无缝线路的结构特点

2026-6-7 08:20| 发布者: 山川| 查看: 8075| 评论: 0

摘要: 一、轨道结构标准钢轨:采用60kg/m及以上全长淬火钢轨或其它耐磨钢轨。轨枕:采用II、旧型砼枕或宽枕,有砟桥上采用砼桥枕。旧型砼枕配置1667根/km,II型砼枕配置1840根/km。扣件:采用II型弹条扣件,扣压力达150N·m。道 ...

一、轨道结构标准

钢轨:采用60kg/m及以上全长淬火钢轨或其它耐磨钢轨。

轨枕:采用II、旧型砼枕或宽枕,有砟桥上采用砼桥枕。旧型砼枕配置1667根/km,II型砼枕配置1840根/km。

扣件:采用II型弹条扣件,扣压力达150N·m。

道床:采用一级碎石道砟。砟肩宽度为450mm,边坡坡度为1:1.75,砟肩堆高150mm,轨枕盒内道床应填平,并低于承轨槽顶面20-30mm。

绝缘接头:跨区间及全区间无缝线路和无缝道岔上的绝缘接头必须采用胶结绝缘接头,其质量符合TB/T2975的要求。

接头螺栓:益采用10.9级螺栓,扭力矩扭矩700-1100N.m。

二、线路阻力

      无缝线路的线路阻力,是指线路阻止钢轨和轨道框架发生纵向、横向移动的力。

      在无缝线路中,温度力和线路阻力是矛盾的统一体:无缝线路因为锁定才产生温度力,反过来,温度力又必须靠强有力的锁定产生的阻力来克服。温度力和线路阻力大小相等、方向相反,无缝线路的全部养护维修工作,都是为了确保在最不利条件下线路阻力能够平衡并克服温度力。

      线路阻力主要可以分为纵向阻力、横向阻力和竖向阻力。

(一)纵向阻力

      无缝线路的纵向阻力,是指阻止钢轨及轨道框架发生纵向移动的阻力。它是无缝线路能够保持正常工作状态、抵抗因温度变化产生的巨大温度力、防止线路爬行的关键参数。主要包括以下三种阻力

1. 接头阻力

      在普通无缝线路的缓冲区,长钢轨两端与标准轨之间存在普通接头。接头阻力是指钢轨两端接头处,由夹板通过高强度螺栓拧紧后,钢轨与夹板之间产生的摩阻力。在巨大的温度力面前,螺栓的抗弯力和抗剪力相对较小,因此在工程计算中通常将其忽略,仅考虑钢轨与夹板之间的摩阻力。接头螺栓拧得越紧,产生的摩阻力就越大。

2. 扣件阻力

      扣件阻力是指中间扣件及防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面发生纵向位移的阻力。它主要由钢轨与轨枕垫板面之间的摩阻力,以及扣压件与轨底扣着面之间的摩阻力组成。

      扣件阻力的大小主要取决于扣件的扣压力和接触面的摩擦系数。

3. 道床纵向阻力

      道床纵向阻力是指道床抵抗轨道框架(轨枕)沿线路纵向位移的阻力。它由轨枕与道床之间的摩阻力以及枕木盒内道碴的抗推力共同组成。

     道床纵向阻力受道碴材质、颗粒大小及级配、道床断面尺寸、捣固质量、脏污程度以及轨道框架重量等多种因素影响。

4.纵向阻力之间的关系

       在无缝线路的结构设计中,这三种阻力需要合理匹配以确保力的有效传递。对于有砟轨道,为了防止钢轨在轨枕上发生爬行,通常要求扣件阻力必须大于道床纵向阻力。只有在这种条件下,钢轨才能带动轨枕一起作纵向位移,从而充分发挥道床纵向阻力的作用;反之,如果扣件阻力小于道床纵向阻力,钢轨将直接沿垫板发生纵向位移,导致道床纵向阻力无法发挥作用,进而引发钢轨爬行问题。

(二)横向阻力

      无缝线路的横向阻力,是指道床抵抗轨道框架(轨枕)发生横向位移的阻力。它是防止无缝线路在高温季节发生“胀轨跑道”、保证线路横向稳定的最关键因素。

1. 横向阻力的组成

      道床横向阻力主要由以下三部分共同构成:

a.轨枕底部的摩阻力:由轨枕底面与道床之间的摩擦产生,约占总阻力的50%。

b.道床肩部的抗力:由轨枕端部挤压道床肩部(枕端道碴)产生的阻力,约占总阻力的30%。

c.轨枕两侧面的摩阻力:由轨枕两侧面与道碴之间的摩擦产生,约占总阻力的20%~30%。

2. 影响横向阻力的主要因素

      道床横向阻力的大小受多种物理和结构条件的影响,主要包括:

a.道床材质与状态:道碴的材质、粒径及级配、道床的脏污程度等。

b.道床断面尺寸:道床断面的大小,特别是道床肩部的加宽和堆高,是提高横向阻力的有效手段。

c.施工质量:轨枕盒内道碴的饱满程度、捣固质量以及夯实程度。

d.轨道结构:轨枕的类型、重量以及底部的粗糙度等。

3. 横向阻力的变化规律

      道床横向阻力与轨枕的横向位移量之间呈非线性关系。随着横向位移的增加,阻力也会随之增大;但当位移达到某一临界值时,枕盒内的道碴棱体会被破坏,阻力会骤降或接近常量。如果位移继续增加,道床结构即被彻底破坏。

4. 维持横向稳定性的综合力学平衡

      无缝线路的稳定性本质上是一个力学平衡问题。除了道床横向阻力外,轨道框架刚度也是维持线路横向稳定的重要因素。在实际运营中,必须确保这两项“维持稳定因素”能够抗衡“破坏稳定因素”。因此,在日常养护维修中,必须采取提高轨道框架刚度(如使用重型钢轨、高强度扣件)、保持线路方向良好、消灭钢轨硬弯等措施,以全面保障无缝线路的安全稳定。

(三)竖向阻力

      竖向阻力是指轨道结构在垂直方向上抵抗变形和位移的能力,主要体现为轨道框架刚度。它由道床竖向阻力(轨枕底面与道床的摩擦及道碴嵌挤作用)和轨道框架垂直刚度(钢轨抗弯刚度、扣件紧固力及轨枕支撑作用)共同提供。强大的竖向阻力能够有效分散和传递车轮的垂直压力,保持轨道的几何形位。它与纵向阻力、横向阻力共同构成无缝线路的三维空间阻力体系,全面保障线路在各种受力条件下的整体稳定性。

三、无缝线路的几种轨温

1.钢轨温度

      钢轨温度是指钢轨的实际温度。影响轨温的因素比较复杂,它不但受气温、风力、日照程度的影响,而且还与地形、线路方向、测量部位和测量条件有关。根据长期测定结果统计,最高轨温可高于同一时间最高气温约20℃,一般最高轨温都出现在每日的12点到15点;最低轨温与同一时间最低气温接近。

2.中和轨温

      无缝线路必须有足够的强度和稳定性。铺设无缝线路应采用标准轨道结构,根据各地轨温幅度并按《铺设无缝线路允许温差表》(《修规》附录六)所列允许温升〔Δt。〕和允许温降〔Δt』〕计算中和轨温,确定设计锁定轨温。特殊情况需要加强轨道结构时,应根据行车条件和线路平面纵断面情况进行强度、稳定性及缓冲区轨缝检算。

3.锁定轨温

      锁定轨温是长轨条铺设施工时实际的锁定轨温。此时钢轨内部不存在温度应力。它是一项非常重要的资料,是保证无缝线路的正常养护和正常工作的前提,必须准确、可靠。一般以钢轨合龙、钢轨落槽后及拧紧接头螺栓时所测的轨温平均值作为锁定轨温。

4.设计锁定轨温

      设计锁定轨温是设计无缝线路时采用的锁定轨温。它通常是在保证无缝线路的强度与稳定的条件下由计算确定的。这样的锁定轨温要保证长轨在冬天不被拉断、夏天不发生胀轨跑道事故。曲线半径小于400m或当地最大轨温幅度超过《铺设无缝线路允许温差表》(《修规》附录六)中允许铺设无缝线路最大轨温幅度时,应作特殊设计。长大坡道、制动地段及行驶重载列车区段铺设无缝线路时,可采取加强措施。

5. 实际锁定轨温

      强调的是“实际”二字,用以区别施工锁定轨温所表示的名义上的零应力轨温。无缝线路铺设锁定后,在长期的运营过程中,由于列车冲击、气温变化、维修养护作业、扣件松动等多种原因,钢轨的长度可能会发生微小的伸长或缩短,导致零应力轨温发生变化。例如,钢轨每伸长1.2mm,就相当于锁定轨温升高了1℃;反之缩短1.2mm,则相当于降低了1℃。这种在运营中发生变化的真实零应力轨温即为实际锁定轨温。

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