一、无缝线路概念 无缝线路是将许多标准长度的钢轨通过焊接等方式连接成长度不小于500m的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。 1.优点 a.通过消除或减少传统钢轨接头，实现轨道的连续性和平顺性; b.减少列车通过时的冲击、振动和噪声，提高行车平稳性和旅客舒适度; c.减少材料消耗，降低维修成本； d.延长设备、机车车辆的使用寿命； e.改善行车条件，适应高速行车，是今后轨道发展的方向。 2.缺点 a.无缝线路对温差敏感，易致胀轨或断轨； b.铺设及养护技术要求高，需专用设备，一次性投资大； c.桥上等特殊地段受力复杂，增加维护难度。 二、无缝线路的分类 1. 按受力结构划分 分为温度应力式无缝线路和放散温度应力式无缝线路。 a.温度应力式无缝线路： 利用线路上强大的阻力锁定线路，限制钢轨的自由伸缩。当轨温变化时，钢轨不能自由伸缩而在内部产生巨大的轴向温度力。目前世界各国绝大多数均采用此种类型。 b.放散温度应力式无缝线路： 分为自动放散式和定期放散式两种。自动放散式通过设置伸缩调节器等方式，使长轨节随温度升降而自由收缩，从而释放内部的温度应力。定期放散式与温度应力式无缝线路相同，根据当地轨温条件，每年应急调整1-2次，定期放散适用于温差较大的寒冷地区。放散温度应力式无缝线路由于设备复杂或耗费大量劳动力，目前各地已很少使用。 钢轨伸缩调节器 2.根据轨条长度分 分为普通无缝线路、全区间无缝线路和跨区间无缝线路三种类型。 a.普通无缝线路： 长轨条长度一般为1~2km左右，在两段长轨条之间通常设置2~4根标准轨作为缓冲区，以满足轨道电路分区等要求，例如：站内正线无缝线路和两端缓冲区就是普通无缝线路。  b.全区间无缝线路： 取消了区间内的缓冲区，长轨条不跨越车站，只跨越两车站之间的闭塞分区，仅在车站道岔前后保留缓冲区。  c.跨区间无缝线路：是指轨条长度跨越多个区间，并且与车站的无缝道岔直接焊联成一体的铁路轨道结构。它彻底取消了传统线路中的缓冲区（无缝道岔），实现了真正意义上的全线连续、无缝化，是当代轨道技术发展的重要标志之一。  3. 按铺设位置及设计要求划分 根据铺设位置的不同，无缝线路还可分为路基段无缝线路（包含有砟和无砟轨道）、桥上无缝线路、长大隧道内无缝线路以及岔区无缝线路等。后三种也常被称为特殊地段无缝线路。  路基段无缝线路（无砟轨道）  路基段无缝线路（有砟道床）  桥上无缝线路 长大隧道无缝线路（无砟轨道） 长大隧道无缝线路（有砟道床） 三、温度应力式无缝线路 温度应力式无缝线路是一种通过轨道结构承受焊接长钢轨因年轨温变化所产生温度力的铁路线路结构形式。其基本原理是利用线路上强大的阻力（如接头阻力和道床纵向阻力）来锁定线路，限制钢轨的自由伸缩。因此，尽管钢轨的温度发生变化，长度不发生自由伸缩，但会在钢轨内部产生随温度变化的温度应力。 温度应力式无缝线路结构简单,铺设维修方便,是一种较好的无缝线路结构形式。我国已铺无缝线路的绝大部分是温度应力式。 温度应力式无缝线路每股是由一根长钢轨及两端2~4根标准轨组成(含厂制缩短轨),包括固定区、伸缩区和缓冲区三部分。 1.固定区:长钢轨中间不能伸缩的部分称为固定区,其长度根据线路及施工条件确定,最短不得短于50m。 2.伸缩区:长钢轨两端能随轨温变化进行一定程度的伸缩,其伸缩量可以控制在构造轨缝允许范围内,称为伸缩区。伸缩区长度应根据年轨温差幅值、道床纵向阻力、钢轨接头阻力184等参数计算确定,一般为50~100m。 伸缩区不应设置在道口或不作单独设计的桥上。有砟桥跨度不大于16m时,伸缩区可设置在桥上,但轨条接头必须在护轨范围以外。 3.缓冲区:2~4根标准轨或厂制缩短轨地段,作为与下一根长钢轨或道岔等联结的过渡段,称为缓冲区。 当采用普通绝缘接头时为4根,采用胶接绝缘接头时可将胶接绝缘钢轨插在2节或4节标准轨中间。缓冲区不应设置在道口或不作单独设计的桥上。 四、无缝线路的基本原理 1.温度应力和温度力 a.温度应力 如果钢轨完全被固定,不能随轨温变化而自由伸缩,则在钢轨内部产生应力,这种由于轨温变化而在钢轨内部产生的应力称为温度应力。 根据虎克定律,温度应力为: δ1=E·α·Δt 式中：δ-温度应力(N/c㎡); E-钢轨钢的弹性模量,E=2.1x10'N/c㎡ α-钢轨线膨胀系数,α=0.0000118/℃ Δt-钢轨温度变化值(℃)。 将已知E、α值代入上式得:δ,=2.1x10'x0.0000118Δt≈250Δt(N/c㎡) b.温度力 当轨温变化时,整个钢轨断面所承受的力(拉力或压力)称为温度力,其计算式为 P1=δ·F=250Δt·F 式中：P1——温度力(N); F—钢轨断面积(c㎡)。 举例： 一根长1500m的60kg/m钢轨,当轨温变化10℃时,钢轨内产生多大的温度力? 解：P1=250Δt·F=250x10x77.45=193625(N) 由此可知,长钢轨内部温度应力和轨温变化幅度Δt成直线比例关系,而和钢轨长度L无关,这就是无缝线路得以铺设的主要理论依据。所以在一定轨温变化条件下,只要轨道稳定能够得到保证,钢轨长度可以不受任何限制。 普通无缝线路轨条长度应考虑线路平面纵断面条件及道岔、道口、桥梁、隧道所处的位置。总长度不足1km的桥梁、隧道,轨条应连续布置。但在小半径曲线列车制动、停车、起动、钢轨顶面擦伤严重等地段,应单独布置轨条。 普通无缝线路长钢轨长度一般采用1000~2000m,轨条长度不应短于200m,特殊地段不应短于150m。 |
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