無縫線路方向資料復(fù)件 第八節(jié)

1、第八節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計無縫線路是一種新型軌道結(jié)構(gòu)，鐵路正線應(yīng)當(dāng)推廣使用。鋪設(shè)無縫線路地段的軌道結(jié)構(gòu)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)符合鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則要求。一、鎖定軌溫的檢算1、按穩(wěn)定條件確定允許溫升 （8-1）2、按強度條件確定允許溫降無縫線路鋼軌應(yīng)有足夠的強度，即要求鋼軌所承受的各種應(yīng)力的總和不超過規(guī)定的容許值。路基上無縫線路鋼軌受拉容許溫降為 （8-2）橋上無縫線路鋼軌受拉容許溫降為 （8-3）3、緩沖區(qū)鋼軌接頭軌縫滿足技術(shù)要求確定的允許溫降低溫下，如果緩沖區(qū)鋼軌接頭的軌縫超過構(gòu)造軌縫ag，螺栓應(yīng)力急劇增加，必然導(dǎo)致螺栓彎曲或剪斷，軌縫擴大，造成長鋼軌過量收縮，鎖定軌溫變化。因此，無縫線路設(shè)計的允許溫降，除

2、考慮強度允許溫降外，還應(yīng)考慮保證緩沖區(qū)軌縫在構(gòu)造軌縫以內(nèi)的允許溫降，其計算公式如下：< （8-4）式中 緩沖區(qū)軌的長度， =； ag構(gòu)造軌縫，ag=18mm； a預(yù)鋪設(shè)無縫線路時的軌縫預(yù)留量（mm）。選用和中的較小值作為確定設(shè)計鎖定軌溫的允許溫降。4、能否鋪設(shè)溫度應(yīng)力式的檢算鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則規(guī)定：“無縫線路的基本結(jié)構(gòu)形式為溫度應(yīng)力式”。能否滿足鋪設(shè)溫度應(yīng)力式的要求，可用下式進行檢算： （8-5）式中 T鋪軌地區(qū)歷年最大軌溫幅度，即（）；10設(shè)計鎖定軌溫范圍，寒冷地區(qū)亦可采用68。5、中和軌溫的計算中和軌溫te可按下式計算： （8-6）式中 中和軌溫修正值，取05。6、設(shè)計鎖定軌溫t鎖

3、 （8-7）寒冷地區(qū)亦可采用 （8-8）二、設(shè)計伸縮區(qū)長度L伸的計算圖8-1所謂設(shè)計伸縮區(qū)長度L伸，即為無縫線路在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)鋪設(shè)鎖定后可能達到的最大伸縮長度。該長度只有在 t鎖上鋪設(shè)鎖定，軌溫降至歷年最低軌溫時才能出現(xiàn)。故L伸可按下式計算： （8-9）三、伸縮區(qū)溫度壓力峰的檢算由無縫線路溫度力縱向分布規(guī)律可知，每逢夏季出現(xiàn)最高軌溫時在伸縮區(qū)與固定區(qū)交界處附近，即距長軌端處出現(xiàn)溫度壓力峰，其值大于固定區(qū)溫度壓力。實踐證明，該處所易發(fā)生脹軌跑道。為此，應(yīng)作如下檢算： （8-10）如上式不能滿足，則應(yīng)對該處所采取加強措施。四、緩沖區(qū)的設(shè)置無縫線路上鋪設(shè)的焊接長鋼軌理論上可不受長度限制，但實際

4、上每根焊接長鋼軌的長度不盡相同，短則幾百米，長則幾千米。這是因為受到現(xiàn)場一些具體條件的限制，必須在設(shè)計階段中予以改慮。這些條件包括：已經(jīng)鋪設(shè)的長鋼軌接頭位置，小半徑曲線，大橋及重要道口位置，車站兩端道岔群的位置，以及其他有必要使無縫線路中斷的地點等。在焊接長鋼軌中斷處，應(yīng)設(shè)置緩沖區(qū)。緩沖區(qū)由24根標(biāo)準(zhǔn)軌組成。緩沖區(qū)的布置如圖8-2所示。圖8-2焊接長鋼軌各段長度及緩沖區(qū)布置確定后，即可根據(jù)每段長鋼軌的設(shè)計長度向焊軌廠提出配軌計劃。五、預(yù)留軌縫計算在焊接長鋼軌中斷處的緩沖區(qū)上，不論在長鋼軌與緩沖軌之間，或緩沖軌與緩沖軌之間，均應(yīng)根據(jù)鋪設(shè)時的實際鎖定軌溫，預(yù)留必要的軌縫。以保證夏季最高軌溫時，軌縫

5、不頂嚴(yán)，即軌端不受頂力；冬季最低軌溫時，軌縫不大于構(gòu)造軌縫，即螺栓不受剪力。圖8-3如圖8-3所示，軌溫升高時保證軌縫不頂嚴(yán)，應(yīng)有： （8-11）式中 a預(yù)軌溫升高時保證軌縫不頂嚴(yán)的預(yù)留軌縫值（mm）； 最高軌溫時緩沖軌一端伸長量（mm）； 最高軌溫時長軌一端伸長量（mm）。軌溫降低時保證螺栓不受剪力，應(yīng)有： （8-12）式中 a預(yù)軌溫降低時保證螺栓不受剪力的預(yù)留軌縫值（mm）；最低軌溫時緩沖軌一端縮短量（mm）；最低軌溫時長軌一端縮短量（mm）。對于緩沖軌與緩沖軌之間的預(yù)留軌縫值，應(yīng)有 夏季 （8-13） 冬季 （8-14）圖8-4在一段無縫線路上，長鋼軌在其固定區(qū)無伸縮。因此，長鋼軌一端受

6、限制的伸縮量，就是其一端伸縮區(qū)受限制的伸縮量。如果這個伸縮區(qū)處于無阻力狀態(tài)，其自由伸縮量為。事實上，伸縮區(qū)存在著接頭阻力和道床縱向阻力，的一部分將因此而不能實現(xiàn)。令由于阻力影響而未能實現(xiàn)的自由伸縮量為，則可得長鋼軌一端受限制的伸縮量為： （8-15）由于鋼軌未能實現(xiàn)的自由伸縮量將使鋼軌內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的溫度力，所以，這個未能實現(xiàn)的伸縮量，也可以借助溫度力分布圖求取。在軌溫的反復(fù)變化下，溫度力分布圖的形狀比較復(fù)雜，但為了簡化計算，可假定其為圖8-4（a）所示的梯形分布。當(dāng)軌溫下降到Tmin時，令距軌端x處dx一小段內(nèi)未能實現(xiàn)的伸長量為，該處的溫度力為Px，所以該處的應(yīng)力和應(yīng)變分別為：從而 由此得長軌一

7、端由于阻力而未能實現(xiàn)的伸長量為： （8-16）式中 溫度力圖所包圍的面積。如果鋼軌能自由伸縮，其一端的自由伸長量為：因為，代入上式，得 (8-17)式中 A自溫度力圖所包圍的面積，見圖8-4（b）。由此，得長軌一端的受限制伸長量為： （8-18）式中的相當(dāng)于圖8-5中的三角形面積，我們可將該面積稱為放散掉的溫度力圖面積，其中為伸縮區(qū)長度L伸，。所以，長軌一端受限制的伸長量為： （8-19）又因為，代入上式得 （8-20）緩沖軌一端受限制伸縮量的計算方法基本上和相同。由于它的長度很短，鋼軌內(nèi)部積蓄的溫度力只能等于，不能再大。當(dāng)軌溫繼續(xù)升高時，溫度力將以軌端自由伸縮的方式全部放散，如圖8-5所示。

8、圖中為緩沖軌一端放散掉的溫度力圖面積，同理，緩沖軌一端受限制的伸長量為： （8-21）將式（8-20）、式（8-21）代入式（8-12），則軌溫降低時保證螺栓不受剪力的預(yù)留軌縫值a預(yù)為： （8-22）式中L緩沖軌長度（cm）。在計算軌溫升高的最大預(yù)留軌縫值，只要將式（8-20）、式（8-21）中的最大溫度拉力maxPt改為最大溫度壓力maxPt即可。從而，軌溫升高時保證軌縫不頂嚴(yán)，應(yīng)有： （8-23）同理，緩沖軌與緩沖軌之間的預(yù)留軌縫值應(yīng)有：軌溫降低時保證螺栓不受剪力的預(yù)留軌縫值為： （8-24） 軌溫升高時保證軌縫不頂嚴(yán)的預(yù)留軌縫值為： （8-25）圖8-5因為鎖定軌溫t鎖具有一定范圍，為保

9、證鋪軌時掌握好可能出現(xiàn)不同t鎖時的預(yù)留軌縫值， 應(yīng)事先對te±5時的每個t鎖時進行預(yù)留軌縫的計算。六、爬行觀測樁和標(biāo)定軌長的設(shè)置通過爬行觀測樁和標(biāo)定軌長的觀察與換算，分析研究鎖定軌溫有無變化，鋼軌縱向力的分布是否均衡，對寒冷地區(qū)無縫線路來說是十分重要的。鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則規(guī)定：每段無縫線路設(shè)置鋼軌縱向位移觀測樁57對（伸縮區(qū)始，終點及固定區(qū)中點各1對，其余按對稱布置）。如固定區(qū)較長，可適當(dāng)增加對數(shù)。并要求：鋪設(shè)無縫線路前，必須埋設(shè)縱向位移觀測樁，并使其牢固可靠。圖8-6寒冷地區(qū)埋設(shè)的爬行觀測樁必須保證牢固可靠，具體作法可參見圖8-6，若有其他可確保牢固可靠的方法亦可采用。標(biāo)定軌長法是研究鎖定軌溫測定方法時建立的新名詞。這種方法是用普通鋼帶尺測量鎖定軌溫的新方法，亦可稱之為尺測法。其基本原理是根據(jù)鎖定軌溫的正確定義建立起來的。若普通鋼帶尺的線脹系數(shù)與鋼軌的線脹系數(shù)相等，且在同一自然溫度環(huán)境下，尺溫與軌溫完全一致，同時尺與軌均處在自由狀態(tài)下，則25m的尺長與25m的軌長，在任何溫度下，兩者的長度都是相等的。標(biāo)定軌長的具體方法，是用線脹系數(shù)與鋼軌相同的普通鋼帶尺，在焊軌廠的承軌臺上或鋼軌整備車間內(nèi)，對處在自由狀態(tài)下的鋼軌，進行定長測量標(biāo)定，同時作好定長的標(biāo)記。以此標(biāo)定長度為基準(zhǔn)，用同樣的鋼帶尺在現(xiàn)場測定已經(jīng)鎖定的長軌條上的標(biāo)定長度，所得長度差，再按虎克定律根