無縫線路應(yīng)力放散與應(yīng)力調(diào)整研究報(bào)告TOC\o"1-3"\h\u17693第1章引言 第1章引言無縫線路是焊接標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼軌，以形成長(zhǎng)的鐵路線路。交叉口軌道是現(xiàn)階段軌道結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重要技術(shù)，在世界范圍內(nèi)發(fā)展迅速。無縫線路具有鋼軌長(zhǎng)度隨溫度變化的重要特性。但是，在扣件的限制下不可能自由膨脹，內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度。為了更可靠地保證無縫線路的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，必須充分掌握鋼軌溫度及其波動(dòng)規(guī)律。通過應(yīng)力放散，進(jìn)一步放散了溫度對(duì)線路的影響，保證了線路的穩(wěn)定性。無縫線路不僅可以降低列車的振動(dòng)，而且可以降低噪聲的分貝，使列車運(yùn)行更加平穩(wěn)、安全。另一方面，無縫線路的減振特性并沒有體現(xiàn)在列車運(yùn)行過程中，而是體現(xiàn)在以后的維護(hù)中。振動(dòng)的減少意味著沖擊的減少。在這種模式下，由于線路和車輛的負(fù)荷被取消，維護(hù)工作量不會(huì)自然增加，因此實(shí)現(xiàn)了列車壽命的維護(hù)。此外，與有縫線路相比，無縫線路部件少，維護(hù)成本低。無縫線路的廣泛應(yīng)用是促進(jìn)鐵路發(fā)展的必然趨勢(shì)。第2章相關(guān)概念介紹2.1無縫線路的概念由于長(zhǎng)鋼軌之間沒有間隙，所以焊接長(zhǎng)鋼軌鋪設(shè)的軌道稱為聯(lián)合休息架。隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展，車道負(fù)荷、運(yùn)行速度、列車密度不斷提高。因此，無縫線路的建設(shè)有效地提高了運(yùn)營(yíng)的安全性和舒適性，節(jié)約了維護(hù)成本。據(jù)調(diào)查，無縫線路的維護(hù)費(fèi)用在30%-70%之間，非常高，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，節(jié)省了人工和維護(hù)費(fèi)用。在無縫線路的維護(hù)中，有必要明確鋼軌接頭的基本維護(hù)要求。首先，接頭結(jié)構(gòu)必須具有足夠的穩(wěn)定性。其次，如果溫度發(fā)生顯著變化，鋼軌必須具有可伸縮性。這兩個(gè)要求如果滿足穩(wěn)定需求，不能滿足延伸需求，在正常線路上是不能滿足的。為了解決鋼軌焊接接頭的穩(wěn)定性和平順性問題，必須積極采用鋼軌焊接接頭。由于無縫線路的更新速度很快，因此有必要加強(qiáng)無縫線路的維護(hù)，完善養(yǎng)護(hù)措施。2.2無縫線路應(yīng)力放散的含義與作用當(dāng)鎖定軌的溫度升高時(shí)，導(dǎo)軌加長(zhǎng)，然后必須放散溫度壓力以縮短導(dǎo)軌長(zhǎng)度。隨著鎖軌溫度的降低，必須縮短鎖軌，然后放散溫度壓力以延長(zhǎng)鎖軌長(zhǎng)度。為了保證運(yùn)行安全，如果鎖定軌溫度過高，必須放散恒溫壓力。這些情況統(tǒng)稱為應(yīng)力放散。應(yīng)力放散會(huì)進(jìn)一步改變鋼軌的長(zhǎng)度。通常，可以通過改變緩沖軌的長(zhǎng)度來調(diào)整緩沖軌的長(zhǎng)度。應(yīng)力放散是鋼軌溫度放散和再鎖定的過程。應(yīng)力放散的最終目的是調(diào)整無縫線路鎖定軌的溫度，使其溫度更加合理，進(jìn)而軟化無縫線路產(chǎn)生的溫度功率。應(yīng)力放散可以盡量避免無縫線路的鋼軌失效、跑道和鋼軌膨脹問題。應(yīng)力放散與調(diào)整的組織施工非常嚴(yán)格，技術(shù)水平也比較高。儲(chǔ)存在鋼軌上的應(yīng)力是有規(guī)律的。全面把握施工初期的準(zhǔn)備工作，分析基礎(chǔ)工作和施工要點(diǎn)，靈活運(yùn)用，保證應(yīng)力放散的均勻性和完整性。第3章無縫線路應(yīng)力放散的具體方法3.1滾筒法滾筒法應(yīng)力放散的基本特征是通過改變滑動(dòng)摩擦來控制溫度和滾動(dòng)摩擦。采用滾筒法的前提是放散的鋼軌溫度與設(shè)計(jì)的搖擺溫度一致。滾筒法操作簡(jiǎn)單，應(yīng)力放散相對(duì)均勻，但必須停止。其基本操作過程是前期準(zhǔn)備階段的準(zhǔn)備、人員的設(shè)置、確保放散軌溫與與設(shè)計(jì)同步溫度的匹配。下一步，封鎖區(qū)段，松開所有的防爬器和扣件，并在底板和軌底之間每隔10米插入滾筒。如果是這樣的話，就要保持鐵軌在最大范圍內(nèi)。鋼軌溫差前后的電阻差可以使鋼軌在自然條件下自由伸長(zhǎng)。撞軌器用于沿鋼軌方向撞擊鋼軌或撞擊鋼軌。當(dāng)放散量達(dá)到放散軌溫度時(shí)，必須立即鎖定線路。當(dāng)工作條件滿足時(shí)，電路恢復(fù)工作。因此，通常使用特殊的滾筒。這種軋輥的制造非常簡(jiǎn)單，圓鋼可以截成150mm的段。在特定的脫模過程中，采用木錘敲擊鋼軌可以促進(jìn)鋼軌膨脹，提高脫模效率。鋼軌沖擊器的沖擊效果令人滿意。在放散撞軌器的情況下，每500米可設(shè)置撞軌點(diǎn)。由于上升段和曲線之間的摩擦力較大，必須適當(dāng)減小間距。3.2列車碾壓發(fā)將溫度控制和靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦是列車碾壓法的基本特點(diǎn)。列車采用滾動(dòng)方式的前提是放散的鋼軌溫度與設(shè)計(jì)的搖擺溫度一致。列車碾壓法可以在不中斷列車運(yùn)行的情況下方便地構(gòu)造，但離散不完全且不均勻。根據(jù)應(yīng)力放散方向的不同，列車碾壓法分為三種：雙線區(qū)段充分利用單向行車的應(yīng)力放散特性，首端沿列車方向鎖定，改變終端緩沖區(qū)調(diào)整軌，松開其他區(qū)段的正向防爬裝置，松開中央扣件，當(dāng)列車通過與列車相反方向的溫度變化和振動(dòng)放散時(shí)，應(yīng)力通過鋼軌放散。雙線區(qū)段利用單向行車的應(yīng)力放散特性，沿列車方向鎖定終端，松開其他區(qū)段的定位防爬裝置，松開中心扣件，擰緊正爬裝置。列車通過時(shí)，通過鋼軌溫度變化和振動(dòng)放散應(yīng)力。在雙線區(qū)段，利用單向行車的應(yīng)力放散特性，沿列車方向鎖定終端，松開半長(zhǎng)防倒爬裝置，松開中間拉鏈，擰緊正爬工具。列車通過時(shí)，通過鋼軌溫度變化和振動(dòng)放散應(yīng)力。另一半沿列車方向鎖定終端，失去半段正防爬裝置，松開中心扣件，拉緊正防爬裝置，通過列車通過時(shí)鋼軌的溫度變化和振動(dòng)放散應(yīng)力。兩端分離的應(yīng)力分散法適用于線路的長(zhǎng)邊，鋼軌間隙的累積值與放散長(zhǎng)度幾乎相同，底板與軌底間隙較大。因此，為了達(dá)到預(yù)期的放散量，實(shí)際鋼軌溫度通常略高。但分散不均勻，末端分散理想，末端分散效果差。實(shí)際軌道移動(dòng)非常小，特別是在距離軌道邊緣500米或以上的路段。這才將撞軌作為一種輔助方法。3.3拉軌法顧名思義，拉軌法是通過控制鋼軌的長(zhǎng)度或物理機(jī)械力來達(dá)到放散或拉伸的目的。軌道牽引方式不受軌道溫度條件和季節(jié)變化的影響。但分散性不完善，仍需停止列車運(yùn)行。通過阻斷線路，可以進(jìn)一步降低線路阻力，并將分散效果與滾筒法有效結(jié)合。為了有效地避免碰撞抵消和自由伸縮相互抵消，可以在滾筒上自由伸縮長(zhǎng)鋼軌，并在零應(yīng)力狀態(tài)下使碰撞再次延伸。因此，可以精確控制鋼軌溫度。第4章無縫線路應(yīng)力調(diào)整策略4.1產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因（1）鋪軌長(zhǎng)軌未校正?？ㄜ囦佋O(shè)后，溫度保持在別處。（2）長(zhǎng)鋼軌被破壞后，在低溫下重新焊接。焊接接頭是在鎖軌溫度下進(jìn)行焊接的，但焊接接頭并沒有放散和集中。（3）低溫鎖緊時(shí)，膨脹區(qū)不鎖緊，鋼軌間隙變寬。（4）軌道溫度雖然合適，但軌道是爬行的，爬行前的鋼軌是壓縮的，尾部的鋼軌是拉扯的，鋼軌的溫度是集中的。固定區(qū)域引起的應(yīng)力集中位置一般與長(zhǎng)軌道容易引起跑道的位置相同。通過反復(fù)重復(fù)該位置的抗蠕變位移觀測(cè)樁的爬行量，發(fā)現(xiàn)抗蠕變位移觀測(cè)樁的爬行量與其它位移觀測(cè)樁有很大的不同。觀測(cè)到的彎曲角與夏季低溫下觀測(cè)到的硬軌彎曲角不同。4.2應(yīng)力調(diào)整方法壓力調(diào)整相對(duì)簡(jiǎn)單。一般情況下，固定區(qū)域的擴(kuò)展區(qū)域應(yīng)根據(jù)列車實(shí)際行駛方向完全或部分放散，而不改變兩端的擴(kuò)展區(qū)域。對(duì)于鋼筋混凝土截面，應(yīng)松開扣件。隨著列車振動(dòng)和溫度的變化，鋼軌需要妥善存放以調(diào)節(jié)應(yīng)力。為了進(jìn)一步提高應(yīng)力調(diào)整的效果，我們還可以拉軌或撞軌。當(dāng)應(yīng)力調(diào)整完成后，擰緊扣件和防爬裝置，恢復(fù)行駛。這種調(diào)整方法適用于高峰調(diào)整和高交通密度。應(yīng)力調(diào)整必須遵循鋼軌溫度和鎖定鋼軌溫度。如果應(yīng)力調(diào)整后對(duì)原鎖軌的沖擊嚴(yán)重，必須適當(dāng)放散，以達(dá)到設(shè)計(jì)范圍。4.3應(yīng)力調(diào)整注意事項(xiàng)（1）車間主任負(fù)責(zé)施工。施工過程中，隨時(shí)觀察軌道走向，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，防止施工中軌道擴(kuò)大。（2）隨著鋼軌溫度升高，必須及時(shí)重新緊固扣件。（3）應(yīng)力均勻調(diào)整。調(diào)整后，扣件螺栓立即擰緊。第5章無縫線路應(yīng)力放散施工案例分析5.1工程基本情況重慶至利川鐵路起于重慶北站，止于湖北省利川市。正線全長(zhǎng)274.983km，設(shè)計(jì)速度200km/h，線路鎖定易受溫度影響，不能按常規(guī)等高溫條件下的施工特點(diǎn)施工，需要采取合理的施工組織、安排和特殊措施。因此，無縫線路的應(yīng)力放散是本課題的重點(diǎn)。5.2應(yīng)力放散施工準(zhǔn)備5.2.1了解設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通過結(jié)合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)條件，我們對(duì)鋼軌、扣件、道床形狀、軌道縱斷面坡度、軌距、曲線超曲線、電壓轉(zhuǎn)矩、無縫線路設(shè)計(jì)進(jìn)行了精確的校正，以鎖定鋼軌溫度、鋼軌、防脫軌護(hù)板等能準(zhǔn)確掌握的信息。對(duì)放散區(qū)軌旁設(shè)備進(jìn)行了全面調(diào)查，并對(duì)軌旁設(shè)備的施工效果進(jìn)行了預(yù)評(píng)價(jià)。這一進(jìn)程必須關(guān)注以下幾點(diǎn)。（1）鋼軌型號(hào)在有磨耗軌的小半徑曲線地段，在焊接備用軌和分配軌之前，必須事先考慮。（2）扣件形式在用于高交聯(lián)度接頭的小阻力扣件中，必須注意扣件的彈簧范圍、扭矩和橡膠墊的組合。（3）靜態(tài)幾何尺寸應(yīng)力放散前，用軌道檢測(cè)儀或絕對(duì)測(cè)量?jī)x對(duì)線路靜態(tài)幾何尺寸進(jìn)行全面檢查，并對(duì)運(yùn)行部分進(jìn)行預(yù)校正。（4）施工時(shí)間重慶地區(qū)4月至6月上旬的氣溫有助于夜間無縫線路開放段應(yīng)力放散作業(yè)的組織。當(dāng)鋼軌溫度較高時(shí)，可采用噴水等冷卻方式。在野外訓(xùn)練中，放散長(zhǎng)度長(zhǎng)、作業(yè)時(shí)間短時(shí)，灑水降溫速度慢，效果不明顯。（5）鎖定軌溫在重慶，設(shè)計(jì)無縫線路的軌溫一般為26±15℃。設(shè)置放散應(yīng)力時(shí)，鎖定條件應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件（如設(shè)置防護(hù)罩對(duì)路面溫度的影響）確定，為了放散應(yīng)力，必須通過張緊裝置實(shí)現(xiàn)鋼軌溫度的均勻設(shè)置。以機(jī)場(chǎng)線軌道施工為例，根據(jù)隧道過渡段200m、高架線，按照20℃、22℃、24℃三個(gè)鎖定軌溫進(jìn)行架空線的應(yīng)力放散和鎖定。（6）放散固定端對(duì)于帶有伸縮調(diào)節(jié)器的擴(kuò)展管路，必須事先維護(hù)擴(kuò)展調(diào)節(jié)器。拉伸放散時(shí)，自由端不得位于膨脹調(diào)節(jié)器的端部。當(dāng)放散長(zhǎng)軌的自由端設(shè)置在緩沖軌前方時(shí)，緩沖區(qū)道床的縱向阻力滿足要求，應(yīng)根據(jù)其他因素對(duì)所選的擔(dān)架型式、鎖軌溫度、放散量、緩沖長(zhǎng)度、扣件阻力等進(jìn)行校核。對(duì)于同時(shí)連接道岔與長(zhǎng)鋼軌的緩沖區(qū)，應(yīng)將其作為緩解時(shí)緩沖區(qū)的固定邊緣考慮。在鋼軌類型中，有每組鋼軌扣件的豎向阻力、溫差△T在平面鎖軌溫度和實(shí)際軌溫之間，放散裝置的長(zhǎng)度L，摩擦系數(shù)μ等。在導(dǎo)軌和滾子軸之間，確定了放散過程中的拉伸器和固定端。通過計(jì)算確定拉伸器的重量和固定端的長(zhǎng)度L。（7）全面調(diào)查軌旁設(shè)備對(duì)可能影響施工的軌旁設(shè)備，在施工過程中必須拆除和保護(hù)，必須詳細(xì)說明，并將信號(hào)、電源、電機(jī)設(shè)備的技術(shù)事項(xiàng)通知審查評(píng)估。其中，應(yīng)注意信號(hào)計(jì)軸器與最近扣件之間的距離。5.2.2提高工效現(xiàn)場(chǎng)措施根據(jù)既有線施工成果，單股延伸2.3km（1、1.5km左右至1.5km）的應(yīng)力放散結(jié)構(gòu)應(yīng)在2.5h有效行車時(shí)間內(nèi)完成，施工隊(duì)伍約140人（含現(xiàn)場(chǎng)控制、技術(shù)人員）。提高工作效率的有效方法如下。（1）末班車通過后，根據(jù)夜間行車情況，為通信終端提供夜間施工部分停電。（2）安全交底和工具及人員清點(diǎn)要提前組織施工人員同時(shí)做好。（3）根據(jù)不同的工作內(nèi)容和工作量，工人被分成幾個(gè)工作組。一般來說，你可以成立三個(gè)工作小組（一個(gè)應(yīng)力放散小組，一個(gè)線路維護(hù)小組和一個(gè)緊急救援小組）。工作內(nèi)容及配置見表1。表1施工人員配置（4）按照分工，各班組配備相應(yīng)的施工設(shè)施（每人攜帶的工具基本固定）。（5）根據(jù)施工組織計(jì)劃和進(jìn)度計(jì)劃，預(yù)先對(duì)各班組作業(yè)段的“可視化”進(jìn)行劃分。例如，在道床凹槽處應(yīng)力消除段，確保人員立即進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。每隔50至100米繪制（直線）標(biāo)記，以分割區(qū)域。施工人員根據(jù)需要到達(dá)指定區(qū)域（如圖1所示）。圖1施工區(qū)域劃分示意（6）作為軌枕的位置標(biāo)記（如圖2所示），所有的套筒和噴漆都用在垂直于線路方向（直徑約5cm）的道床端部。對(duì)于小半徑曲線的應(yīng)力放散，必須考慮鋼軌傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。每隔100米可安裝一個(gè)防傾覆支撐桿。圖2放散支墊(滾杠)位置標(biāo)記示意（7）在放散段，從自由端到固定端每隔100m標(biāo)記一個(gè)三角形符號(hào)作為應(yīng)力放散的臨時(shí)觀察點(diǎn)（見圖3）。圖3臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)記示意（單位：m）（8）施工現(xiàn)場(chǎng)放散見圖4。此外，當(dāng)天的施工公開會(huì)也披露了這一情況。在施工開始之前，每個(gè)小組都可以根據(jù)信息快速、輕松地進(jìn)入他們的作業(yè)面。圖4現(xiàn)場(chǎng)區(qū)間放散示意（9）取消伸縮時(shí)，必須事先確定鋼軌的伸縮方向。拉伸時(shí)必須配合對(duì)撞機(jī)（建議沿行駛方向敲擊拉伸）。對(duì)撞機(jī)間距300?400m，小半徑曲線加密。當(dāng)?shù)来部v向坡度大于等于10mm時(shí)，道床沿向下方向延伸。當(dāng)行駛方向與坡度有矛盾時(shí)，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況考慮。（10）軌道鎖閉后，無縫線路的路側(cè)觀測(cè)規(guī)模迅速恢復(fù)。（11）鎖定線路后，扣件將立即完全重新擰緊。在使用WJ系列彈性桿緊固件的區(qū)段，以彈性桿中間前鉗口與絕緣量塊的間隙為主要控制指標(biāo)，以扭矩值為主要參考。5.3施工保障措施5.3.1信號(hào)專業(yè)（1）計(jì)軸設(shè)備1）通過巖軌溫度、工作軌溫度和鋼軌伸縮長(zhǎng)度預(yù)測(cè)伸縮對(duì)車道反位的影響。2）施工前做好計(jì)軸設(shè)備的備品備件、材料和工具準(zhǔn)備。車軸數(shù)量在施工期間確定。如果你打破了時(shí)間節(jié)點(diǎn)，應(yīng)向負(fù)責(zé)人報(bào)告。（2）波導(dǎo)管設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，波導(dǎo)管在結(jié)構(gòu)前拆除，施工后必須及時(shí)恢復(fù)；波導(dǎo)管端部如不能立即恢復(fù)，可用塑料布密封，并用扎帶捆綁。（3）應(yīng)答器設(shè)備1）為干線準(zhǔn)備各種型號(hào)的單一變體作為應(yīng)急備件，并準(zhǔn)備一臺(tái)筆記本電腦來寫信息。如果收發(fā)器因事故而損壞，必須立即更換。2）通過LEU機(jī)柜可以看到有源應(yīng)答器，無源應(yīng)答器需要在第二天進(jìn)行驗(yàn)證。如果應(yīng)答器不正常，必須在第二天晚上更換。5.3.2供電專業(yè)（1）回流銅排如果在路上幾個(gè)小時(shí)不能安裝銅排，你可以連接緊急接線。（2）均流銅排1）如因時(shí)間原因不能及時(shí)安裝共用銅排，可采用應(yīng)急方式安裝應(yīng)急電纜。2）重新規(guī)劃重新安裝后，將當(dāng)前共用銅排安裝在替換軌道中（栓接+釬焊）。（3）均、回流電纜接線端子1）當(dāng)均、回流電纜接線端子發(fā)生斷裂時(shí)，如果時(shí)間允許，必須更換新的終端。2）如果時(shí)間較短，如果回流箱與軌道之間的端子斷開，可以臨時(shí)過渡預(yù)制電纜，先安裝在相應(yīng)位置。重新應(yīng)用到第二天計(jì)劃后，可以刪除臨時(shí)過渡電纜。接線端子可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所需電纜的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行壓接和安裝。分流電纜終端斷開時(shí)，斷開的終端可用外殼固定，用絕緣膠帶固定。3）由于時(shí)間和施工工藝的原因，鋼軌不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成焊接時(shí)，可采用鋼軌接頭將鋼軌兩端連接起來。在不能采用鋼軌連接方式的情況下，電纜兩端可在返回后采用銅排緊急安裝方式進(jìn)行電纜連接，電纜數(shù)量可根據(jù)需要增加。如果更換的鋼軌兩端未焊接，則每200米可在更換的鋼軌上增加一根臨時(shí)電流電纜。（4）道床回流端子及連接電纜如果道床回流電纜的絕緣層損壞或端子斷裂，可將損壞的電纜拆除并更換為相同規(guī)格的電纜。如果道床回線端子破損，可拆除破損部分的連接電纜，待軌道專業(yè)回線端子修復(fù)后，再恢復(fù)道床回流電纜。（5）參比電極連接線損壞及引出端子檢測(cè)1）如果參比電極引出電纜損壞，必須及時(shí)修理。當(dāng)根部失效無法修復(fù)時(shí)，可用絕緣膠帶包住斷口兩端，將頭部固定在道床上，將斷端抬起。2）在這里，當(dāng)引出端子不能損壞和修理時(shí)，將與引出端子連接的導(dǎo)線端部用絕緣膠帶包裹固定，以防止斷端抬起和驅(qū)動(dòng)。（6）過軌電纜如果電纜導(dǎo)體損壞或斷裂，在允許拆除損壞電纜的時(shí)間允許的情況下，可按工藝要求拆除電纜，并可按工藝要求突出電纜；重新規(guī)劃計(jì)劃后，可進(jìn)行電纜纏繞和電纜修復(fù)工作。第6章總結(jié)無縫線路應(yīng)力放散與調(diào)整是一個(gè)涉及多學(xué)科、多知識(shí)的系統(tǒng)工程。任何一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，為了保證列車運(yùn)行的安全，有必要綜合考慮各種因素進(jìn)行應(yīng)力放散分析。無縫線路是軌道施工改革的一項(xiàng)創(chuàng)新。這也是提高列車運(yùn)行速度和穩(wěn)定性、降低軌道維護(hù)成本的重要?jiǎng)?chuàng)新。軌道結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。在城市地鐵線路建設(shè)中，應(yīng)注意軌道部件、鎖定溫度、無縫道岔等主要部件的設(shè)計(jì)標(biāo)