文档介绍：轨道工程第七章无缝线路同济大学城市轨道与铁道工程系 1 第七章无缝线路第一节概述列车通过钢轨接头时会产生很大的轮轨冲击力, 对轨道结构产生很大的破坏作用, 造成轨道部件破损, 同时加剧了机车车辆的振动, 加速车辆的破损和增加能耗、降低车辆舒适的度。为了改善钢轨接头的工作状态,曾经从接头的构造上和材质上采取过很多措施,如轨枕的支承形式和尺寸、夹板的形状和长度、增加螺栓个数、轨端淬火等等, 但均未能解决接头的缺陷, 接头病害依旧存在。直到无缝线路问世, 为大量减少钢轨接头创造了条件。 1. 世界铁路无缝线路的发展无缝线路既是轨道结构技术进步的重要标志,也是当今世界高速、重载铁路轨道结构的最佳选择,它以无可争议的优越性,得到世界各国铁路的承认。德国是最早采用无缝线路的国家, 1926 年铺设了一条 120m 长的试验轨道, 1935 年又铺设了 1km 长的一段试验轨道,并在 1945 年作出了无缝线路为标准线路的规定。至 1961 年, 原联邦德国铁路无缝线路总延长达到了 29000km , 20 世纪 80 年代, 无缝线路里程达到了 73900km ,占线路总里程的 85% ,并有 79% 的道岔焊成了无缝道岔。美国在 1933 年开始铺设无缝线路,至 1936 年, 约铺设了 170km 无缝线路, 以后发展缓慢。至 1970 年, 美国的无缝线路里程达 53200km , 以后每年以 8000km 递增,至 20 世纪 80 年代, 美国铁路无缝线路里程达 120000km , 是全世界铺设无缝线路最多的国家。 1935 年前苏联在莫斯科郊外的车站铺设了一段 600m 的无缝线路。由于俄罗斯大部分地区的温差较大, 最大轨温差达 119 ℃, 影响了无缝线路的发展, 直到 1956 年才正式开始铺设无缝线路。法国也是无缝线路发展较早的国家,在 1949 年前后, 法国进行了大量的铺设试验,至 1970 年, 无缝线路总里程达 12900km , 并以每年 660km 速度递增,至 20 世纪 80 年代, 无缝线路铺设里程达 22000km 。日本在修建东海道新干线时采用 50kg/m 钢轨的无缝线路,后来换铺成 60kg/m 钢轨的无缝线路。至 2002 年底, 世界铁路路网长约为 130 万 km ,无缝线路总长为万 km 。自 1957 年我国开始在京门支线( 北京) 和真西支线( 上海) 铺设无缝线路以来, 经过数十年的不懈努力,无缝线路里程得到较大增长,近几年来,无缝线路铺设里程每年达 1000km 以上。铺设无缝线路的技术也得到了较大提高,允许 60kg/m 钢轨的铺设无缝线路的最大轨温差达 108 ℃;最小曲线半径为 400m ,站线为 350m ; 并在大桥上铺设了无缝线路。至 2003 年底,无缝线路总里程已达 39880km ,占铁路营业里程的 45% 。近几年来,我国铁路的无缝线路一直处于快速增长阶段。世界各国的无缝线路铺设里程如表 7-1 所示。 2. 无缝线路的类型焊接长钢轨因轨温变化会引起伸缩, 按处理方法的不同, 可将无缝线路分为温度应力式、定期放散温度应力式和自动放散温度应力式。表 7-1 世界各国无缝线路里程(km) 国别最大轨温幅度(℃) 无缝线路总长(km) 占营业线比例(%) 备注中国 102 39880 法国 70 22457 英国 67 18800 德国 90 76000 96 俄罗斯 119 39900 美国 116200 日本 70 12716 29 不含新干线加拿大 14880 19 轨道工程第七章无缝线路同济大学城市轨道与铁道工程系 2 在温度应力式无缝线路上,长轨条之间铺设 2~4 根普通轨( 称为缓冲轨) ,或钢轨伸缩调节器。长钢轨和普通钢轨之间采用普通钢轨接头, 但采用高强度接头螺栓提高钢轨接头阻力。无缝线路铺设后, 焊接长钢轨因受扣件及道床纵向阻力的约束, 两端自由伸缩受到一定的限制, 中间部分的自由伸缩则完全受到限制, 因而在钢轨中产生温度力。这种无缝线路铺设简单, 养护方便, 故得到了广泛应用, 但由于钢轨要承受强大的温度力,钢轨的强度和稳定性必须满足设计要求。在定期放散应力式无缝线路上, 每年对无缝线路的温度调整或放散 1~2 次, 以减小长轨条中的温度力。在放散温度力时, 将长轨条的所有扣件松开, 使它能自由伸缩, 放散其内部的温度应力, 并在一定的温度条件下重新将全部钢轨扣件扣紧。这种方法主要用于年温差变化幅度较大的寒冷地区( 年温差大于 100 ℃地区) 。由于此种方法需要化费较多的人力和物力,工序繁杂,故很少采用。在自动放散应力式无缝线路上,在焊接长钢轨的两端设置伸缩调节器( 又称