秦沈客運(yùn)專線跨區(qū)間無(wú)縫線路的設(shè)計(jì)

秦沈客運(yùn)專線

跨區(qū)間無(wú)縫線路的設(shè)計(jì)作者：?jiǎn)炭★w

（鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院天津300142）

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目錄一、秦沈線跨區(qū)間無(wú)縫線路的基本情況二、跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)的基本步驟三、秦沈線跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)的主要依據(jù)四、設(shè)計(jì)計(jì)算五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)六、結(jié)語(yǔ)2一、秦沈線跨區(qū)間無(wú)縫線路的基本情況

在修建秦沈客運(yùn)專線以前，我國(guó)無(wú)縫線路均是先鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)軌過(guò)渡，待路基、道床穩(wěn)定后，由路局換鋪為無(wú)縫線路，設(shè)計(jì)院對(duì)無(wú)縫線路設(shè)計(jì)做的比較少。秦沈客運(yùn)專線是我國(guó)第一條一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路的鐵路，也是第一次做跨區(qū)間無(wú)縫線路的設(shè)計(jì)。3一、秦沈線跨區(qū)間無(wú)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(shè)置了2處伸縮調(diào)節(jié)器，將全線無(wú)縫線路分成3段長(zhǎng)軌條。三段長(zhǎng)軌條分別為：K20+013.02～K178+749.75)長(zhǎng)158.737km；K178+774.75～K206+836.06)長(zhǎng)28.061km；K206+811.06～K394+659.19)長(zhǎng)187.848km。全線共鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路長(zhǎng)374.646Km。4二、跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)的基本步驟1．計(jì)算允許溫升；2．計(jì)算允許溫降；3．計(jì)算鎖定軌溫；4．計(jì)算鋼軌附加縱向力△P，包括橋上無(wú)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(jì)算橋上無(wú)縫線路墩臺(tái)頂所受的縱向力（包括伸縮力、撓曲力、和斷軌力）；5二、跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)的基本步驟6．無(wú)縫線路檢算，包括橋上無(wú)縫線路強(qiáng)度、穩(wěn)定性和長(zhǎng)鋼軌斷縫檢算；道岔區(qū)無(wú)縫線路的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、岔區(qū)鋼軌位移和部件強(qiáng)度等的檢算；7．計(jì)算預(yù)留軌縫；8．布置線路設(shè)備及長(zhǎng)鋼條；9．計(jì)算工程數(shù)量；10．繪制軌道布置圖；11．編制設(shè)計(jì)文件。6三、秦沈線跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)的主要依據(jù)1.《時(shí)速200公里新建鐵路線橋隧站設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》；2.《無(wú)縫線路鋪設(shè)及養(yǎng)護(hù)維修方法》TB2098-89）；3.《快速鐵路線路維修規(guī)則》；4.《超長(zhǎng)無(wú)縫線路技術(shù)條件（試行）》

（工綜技[1995]51號(hào)）；5.《秦沈客運(yùn)專線跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（建技[2001]5號(hào)）；6.《新建鐵路橋上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》；7.《秦沈客運(yùn)專線一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路關(guān)鍵技術(shù)研究》（99G01～99G05）；7三、秦沈線跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)的主要依據(jù)8.《秦沈客運(yùn)專線橋上無(wú)碴軌道關(guān)鍵技術(shù)的研究—技術(shù)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定的研究和編制》（99G06～99G08）；9.《秦沈客運(yùn)專線綜合試驗(yàn)段沙河和狗河特大橋無(wú)碴軌道設(shè)計(jì)技術(shù)條件》；10.《秦沈客運(yùn)專線橋涵關(guān)鍵技術(shù)的研究－橋梁基礎(chǔ)工后沉降試驗(yàn)研究》（99G19）；11.《秦沈客運(yùn)專線養(yǎng)護(hù)維修關(guān)鍵技術(shù)的研究》（99G25）；12.《秦沈客運(yùn)專線軌道工程施工技術(shù)討論會(huì)議紀(jì)要》（工管技[2000]162號(hào)）；13.《時(shí)速200公里客運(yùn)專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》；14.《膠接絕緣鋼軌技術(shù)條件》（TB/T2975-2000）等。8四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定鎖定軌溫是由當(dāng)?shù)刈罡?、最低軌溫、允許溫升和允許溫降計(jì)算確定。在《無(wú)縫線路鋪設(shè)養(yǎng)護(hù)維修方法》（TB2098-89）或《鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則》中，列出無(wú)縫線路的允許溫升和允許溫降，設(shè)計(jì)中可根據(jù)軌道結(jié)構(gòu)類型、機(jī)車類型、行車速度和曲線半徑等條件查表得到。如果不是表中的條件，可以計(jì)算求得。9四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

1、允許溫升無(wú)縫線路作為一種新型的軌道結(jié)構(gòu)，其突出的問(wèn)題就是由于它在結(jié)構(gòu)上限制了鋼軌的伸縮，當(dāng)溫升較大時(shí)，鋼軌內(nèi)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(wú)縫線路穩(wěn)定性計(jì)算是確定無(wú)縫線路允許溫升標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的理論依據(jù)。秦沈線允許溫升計(jì)算采用了我國(guó)較為成熟的“統(tǒng)一公式法”：10四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

1、允許溫升（1）計(jì)算臨界溫度力P

11四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

1、允許溫升12四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

2.允許溫降

無(wú)縫線路上的鋼軌冬季低溫時(shí)承受較大的溫度拉力作用。無(wú)縫線路強(qiáng)度計(jì)算是確定無(wú)縫線路允許溫降標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的理論依據(jù)。進(jìn)行無(wú)縫線路強(qiáng)度計(jì)算，就是要控制鋼軌所承受的溫度拉力，使之處于容許限度之內(nèi)，以避免發(fā)生斷軌事故。

無(wú)縫線路的強(qiáng)度計(jì)算可采用連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁理論或連續(xù)點(diǎn)支承梁理論，并按下式確定鋼軌的允許溫降。13四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

2.允許溫降

14四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

3、設(shè)計(jì)鎖定軌溫的確定

計(jì)算出無(wú)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(yīng)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(nèi)單元軌節(jié)的最高與最低鎖定軌溫差不大于10℃。15四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

3、設(shè)計(jì)鎖定軌溫的確定

計(jì)算出無(wú)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(yīng)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(nèi)單元軌節(jié)的最高與最低鎖定軌溫差不大于10℃。16四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

3.設(shè)計(jì)鎖定軌溫的確定

17四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

3.設(shè)計(jì)鎖定軌溫的確定

18四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）鎖定軌溫的確定

3.設(shè)計(jì)鎖定軌溫的確定

秦沈線跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫設(shè)計(jì)時(shí)考慮了以下因素：（1）無(wú)縫道岔允許溫升溫降按岔區(qū)無(wú)縫道岔鎖定軌溫與區(qū)間鎖定軌溫接近設(shè)計(jì)；（2）橋上無(wú)碴軌道范圍內(nèi)無(wú)縫線路允許溫降在適當(dāng)加大鋼軌斷縫允許值的前提下與區(qū)間設(shè)計(jì)鎖定軌溫接近；（3）區(qū)間有碴軌道范圍內(nèi)無(wú)縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫由有碴橋上無(wú)縫線路允許溫升、允許溫降控制進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且使本線設(shè)計(jì)鎖定軌溫與沈陽(yáng)局在秦沈線沿線地區(qū)既有無(wú)縫線路的設(shè)計(jì)鎖定軌溫接近。19四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

設(shè)計(jì)鎖定軌溫確定后，要對(duì)橋上無(wú)縫線路的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和斷縫；對(duì)岔區(qū)無(wú)縫線路強(qiáng)度、穩(wěn)定性和伸縮位移等進(jìn)行檢查算。

20四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

1．橋上無(wú)縫線路檢算橋上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)橋梁類型、軌道結(jié)構(gòu)等計(jì)算橋上無(wú)縫線路的伸縮力和撓曲力，并進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和斷縫檢算。21四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

1．橋上無(wú)縫線路檢算

22四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

1．橋上無(wú)縫線路檢算

23四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

2．道岔區(qū)無(wú)縫線路檢算

道岔區(qū)無(wú)縫線路設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算基本軌附加縱向力，并進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和伸縮位移檢算。24四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

2．道岔區(qū)無(wú)縫線路檢算

25四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（二）設(shè)計(jì)檢算

2．道岔區(qū)無(wú)縫線路檢算

26四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（三）預(yù)留軌縫計(jì)算

27四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（三）預(yù)留軌縫計(jì)算

28四、設(shè)計(jì)計(jì)算

（三）預(yù)留軌縫計(jì)算

29五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）單元軌長(zhǎng)度的確定原則

1、本段跨區(qū)間無(wú)縫線路由3根長(zhǎng)軌條組成（含與正線焊接的無(wú)縫道岔），長(zhǎng)軌條一般由若干條單元軌節(jié)焊連而成。長(zhǎng)軌條一般由若干條單元軌節(jié)焊聯(lián)而成。單元軌節(jié)長(zhǎng)度根據(jù)線路條件、工點(diǎn)情況、施工工藝等因素綜合確定，一般取900～1500m，最短不小于200m。

30五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)