低溫鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路施工

1、    低溫鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路施工    田雨恒耿宗占摘 要：針對目前無縫線路的發(fā)展概況和前景，分析現(xiàn)階段低溫鋪設(shè)無縫線路的必要性和可行性，并結(jié)合多年的實踐經(jīng)驗，對鎖定軌溫的確定和施工摸索出了一套合理、可行的作業(yè)方法，基本包括了跨區(qū)間無縫線路設(shè)計的所有重要環(huán)節(jié)，符合設(shè)計規(guī)范的要求，具有一定的參考價值。關(guān)鍵詞：低溫鋪設(shè)；跨區(qū)間；無縫線路；施工技術(shù)中圖分類號：u213.9 文獻標識碼：a 文章編號：2095-6835（2014）16-0065-021 無縫線路的意義近十幾年來，各國鐵路競相發(fā)展無縫線路，使無縫線路技術(shù)取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。無縫線路是

2、當(dāng)今軌道結(jié)構(gòu)的最佳選擇，是高速、重載軌道結(jié)構(gòu)的大變革，是軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)進步的重要標志。多年的實踐證明，無縫線路鋪設(shè)在技術(shù)、經(jīng)濟上有明顯的優(yōu)越性，它不僅降低了材料的消耗，還在列車運行過程中消除了對接頭的沖擊，減少了線路的病害和養(yǎng)護、維修工作量，降低了維修費用和機車車輛的運營費用，提高了線路設(shè)備的可靠性和導(dǎo)電性。特別是在線路的安全性和可靠性方面，無縫線路作用突出，使線路狀態(tài)發(fā)生了變化，列車運行平穩(wěn)，提高了旅客的舒適度。鐵路權(quán)威部門的分析統(tǒng)計表示，從節(jié)約勞力和延長設(shè)備壽命方面來看，無縫線路已成為鐵路軌道的發(fā)展方向，它比有縫線路節(jié)省了30%70%的維修費用。隨著高速和重載鐵路的不斷發(fā)展，軌道設(shè)備也要不斷

3、適應(yīng)時代的要求，從而使無縫線路的經(jīng)濟效益和社會效益更加顯著。2 無縫線路的簡述無縫線路是由多根長鋼軌在工地焊接成長軌條后鋪設(shè)而成的，相當(dāng)長的單元軌節(jié)在氣溫、軌溫變化的情況下，通過鎖定線路，使軌道阻力阻止鋼軌發(fā)生伸縮變形，其單元軌節(jié)長度一般為1 0002 000 m。也就是說，無縫線路是通過鎖定后鋼軌產(chǎn)生的應(yīng)力變化來平衡長軌條的應(yīng)變。依據(jù)鋼軌的受力情況，無縫線路分為溫度應(yīng)力式和放散溫度應(yīng)力式兩種類型。其中，溫度應(yīng)力方式無縫線路結(jié)構(gòu)形式較好，結(jié)構(gòu)簡單、平穩(wěn)，是我國采用的主要形式之一。它是指將鋼軌焊接而成的長軌節(jié)鋪在線路上，擰緊扣件鎖定后，由于受線路阻力的影響，長軌節(jié)不能自由伸縮，一年四季受鋼軌軌溫

4、而變化，承受巨大的溫度拉力或壓力。這種無縫線路結(jié)構(gòu)簡單，鋪設(shè)、維修方便，在年軌溫差<95 的地區(qū)都可以鋪設(shè)。而放散溫度應(yīng)力式無縫線路又分為自動放散式和定期放散式兩種。自動放散式無縫線路是采用特殊的中間扣件，使鋪設(shè)在線路上的長軌節(jié)隨溫度變化自由伸縮，該無縫線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜；定期放散式無縫線路是指在一定季節(jié)（春、秋兩季）的適當(dāng)軌溫下，將線路上長軌節(jié)內(nèi)部的溫度應(yīng)力釋放一兩次，然后更換緩沖區(qū)的鋼軌，再重新鎖定，以此減少鋼軌內(nèi)部溫度力，但施工時需要封閉線路。因此，目前鐵路大部分都采用溫度應(yīng)力方式無縫線路。3 無縫線路的技術(shù)要求掌握無縫線路鎖定軌溫和溫度力的變化關(guān)系是決定鋪設(shè)無縫線路質(zhì)量的關(guān)鍵。無縫線路

5、要承受巨大的溫度力，同時承受機車車輛動荷載，這是無縫線路設(shè)計中一定要考慮的特殊問題。3.1 鋼軌溫度力鋼軌的溫度力是在軌溫發(fā)生變化，而鋼軌不能自由伸縮的情況下發(fā)生的。在研究無縫線路的強度和穩(wěn)定問題時，首先要了解鋼軌的溫度力及其變化規(guī)律。也就是說，無縫線路同傳統(tǒng)的準軌線路在受力方面的主要區(qū)別在于鋼軌承受著較大的溫度力，鋼軌的自由伸縮量（或低溫鋪設(shè)時的拉伸量）為：l=×t×l. （1）t=t-t0. （2）式（1）（2）中：l單元軌節(jié)的自由伸縮量（或拉伸量）；鋼軌線膨脹系數(shù)；t軌溫差；l長鋼軌長度；t軌節(jié)要達到的符合設(shè)計鎖定軌溫范圍的某一鎖定軌溫值；t0零應(yīng)力軌溫，即當(dāng)溫度力為

6、零時的軌溫。軌溫就是鋼軌斷面的平均溫度。但由于鋼軌斷面上各點的溫度在陽光下的測量是不均勻的，加上測溫表自身的誤差，因此對軌溫變化幅度的實際測量精度控制在1 即可。由虎克定律得知，鋼軌的溫度應(yīng)力t為：t=e××t=e×l/l=e××t. （3）式（3）中：e鋼軌彈性模量，2.1×105 mpa；鋼軌應(yīng)變；t拉伸力；l鋼軌伸長量；l/l鋼軌伸長率。將e和的數(shù)值代入式（3）中，得t=2.48t。則鋼軌溫度力為：pt=f×t=f×e××t=248×f×t. （4）式（4）中：f鋼軌的

7、斷面面積，cm2。發(fā)展全區(qū)間和跨區(qū)間無縫線路的理論依據(jù)是：在長度被固定的鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生的鋼軌溫度應(yīng)力與鋼軌本身的長度無關(guān)，只與軌溫變化幅度t成正比例關(guān)系。所以，無縫線路上的長軌條可以焊成任意長度，不會影響其內(nèi)部的溫度應(yīng)力。鎖定軌溫是指鋼軌在無溫度力狀態(tài)時的鋼軌溫度，一般是一個常量，長軌的溫度力是根據(jù)軌溫的變化而不斷變化的。所以在無縫線路的鋪設(shè)中，最重要的是正確掌握實際的零應(yīng)力軌溫，而不是掌握某一時刻的溫度力，這樣就可以確定鎖定軌溫后的鋼軌拉伸量和相應(yīng)的溫度力。3.2 鎖定軌溫3.2.1 鎖定軌溫的實際含義鎖定軌溫指的是鎖定線路時的軌溫。施工時，由于待換長鋼軌全部入槽需要一定時間，所以確定長軌條零應(yīng)力為始、終端落槽就位時軌溫的平均值。設(shè)計鎖定軌溫也被稱為中和軌溫，是根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史上最高、最低氣溫和線路結(jié)構(gòu)的