铁路无缝线路设计

第5章无缝线路设计

无缝线路是将标准长度的普通钢轨进行焊接，形成钢轨长度超过一定值的钢轨线路，又叫做焊接长钢轨线路，它是当今世界上轨道结构中的一项新技术，在该项技术上世界各国正在以积极的态度竞相发展。

对于一般的铁路线路来讲，钢轨的接头往往是轨道的薄弱环节，由于轨缝的存在，列车在通过轨道时就会发生冲击和振动，并产生巨大的噪音，不但如此，钢轨受到的冲击力也会提升3 倍以上。接头冲击力不但影响列车行驶的平稳度和旅客的舒适感，还会促使道床破坏、线路状态恶化、缩短钢轨和街头零件的使用寿命、增加额外的维修费用。伴随着现代化铁路的高速化、舒适化和环保化的高要求，在行驶速度、列车轴重和密度不断增长的今天，普通铁路无法适应现代化运输的要求。无缝线路消灭了大量的接头，具备行车平稳、旅客舒适、车辆和轨道维护费用减低、轨道与道床使用寿命延长等众多优点，是今后铁路发展的方向和未来。

5.1 无缝线路基本规定

1. 根据《铁路无缝线路设计规范》(TB 10015-2012) ，新建、改建铁路正线应采用钢轨，钢轨长度可以是25m、50m和100m，在线路中优先采用100m 长定尺钢轨。

2. 无缝线路在设计时，应根据当地轨温资料，计算无缝线路的允许温升、允许温降，并考虑一定的修正量计算确定锁定轨温。在一定范围内，无缝线路设计锁定轨温应一致。

3. 道岔、钢轨伸缩调节器及胶接绝缘接头钢轨宜与相连轨道同类型、同材质。在小半径曲线( )以及大坡道地段宜采用全长淬火钢轨或高强钢轨。

4. 有砟无缝线路铺设的曲线半径不宜小于500m；在小于500m半径地段铺设无缝线路时，应采取适当的措施增大道床横向阻力。

5. 在连续长大坡道、制动坡段和行驶重载列车坡段上的无缝线路，必要时应采取轨道加强措施，连续长大坡道不宜设置钢轨伸缩调节器和有缝钢轨接头。

6. 最大轨温变化幅度超过100℃的严寒地区铺设无缝线路时应单独设计，加强轨道结构强度，还可以采取大调高量扣件。

7. 无缝线路设计应根据线路、运营、气候条件及轨道类型因素进行，经过稳定性等

检算确定设计锁定轨温。

8. 铺设无缝线路的桥梁应根据无缝线路纵向力，对桥梁及轨道结构进行检算。

9. 桥上无缝线路设计宜减少钢轨伸缩调节器的设置。

10. 标准长度钢轨应采用工厂化焊接，工厂化焊接长轨条长度不宜小于500m，焊接宜采用闪光焊接。

5.2 无缝线路设计要求

5.2.1 线路等级

铁路线路是供机车车辆组成的列车运行的，是轨道和路基、桥涵、隧道等建筑物等设备的统称。在我国，新建和改建的铁路根据其在铁路网中的作用、性质和远期客货运量的不同分成不同等级。铁路的等级不同，铁道线路及其工程结构物都有不同的要求。

根据设计要求，该线年通总重，由《线规》可知轨道正线类型为

重型。

5.2.2 锁定轨温

无缝线路锁定轨温应根据当地最高铺设无缝线路的允许温升、允许温降计算确定，并且考虑一定的修正量。

设计锁定轨温范围为±5℃，相邻单元轨节之间的锁定轨温只差不应大于5℃，同区间轨温只差不大于10℃,160km/h 以上铁路不应大于3℃。

5.2.3 无缝线路结构组成

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。

1、伸缩区长度根据计算确定。

2、固定区为长轨减去两端伸缩区的长度，每段长轨的长度应根据线路情况和施工条件决定，原则上应与自动闭塞区段的长度一致。如受条件限制，固定区也不应短于

50m。

3、缓冲区一般由2 到4 节标准轨或厂制缩短轨组成，有绝缘接头时为4 节。

5.2.4 缓冲区和伸缩区的设置

缓冲区应设在下列地点：

1、两段长轨之间；

2、道岔与长轨之间；

3、自动闭塞和轨道电路地段的绝缘接头，一般应不止在缓冲区的中间；

4、其他必要的地点。

5.2.5 无缝线路铺设地段和位置

无缝线路的铺设地段和位置，应符合下列条件：

1、轨下基础稳定，线路没有翻浆冒泥、下沉挤出大于15mm的冻害。

2、半径为800m以及以下的曲线地段，应尽量采用全长淬火轨或耐磨轨。

3、桥梁有浅基、孔径不足、偏心超限、载重等级不足或支座、墩台等严重病害和下承板梁上，铺设无缝线路须严格进行检查。

4、桥上铺设无缝线路，除符合下列条件者外，均应检查钢轨、墩台的受力状态、轨道防爬能力及钢轨低温断缝值等。

5、在隧道长度为1000m及以上时，铺设无缝线路宜将隧道内单独铺设一段长轨，伸缩区设于隧道洞口内方，缓冲区尽量设置在隧道洞口外。隧道长度小于1000m，可不单独铺设。

5.2.6 缓冲区钢轨接头

缓冲区钢轨接头，应采用10.9 级高强度接头螺栓及平垫圈，接头螺栓扭矩应达到900N·m。

缓冲区轨缝尺寸，应根据计算确定。

5.3 设计参数计算

5.3.1 设计资料及条件

1、无缝线路铺设地点：拉萨地区

2、无缝线路铺设钢轨类型：U71Mn60 轨

3、无缝线路铺设的轨枕类型：S-III 型

4、无缝线路轨枕间距：1760 根/km

5、道床类型：面碴厚为250mm ，垫层厚为200mm

6、钢轨接头螺栓扭矩值：900N·m

7、设计区最小半径：R=500m

8、. 计算钢轨位移及弯矩时，道床刚度：60000N/mm，检验钢轨刚度30000N/mm。

9、设计最高行车速度120Km/h

10、设计轨温：最高温度49.4℃，最低气温-16.5℃

5.3.2 计算k 值

本设计采用S-Ⅲ型钢筋混凝土枕，每千米轨枕数为1760/Km，根据设计要求，钢轨支座刚度D 值在检算钢轨为，当在检算轨枕时D

轨枕间距为

钢轨基础弹性模量为：

刚比系数为

5-1)式中——新轨水平轴的惯性矩，其中对于60Kg/m 轨为由公式（5-1 ）可得刚比系数为：