现在我们来看看它们的 伸缩量。
此时钢轨的长度为： 25.004m十0.009m=25.013m
[例1-2] 某无缝线路长轨条长1000m时 的轨温是45℃Leabharlann Baidu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。
⑷、延长了线路设备和机车车辆的使用寿命。 缺点
冬夏产生较大的温度应力，不易保持必要 的强度和稳定性。
3、分类：
（1）、按结构划分：温度应力式无缝 线路和放散温度应力式无缝线路。
（2）、按其长钢轨长度划分：跨区 间无缝线路、全区间无缝线路和普通无 缝线路。（又叫区段无缝线路，以下介 绍均为温度应力式普通无缝线路。）
2、优缺点：适用于温差幅度较大地区 （大于90℃），但每年放散应力工作量 太大，问题较多。
自动放散式：1、组成，在长轨条两
端设置钢轨伸缩调节器即伸缩接头， 随时释放钢轨内温度应力。
2、缺点，限制了每一节轨节的长度， 而且线路构造复杂，铺设及养护非常不 便。
3、实用范围，多用于特大桥上。
小结
普通线路的接头会产生很多病害。 无缝线路在相当长的一段距离内消灭了 接头，但不能完全消灭钢轨的热胀冷缩。 为了适应长轨条的限制伸缩，在无缝线 路的两端设置2～4根调节轨并预留轨缝。 这就是温度应力式无缝线路的结构特点 和采用这种结构的原因。
（2）发展概况：1926年，德国 铺设了世界最早的一条无缝线路，当 时长轨条长120m。我国于1957年开始 铺设，现最长一条长轨条达303km，在 我国的沪宁线上。
优点
2、优缺点
⑴、行车平稳，减少了噪音，旅客舒适度提 高； ⑵、节省了接头材料，降低了维修费用； ⑶、减少了行车阻力，提高了行车速度；
2．钢轨的限制伸缩量
无缝线路钢轨在充分锁定状态下的伸 缩叫限制伸缩；而锁定，则指钢轨扣件的 锁固状态。
由于已被强力锁定，自由伸缩量的相 当一部分不能实现，故无缝线路钢轨的限 制伸缩有如下特点：
①只有当轨温变化到相当程度时才会 产生限制伸缩。如60kg／m长轨条，当轨温 变化23℃时，才开始产生0.1mm的限制伸缩； 50kg／m、25m标准轨，如采用钢筋混凝土 枕，当轨温变化28℃时，才开始产生0.1mm 的限制伸缩。
一般情况下，如果无缝线路处于稳定 状态，又按规定预留了轨缝，仅轨缝1就 可满足钢轨伸缩的需要，而且不会出现瞎 缝和超限大轨缝。调节轨之所以要配2～4 对，是为了留有余地和在中间轨缝处设置 绝缘接头。
二、放散温度应力式无缝线路
放散温度应力式无缝线路又分为： 定期放散和自动放散。
定期放散式：1、组成，在结构上同 温度应力式无缝线路。
长轨条用扣件锁定后不能自由伸缩。 轨温升高到一定程度时，限制伸长量传递 至接头1处，由轨缝1调节；轨缝1不够， 传递至轨缝2调节。如锁定不良伸长量太 大，则将一对标准轨适量锯短或换短，以 满足伸长量和预留轨缝的要求。相反，限 制缩短量也可通过轨缝1、2调节。如锁定 不良，缩短量太大，使轨缝超限，可将一 对标准轨换长，以满足缩短量和预留轨缝 的要求。因为两长轨条之间的2～4对标准 轨具有这种不可忽视的功能，所以我们又 把它叫做“调节轨”或“缓冲轨”。
1．钢轨的自由伸缩量
钢轨不受任何阻碍的伸缩叫自由伸缩。 自由伸缩量同钢轨的长度和轨温变化度数 成正比。据测定，1m长的钢轨，当轨温变 化l℃时，其自由伸缩量为0.0118mm。据以 得出钢轨自由伸缩量的计算公式是：
Δι=αιΔt
式中 Δι——钢轨的自由伸缩量(mm)；
α——钢的线膨胀系数，亦即钢轨的单 位自由伸缩量(0.0118mm／m.℃)；
②限制伸缩量比自由伸缩量小得多。 如前述例2，当轨温下降33℃时，长轨 条的自由缩短量为389mm，而限制缩短 量仅有1.9mm。
③限制伸缩量同长轨条的长度无关， 即任何长度的长轨条的限制伸缩量，在轨 温变化相同度数时都是一致的。无缝线路 未充分锁定或道床抵抗轨枕沿线路方向移 动的阻力不够，钢轨的限制伸缩量将会增 大，甚至接近自由伸缩量，这将对无缝线 路产生巨大的破坏性影响。无缝线路长轨 条和标准轨的一端限制伸缩量如表1-1、表 1-2，单位为mm。
作为一种新型轨道结构，无缝线路以 其高速行车、运行平稳和便于养护维修 的显著优越性，正日益取代普通线路。 越来越多的工区，也正在或即将面临怎 样养护维修好无缝线路的新课题。而要 让无缝线路的养护维修达到《铁路线路 维修规则》的标准要求，保证行车安全， 就必须了解无缝线路的基本原理，以将 按章程操作化为自觉的行动，同时有意 识地把普通线路和无缝线路的养护维修 方法区别开来。
ι——钢轨长度(m)；
Δt——轨温变化度数(℃)。
[例1—1] 一根不受任何阻碍的钢轨， 在早晨轨温为19℃时测定的长度是25.004m， 中午轨温升高到49℃，钢轨的长度是多少?
[ 解 ] 中 午 的 轨 温 变 化 度 数 是 49℃19℃=30℃。 则该钢轨的自由伸缩量：
Δι=αιΔt
=0.0118×25.004×30=8.85≈9(mm)
4、基本原理：
利用线路上强大的阻止钢轨移动的阻 力来锁定线路，限制钢轨的自由伸缩。因 而尽管钢轨的温度发生了变化，但并不发 生钢轨长度的自由伸缩，只是钢轨的应力， 随着温度的变化而发生了变化。
5、组成
温度应力式无缝线路由一对焊接长轨 条和两端各2～4对标准轨组成。钢轨用扣 件锁定，长短轨间和短轨间均用夹板连接， 预留轨缝，如图1—1所示(图中l、2分别 为长短轨间和矩轨间轨缝)。
思考与练习题
1．什么叫无缝线路? 2．温度应力式无缝线路有哪些优缺点? 3 ．为什么年温差超过规定值的寒冷地区不 宜铺设温度应力式无缝线路? 4．无缝线路怎样分类?
第二节 温度应力和温度力
一、钢轨的自由伸缩量和限制伸缩量 在上一节中，我们提到了钢轨的自由 伸缩和限制伸缩。现在我们来看看它们的 伸缩量。
此时钢轨的长度为： 25.004m十0.009m=25.013m
[例1-2] 某无缝线路长轨条长1000m时 的轨温是45℃Leabharlann Baidu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。
⑷、延长了线路设备和机车车辆的使用寿命。 缺点
冬夏产生较大的温度应力，不易保持必要 的强度和稳定性。
3、分类：
（1）、按结构划分：温度应力式无缝 线路和放散温度应力式无缝线路。
（2）、按其长钢轨长度划分：跨区 间无缝线路、全区间无缝线路和普通无 缝线路。（又叫区段无缝线路，以下介 绍均为温度应力式普通无缝线路。）
2、优缺点：适用于温差幅度较大地区 （大于90℃），但每年放散应力工作量 太大，问题较多。
自动放散式：1、组成，在长轨条两
端设置钢轨伸缩调节器即伸缩接头， 随时释放钢轨内温度应力。
2、缺点，限制了每一节轨节的长度， 而且线路构造复杂，铺设及养护非常不 便。
3、实用范围，多用于特大桥上。
小结
普通线路的接头会产生很多病害。 无缝线路在相当长的一段距离内消灭了 接头，但不能完全消灭钢轨的热胀冷缩。 为了适应长轨条的限制伸缩，在无缝线 路的两端设置2～4根调节轨并预留轨缝。 这就是温度应力式无缝线路的结构特点 和采用这种结构的原因。
（2）发展概况：1926年，德国 铺设了世界最早的一条无缝线路，当 时长轨条长120m。我国于1957年开始 铺设，现最长一条长轨条达303km，在 我国的沪宁线上。
优点
2、优缺点
⑴、行车平稳，减少了噪音，旅客舒适度提 高； ⑵、节省了接头材料，降低了维修费用； ⑶、减少了行车阻力，提高了行车速度；
2．钢轨的限制伸缩量
无缝线路钢轨在充分锁定状态下的伸 缩叫限制伸缩；而锁定，则指钢轨扣件的 锁固状态。
由于已被强力锁定，自由伸缩量的相 当一部分不能实现，故无缝线路钢轨的限 制伸缩有如下特点：
①只有当轨温变化到相当程度时才会 产生限制伸缩。如60kg／m长轨条，当轨温 变化23℃时，才开始产生0.1mm的限制伸缩； 50kg／m、25m标准轨，如采用钢筋混凝土 枕，当轨温变化28℃时，才开始产生0.1mm 的限制伸缩。
一般情况下，如果无缝线路处于稳定 状态，又按规定预留了轨缝，仅轨缝1就 可满足钢轨伸缩的需要，而且不会出现瞎 缝和超限大轨缝。调节轨之所以要配2～4 对，是为了留有余地和在中间轨缝处设置 绝缘接头。
二、放散温度应力式无缝线路
放散温度应力式无缝线路又分为： 定期放散和自动放散。
定期放散式：1、组成，在结构上同 温度应力式无缝线路。
长轨条用扣件锁定后不能自由伸缩。 轨温升高到一定程度时，限制伸长量传递 至接头1处，由轨缝1调节；轨缝1不够， 传递至轨缝2调节。如锁定不良伸长量太 大，则将一对标准轨适量锯短或换短，以 满足伸长量和预留轨缝的要求。相反，限 制缩短量也可通过轨缝1、2调节。如锁定 不良，缩短量太大，使轨缝超限，可将一 对标准轨换长，以满足缩短量和预留轨缝 的要求。因为两长轨条之间的2～4对标准 轨具有这种不可忽视的功能，所以我们又 把它叫做“调节轨”或“缓冲轨”。
1．钢轨的自由伸缩量
钢轨不受任何阻碍的伸缩叫自由伸缩。 自由伸缩量同钢轨的长度和轨温变化度数 成正比。据测定，1m长的钢轨，当轨温变 化l℃时，其自由伸缩量为0.0118mm。据以 得出钢轨自由伸缩量的计算公式是：
Δι=αιΔt
式中 Δι——钢轨的自由伸缩量(mm)；
α——钢的线膨胀系数，亦即钢轨的单 位自由伸缩量(0.0118mm／m.℃)；
②限制伸缩量比自由伸缩量小得多。 如前述例2，当轨温下降33℃时，长轨 条的自由缩短量为389mm，而限制缩短 量仅有1.9mm。
③限制伸缩量同长轨条的长度无关， 即任何长度的长轨条的限制伸缩量，在轨 温变化相同度数时都是一致的。无缝线路 未充分锁定或道床抵抗轨枕沿线路方向移 动的阻力不够，钢轨的限制伸缩量将会增 大，甚至接近自由伸缩量，这将对无缝线 路产生巨大的破坏性影响。无缝线路长轨 条和标准轨的一端限制伸缩量如表1-1、表 1-2，单位为mm。