1、,第一章 無縫線路基本知識,作為一種新型軌道結構，無縫線路以其高速行車、運行平穩(wěn)和便于養(yǎng)護維修的顯著優(yōu)越性，正日益取代普通線路。越來越多的工區(qū)，也正在或即將面臨怎樣養(yǎng)護維修好無縫線路的新課題。而要讓無縫線路的養(yǎng)護維修達到鐵路線路維修規(guī)則的標準要求，保證行車安全，就必須了解無縫線路的基本原理，以將按章程操作化為自覺的行動，同時有意識地把普通線路和無縫線路的養(yǎng)護維修方法區(qū)別開來。,第一節(jié) 無縫線路的結構特點,（1）概念： 無縫線路是把鋼軌焊接起來的線路。國外對這類線路的命名不盡相同，一般有以下幾種叫法：無接縫線路、長鋼軌線路、連續(xù)焊接長鋼軌線路等。我國鐵路鋪設初期叫無接縫線路，以后略去“接”字，稱

2、無縫線路至今。,1、概念 和發(fā)展概況,（2）發(fā)展概況：1926年，德國鋪設了世界最早的一條無縫線路，當時長軌條長120m。我國于1957年開始鋪設，現(xiàn)最長一條長軌條達303km，在我國的滬寧線上。,2、優(yōu)缺點,、行車平穩(wěn)，減少了噪音，旅客舒適度提高；,、節(jié)省了接頭材料，降低了維修費用；,、減少了行車阻力，提高了行車速度；,、延長了線路設備和機車車輛的使用壽命。,優(yōu)點,冬夏產(chǎn)生較大的溫度應力，不易保持必要的強度和穩(wěn)定性。,缺點,3、分類：,（1）、按結構劃分：溫度應力式無縫線路和放散溫度應力式無縫線路。,（2）、按其長鋼軌長度劃分：跨區(qū)間無縫線路、全區(qū)間無縫線路和普通無縫線路。（又叫區(qū)段無縫線路

3、，以下介紹均為溫度應力式普通無縫線路。）,利用線路上強大的阻止鋼軌移動的阻力來鎖定線路，限制鋼軌的自由伸縮。因而盡管鋼軌的溫度發(fā)生了變化，但并不發(fā)生鋼軌長度的自由伸縮，只是鋼軌的應力，隨著溫度的變化而發(fā)生了變化。,4、基本原理：,溫度應力式無縫線路由一對焊接長軌條和兩端各24對標準軌組成。鋼軌用扣件鎖定，長短軌間和短軌間均用夾板連接，預留軌縫，如圖11所示(圖中l(wèi)、2分別為長短軌間和矩軌間軌縫)。,5、組成,長軌條用扣件鎖定后不能自由伸縮。軌溫升高到一定程度時，限制伸長量傳遞至接頭1處，由軌縫1調(diào)節(jié)；軌縫1不夠，傳遞至軌縫2調(diào)節(jié)。如鎖定不良伸長量太大，則將一對標準軌適量鋸短或換短，以滿足伸長量

4、和預留軌縫的要求。相反，限制縮短量也可通過軌縫1、2調(diào)節(jié)。如鎖定不良，縮短量太大，使軌縫超限，可將一對標準軌換長，以滿足縮短量和預留軌縫的要求。因為兩長軌條之間的24對標準軌具有這種不可忽視的功能，所以我們又把它叫做“調(diào)節(jié)軌”或“緩沖軌”。,一般情況下，如果無縫線路處于穩(wěn)定狀態(tài)，又按規(guī)定預留了軌縫，僅軌縫1就可滿足鋼軌伸縮的需要，而且不會出現(xiàn)瞎縫和超限大軌縫。調(diào)節(jié)軌之所以要配24對，是為了留有余地和在中間軌縫處設置絕緣接頭。,放散溫度應力式無縫線路又分為：定期放散和自動放散。 定期放散式：1、組成，在結構上同溫度應力式無縫線路。 2、優(yōu)缺點：適用于溫差幅度較大地區(qū)（大于90），但每年放散應力工

5、作量太大，問題較多。 自動放散式：1、組成，在長軌條兩,二、放散溫度應力式無縫線路,端設置鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器即伸縮接頭，隨時釋放鋼軌內(nèi)溫度應力。 2、缺點，限制了每一節(jié)軌節(jié)的長度，而且線路構造復雜，鋪設及養(yǎng)護非常不便。 3、實用范圍，多用于特大橋上。,普通線路的接頭會產(chǎn)生很多病害。無縫線路在相當長的一段距離內(nèi)消滅了接頭，但不能完全消滅鋼軌的熱脹冷縮。為了適應長軌條的限制伸縮，在無縫線路的兩端設置24根調(diào)節(jié)軌并預留軌縫。這就是溫度應力式無縫線路的結構特點和采用這種結構的原因。,小 結,思考與練習題,1什么叫無縫線路?,2溫度應力式無縫線路有哪些優(yōu)缺點?,3 為什么年溫差超過規(guī)定值的寒冷地區(qū)不宜鋪設溫

6、度應力式無縫線路?,4無縫線路怎樣分類?,一、鋼軌的自由伸縮量和限制伸縮量 在上一節(jié)中，我們提到了鋼軌的自由伸縮和限制伸縮?，F(xiàn)在我們來看看它們的伸縮量。,第二節(jié) 溫度應力和溫度力,1鋼軌的自由伸縮量 鋼軌不受任何阻礙的伸縮叫自由伸縮。自由伸縮量同鋼軌的長度和軌溫變化度數(shù)成正比。據(jù)測定，1m長的鋼軌，當軌溫變化l時，其自由伸縮量為0.0118mm。據(jù)以得出鋼軌自由伸縮量的計算公式是：,=t,式中 鋼軌的自由伸縮量(mm)；,鋼的線膨脹系數(shù)，亦即鋼軌的單位自由伸縮量(0.0118mmm.)；,鋼軌長度(m)；,t軌溫變化度數(shù)()。,例11 一根不受任何阻礙的鋼軌，在早晨軌溫為19時測定的長度是25

7、.004m，中午軌溫升高到49，鋼軌的長度是多少?,解 中午的軌溫變化度數(shù)是49-19=30。 則該鋼軌的自由伸縮量：,=t =0.011825.00430=8.859(mm),此時鋼軌的長度為： 25.004m十0.009m=25.013m,例1-2 某無縫線路長軌條長1000m時的軌溫是45，在軌溫變化到12時，松開接頭扣件、中間扣件和防爬器，鋼軌應縮短多少毫米?,解據(jù)題意，我們認為此時的長軌條處于自由縮短狀態(tài)。則長軌條縮短量,=t,=0.01181000(45-12),=11.833389(mm),這個縮短量是十分驚人的，它將使無縫線路完全喪失行車條件。,2鋼軌的限制伸縮量 無縫線路鋼軌

8、在充分鎖定狀態(tài)下的伸縮叫限制伸縮；而鎖定，則指鋼軌扣件的鎖固狀態(tài)。 由于已被強力鎖定，自由伸縮量的相當一部分不能實現(xiàn)，故無縫線路鋼軌的限制伸縮有如下特點：,只有當軌溫變化到相當程度時才會產(chǎn)生限制伸縮。如60kgm長軌條，當軌溫變化23時，才開始產(chǎn)生0.1mm的限制伸縮；50kgm、25m標準軌，如采用鋼筋混凝土枕，當軌溫變化28時，才開始產(chǎn)生0.1mm的限制伸縮。,限制伸縮量比自由伸縮量小得多。如前述例2，當軌溫下降33時，長軌條的自由縮短量為389mm，而限制縮短量僅有1.9mm。,限制伸縮量同長軌條的長度無關，即任何長度的長軌條的限制伸縮量，在軌溫變化相同度數(shù)時都是一致的。無縫線路未充分鎖

9、定或道床抵抗軌枕沿線路方向移動的阻力不夠，鋼軌的限制伸縮量將會增大，甚至接近自由伸縮量，這將對無縫線路產(chǎn)生巨大的破壞性影響。無縫線路長軌條和標準軌的一端限制伸縮量如表1-1、表1-2，單位為mm。,表1-1 50kg/m鋼軌,1840根/km軌枕時,鋼軌一端限制伸縮量表,續(xù)上表,表1-2 60kg/m鋼軌,1840根/km軌枕時,鋼軌一端限制伸縮量表,續(xù)上表,無縫線路鎖定之后，較大的自由伸縮量變成了較小的限制伸縮量。那么，未實現(xiàn)的那一部分伸縮量到哪里去了呢?,二、溫度應力和溫度力,鋼軌未能實現(xiàn)的伸縮量，以溫度應力的形式積蓄于鋼軌內(nèi)部。很明顯，軌溫變化越大，應力就越大。因此，我們把在無縫線路上，

10、由于軌溫變化引起的鋼軌伸縮因受到限制而轉化到鋼軌內(nèi)部的力叫溫度應力。 夏天軌溫上升，鋼軌欲伸長時受到的溫度應力是壓應力。 冬天軌溫下降，鋼軌欲縮短時受到的溫度應力是拉應力。,據(jù)測算，經(jīng)鎖定的鋼軌，當軌溫升降1時，每平方厘米鋼軌斷面上產(chǎn)生的壓應力或拉應力是247.8N(N，牛頓，力的單位，1kg=9.8N10N)。由此得出溫度應力的計算公式是：,t=247.8t(t=250t),式中 t溫度應力(N)； t軌溫變化度數(shù)()。,溫度應力=鋼的彈性模量鋼軌長度變化率) =E伸縮量/長軌長=ELt/L =2.11070.0000118t =247.8 t (N),溫度應力只表示每平方厘米鋼軌斷面上受到

11、的力。50kg/m鋼軌和60kg/m鋼軌的全斷面分別為65.8和77.45cm2，則當軌溫變化1時，這兩種鋼軌全斷面上受到的應力分別為：,247.8Ncm265.8cm2=16 305N,247.8Ncm2x77.45cm2=19 192N,我們把無縫線路鋼軌全斷面上受到的溫度應力叫溫度力。,溫度力的計算公式是： Pt=tF=247.8tF,式中 F鋼軌斷面積(cm2)；,Pt溫度力(N)。,例1-3 某無縫線路鋪設60kgm鋼軌，設其鋼軌斷面在25時受到的溫度力為0(此時鋼軌不產(chǎn)生伸縮)，試求當軌溫升高到60時鋼軌斷面受到的溫度力。,解 軌溫升高到60時，升高了60-25=35，故鋼軌斷面受

12、到的溫度壓力,Pt=tF=247.83577.45=1919235 =671720(N),這個約67 172kg，接近于68t的溫度壓力， 必須靠無縫線路自身的阻力來克服、平衡。,從上兩式可以得出兩個重要的結論：,、溫度力的大小和鋼軌長度無關；,、溫度應力與溫度變化度數(shù)成直線 比例關系。,現(xiàn)在，我們已經(jīng)引出了無縫線路的兩個十分重要的概念溫度應力和溫度力。無縫線路的鋼軌，隨軌溫的變化要 承受巨大的溫度力，這是無縫線路區(qū)別于普通線路的一個非常重要的特點，也是無縫線路維修養(yǎng)護工作中必須考慮的一個特殊問題。,小 結 當軌溫發(fā)生變化時，鋼軌不受任何阻礙的伸縮叫自由伸縮。鋼軌未經(jīng)鎖定時的伸縮都可看作是自由

13、伸縮。自由伸縮量的計算公式是=t。無縫線路鋼軌在充分鎖定狀態(tài)下的伸縮叫限制伸縮。限制伸縮量與長軌條長度無關。無縫線路的鋼軌被鎖定，自由伸縮量不能實現(xiàn)的部分轉化為鋼軌的應力。,小 結 無縫線路鋼軌全斷面上受到的溫度應力叫溫度力。溫度力的計算公式是Pt=247.8tF；對于50kg/m和60kg/m鋼軌而言，則分別是Pt=16 305和Pt=19 192。溫度力的大小和鋼軌長度無關，所以從理論上講，無縫線路可以鋪得無限長。,思考與練習題,1熟知如下定義：自由伸縮、限制伸縮、溫度應力、溫度力。,2某普通線路進行單根更換鋼軌作業(yè)。早晨7點軌溫12時，測得舊軌的長度為25.004m，兩端軌縫分別為4mm

14、和8mm，同時備下新軌的長度走25.000m。但到中午12點換軌時，軌溫已升至56，試經(jīng)過計算判斷新軌能否換入。,3某無縫線路鎖定時的軌溫為23。到了冬天，當它的軌溫下降到零下15時，鋼軌斷面上受到多大的溫度拉力? (50kgm鋼軌),一、軌 溫 軌溫就是鋼軌溫度。 軌溫是一個變量，它隨氣溫的變化而跟著變化。鋪設無縫線路時，為了適應最不利的軌溫變化情況，以確定無縫線路可能承受的最大溫度力，須考慮當?shù)氐淖罡邭鉁睾妥畹蜌鉁兀郧蟮米罡哕墱睾妥畹蛙墱亍?第三節(jié) 軌溫、鎖定軌溫和軌溫變化度數(shù),一般認為：當?shù)刈罡哕墱氐扔诋數(shù)貧v年最高氣溫加20；當?shù)刈畹蛙墱氐扔诋數(shù)貧v年最低氣溫。 而當?shù)貧v年最高、最低氣溫

15、，則必須根據(jù)該地近30年的氣象記錄確定。,包括最高、最低軌溫在內(nèi)的任何時候的現(xiàn)場軌溫，都必須用專用儀器(如數(shù)字式鋼軌測溫計)測量確定；切忌靠氣溫表隨意臆測，以免給施工帶來不良影響。 我國主要地區(qū)最高、最低軌溫見表1-3（單位：）,表1-3 我國主要地區(qū)最高、最低軌溫表,二、鎖定軌溫 1鎖定軌溫的定義 前面已多次出現(xiàn)“鎖定”這個詞。所謂“鎖定”，就是用中間扣件(包括防爬設備)把無縫線路鋼軌緊扣在軌枕上，用接頭扣件把軌端充分夾緊，使之不能自由伸縮。,無縫線路鎖定時的軌溫叫鎖定軌溫。我們通常把無縫線路全部扣件螺栓包括接頭螺栓擰緊時的軌溫作為鎖定軌溫。如果此間軌溫有波動，則在“長軌始端落槽時應測定一次

16、軌溫，到長軌末端合攏，擰緊全部扣件螺栓，再測一次軌溫，以兩次平均值，作為該段無縫線路的鎖定軌溫”。,2鎖定軌溫的性質(zhì) 鎖定軌溫是“零應力軌溫”。顯然，在中間扣件和接頭扣件擰緊之前，鋼軌處于自由伸縮狀態(tài)，隨著軌溫的變化，該伸的已經(jīng)伸足了，該縮的已經(jīng)縮足了。因而在將扣件擰緊的那個短暫的時間，無縫線路鋼軌斷面受到的溫度力等于0。故國外鐵路又把鎖定軌溫叫做“零應力軌溫”。此時無縫線路具備最安全的軌溫條件。鎖定之后，只要軌溫等于鎖定軌溫，無縫線路鋼軌斷面上承受的溫度力都等于0。,鎖定軌溫是軌溫變化度數(shù)的依據(jù)。計算溫度力和鋼軌限制伸縮量時，應把鎖定軌溫作為基數(shù)去求取軌溫變化度數(shù)。所謂“軌溫變化度數(shù)”，就是

17、實際軌溫與鎖定軌溫的差數(shù)。如某無縫線路的鎖定軌溫是27，某時實測軌溫是57，則軌溫變化度數(shù)就是5727=+30；某時實測軌溫是-8，則軌溫變化度數(shù)就是-8-27=-35。(“+”、“”分別表示軌溫上升和下降)離開了鎖定軌溫這個基數(shù)，軌溫變化度數(shù)就無從談起，溫度力和鋼軌限制伸縮量也就無從算起。,鎖定軌溫和鋼軌長度是相關統(tǒng)一的。設計無縫線路時，鎖定軌溫定下來了，鋼軌長度也就隨之定下來了。無縫線路鋪好鎖定之后，要想保持鎖定軌溫不變，就必須保持鋼軌長度不變。如果鋼軌伸長了，就意味著鎖定軌溫升高了；鋼軌縮短了，則意味著鎖定軌溫降低了。一旦鎖定軌溫偏離了設計范圍，就會給無縫線路的受力狀況帶來不良影響。這一

18、點，我們在下一個問題中就要講到。,據(jù)測算，每100m長的無縫線路鋼軌，每伸長1.2mm，相當于鎖定軌溫升高了1；縮短1.2mm，相當于鎖定軌溫降低了1。,3鎖定軌溫的確定 鎖定軌溫的高低，直接決定無縫線路承受溫度力的大小，因而直接決定無縫線路的穩(wěn)定性。一個地區(qū)只有一個最高軌溫和一個最低軌溫。如果鎖定軌溫定得過高，夏天無縫線路承受的溫度壓力倒是不大，但是到了冬天最低軌溫時，無縫線路將承受較大的溫度拉力而影響其穩(wěn)定性。,如果鎖定軌溫定得過低，冬天最低軌溫時無縫線路承受的溫度拉力倒是不大，但是到了夏天最高軌溫時，無縫線路將承受較大的溫度壓力，同樣影響其穩(wěn)定性。所以，鎖定軌溫的確定，必須同時兼顧一個地

19、區(qū)可能出現(xiàn)的最高、最低軌溫，使之到最高、最低軌溫的變化幅度都不是很大，產(chǎn)生的溫度力無縫線路都能承受。如圖1-2所示：,下面我們就來看看溫度應力式無縫線路鎖定軌溫確定的大略方法： 首先根據(jù)地區(qū)的最高、最低軌溫算出中間軌溫。地區(qū)最高、最低軌溫代數(shù)和的平均值叫做中間軌溫。 62+(-6) 如上例：中間軌溫= =28 2 這里要注意，中間軌溫不等于軌溫差的平均值,確定鎖定軌溫范圍：考慮到鋪設溫度應力式無縫線路的地區(qū)冬天最低軌溫不是很低，主要的危險不是來自溫度拉力而是溫度壓力，所以我們通常把鎖定軌溫定得比中間軌溫略高一些,即設計鎖定軌溫加5作為鎖定軌溫范圍。仍如上例,28+2+5=35, 28+2-5=

20、25則2333即為該地區(qū)鎖定軌溫范圍，南方可取中間軌溫加2-3 。,確定鎖定軌溫：如果該地區(qū)某條無縫線路鎖定時的軌溫是此范圍之內(nèi)的任意一值，則將此軌溫作為該無縫線路的合理鎖定軌溫。仍如上例，我們將30作為該無縫線路的鎖定軌溫。,顯然，對于一個地區(qū)而言，鎖定軌溫是一個范圍；對于某一條無縫線路而言，鎖定軌溫則是此范圍內(nèi)的一個單一的特定值。,而且，從理論上講，一條無縫線路只允許有一個鎖定軌溫，且兩股鋼軌應基本相同。,例1-4 西昌地區(qū)最高軌溫為59.7，最低軌溫為-6，求該地區(qū)的鎖定軌溫范圍，并為某條無縫線路選擇一個合理的鎖定軌溫。,27+3+5=35 27+3-5=25,解 59.7+(-6) t

21、中= =27 2,3525即為該地區(qū)的鎖定軌溫范圍?？梢赃x擇t鎖= 30作為某條無縫線路的合理的鎖定軌溫。,小 結 無縫線路鎖定時的軌溫叫鎖定軌溫。鎖定軌溫是“零應力軌溫”，是軌溫變化度數(shù)的基數(shù)。鎖定軌溫和鋼軌長度是相關統(tǒng)一的，鋼軌長度發(fā)生變化，鎖定軌溫跟著發(fā)生變化。鎖定軌溫定得過高，冬天最低軌溫時容易發(fā)生鋼軌被拉斷的事故；鎖定軌溫定得過低，夏天最高軌溫時容易發(fā)生脹軌、跑道。設計鎖定軌溫是合理的鎖定軌溫，超出設計鎖定軌溫范圍的鎖定軌溫是不合理的鎖定軌溫。不允許隨意改動設計鎖定軌溫。不合理的鎖定軌溫必須加以改正。,思考與練習題,1熟知下列定義；鎖定、鎖定軌溫、軌溫變化度數(shù)、中間軌溫。,2鎖定軌溫

22、定得過高、過低對無縫線路有什么危害?,3.某無縫線路鋪設50kgm軌，鎖定軌溫為13，當?shù)刈罡哕墱貫?1，試求最高軌溫時無縫線路受到的溫度力。(提示：無縫線路受到的溫度力應為鋼軌斷面受到的溫度力乘以2，因為線路的鋼軌是兩根。),第四節(jié) 軌道框架剛度和線路阻力,一、軌道框架剛度 1軌道框架的受力特點 在線路上，用中間扣件把鋼軌與軌枕聯(lián)接起來的架體叫軌道框架。 軌道框架的受力特點是鋼軌、軌枕和道床群體受力。 我們把軌道框架抵抗彎曲變形的能力叫軌道框架剛度。,2軌道框架剛度的決定因素 軌道框架剛度的大小由以下因素決定：,鋼軌剛度。鋼軌本身具有抵抗彎曲的能力。越是重型的鋼軌，橫截面積越大，剛度也就越大

23、，形成的軌道框架的剛度也就越大。,中間扣件的強度和擰緊狀態(tài)。中間扣件的強度越大，擰得越緊，對鋼軌的扣壓力就越大，軌道框架的整體性就越強，軌道框架剛度就越大。據(jù)測算，扣件擰緊產(chǎn)生的軌道框架剛度，比兩股鋼軌本身的剛度之和還要大50以上。所以，提高軌道框架剛度的有效措施之一，就是按規(guī)定的扭力矩擰緊中間扣件。,二、線路阻力 1溫度力和線路阻力的關系 線路阻止鋼軌和軌道框架縱、橫向移動的力叫線路阻力。,在無縫線路上，溫度力和線路阻力是矛盾的統(tǒng)一體。無縫線路因為鎖定才產(chǎn)生溫度力；反過來，溫度力又必須靠強有力的鎖定產(chǎn)生的阻力來克服，“解鈴還須系鈴人”。溫度力和線路阻力的大小相等，方向相反。也就是說，溫度力一

24、經(jīng)產(chǎn)生，就必須有相等的線路阻力去平衡、克服它。,線路阻力小于溫度力，就會導致軌道的橫向變形和縱向爬行。所以，無縫線路“儲備”的線路阻力，必須在最高、最低軌溫等最不利條件下都大于、至少等于溫度力。無縫線路的全部養(yǎng)護維修工作，都是為了達到這個要求。 從理論上講，無縫線路設備本身達到這個要求是綽綽有余的。,2線路阻力的分類分析 縱向阻力：無縫線路阻止鋼軌及軌道框架縱向移動的阻力叫縱向阻力?？v向阻力包括接頭阻力、道床縱向阻力和扣件阻力。,接頭阻力：鋼軌或軌道框架要發(fā)生縱向位移，首當其沖的是接頭。接頭阻力可以看成是由鋼軌與夾板之間的摩阻力及夾板螺栓的抗彎力和抗剪力組成。在巨大的溫度力面前，夾板螺栓的抗彎

25、力和抗剪力顯得很小，因此我們把它作為一種安全余量而忽略不計。剩下的就是鋼軌與夾板之間的摩阻力。,維規(guī)規(guī)定，無縫線路緩沖區(qū)接頭必須采用六孔雙頭夾板，10.9級高強度螺栓，螺栓扭矩應達到700-900N.M，PH=460KN=46t。（900N.M是目標值,應按這個值擰緊,并保持在700N.M)。采用1m長的加力扳手，90kg的力擰緊即達到要求。,如果鋪60kgm鋼軌，460kN接頭阻力克服的溫度力折算成的軌溫變化度數(shù)是： PH 460 tH= = 247.8F 19.192 24() 光接頭阻力就可以克服如此大的溫度力，何況，我們還沒有動用道床縱向阻力和扣件阻力。,道床縱向阻力：當全部接頭阻力都

26、不足以克服溫度力時，道床縱向阻力就開始發(fā)揮作用了。 道床抵抗軌枕沿線路方向移動的阻力叫道床縱向阻力。,第二，道床縱向阻力隨軌枕位移的增加而增長，但位移達到一定值時，阻力就不再增加。通常采用軌枕位移2mm時的道床縱向阻力作為計算常量。,第一，其大小同線路狀況有直接關系。,第三，只有當扣件阻力大于道床縱向阻力時，鋼軌才能帶動軌枕作縱向位移而產(chǎn)生道床縱向阻力。反之，扣件阻力小于道床縱向阻力，鋼軌就不能帶動軌枕作縱向位移，道床縱向阻力將不發(fā)揮作用。此時，隨著軌溫的進一步變化，鋼軌本身將沿墊板作縱向位移，造成鋼軌爬行。所以，無縫線路的中間扣件一定要擰緊，使扭力矩達到80150N.m；盡量不采用道釘扣件，

27、必要時，還要安裝防爬設備。,第四，道床縱向阻力的作用順序是從軌端向無縫線路中部漸次延伸，到最高、最低軌溫、最大溫度力時為止。 在正常的線路狀態(tài)下，查取道床縱向阻力值可采用表1-4。,表1-4 道床縱向阻力值表,扣件阻力：中間扣件和防爬設備抵抗鋼軌縱向位移的阻力叫扣件阻力。,如前所述，扣件阻力必須大于道床縱向阻力。表1-5的扣件阻力值可供參考。,表1-5 扣件阻力值表,橫向阻力：線路橫向阻力包括軌道框架剛度和道床橫向阻力。 道床抵抗軌道框架橫向位移的阻力叫道床橫向阻力。 道床橫向阻力是防止脹軌跑道、保持線路穩(wěn)定的重要因素。根據(jù)前蘇聯(lián)的試驗，穩(wěn)定軌道框架65的力是由道床提供的。,道床橫向阻力與下列

28、因素有關：道床縱向阻力、道床斷面的大小、軌枕端部道碴的多少、軌枕盒內(nèi)道碴的飽滿和夯實程度、軌枕重量和底都粗糙度等。,增大道床肩寬是提高道床橫向阻力的一個重要手段。但是肩寬超過定數(shù)值，橫向阻力就不再顯著增加，這個數(shù)值是：木枕線路450mm，鋼筋混凝土枕線路550mm。,在軌枕端部堆高石碴，做成特種斷面道床，也是增大道床橫向阻力的有效措施。據(jù)試驗，采用特種斷面道床，鋼筋混凝土枕無縫線路的橫向阻力可提高26%，木枕無縫線路的橫向阻力可提高20%。特別是在高溫季節(jié)，無縫線路出現(xiàn)脹軌跡象時，特種斷面道床更能顯著地阻止軌道彎曲變形的進一步擴大。在小半徑曲線上、橋梁上做成特種斷面道床，也非常必要。如圖1-3

29、為特種斷面道床示例（單位：mm）,小 結 軌道框架剛度和道床橫向阻力是防止脹軌跑道、保持線路穩(wěn)定的重要因素。增大軌道框架剛度的有效措施是充分擰緊中間扣件，使扭力矩達到80150N.m。溫度力和線路阻力是矛盾的統(tǒng)一體。無縫線路養(yǎng)護維修的宗旨是提高線路阻力，達到設計標準，使之足以抵抗最大溫度力。提高無縫線路的線路阻力，包括提高其縱向阻力和橫向阻力。,提高縱向阻力的方法是擰緊接頭扣件，使扭力矩達到900N.m,以提高接頭阻力；按規(guī)定標準做好道床作業(yè)，以提高道床縱向阻力；充分擰緊中間扣件，以使扣件阻力大于道床縱向阻力。提高橫向阻力的主要措施是：擰緊中間扣件，以提高軌道框架剛度、提高縱向阻力、增大道床肩

30、寬和將道床做成特種斷面。,思考與練習題,1熟知下列概念：軌道框架剛度、線路阻力、線路縱向阻力、道床縱向阻力、扣件阻力、道床橫向阻力。,2軌道框架的受力特點是什么?,3溫度力和線路阻力的關系是什么?,4道床縱向阻力的特點是什么?,5為什么在鋼筋混凝土枕地段的無縫線路采用彈條式扣件時，可以不安裝防爬設備?,6計算：當接頭阻力等于400KN時，它克服的溫度力折算成的軌溫變化度數(shù)是多少(包括50kgm鋼軌和60kgm鋼軌)?設重慶地區(qū)某無縫線路(鋪設60kgm鋼軌)的鎖定軌溫是32，在最低軌溫條件下，600kN的接頭阻力能否抵抗溫度拉力?如果不夠，要動用多少根鋼筋混凝土枕的道床縱向阻力?,第五節(jié) 基本

31、溫度力圖和伸縮區(qū)長度計算,一、基本溫度力圖 現(xiàn)在，憑借前幾節(jié)學到的知識，我們可以讀懂無縫線路的基本溫度力圖了。 溫度力與線路阻力平衡關系的示意圖叫基本溫度力圖。通過讀懂基本溫度力圖，如圖1-4所示，我們可以加深對無縫線路的認識。,1圖例 縱坐標：表示軌溫和溫度力。它是一個線段而不是射線，原點t鎖即鎖定軌溫，終點mint和maxPt表示最低軌溫和最大溫度力。 橫坐標：表示長軌條全長。原點在橫坐標上又表示長軌條左端。 a、b、c、d：為敘述方便作為圖中各線段定的代號。,基本溫度力圖對于中軸線對稱。 當軌溫下降到鎖定軌溫以下至最低軌溫時，基本溫度力圖在橫坐標上側，當軌溫上升到鎖定軌溫以上至最高軌溫時

32、，基本溫度力圖在橫坐標下側。,2分析 當軌溫t等于鎖定軌溫t鎖時，鋼軌斷面受到的溫度力Pt等于0，鋼軌不伸縮。,當軌溫低于t鎖，但軌溫變化度數(shù)又末達到接頭阻力PH折算成的軌溫變化度數(shù)tH時，因接頭被鎖定，鋼軌伸長受阻，從而在鋼軌全長范圍內(nèi)產(chǎn)生溫度力。該溫度力Pt=247.8tF，并沿a線隨t的上升而增加，隨時與接頭阻力PH達成平衡。,軌溫繼續(xù)下降，當軌溫變化度數(shù)等于tH時，最大接頭阻力maxPH與溫度力持平，即Pt=maxPH，接頭阻力已全都被溫度力克服。,軌溫進一步下降，鋼軌在實現(xiàn)限制伸長的過程中帶動軌枕作縱向位移，道床縱向阻力開始克服溫度力。軌溫降得愈低，溫度力愈大，道床縱向阻力就愈大，產(chǎn)

33、生縱向阻力的道床長度就愈長，并從軌端處開始向無縫線路中部延伸。已知單位道床縱向阻力為P，道床長度為，則該長度道床產(chǎn)生的縱向阻力為P，被平衡的溫度力Pt則等于P。隨著t的逐步降低，Pt隨之逐步增大，P亦隨之逐步增大，以同Pt平衡。這樣，就在圖中構成了斜線c,其斜率(由傾角決定，tan=P)因線路狀況的不同而不同。,軌溫降至最低軌溫mint，產(chǎn)生最大溫度力maxPt，此時產(chǎn)生最大縱向阻力的道床達到最長 ，最終完成了線路阻力與溫度力的平衡。我們把這一段叫做伸縮區(qū)。,長軌條兩端范圍之間的部分d，隨著軌溫的升降，始終承受最大而且均衡的溫度力。我們把d這一段叫做固定區(qū)。,從理論上講，當mint和maxPt

34、呈單純上升趨勢時，d隨之向下平行推移并逐步延長，表示固定區(qū)增長，伸縮區(qū)變短。當mint和maxPt上升至maxPH點時，基本溫度力圖呈一矩形，此時已無實際意義上的伸縮區(qū)。當mint和maxPt升至原點時，全長范圍內(nèi)長軌條的溫度力都等于0。此時基本溫度力圖成一直線，可以像普通線路一樣對待。,二、伸縮區(qū)和固定區(qū) 從溫度力圖可知，伸縮區(qū)鋼軌從軌端向里承受的溫度力越來越大，到和固定區(qū)的交界處，承受最大的溫度力。既然已經(jīng)克服了全部接頭阻力，在伸縮區(qū)，溫度力必然迫使鋼軌帶動軌枕發(fā)生縱向位移，從而產(chǎn)生與之等同的道床縱向阻力。但是道床縱向阻力的產(chǎn)生有一個過程，就是說，要待軌枕移動相當距離時，道床縱向阻力值才能

35、達到最大。,換句話說，道床縱向阻力的產(chǎn)生是以軌枕軌道框架的微小的縱向位移為代價的。這種位移由外向里逐根軌枕積累起來而形成長軌一端的限制伸縮。也正因為如此，我們才把這一段叫做伸縮區(qū)。,無縫線路長軌條兩側，在溫度力作用下發(fā)生限制伸縮的區(qū)段叫伸縮區(qū)。伸縮區(qū)長度根據(jù)年軌溫差幅值、道床縱向阻力、鋼軌接頭阻力等參數(shù)計算確定，一般為50100m。,而在無縫線路長軌條中部，因為不存在道床縱向阻力克服溫度力的問題，最大溫度力只是均衡地積存于鋼軌內(nèi)部，所以軌道框架并不發(fā)生縱向位移。也正因為如此，我們才把這一段叫做固定區(qū)。,無縫線路長軌條中部均衡承受最大溫度力，但軌道框架不發(fā)生縱向位移的區(qū)段叫固定區(qū)。固定區(qū)長度不得

36、短于50 m。 前文已述，無縫線路長軌條兩端以外，用來調(diào)節(jié)鋼軌和軌道框架限制伸縮的24根標準軌叫緩沖區(qū)。,三、伸縮區(qū)長度計算 從基本溫度力圖上可以看出：伸縮區(qū)的任一長度乘以單位道床縱向阻力P，即為該長度上的道床縱向阻力值P，而則等于相應縱坐標上的溫度力減接頭阻力。于是得出一個關系式：,P=Pt PH 將此式變換一下，并用表示伸縮區(qū)長度： PtPH = P 式中 伸縮區(qū)長度(cm)， Pt軌溫變化產(chǎn)生的溫度力(kN)， PH接頭阻力(kN)； P單位道床縱向阻力(kNcm)。,例1-5 西昌地區(qū)某無縫線路，采用60kgm鋼軌、直徑24mm一級螺栓、6孔夾板、1840根km鋼筋混凝土枕。鎖定軌溫28，求軌溫等于38時的伸縮區(qū)長度。,計算至此，可以看出溫度力422kN小于接頭阻力460kN，該無縫線路此時并無實際意義上的伸縮區(qū)，故=0。,解 PtPH 19.192(50-28)-460 = = P 0.091,422,例1-6 北京地區(qū)某無縫線路采用60kgm鋼軌，一級螺栓，6孔夾板，鋪設1840根km鋼筋混凝土枕。鎖定軌溫20，求軌溫等于-20時的伸縮區(qū)長度。,解 PtPH = P,19.19220-(-20)-460 = 0.091,= 3381(cm) 34m