鐵道工程教研室劉強⒈普通無縫線路：長軌節長1000～2000m。⒉全區間無縫線路：長軌節為相鄰兩車站進站、出站信號機之間的距離，長軌節可劃分為幾個閉塞分區，兩閉塞分區間采用高強度膠結絕緣接頭分隔。一、類型㈠按軌節長度劃分⒊跨區間無縫線路：長軌節跨越車站道岔并貫穿區間。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈放散溫度應力式無縫線路⑴自動放散溫度應力式無縫線路一、類型㈡按長軌的溫度應力處理方式劃分任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈放散溫度應力式無縫線路⑵定期放散溫度應力式無縫線路①緩沖區不是標準長度鋼軌，而是一組一定長度的短軌（調節軌）。②每年春、秋兩季進行應力放散，即松開長軌的全部扣件和鋼軌接頭，使它自由伸縮，更換緩沖區調節軌。③放散工作量大，目前已不使用。一、類型㈡按長軌的溫度應力處理方式劃分任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉溫度應力式普通無縫線路⑴組成：每段無縫線路由一根長鋼軌及兩端24根標準長度鋼軌組成。⑵特點：結構簡單、鋪設維修方便。⑶適用：年最高和最低軌溫差小于90℃的地區。一、類型㈡按長軌的溫度應力處理方式劃分任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈路基必須穩定，無翻漿冒泥、凍害及下沉擠出。⒉道床采用一級道砟。⒊軌枕采用混凝土枕或混凝土寬枕，明橋面可用木枕。⒋混凝土枕或混凝土寬枕采用彈條扣件，木枕采用分開式扣件。⒌普通無縫線路采用50kg/m及以上鋼軌，全區間及跨區間無縫線路采用60kg/m及以上鋼軌。⒍接頭采用高強度螺栓。二、構造㈠一般技術條件任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈固定區⑴概念：長軌條中間完全不能伸縮的部分。⑵長度：不短于50

m。⒉伸縮區。⑴概念：長軌條兩端可能發生伸縮的部分。⑵長度：一般為50～100m。二、構造㈡平面構造任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒊緩沖區⑴概念：兩根長軌之間鋪設標準軌（含廠制縮短軌）的部分。⑵作用：調節軌縫。⑶組成：一般由2～4節同類型標準軌組成。⑷接頭要求：必須使用不低于10.9級的螺栓，螺栓扭矩應保持在700～1100N.m。二、構造㈡平面構造任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈一般規定。⑴普通無縫線路一般焊接長鋼軌的長度為1000～2000m。⑵

在自動閉塞區段，每段長鋼軌的長度，原則上應與自動閉塞

區段的長度一致，如受條件限制，固定區也不應短于50m。⒉跨區間和區間無縫線路的長軌條布置。⒊普通無縫線路長軌條布置。二、構造㈢長鋼軌布置任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉跨區間和區間無縫線路的長軌條布置。二、構造㈢長鋼軌布置⑴區間無縫線路的長軌條長度應以車站最外道岔間的距離減兩個緩沖區長度計算。⑵長軌條可由若干單元軌節組成。區間內單元軌節長度宜為1000～2000m，最短不應小于200m；每組無縫道岔應按一個單元軌節計。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉跨區間和區間無縫線路的長軌條布置。二、構造㈢長鋼軌布置⑶宜單獨為一個或數個單元軌節的地段：長大橋梁及兩端線路護軌梭頭范圍之內；長度超過1000m的隧道；大跨度連續梁的兩端設置調節器時，單元軌節長度應與每聯連續梁長度相同。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒊普通無縫線路長軌條布置。二、構造㈢長鋼軌布置⑴軌條長度不應小于200m。⑵宜單獨布置長軌條，并在其兩端設置緩沖區的地段：站內線路；設有膠接絕緣接頭的每個自動閉塞區間；道岔與長軌條之間或兩段長軌條之間；小半徑曲線鋼軌傷損嚴重的區段；其他特殊地段。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知軌枕間距應均勻布置。二、構造㈣軌枕間距軌枕配置根數(根/km)軌枕間距(mm)軌枕配置根數(根/km)軌枕間距(mm)16676001840543.51760568.21920520.8任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈扣件分類⑴按扣壓件形式分：彈片式和彈條式。⑵按扣壓件緊固形式分：無螺栓和有螺栓。⑶按與軌枕連接方式分：不分開式和分開式。⑷按承受水平力方式分：無擋肩和有擋肩。二、構造㈤無砟軌道的扣件任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉我國自主研發的高速鐵路扣件類型⑴彈條Ⅳ、Ⅴ型扣件二、構造㈤無砟軌道的扣件Ⅳ型扣件Ⅴ型扣件任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉我國自主研發的高速鐵路扣件類型⑵WJ-7型扣件二、構造㈤無砟軌道的扣件任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉我國自主研發的高速鐵路扣件類型⑶

WJ-8型扣件二、構造㈤無砟軌道的扣件任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈橋上無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點⑴為減小鋼軌伸縮與橋梁伸縮相互作用的復雜程度，應使橋梁位于固定區內，橋頭兩端應按伸縮區鎖定。長軌節應大于橋梁總長再加兩端伸縮區，無縫線路在橋梁兩端路基上每端鎖定長度均不應小于100m。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈橋上無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點(2)鋼梁上宜用分開式扣件，為減小鋼軌與橋梁的相互作用，鋼軌扣件阻力可適當減小(不全部擰緊，松緊相間)，但要考慮橋梁上鋼軌低溫斷軌后斷縫不能拉開過大(按規范要求)，以免影響行車安全。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈橋上無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點⑶為減小各種附加力的影響，在長大橋梁上鋪設無縫線路時，常采用鋼軌伸縮調節器(也稱溫度調節器)，使長鋼軌能縱向伸縮，自動放散溫度應力。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒈橋上無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點⑷由于橋上存在附加力，可能會使橋上無縫線路的鎖定軌溫與路基上不同。在可能的條件下，應盡量采取與路基上的無縫線路相同的鎖定軌溫，以便施工。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒉隧道無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點⑴隧道內軌道結構應適當加強，條件許可時可設無砟道床，鋼軌應用耐腐蝕的合金軌，還應加強鋼軌的探傷檢查。⑵隧道群的長軌條宜連續布置，每座隧道距離隧道口內側

50m

范圍，應按伸縮區要求加強鎖定。⑶隧道的長軌條宜連續布置，無縫線路固定區應設在軌溫變化小的隧道內，長軌條接頭宜設在距隧道口內側50m處，伸縮區設于隧道洞口內方，緩沖區宜設置在隧道洞口外。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒊小半徑曲線無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點⑴隨著半徑的減小，溫度力的徑向分力增大，穩定性降低。因此，鋪設無縫線路的曲線半徑不宜小于400m。⑵一個小半徑曲線，最好單獨鋪一節長軌，伸縮區最好設在直線上。⑶

適當提高鎖定軌溫，以減小溫度壓力。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知⒋長達坡道無縫線路。二、構造㈥特殊地段無縫線路構造特點⑴加強防爬鎖定，包括采用Ⅱ型以上混凝土枕，采用扣壓力大的彈條扣件，枕盒內道砟要保持充足、密實。⑵在長大坡道凹形縱斷面變坡點，兩側鋼軌均可能向該地段爬行，擠壓鋼軌造成應力集中，應斷開長軌節設置緩沖區，緩沖區鋼軌數量應比一般情況下適當增加。⑶在長大坡道凸形縱斷面變坡點，應按規定設置半徑較大的豎曲線，以降低縱向壓力的豎向分力。⑷加設觀測樁，隨時注意爬行狀況，防止不均勻爬行的積累而出現壓力峰。任務2.1無縫線路軌道的構造項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈠鋼軌的自由伸縮量當軌溫變化時，不受任何限制的鋼軌的自由伸縮量為

L＝·L·t

式中L——鋼軌的自由伸縮量(mm)；——鋼軌的線膨脹系數，＝0.0118mm/m℃；L——鋼軌長度(m)；t——軌溫變化幅度(℃)。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈠鋼軌的自由伸縮量【例】現有一根長鋼軌，其長度為2000m，軌溫變化幅度為25℃，

求其自由伸縮量。【解】

L＝0.0118×2000×25＝590.0(mm)任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈡鋼軌的溫度應力和溫度力⒈溫度應力⑴概念。無縫線路鋪設、鎖定后，因軌溫變化，長軌不能自由伸縮而在其內部產生的應力，稱為溫度應力。⑵計算。根據虎克定律，在一股鋼軌上產生的溫度應力為

t＝E·t＝E·L＝E··L·t＝E··t

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈡鋼軌的溫度應力和溫度力⒈溫度應力式中t——鋼軌內部的溫度應力(N/cm2)；E——鋼軌的彈性模量，E＝2.1×107N/cm2；t——鋼軌的溫度應變.

將E、代入上式計算，得t＝247.8t(N/cm2)

t＝E··t

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈡鋼軌的溫度應力和溫度力⒉溫度力⑴概念。對整個鋼軌斷面而言，由軌溫變化產生的力，即整個鋼軌斷面上的溫度應力，稱為溫度力。鋼軌的溫度力均以受拉為正。⑵計算。鋼軌的溫度力計算公式為

Pt＝t·F＝E·F·t＝247.8F·t(N) 式中Pt——鋼軌的溫度力(N)；F——鋼軌橫斷面面積(cm2)。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈡鋼軌的溫度應力和溫度力⒉溫度力⑶單位軌溫變化下鋼軌溫度力的變化。鋼軌類型(kg/m)鋼軌橫斷面面積(cm2)鋼軌溫度力變化率(kN/℃)5065.8016.36077.4519.27595.0423.6任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知一、鋼軌內的溫度應力㈡鋼軌的溫度應力和溫度力⒊計算公式的推論①無縫線路軌道除承受列車動靜荷載外，還承受巨大的溫度力；②無縫線路鋼軌內部的溫度應力和溫度力與軌溫變化幅度t成正比，而與鋼軌長度L無關。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒈因素除受氣溫、風力及日照程度的影響，還與地形、線路方向、測量部位等有關。一般來說，軌溫是隨大氣溫度的變化而改變的。⒉軌溫與大氣溫度的關系任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒉軌溫與大氣溫度的關系

據調查統計分析，最高軌溫比當地最高氣溫約高20℃(長隧道內最高軌溫可按當地歷年最高氣溫計)，多出現在當天的13:00—14:00；最低軌溫與同一地點的最低氣溫基本相同，一般出現在黎明前。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒉軌溫與大氣溫度的關系中間軌溫是指當地最高軌溫和最低軌溫的平均值，即

Tz＝(Tmax＋Tmin) 式中Tz——中間軌溫(℃)；Tmax——當地最高軌溫(℃)；Tmin——當地最低軌溫(℃)。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈠鋼軌溫度⒊實測軌溫

實測軌溫用鋼軌測溫計量測。在太陽下量測軌溫，鋼軌斷面上各點的溫度是不均勻的。正確測量軌溫的方法是在鋼軌的全斷面上選定多點測量，取其平均值。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫(零應力軌溫)⒈鎖定軌溫的概念

鎖定線路時的鋼軌溫度。此時，長鋼軌內部的溫度應力應為零。

無縫線路上擰緊鋼軌兩端接頭螺栓、上緊中間扣件及防爬設備，把長鋼軌固定在線路上的過程，稱為鎖定線路。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒈鎖定軌溫的概念嚴格地講，鎖定軌溫應該是長鋼軌在被鎖定瞬間的軌溫。但在實際工作中，長鋼軌不可能在瞬間鎖定，通常把長鋼軌鎖定時兩端軌溫的平均值作為鎖定軌溫。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒉確定設計鎖定軌溫的條件

無縫線路的設計鎖定軌溫，應以最高軌溫時軌道不發生脹軌跑道，最低軌溫時不拉斷鋼軌或螺栓為基本條件，經過軌道強度和穩定性檢算而確定。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒊設計鎖定軌溫及范圍的計算⑴中和軌溫計算

式中

[Td]，[Tc]——允許溫降和允許溫升；

Tmax，Tmin——當地歷史最高、最低軌溫；[Tk]——中和軌溫修正值，一般為0℃～5℃。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒊設計鎖定軌溫及范圍的計算允許溫升：無縫線路允許承受的最大升溫幅值。允許溫降：無縫線路允許承受的最大降溫幅值。⑴中和軌溫計算

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒊設計鎖定軌溫及范圍的計算⑵設計鎖定軌溫及范圍

設計鎖定軌溫上限Tm＝Te＋(3～5)℃設計鎖定軌溫下限Tn＝Te－(3～5)℃

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知中和溫度計算圖TmaxTmax-[?Tc]Tmin+[?Td]Tmin[?Tc][?Td]TeTmTn任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫

【例】鄭州地區的最高軌溫為63℃，最低軌溫為－17.9℃，查允許溫差表得[Td]＝69℃，[Tc]＝50℃。求設計

鎖定軌溫。【解】(1)計算中和軌溫。

＝(63－17.9)＋(69－50)＋3＝35℃＝任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫

(2)確定設計鎖定軌溫上、下限。設計鎖定軌溫上限Tm＝Te＋5℃＝40℃設計鎖定軌溫下限Tn＝Te－5℃＝30℃(3)檢算設計鎖定軌溫上、下限。

Tm－Tmin＝40－(－17.9℃)＝58℃≤[Td]＝69℃

Tmax－Tn＝63－30＝33℃≤[Tc]＝50℃ 因此，設計鎖定軌溫范圍為30℃～40℃。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒋施工鎖定軌溫（實際鎖定軌溫）

以長軌條始端或終端落槽時，分別測量兩次軌溫的平均值作為施工鎖定軌溫；把當時測量的軌溫定為這一段無縫線路的實際鎖定軌溫，并做好詳細記錄，作為以后養護維修的技術資料妥善保存。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知二、鎖定軌溫㈡鎖定軌溫⒋施工鎖定軌溫（實際鎖定軌溫）

如果長軌條始端或終端落槽時不在設計鎖定軌溫范圍內，則必須進行應力調整或放散，并重新鎖定。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒈概念

軌排在道床中縱向位移時，道床對軌枕所產生的抵抗力稱為道床縱向阻力。道床縱向阻力是抵抗鋼軌伸縮、防止線路爬行的重要參數。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒉表示方法

一般以每根軌枕提供的阻力R(N)或一股鋼軌下每延長厘米道床提供的平均阻力p(N/cm)來表示(p也稱單位道床縱向阻力)。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒊影響因素

⑴道砟材質⑵粒徑級配⑶道床斷面⑷搗固質量⑸臟污程度⑹軌枕類型任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力⒋要求

通常取軌枕位移為2mm時的阻力值作為設計無縫線路時的道床縱向阻力值。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈠

道床縱向阻力

線路條件單根軌枕的道床縱向阻力R(N)一股鋼軌下單位道床縱向阻力p(N/cm)1840根軌枕/km1760根軌枕/km1667根軌枕/km木枕軌道70006461—混凝土枕軌道I型100009187—Ⅱ型12500115109—Ⅲ型18300—160152任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

⒈概念

無縫線路長軌兩端鋼軌接頭阻止鋼軌縱向伸縮的阻力，稱為接頭阻力。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

⒉影響因素⑴螺栓的個數

⑵材質⑶直徑

⑷擰緊程度任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

⒊要求

無縫線路緩沖區的鋼軌接頭必須使用10.9級高強度螺栓，接頭螺栓扭矩應保持在700～1100N·m。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈡接頭阻力

螺栓類型螺栓扭矩(N·m)500600700800900100075kg/m鋼軌，24mm螺栓35043050055060kg/m鋼軌，24mm螺栓23028039045051057050kg/m鋼軌，24mm螺栓250300370430490任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒈概念

中間扣件及防爬設備共同阻止鋼軌沿軌枕面縱向位移的阻力稱為扣件阻力。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒉影響因素⑴扣件類型⑵擰緊程度及防爬設備類型⑶配置數量任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒊要求

扣件阻力必須大于道床縱向阻力，以充分發揮道床縱向阻力的作用，避免鋼軌發生相對于軌枕面的縱向位移，這是無縫線路軌道結構設計的基本要求之一。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒊要求

無縫線路混凝土枕地段應采用彈條扣件，扣件扭力矩應保持在80～150N·m；木枕地段應采用分開式扣件，并設置足夠的防爬設備。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知三、軌道縱向阻力㈢扣件阻力

⒊要求扣件類型扣件扭力矩(N·m)80150I型9.012.0Ⅱ型9.315.0Ⅲ型16.0Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型扣件的扣件阻力（kN）任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知四、溫度力與縱向阻力的關系㈠溫度力與接頭阻力的關系

克服接頭阻力階段的溫度力大小等于接頭阻力，要使溫度力達到接頭所能提供的最大阻力PH，則所需的軌溫變化幅度tH＝PH/247.8F。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知四、溫度力與縱向阻力的關系㈠溫度力與接頭阻力的關系

當軌溫由升溫轉為降溫(或由降溫轉為升溫)反向變化時，只有在原方向的接頭阻力被抵消，反方向的接頭阻力被克服后，長軌兩端才由伸長轉為縮短(或由縮短轉為伸長)。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知四、溫度力與縱向阻力的關系㈠溫度力與接頭阻力的關系

【例】某60kg/m鋼軌無縫線路，如接頭螺栓扭矩為900N·m時PH＝510kN，求克服接頭阻力所需的軌溫變化幅度。

【解】60kg/m鋼軌F＝77.45cm2。

tH-900＝＝26.6(℃)

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知四、溫度力與縱向阻力的關系㈡溫度力與道床縱向阻力的關系

溫度力克服接頭阻力后的余量由某段長度道床所提供的縱向阻力與之相抗衡，鋼軌將帶動該段長度的軌枕一起伸縮，直至軌溫變化幅度達到最大。溫度力達到最大時，溫度力克服接頭阻力后的余量也達到最大，提供縱向阻力與溫度力相抗衡的道床長度也達到最長，長鋼軌兩端帶動軌枕一起伸縮的長度也達到最長。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知四、溫度力與縱向阻力的關系㈡溫度力與道床縱向阻力的關系

當軌溫反向變化時，只有在道床的正向縱向阻力被抵消、反向縱向阻力被克服后，長鋼軌兩端才由伸長轉為縮短(或由縮短轉為伸長)。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈠長鋼軌一端的伸縮量

1＝(maxPt－Rj)2

㈡標準軌一端的伸縮量2＝[(maxPt－Rj)L0－pL02]任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

⒈長軌與標準軌的預留軌縫

1

1′＜

1＜

1″

要保證軌溫升至最高時軌縫大于零，應有

1′≥1′＋2′

要保證軌溫降至最低時螺栓不超過構造軌縫，應有

1″≤

g－(1″＋2″)

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

⒉標準軌與標準軌之間的預留軌縫

2

2′＜

2＜

2″

要保證軌溫升至最高時軌縫大于零，應有

2′≥22′

要保證軌溫降至最低時螺栓不超過構造軌縫，

應有

2″≤

g－22″

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

【例】天津地區現有60km/h鋼軌無縫線路，軌枕為混凝土軌枕，每公里鋪設1

760根，緩沖區鋼軌長L0＝25m，鋼軌截面面積F＝77.45cm，接頭阻力Rj＝450kN；單位道床縱向阻力p＝91N/cm；天津地區最高軌溫Tmax＝65.0℃，最低軌溫Tmin＝－22.9℃；鎖定軌溫為25℃，構造軌縫

g＝18mm。請計算緩沖區預留軌縫。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

【解】(1)最大軌溫變化幅度

maxt(升)＝65.0－25＝40.0(℃) mint(降)＝－22.9－25＝－47.9(℃) (2)最大溫度力

maxPt(壓)′＝247.8×77.45×40.0

＝767

684(N) maxPt(拉)＝247.8×77.45×47.9＝919

302(N)

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

(3)長鋼軌一端的伸縮量

1′＝10×(767

684－450

000)2/(2×2.1×105×100×77.45×91)

＝3.41(mm)

1″＝10×(919

302－450

000)2/(2×2.1×105×100×77.45×91)

＝7.44(mm)

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

(4)標準軌一端的伸縮量

2′＝[(767

684－450

000)×25×1

000/2-91×252×1002×10/8]

/(2.1×105×100×77.45)

＝2.00(mm) 2″＝[(919

302－450

000)×25×1

000/2－91×252×1002×10/8]

/(2.1×105×100×77.45)

＝3.17(mm)

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

(5)長鋼軌與標準軌之間的預留軌縫11′≥1′＋2′＝3.41＋2.00＝5.41(mm)1″≤ag－(1″＋2″)＝18－7.44－3.17

＝7.39(mm)∴5.41＜1＜7.39取1＝6.0mm任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知五、緩沖區預留軌縫計算㈢預留軌縫計算

(6)標準軌與標準軌之間的預留軌縫22′≥22′＝2×2.00＝4.00(mm)2″≤ag－22″＝18－2×3.17＝11.66(mm)∴4＜2＜11.66取2＝8.0mm任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈠基本概念

無縫線路的穩定性，是指高溫條件下，鋼軌內部的溫度壓力與道床橫向阻力、軌道框架剛度等的相對平衡關系。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈡失穩過程

⒈穩定階段溫度應力式無縫線路鎖定后，如果軌溫升高不大，溫度壓力較小時，無縫軌道將保持原來的穩定狀態。

任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈡失穩過程

⒉脹軌階段

夏季隨著軌溫的升高，軌道框架受到巨大的溫度壓力。當溫度壓力增加到一定數值時，軌排就可能克服軌道框架剛度和道床橫向阻力，線路的薄弱地段(如曲線、有原始彎曲或道床橫向阻力被削弱處等)出現彎曲變形，稱為無縫線路的脹軌。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈡失穩過程

⒊跑道階段

如果軌溫繼續升高或受外力干擾，臌曲將繼續擴大，當軌溫值達到某一臨界值時(此時的溫度壓力稱為臨界溫度壓力)，軌溫稍有升高或稍受外力干擾，軌道便會突然發生明顯的臌曲，導致軌道完全被破壞，稱為無縫線路的跑道。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈢影響因素

⒈軌溫升高幅度⒉軌道原始彎曲包括初始塑性彎曲和初始彈性彎曲。

鋼軌初始塑性變形多半是在鋼軌的軋制、運輸、焊接及鋪設過程中形成的。初始彈性彎曲則是列車橫向力、溫度壓力作用下產生的。任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈢影響因素

⒊道床橫向阻力⑴概念

軌枕在道床中橫向位移時，道床對軌枕所產生的抵抗力，稱為道床橫向阻力，它是防止無縫線路脹軌跑道，保證軌道穩定的主要因素。保證線路穩定的主要因素道床65%鋼軌25%扣件10%任務2.2溫度應力式無縫線路的構造原理項目2無縫軌道的構造認知六、無縫線路穩定性㈢影響因素

⒊道床橫向阻力⑵組成

道床橫向阻力是由軌枕兩側及枕底與道砟接觸面之間的摩阻力和枕端砟肩阻止軌枕橫移的抗力組成。道床肩部30%軌枕側面20～30%軌枕底部