无缝线路的稳定性

2.影响无缝线路稳定性的因素
讨论与交流
• 同一高度以不同的速度水平抛 出的两个质量不同的石子，落 地的时间是否相同？抛出的水 平距离是否相同？
例题
• 飞机在高出地面490m的高度以 80m/s的速度水平飞行。为使飞机 投下的物资落在指定地点，飞机应 该再与指定地点水平距离多远的地 方进行投放（不计空气阻力）？
无缝线路的胀 轨跑道现象
无缝线路作为一种工程结构，其最大特点是在夏季高温季节在钢 轨中存在有巨大的温度压力，而这一温度是引起无缝线路胀轨跑 道的主要原因。 无缝线路稳定性分析的目的：研究温度压力、轨道原始不平 顺、道床横向阻力以及轨道框架刚度之间的关系。
1.分析无缝线路稳定性的目的
胀轨跑道
持稳阶段 （AB段）
失稳（胀轨跑道）过程
持稳阶段（AB段）
钢轨温度压力增大，但轨 道不变形。
胀轨阶段（BK段）
随轨温增加，钢轨温度压 力随之增加，轨道出现微 小变形，压力与位移呈现 的非线性关系。
跑道阶段（K点之后）
当钢轨温度压力达到临界 值后，在外部干扰或轨温 继续升高时，轨道将会发 生突然臌曲。
无缝线路结构稳定分析
0
H——轨枕埋入道床深度； Φ——道砟内摩擦角，一般取35°~50°。
§.道床横向阻力影响因素
在道床肩部堆高道砟，加大了道砟滑动体的 重量，增加了道床横向阻力，道床肩部的堆 高形式（如下图）中的堆高形式可增加道床 横向阻力分别为29%、34%和40%。
道床肩部堆高示意图
§.道床横向阻力影响因素
c、轨枕：枕底压花、宽轨枕、框架 轨枕、双块式轨枕
2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
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2.影响无缝线路稳定性的因素
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2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
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2.影响无缝线路稳定性的因素
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1.分析无缝线路稳定性的目的
我国1977年提出的“统一无缝线路稳定性计算公式”中，假定 钢轨的初始变形波长和轨道臌曲变形后的波长相等。考虑到P力是 临界温度力，不能作为无缝线路温度力的控制值。用若P‘作为温 度力控制值，虽能保证线路稳定性，但允许温升很小。实际做法是 把温度压力控制在C点的P，相应的轨道变形矢度为2mm，既能保证 线路不产生过大的变形累积，又不至于过分限制温度压力，从而使 我国大部分地区可铺设无缝线路;然后再将P值除以安全系数K得到P, 即作为允许温度压力。 中国铁道科学研究院卢耀荣研究员经过多年研究，提出了钢轨 的初始变形波长和轨道臌曲变形后的波长不相等的无缝线路稳定性 计算公式，认为[P]值得确定应以限制轨道积累变形为基本条件， 并考虑无缝线路纵向力分布不均匀、实际锁定轨温的变化对安全因 素的影响，取变形矢度f=20mm时的温度力作为允许温度力[P]。
无缝线路的稳定性
主讲人：邹海浪 组员：桂昊 肖志华 涂阳阳 指导老师：张鹏飞
目录
01 稳定性概念 02 影响无缝线路稳定性的因素
03 无缝线路稳定性的不等波长计算公式
稳定性安全储备量分析
04
1.稳定性概念
失稳（胀轨跑道）
无缝线路在夏季高温季节， 由于钢轨内部存在巨大压力 ，引起轨道的横向变形，在 外来因素（列车动力或人为 因素）干扰下，轨道弯曲变 形突然增大的现象。
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30°
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你知道吗？
3．一物体以10m/s的初速度水平抛出，落地 时速度与水平方向成45°，求： （1）落地速度 （2）开始抛出时距地面的高度 （3）水平射程（g=10m/s²)
你知道吗？
• 4．滑雪运动员以20m/s的水平速度从一山 坡飞出，问经过多长时间又落到斜坡上。 已知斜坡与水平面成45°角，取g=10m/s²。
你知道吗？
1．飞机以200m/s的速度水平飞行，某时刻让A球 从飞机上落下，相隔1s钟后又让B球落下，不计 空气阻力，关于A球和B球在空中的位置的关系， 正确的说法是： （ ） A. A球在Ｂ球的后下方 Ｂ. A球在Ｂ球的前下方 Ｃ. A球在Ｂ球的正下方 D. 无法确定
你知道吗？
2.如图，以9.8m/s的水平初速度抛出的物 体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为 θ=30°的斜面上，则物体的飞行时间为多 少？
Pt—钢轨压力
胀轨阶段 （BK段）
跑道阶段 （K点后）
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AB-CK表示无缝线路处于平衡状态，K点为临界平衡状态，过K点后为不稳定状 态。 胀轨跑道总是从轨道的薄弱地段（即有原始弯曲不平顺）开始，在持稳阶段，随着轨温的升高，
温度压力随之增加，但轨道不增大横向弯曲变形，B点的温度力Pka称为第一临界温度力。胀轨阶 段，随着轨温的进一步升高，温度压力也进一步增加，轨道出现微小的横向弯曲变形，目视不甚 明显。跑道阶段，当温度压力达到临界值Pk时，这时轨温稍有升高或轨道稍受外部干扰时，轨道 就会突然发生横向臌曲，使积蓄于轨道中的能量突然释放，道砟抛出，轨枕裂损，钢轨发生较大 变形，此为跑道阶段，此时轨道稳定性完全丧失，其变形矢度可达30~50cm。跑道导致轨道严重 破坏，甚至颠覆列车，造成严重后果。
▲判别准则
能量法和静力平衡法
▲能量法
弹性理论的能量变分原理
▲势能驻值原理
结构物处于平衡状态的充要 条件是在虚位移过程中，总 势能取驻值
二. 影响无缝线路稳定性因素
1、保持稳定的因素
道床横向阻力 轨道框架刚度
2、丧失稳定的因素
钢轨温度压力 轨道初始弯曲
1、保持稳定的因素
道床抵抗轨道框架横移的阻力
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45°
探究与学习
• 一架飞机在高出水面2km 高度,以20m/s的 速度水平飞行。如果飞机要轰炸的舰艇不 是静止的，舰艇是以10m/s的速度与飞机同 向运动，这时要想击中目标，飞机应该在 何时何处投弹？
本次课程结束，谢谢参与！
——你理解了吗？
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枕端抗推力30% 枕侧摩擦力20%~30% 枕底摩擦力50%
§.道床横向阻力
表示方法
Q—单根轨枕的横向阻力 q—道床单位横向阻力
q q0 By Cy
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§.道床横向阻力影响因素
a、道碴：饱满程度、材质 粒径尺寸 b、道床肩部：堆高、加宽
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2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
2.影响无缝线路稳定性的因素
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1.分析无缝线路稳定性的目的
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