秦沈客運專線跨區(qū)間無縫線路的設計課件

1、秦沈客運專線跨區(qū)間無縫線路的設計作者：喬俊飛 （鐵道第三勘察設計院 天津 300142） 1 目 錄一、秦沈線跨區(qū)間無縫線路的基本情況二、跨區(qū)間無縫線路設計的基本步驟三、秦沈線跨區(qū)間無縫線路設計的主要依據(jù)四、設計計算五、結構設計六、結語2一、秦沈線跨區(qū)間無縫線路的基本情況 在修建秦沈客運專線以前，我國無縫線路均是先鋪設標準軌過渡，待路基、道床穩(wěn)定后，由路局換鋪為無縫線路，設計院對無縫線路設計做的比較少。秦沈客運專線是我國第一條一次鋪設跨區(qū)間無縫線路的鐵路，也是第一次做跨區(qū)間無縫線路的設計。3一、秦沈線跨區(qū)間無縫線路的基本情況 全線高速區(qū)間僅在跨阜錦公路特大橋、跨興閆公路特大橋大跨連續(xù)梁上設置了

2、2處伸縮調節(jié)器，將全線無縫線路分成3段長軌條。三段長軌條分別為： K20+013.02K178+749.75)長158.737km； K178+774.75K206+836.06)長28.061km； K206+811.06K394+659.19)長187.848km。 全線共鋪設跨區(qū)間無縫線路長374.646Km。4二、跨區(qū)間無縫線路設計的基本步驟 1計算允許溫升； 2計算允許溫降； 3計算鎖定軌溫； 4計算鋼軌附加縱向力P，包括橋上無縫線路鋼軌伸縮附加力、撓曲附加力、岔區(qū)基本軌附加縱向力； 5計算橋上無縫線路墩臺頂所受的縱向力（包括伸縮力、撓曲力、和斷軌力）； 5三、秦沈線跨區(qū)間無縫線路設

3、計的主要依據(jù)1.時速200公里新建鐵路線橋隧站設計暫行規(guī)定；2.無縫線路鋪設及養(yǎng)護維修方法TB2098-89）；3.快速鐵路線路維修規(guī)則；4.超長無縫線路技術條件（試行） （工綜技199551號）；5.秦沈客運專線跨區(qū)間無縫線路設計暫行規(guī)定（建技20015號）；6.新建鐵路橋上無縫線路設計暫行規(guī)定；7.秦沈客運專線一次鋪設跨區(qū)間無縫線路關鍵技術研究（99G0199G05）； 7三、秦沈線跨區(qū)間無縫線路設計的主要依據(jù)8.秦沈客運專線橋上無碴軌道關鍵技術的研究技術設計暫行規(guī)定的研究和編制（99G0699G08）；9.秦沈客運專線綜合試驗段沙河和狗河特大橋無碴軌道設計技術條件；10.秦沈客運專線橋涵

4、關鍵技術的研究橋梁基礎工后沉降試驗研究（99G19）；11.秦沈客運專線養(yǎng)護維修關鍵技術的研究（99G25）；12.秦沈客運專線軌道工程施工技術討論會議紀要（工管技2000162號）；13.時速200公里客運專線60kg/m鋼軌暫行技術條件；14.膠接絕緣鋼軌技術條件（TB/T2975-2000）等。 8四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定1、允許溫升 無縫線路作為一種新型的軌道結構，其突出的問題就是由于它在結構上限制了鋼軌的伸縮，當溫升較大時，鋼軌內部積存巨大的溫度壓力，有可能造成軌道的臌曲，亦即失穩(wěn)。無縫線路穩(wěn)定性計算是確定無縫線路允許溫升標準規(guī)定的理論依據(jù)。秦沈線允許溫升計算采用了我國較為成

5、熟的“統(tǒng)一公式法”： 10四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定1、允許溫升（1）計算臨界溫度力P11四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定1、允許溫升12四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定2.允許溫降 14四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定3、設計鎖定軌溫的確定 計算出無縫線路的允許溫降和允許溫升后，便可以確定鎖定軌溫了。 確定的鎖定軌溫應滿足相鄰單元軌節(jié)間的鎖定軌溫差不大于5；同一區(qū)間內單元軌節(jié)的最高與最低鎖定軌溫差不大于10。15四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定3.設計鎖定軌溫的確定 17四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定3.設計鎖定軌溫的確定 18四、設計計算（一）鎖定軌溫的確定3.設計鎖定軌溫的確定

6、秦沈線跨區(qū)間無縫線路設計鎖定軌溫設計時考慮了以下因素： （1）無縫道岔允許溫升溫降按岔區(qū)無縫道岔鎖定軌溫與區(qū)間鎖定軌溫接近設計； （2）橋上無碴軌道范圍內無縫線路允許溫降在適當加大鋼軌斷縫允許值的前提下與區(qū)間設計鎖定軌溫接近； （3）區(qū)間有碴軌道范圍內無縫線路設計鎖定軌溫由有碴橋上無縫線路允許溫升、允許溫降控制進行設計，并且使本線設計鎖定軌溫與沈陽局在秦沈線沿線地區(qū)既有無縫線路的設計鎖定軌溫接近。19四、設計計算 （二）設計檢算 設計鎖定軌溫確定后，要對橋上無縫線路的強度、穩(wěn)定性和斷縫； 對岔區(qū)無縫線路強度、穩(wěn)定性和伸縮位移等進行檢查算。 20四、設計計算 （二）設計檢算 1橋上無縫線路檢算

7、橋上無縫線路設計應根據(jù)橋梁類型、軌道結構等計算橋上無縫線路的伸縮力和撓曲力，并進行強度、穩(wěn)定性和斷縫檢算。21四、設計計算 （二）設計檢算 1橋上無縫線路檢算 22四、設計計算 （二）設計檢算 2道岔區(qū)無縫線路檢算 道岔區(qū)無縫線路設計應計算基本軌附加縱向力，并進行強度、穩(wěn)定性和伸縮位移檢算。24四、設計計算 （二）設計檢算2道岔區(qū)無縫線路檢算 25四、設計計算 （三）預留軌縫計算 27四、設計計算 （三）預留軌縫計算 28四、設計計算 （三）預留軌縫計算 29五、結構設計 （一）單元軌長度的確定原則 1、本段跨區(qū)間無縫線路由3根長軌條組成（含與正線焊接的無縫道岔），長軌條一般由若干條單元軌節(jié)焊

8、連而成。 長軌條一般由若干條單元軌節(jié)焊聯(lián)而成。單元軌節(jié)長度根據(jù)線路條件、工點情況、施工工藝等因素綜合確定，一般取9001500m，最短不小于200m。 30五、結構設計 （一）單元軌長度的確定原則 2.無縫道岔中單組或相鄰多組一次鎖定的道岔（含其間線路）及其前后線路組成一單元軌節(jié)。 3.橋上無碴軌道范圍內無縫線路單元軌節(jié)的設計鎖定軌溫根據(jù)線路縱向阻力、允許斷縫值、軌溫資料等因素計算確定，其單元軌節(jié)始、終端設置在距橋頭不小于100m的有碴軌道上； 31五、結構設計 （二）焊頭布置和焊接方法 焊接接頭的焊接可采用接觸焊、氣壓焊、鋁熱焊，鋼軌接頭的焊接應滿足下列要求： 1.岔內各接頭應在設計鎖定軌溫

9、范圍內焊接或膠接； 2.在焊接尖軌跟端接頭時應采用鋁熱焊，并應使限位器子、母塊居中，尖軌方正； 3.單元軌節(jié)左右兩股鋼軌始終端的相錯量不得超過40mm。 4.絕緣接頭應采用膠接絕緣接頭，并滿足膠接絕緣鋼軌技術條件（TB/T2975-2000）的要求。 32五、結構設計 （三）道岔前后處理 1、在焊接尖軌跟端接頭時應采用鋁熱焊，并應使限位器子、母塊居中，尖軌方正； 2、道岔兩端與無縫線路長軌條的焊接，必須在設計鎖定軌溫范圍內進行。 3、無縫道岔亦處于無縫線路固定區(qū)，當與道岔側股相連的線路不能焊接成無縫線路時，道岔側股應根據(jù)計算采用焊接或凍結方式鎖定一定長度，以確保無縫道岔正常工作。33五、結構設

10、計 （四）伸縮調節(jié)器的布置及前后軌道采取的措施 1、設置原則 除橋上及岔區(qū)無縫線路經(jīng)檢算需要鋪設鋼軌伸縮調節(jié)器外，其它地段不應鋪設。 根據(jù)計算，秦沈線在跨阜錦公路特大橋、跨興閆公路特大橋大跨連續(xù)梁上鋪設了伸縮調節(jié)器。 伸縮調節(jié)器設置在連續(xù)梁中部，自伸縮調節(jié)器左右基本軌始端起各向外250m范圍采用小阻力扣件，配套采用型有擋肩混凝土枕，以確保伸縮調節(jié)器能夠正常伸縮。34五、結構設計 （四）伸縮調節(jié)器的布置及前后軌道采取的措施 2、類型選擇 (1）采用長度25m的雙向曲線型伸縮調節(jié)器； (2）鋼軌伸縮調節(jié)器基本軌的材質應與長軌條相同。35五、結構設計 （五）伸縮區(qū)、緩沖區(qū)預留軌縫 秦沈線在設計范圍內

11、除伸縮調節(jié)器外，線路全部焊連貫通（含正線上的道岔）。在跨區(qū)間無縫線路的起終點處，各設4根25m標準軌作為緩沖區(qū)。 在設計鎖定軌溫范圍內施工時，緩沖區(qū)預留軌縫為68mm。 與兩端25m標準軌相連的長軌條，自相連位置起各取75m作為伸縮區(qū) 。36五、結構設計 （六）位移觀測樁的布置原則及布置簡介 1、設置原則 位移觀測樁設置應符合秦沈客運專線跨區(qū)間無縫線路設計暫行規(guī)定，必須預先埋設牢固，在單元軌節(jié)兩端就位后立即進行標記，標記應明顯、耐久、可靠。 單元軌節(jié)起終點的位移觀測樁宜與單元軌節(jié)焊接接頭對應，當為充分利用接觸網(wǎng)桿（或基礎）等結構物時，允許有一定錯動量，但縱向相錯量不得大于30m。道岔區(qū)及伸縮調節(jié)器的位移觀測樁必須設置準確。成對的位移觀測樁連線應垂直于線路方向。37五、結構設計 （六）位移觀測樁的布置原則及布置簡介 2、平面布置 線路和道岔均按單元軌節(jié)設置位移觀測樁，位移觀測樁平面布置按圖1圖3進行。 38五、結構設計 （六）位移觀測樁的布置原則及布置簡介 2、平面布置39五、結構設計 （六）