第一章無縫線路基本知識第八章無縫線路內(nèi)容提要第二章脹軌、跑道和鋼軌折斷第三章無縫線路養(yǎng)護維修第四章小半徑曲線無縫線路第五章無縫線路的應(yīng)力調(diào)整與應(yīng)力放散第一章無縫線路基本知識

作為一種新型軌道結(jié)構(gòu)，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(dá)到《鐵路線路維修規(guī)則》的標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(shè)初期叫無接縫線路，以后略去“接”字，稱無縫線路至今。1、概念和發(fā)展概況

（2）發(fā)展概況：1926年，德國鋪設(shè)了世界最早的一條無縫線路，當(dāng)時長軌條長120m。我國于1957年開始鋪設(shè)，現(xiàn)最長一條長軌條達(dá)303km，在我國的滬寧線上。2、優(yōu)缺點

⑴、行車平穩(wěn)，減少了噪音，旅客舒適度提高；

⑵、節(jié)省了接頭材料，降低了維修費用；

⑶、減少了行車阻力，提高了行車速度；⑷、延長了線路設(shè)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(yīng)力，不易保持必要的強度和穩(wěn)定性。缺點3、分類：

（1）、按結(jié)構(gòu)劃分：溫度應(yīng)力式無縫線路和放散溫度應(yīng)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，以下介紹均為溫度應(yīng)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(yīng)力，隨著溫度的變化而發(fā)生了變化。4、基本原理：

溫度應(yīng)力式無縫線路由一對焊接長軌條和兩端各2～4對標(biāo)準(zhǔn)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(yù)留軌縫，如圖1—1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(biāo)準(zhǔn)軌適量鋸短或換短，以滿足伸長量和預(yù)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(biāo)準(zhǔn)軌換長，以滿足縮短量和預(yù)留軌縫的要求。因為兩長軌條之間的2～4對標(biāo)準(zhǔn)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(yù)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2～4對，是為了留有余地和在中間軌縫處設(shè)置絕緣接頭。

放散溫度應(yīng)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(jié)構(gòu)上同溫度應(yīng)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(yīng)力工作量太大，問題較多。自動放散式：1、組成，在長軌條兩

二、放散溫度應(yīng)力式無縫線路

端設(shè)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(yīng)力。2、缺點，限制了每一節(jié)軌節(jié)的長度，而且線路構(gòu)造復(fù)雜，鋪設(shè)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(dāng)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(yīng)長軌條的限制伸縮，在無縫線路的兩端設(shè)置2～4根調(diào)節(jié)軌并預(yù)留軌縫。這就是溫度應(yīng)力式無縫線路的結(jié)構(gòu)特點和采用這種結(jié)構(gòu)的原因。小結(jié)

思考與練習(xí)題

1．什么叫無縫線路?2．溫度應(yīng)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(shè)溫度應(yīng)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。現(xiàn)在我們來看看它們的伸縮量。

第二節(jié)溫度應(yīng)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(dāng)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：

Δι=αιΔt式中Δι——鋼軌的自由伸縮量(mm)；α——鋼的線膨脹系數(shù)，亦即鋼軌的單位自由伸縮量(0.0118mm／m.℃)；

ι——鋼軌長度(m)；

Δt——軌溫變化度數(shù)(℃)。

[例1—1]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25.004m，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：

Δι=αιΔt=0.0118×25.004×30=8.85≈9(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(yīng)縮短多少毫米?[解]據(jù)題意，我們認(rèn)為此時的長軌條處于自由縮短狀態(tài)。則長軌條縮短量Δι=αιΔt=0.0118×1000×(45-12)=11.8×33≈389(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(dāng)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：

①只有當(dāng)軌溫變化到相當(dāng)程度時才會產(chǎn)生限制伸縮。如60kg／m長軌條，當(dāng)軌溫變化23℃時，才開始產(chǎn)生0.1mm的限制伸縮；50kg／m、25m標(biāo)準(zhǔn)軌，如采用鋼筋混凝土枕，當(dāng)軌溫變化28℃時，才開始產(chǎn)生0.1mm的限制伸縮。

②限制伸縮量比自由伸縮量小得多。如前述例2，當(dāng)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。

③限制伸縮量同長軌條的長度無關(guān)，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(biāo)準(zhǔn)軌的一端限制伸縮量如表1-1、表1-2，單位為mm。

軌溫差Δt(℃)長軌12.5米標(biāo)準(zhǔn)軌25米標(biāo)準(zhǔn)軌木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕26000000270.10.10.10.100280.20.20.20.10.20290.30.30.30.20.30.2300.50.40.30.30.50.3310.70.50.40.40.60.5320.90.60.50.40.80.6331.20.80.60.50.90.8341.41.00.60.61.10.9351.71.20.70.71.21.1362.11.50.80.71.41.2372.51.70.90.81.51.4382.92.00.90.91.71.5393.32.31.01.01.81.7403.82.61.71.02.01.8414.33.01.21.12.12.0424.83.41.21.22.32.1435.33.81.31.32.42.3表1-150kg/m鋼軌,1840根/km軌枕時,鋼軌一端限制伸縮量表軌溫差Δt(℃)長軌12.5米標(biāo)準(zhǔn)軌25米標(biāo)準(zhǔn)軌木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕445.94.21.41.32.62.4456.54.61.41.42.72.6467.25.11.51.52.92.7477.95.51.61.63.02.9488.66.01.71.63.23.0499.36.61.71.73.33.15010.17.11.81.83.53.35110.97.71.91.93.63.55211.78.22.01.93.83.65312.68.92.02.03.93.85413.59.52.12.14.13.95514.410.12.22.24.24.05615.410.82.32.24.44.25716.311.52.32.34.54.35817.412.22.42.44.74.55918.412.92.52.54.84.6續(xù)上表軌溫差Δt(℃)長軌12.5米標(biāo)準(zhǔn)軌25米標(biāo)準(zhǔn)軌木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕22000000230.10.10000240.20.20.20.10.20.1250.30.30.30.20.30.2260.50.40.30.30.50.4270.70.50.40.40.60.5281.00.70.50.40.80.7291.30.90.60.50.90.8301.61.10.60.61.11.0311.91.40.70.71.21.1322.31.60.80.71.41.3332.71.90.80.81.51.4343.22.30.90.91.71.6353.72.61.01.01.81.7364.23.01.11.02.01.9374.83.41.11.12.12.0385.43.81.21.22.32.1396.14.31.31.32.42.3表1-260kg/m鋼軌,1840根/km軌枕時,鋼軌一端限制伸縮量表軌溫差Δt(℃)長軌12.5米標(biāo)準(zhǔn)軌25米標(biāo)準(zhǔn)軌木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕木枕鋼筋混凝土枕406.74.71.41.32.62.4417.55.21.41.42.72.6428.25.81.51.52.92.7439.06.31.61.63.02.9449.86.01.71.63.23.04510.77.51.71.73.33.24611.68.11.81.83.53.34712.58.81.91.93.63.54813.59.52.01.93.83.64914.510.22.02.03.93.85015.510.92.12.14.13.95116.611.72.22.24.24.15217.712.42.32.24.44.25318.813.32.32.34.54.4542014.12.42.44.74.55521.214.92.52.54.84.75622.515.82.62.55.04.85723.816.72.62.65.15.05825.117.72.72.75.35.15926.518.62.82.75.45.3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(yīng)力和溫度力

鋼軌未能實現(xiàn)的伸縮量，以溫度應(yīng)力的形式積蓄于鋼軌內(nèi)部。很明顯，軌溫變化越大，應(yīng)力就越大。因此，我們把在無縫線路上，由于軌溫變化引起的鋼軌伸縮因受到限制而轉(zhuǎn)化到鋼軌內(nèi)部的力叫溫度應(yīng)力。夏天軌溫上升，鋼軌欲伸長時受到的溫度應(yīng)力是壓應(yīng)力。冬天軌溫下降，鋼軌欲縮短時受到的溫度應(yīng)力是拉應(yīng)力。

據(jù)測算，經(jīng)鎖定的鋼軌，當(dāng)軌溫升降1℃時，每平方厘米鋼軌斷面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力或拉應(yīng)力是247.8N(N，牛頓，力的單位，1kg=9.8N≈10N)。由此得出溫度應(yīng)力的計算公式是：σt=247.8Δt(σt=250Δt)

式中σt—溫度應(yīng)力(N)；

Δt—軌溫變化度數(shù)(℃)。

溫度應(yīng)力=鋼的彈性模量×鋼軌長度變化率)=E×伸縮量/長軌長=E×αL△t/L=2.1×107×0.0000118×△t=247.8△t(N))

溫度應(yīng)力只表示每平方厘米鋼軌斷面上受到的力。50kg/m鋼軌和60kg/m鋼軌的全斷面分別為65.8和77.45cm2，則當(dāng)軌溫變化1℃時，這兩種鋼軌全斷面上受到的應(yīng)力分別為：247.8N／cm2×65.8cm2=16305N247.8N／cm2x77.45cm2=19192N

我們把無縫線路鋼軌全斷面上受到的溫度應(yīng)力叫溫度力。溫度力的計算公式是：Pt=σtF=247.8ΔtF

式中F—鋼軌斷面積(cm2)；Pt—溫度力(N)。

[例1-3]某無縫線路鋪設(shè)60kg／m鋼軌，設(shè)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(dāng)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℃，故鋼軌斷面受到的溫度壓力Pt=σtF=247.8×35×77.45=19192×35=671720(N)這個約67172kg，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(jié)論：

①、溫度力的大小和鋼軌長度無關(guān)；

②、溫度應(yīng)力與溫度變化度數(shù)成直線比例關(guān)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(yīng)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(jié)當(dāng)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伸縮。自由伸縮量的計算公式是Δι=αιΔt。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(guān)。無縫線路的鋼軌被鎖定，自由伸縮量不能實現(xiàn)的部分轉(zhuǎn)化為鋼軌的應(yīng)力。小結(jié)無縫線路鋼軌全斷面上受到的溫度應(yīng)力叫溫度力。溫度力的計算公式是Pt=247.8ΔtF；對于50kg/m和60kg/m鋼軌而言，則分別是Pt=16305和Pt=19192。溫度力的大小和鋼軌長度無關(guān)，所以從理論上講，無縫線路可以鋪得無限長。

思考與練習(xí)題

1．熟知如下定義：自由伸縮、限制伸縮、溫度應(yīng)力、溫度力。

2．某普通線路進(jìn)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(dāng)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?(50kg／m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(shè)無縫線路時，為了適應(yīng)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(dāng)?shù)氐淖罡邭鉁睾妥畹蜌鉁?，以求得最高軌溫和最低軌溫。第三?jié)軌溫、鎖定軌溫和軌溫變化度數(shù)

一般認(rèn)為：當(dāng)?shù)刈罡哕墱氐扔诋?dāng)?shù)貧v年最高氣溫加20℃；當(dāng)?shù)刈畹蛙墱氐扔诋?dāng)?shù)貧v年最低氣溫。

而當(dāng)?shù)貧v年最高、最低氣溫，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：℃）

地名最高軌溫最低軌溫地名最高軌溫最低軌溫地名最高軌溫最低軌溫地名最高軌溫最低軌溫北京62.6-22.8開封63.0-15.0杭州62.1-10.5烏魯木齊60.7-41.5天津65.0-22.9許昌61.9-17.4福州59.8-2.5沈陽59.3-33.1石家莊62.7-26.5信陽61.0-20.0廈門58.5-2.0丹東57.8-31.9唐山63.3-22.6武漢61.3-17.3南京63.0-14.0撫順58.3-35.2秦皇島57.2-22.2岳陽59.0-11.8蘇州61.0-12.0錦州57.3-24.2保定63.3-23.7長沙63.0-9.5徐州63.3-18.9鞍山58.4-30.4邢臺61.7-22.4衡陽61.3-7.0合肥61.0-20.6大連56.1-19.9邯鄲62.5-19.0韶關(guān)62.0-4.3蚌埠64.5-19.4長春59.5-36.5承德61.5-23.0廣州58.7-0.3濟南62.5-19.7四平56.2-38.7張家口60.9-26.2昆明52.3-5.4青島56.6-20.5延吉60.3-37.1太原61.4-29.5貴陽59.5-9.5德州63.4-27.0哈爾濱59.1-41.1陽泉60.2-18.9南寧60.4-2.1泰安60.8-22.4牡丹江57.5-45.2大同58.0-30.5桂林59.7-5.0兗州60.7-18.6佳木斯56.4-39.6呼和浩特58.0-36.2成都60.1-4.6西安65.2-20.6安達(dá)59.5-44.3包頭59.5-32.8重慶64.0-2.5蘭州59.1-23.3齊齊哈爾57.5-39.5新鄉(xiāng)62.7-21.3西昌59.7-6.0酒泉58.4-31.6嫩江58.1-47.3鄭州63.0-17.9南昌60.6-7.7西寧52.4-26.6洛陽64.2-20.0上海60.3-12.1銀川59.3-30.6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(shè)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(yīng)測定一次軌溫，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)

①鎖定軌溫是“零應(yīng)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(yīng)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。

②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(yīng)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57—27=+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。

③鎖定軌溫和鋼軌長度是相關(guān)統(tǒng)一的。設(shè)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(shè)計范圍，就會給無縫線路的受力狀況帶來不良影響。這一點，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(dāng)于鎖定軌溫升高了1℃；縮短1.2mm，相當(dāng)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(yīng)力式無縫線路鎖定軌溫確定的大略方法：

①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

②確定鎖定軌溫范圍：考慮到鋪設(shè)溫度應(yīng)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(shè)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℃=25℃則23～33℃即為該地區(qū)鎖定軌溫范圍，南方可取中間軌溫加2-3℃。

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(yīng)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中==27℃235～25℃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(jié)無縫線路鎖定時的軌溫叫鎖定軌溫。鎖定軌溫是“零應(yīng)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(guān)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(shè)計鎖定軌溫是合理的鎖定軌溫，超出設(shè)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(shè)計鎖定軌溫。不合理的鎖定軌溫必須加以改正。

思考與練習(xí)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．鎖定軌溫定得過高、過低對無縫線路有什么危害?3.某無縫線路鋪設(shè)50kg／m軌，鎖定軌溫為13℃，當(dāng)?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(yīng)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：

①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，形成的軌道框架的剛度也就越大。

②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(guān)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(dǎo)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(dá)到這個要求。從理論上講，無縫線路設(shè)備本身達(dá)到這個要求是綽綽有余的。

2．線路阻力的分類分析

①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(dāng)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(yīng)達(dá)到700-900N.M，PH=460KN=46t。（900N.M是目標(biāo)值,應(yīng)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(dá)到要求。

如果鋪60kg／m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

460ΔtH==247.8F19.192≈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(dāng)全部接頭阻力都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(dá)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(guān)系。

第三，只有當(dāng)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(jìn)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(dá)到80～150N.m；盡量不采用道釘扣件，必要時，還要安裝防爬設(shè)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。線路特征每根軌枕道床縱向阻力P

（N）每公里1840根軌枕時，道床單位縱向阻力P

（N/cm）每公里1760根軌枕時，道床單位縱向阻力P（N/cm）木枕線路70006461鋼筋混凝土枕線路100009187表1-4道床縱向阻力值表

扣件阻力：中間扣件和防爬設(shè)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?？奂胺琅涝O(shè)備類型單位阻力（KN）穿銷式防爬器個20鋼筋混凝土枕扣板式扣件每根軌枕兩股鋼軌6.0鋼筋混凝土枕拱形彈片式扣件每根軌枕兩股鋼軌10.1鋼筋混凝土枕彈條式扣件每根軌枕兩股鋼軌11.9分開式扣件每根軌枕兩股鋼軌15普通道釘每根軌枕兩股鋼軌0.04表1-5扣件阻力值表②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因素有關(guān)：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(jìn)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為特種斷面道床示例（單位：mm）鋼軌的移動方向道床縱向阻力小結(jié)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?jǐn)Q緊中間扣件，使扭力矩達(dá)到80～150N.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(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)到900N.m,以提高接頭阻力；按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)做好道床作業(yè)，以提高道床縱向阻力；充分?jǐn)Q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、增大道床肩寬和將道床做成特種斷面。思考與練習(xí)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(guān)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(shè)備?

6．計算：當(dāng)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50kg／m鋼軌和60kg／m鋼軌)?設(shè)重慶地區(qū)某無縫線路(鋪設(shè)60kg／m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(xué)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(guān)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(rèn)識。

1．圖例縱坐標(biāo)：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(biāo)：表示長軌條全長。原點在橫坐標(biāo)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(dāng)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(biāo)上側(cè)，當(dāng)軌溫上升到鎖定軌溫以上至最高軌溫時，基本溫度力圖在橫坐標(biāo)下側(cè)。

2．分析①當(dāng)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。②當(dāng)軌溫低于t鎖，但軌溫變化度數(shù)又末達(dá)到接頭阻力PH折算成的軌溫變化度數(shù)ΔtH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=247.8ΔtF，并沿a線隨Δt的上升而增加，隨時與接頭阻力PH達(dá)成平衡。③軌溫繼續(xù)下降，當(dāng)軌溫變化度數(shù)等于ΔtH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。

④軌溫進(jìn)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)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χ，則該長度道床產(chǎn)生的縱向阻力為Pχ，被平衡的溫度力Pt則等于Pχ。隨著Δt的逐步降低，Pt隨之逐步增大，Pχ亦隨之逐步增大，以同Pt平衡。這樣，就在圖中構(gòu)成了斜線c,其斜率(由傾角φ決定，tanφ=P)因線路狀況的不同而不同。⑤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(dá)到最長ι

，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)。

⑥長軌條兩端ι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)。

⑦從理論上講，當(dāng)mint和maxPt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(dāng)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(dāng)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(dāng)距離時，道床縱向阻力值才能達(dá)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(cè)，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50～100m。

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)長度不得短于50m。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2～4根標(biāo)準(zhǔn)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χ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Pχ，而則等于相應(yīng)縱坐標(biāo)上的溫度力減接頭阻力。于是得出一個關(guān)系式：Pχ=Pt－

PH

將此式變換一下，并用ι表示伸縮區(qū)長度：

Pt－PH

ι=P

式中ι—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(kN／cm)。

[例1-5]西昌地區(qū)某無縫線路，采用60kg／m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ι。

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ι=0。[解]Pt—PH19.192×(50-28)-460ι==P0.091

422

[例1-6]北京地區(qū)某無縫線路采用60kg／m鋼軌，一級螺栓，6孔夾板，鋪設(shè)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ι。[解]Pt—PHι=P19.192×[20-(-20)]-460=0.091=3381(cm)≈34m

提示：1．計算50kg／m鋼軌和60kg／m鋼軌的溫度力時，可直接分別用16.305kN和19.192kN乘以軌溫變化度數(shù)。

2．計算軌溫變化度數(shù)時，最好不帶表示軌溫升降的“+”、“－”號，以免產(chǎn)生誤解，取變化絕對值即可。

3．單位道床縱向阻力值在本章第四節(jié)單位道床縱向阻力表(表1-4)中查取。

4．計算結(jié)果單位cm化為m。

5.長度取25米的整數(shù)倍，L伸取50米。上例這種根據(jù)具體線路狀況和現(xiàn)場軌溫變化計算出來的伸縮區(qū)長度叫實際伸縮區(qū)長度。我們可以算出任何一條無縫線路在任何軌溫條件下有無實際伸縮區(qū)以及實際伸縮區(qū)的長度。

與實際伸縮區(qū)長度這個概念相對的概念，是設(shè)計伸縮區(qū)長度。設(shè)計伸縮區(qū)長度的計算依據(jù)是最高、最低軌溫。很明顯，實際伸縮區(qū)長度是一個變量，它隨軌溫和線路條件的變化而變化；實際伸縮區(qū)和固定區(qū)之間，是沒有一個固定的分界點的。

但是，養(yǎng)護維修工作又要求我們把伸縮區(qū)和固定區(qū)明確、固定地區(qū)分開來，以便針對不同的線路特點采取不同的養(yǎng)護維修措施，同時也便利于觀測、檢查；另外，為了給伸縮區(qū)長度留出相當(dāng)?shù)挠嗟?，以保適應(yīng)最不利的情況，同時考慮到現(xiàn)場的線路阻力難免要打一定的折扣—現(xiàn)場無縫線路標(biāo)定的伸縮區(qū)長度，總要比用最高、最低軌溫計算出來的伸縮區(qū)長度長一些，一般為50～100m，鋼筋混疑土枕地段多為50～75m，木枕地段多為75～100m。我們把這種現(xiàn)場標(biāo)定的伸縮區(qū)長度叫做設(shè)計伸縮區(qū)長度。三、緩沖區(qū)軌縫的設(shè)置（一）緩沖軌縫設(shè)置的要求無縫線路緩沖區(qū)的軌縫預(yù)留不當(dāng)，可能造成連續(xù)瞎縫而導(dǎo)致脹軌跑道；軌縫過大拉斷接頭螺栓，可能影響行車安全。無縫線路緩沖區(qū)的軌縫預(yù)留，必須照顧到兩個的需要。一是在夏天最高軌溫時，長、短軌的限制伸長量達(dá)到最大值，但軌縫不致頂嚴(yán)；二是在冬天最低軌溫時，長、短軌的限制縮短量達(dá)到最大值，但軌縫不致超過構(gòu)造軌縫18mm。預(yù)留軌縫應(yīng)通過計算確定。（二）預(yù)留軌縫計算1、以冬天最低軌溫時軌縫不超過構(gòu)造軌縫18mm為條件計算：冬天最低軌溫時，長軌縮短量＋短軌縮短量＋預(yù)留軌縫≤18mm。λ1+λ2+﹝λ﹞≤18mm

式中λ1――長軌一端縮短量；λ2――短軌一端縮短量；﹝λ﹞――預(yù)留軌縫。2、以夏天最高軌溫時軌縫不頂嚴(yán)為條件計算：夏天最高軌溫時，長軌伸長量＋短軌伸長量＜預(yù)留軌縫。λ`1+λ`2<﹝λ﹞

式中：λ`1――長軌一端伸長量；

λ`2――短軌一端伸長量；

﹝λ﹞――預(yù)留軌縫。在上述兩式中，長、短軌一端伸縮量均可從無縫線路鋼軌限制伸縮量表中查取。3、將上述兩式的計算結(jié)果作為預(yù)留軌縫的上、下限，然后根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁氐目傮w情況，選取中間一個合適的數(shù)值作為預(yù)留軌縫值。絕緣接頭的軌縫不得小于6mm。［例2－1］三明地區(qū)某無縫線路采用1840鋼筋混凝土枕，60kg/m鋼軌，緩沖區(qū)采用12.5m標(biāo)準(zhǔn)軌，10.9一級螺栓。鎖定軌溫32℃。求長軌間和短軌間的預(yù)留軌縫。［解］查表得，三明地區(qū)最高軌溫59.8℃，取60℃，最低軌溫－2.5℃，取-3℃。則夏天最高軌溫和冬天最低軌溫時，軌溫變化度數(shù)分別是60－32＝28℃32－（－3）＝35℃查無縫線路長短軌一端限制伸縮量得：夏天最高軌溫時，長軌一端伸長量λ`1=0.7mm，短軌一端伸長量λ`2=0.4mm。冬天最低軌溫時，長軌一端短量λ1=2.6mm，短軌一端縮短量λ2=1.0mm。則夏天最高軌溫時，預(yù)留軌縫應(yīng)滿足：長短軌間：

λ`1+λ`2<﹝λ﹞﹝λ﹞>0.7+0.4

﹝λ﹞>1.1mm（取2mm）短軌間：

λ`2+λ`2<﹝λ﹞﹝λ﹞>0.4+0.4

﹝λ﹞>0.8mm（取1mm）則冬天最低軌溫時，預(yù)留軌縫應(yīng)滿足：長短軌間：

λ1+λ2+﹝λ﹞≤18mm2.6+1.0+﹝λ﹞≤18mm﹝λ﹞≤14.4mm（取14mm）短軌間：

λ2+λ2+﹝λ﹞≤18mm1.0+1.0+﹝λ﹞≤18mm﹝λ﹞≤16mm故長、短軌間預(yù)留軌縫的上、下限為14～2mm，短軌間預(yù)留軌縫上、下限為16～1mm，考慮到三明為溫暖地區(qū)，可一律取為6～8mm。四、無縫線路位移觀測無縫線路位移觀測樁的設(shè)置滿足設(shè)計要求和生產(chǎn)需要。日常觀測以工班為單位負(fù)責(zé)進(jìn)行，爬行觀測以同一單元軌條為一個觀測單位，觀測數(shù)據(jù)記錄在冊。觀測周期原則上定為1年4遍，即防脹始、終日期，一年最熱、最冷日期，也可根據(jù)設(shè)備狀態(tài)需要適當(dāng)增加觀測次數(shù)。利用觀測樁的觀測資料分析鎖定軌溫的變化計算方法1、計算公式：

△t鎖＝（84.7×△l）/l

式中

△t鎖―――

鎖定軌溫改變值（升降值）

△l――――－長軌條長度變化值（mm）l-----------軌條設(shè)計長度（m）

對單線線路，觀測樁點編號順里程增加方向，依次編號。順上行方向（即里程減少方向）爬行為負(fù)，反之（即順里程，里程增加方向）為正。兩樁間爬行量差△l，用前方樁的爬行量減后方樁的爬行量（均帶符號計算），若差值為正則兩樁間鋼軌伸長，為負(fù)則兩樁間鋼軌縮短，相應(yīng)表明其鎖定軌溫上升、下降。

2、（例）如圖，鷹廈線無縫線路，一股鋼軌各點觀測到的爬行量如下，各樁號在上側(cè)記錄，樁距180m，試計算3-4樁間和4-5樁間的鎖定軌溫變化度數(shù)。

下行1234567+3+3-3+6-4+3+3【解】3-4樁間△l＝+6-（-3）＝+9（℃）△t鎖＝（84.7×△l）/l＝84.7*9/180＝4.2（℃）說明鎖定軌溫上升了4.2℃。4-5樁間△l＝-4-（+6）＝-10（℃）△t鎖＝（84.7×△l）/l＝84.7*（-10）/180＝-4.6（℃）說明鎖定軌溫下降了4.6℃。

小結(jié)無縫線路溫度力和線路阻力平衡關(guān)系的示意圖叫基本溫度力圖。讀懂基本溫度力圖，可以加深我們對無縫線路的認(rèn)識。溫度力大于接頭阻力，產(chǎn)生道床縱向阻力，隨之產(chǎn)生伸縮區(qū)和固定區(qū)。伸縮區(qū)的溫度力從軌端向里越來越大，限制伸縮則由里向軌端越來越大，并通過伸縮釋放掉一部分溫度力。固定區(qū)鋼軌不發(fā)生伸縮，且均衡承受最大溫度力。

思考與練習(xí)題

1．熟知下列定義：基本溫度力圖、伸縮區(qū)、固定區(qū)、緩沖區(qū)、實際伸縮區(qū)長度。

2．?dāng)⑹龌緶囟攘D表示的溫度力與線路阻力的平衡過程，并說明伸縮區(qū)長度計算公式的由來。3．伸縮區(qū)和固定區(qū)的特點是什么?

4．北京地區(qū)某無縫線路鎖定軌溫為22℃，采用60kg／m鋼軌，鋼筋溫凝土枕，1級螺栓，六孔夾板，求當(dāng)軌溫下降到零下22℃時的實際伸縮區(qū)長度，并查表求出此時長軌一端的限制伸縮量是多少。本章總結(jié)

一、學(xué)習(xí)思路要使無縫線路具備行車條件，必須鎖定線路。鎖定使無縫線路鋼軌不能自由伸縮而只能限制伸縮。未能實現(xiàn)的自由伸縮量使鋼軌發(fā)生應(yīng)變而產(chǎn)生溫度力，溫度力則對軌道產(chǎn)生破壞作用,使其喪失行車條件。為了終止這種惡性循環(huán)，使無縫線路有能力平衡溫度力，以保行車安全，必須采取以下措施：1．選擇合理的鎖定軌溫，使無縫線路對最高、最低軌溫產(chǎn)生的溫度力都承受有余。

2．提高無縫線路的縱向阻力和橫向阻力。實現(xiàn)這一目標(biāo)的主要措施是擰緊扣件螺栓，按規(guī)定做好道床作業(yè)。

無縫線路溫度力和線路阻力的平衡過程可用基本溫度力圖表示?；緶囟攘D還能顯示無縫線路三區(qū)的形成過程和各自的特點。第二章脹軌、跑道和鋼軌折斷一、無縫線路地段脹軌跑道（一）脹軌跑道的原因軌道溫度壓力增大；道床橫向阻力和軌道框架剛度降低；鋪設(shè)施工時鎖定軌溫偏低；低溫焊復(fù)斷縫；施工作業(yè)造成鎖定軌溫不明；違章作業(yè)；線路爬行；線路不平順；各種附加力的影響。（二）脹軌跑道的一般規(guī)律1、鋼軌溫度壓力偏高的地段容易發(fā)生脹軌跑道（1）在固定區(qū)或固定區(qū)與伸縮區(qū)交界處的鋼軌溫度壓力偏高，當(dāng)?shù)来沧枇p少時，容易發(fā)生脹軌跑道；（2）在容易產(chǎn)生壓力峰的平交道口和無碴橋前，以及曲線始終端、豎曲線的坡底、制動地段等處所，鋼軌溫度壓力局部偏高，容易發(fā)生脹軌跑道。2、氣溫回升季節(jié)容易發(fā)生脹軌跑道氣溫逐漸回升的季節(jié)，日間軌溫接近鎖定軌溫，在正常進(jìn)行無縫線路養(yǎng)護維修作業(yè)時，由于日夜溫差比較大，鋼軌內(nèi)部會產(chǎn)生較大的溫度壓力，影響線路的穩(wěn)定，甚至發(fā)生脹軌跑道。（三）、防止脹軌跑道的措施1、嚴(yán)格按章作業(yè)合理安排養(yǎng)護維修工作，在作業(yè)中要嚴(yán)格遵守維修規(guī)則中的各項規(guī)定，決不能超溫作業(yè)，充分做好作業(yè)前的準(zhǔn)備工作和作業(yè)后的觀察工作。2、加強線路的防爬鎖定，防止產(chǎn)生“應(yīng)力集中”全面擰緊扣件，及時補充缺少的扣件和防爬設(shè)備，做好道床的夯拍工作，以提高道床的縱向阻力。對易產(chǎn)生應(yīng)力集中處所，可適當(dāng)增加防爬設(shè)備。3、加強設(shè)備整修，提高線路阻力道床必須保持飽滿，堅實、清潔、無翻漿冒泥、無坍塌松散現(xiàn)象。道床斷面應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，并加強夯拍，對線路薄弱地段應(yīng)重點補充道碴。增加道床橫向阻力可采用增加道床肩寬，特種道床斷面和軌枕兩端部設(shè)置擋板等輔助措施。對暗坑、吊板處所應(yīng)加強搗固，消滅失效枕木群。4、正確掌握鎖定軌溫對于鎖定軌溫不明不準(zhǔn)者，應(yīng)有計劃地安排在設(shè)計鎖定軌溫范圍進(jìn)行應(yīng)力放散。凡更換過調(diào)節(jié)軌地段、不在設(shè)計鎖定軌溫范圍進(jìn)行的鋁熱焊或鋸軌、低溫條件下拆開過接頭、曲線地段改變過半徑等，都應(yīng)有計劃地進(jìn)行應(yīng)力放散或調(diào)整。5、及時整治方向不良矯直硬彎鋼軌，尤其對薄弱地段的原始彎曲，應(yīng)注意在入夏前加以整治，維修養(yǎng)護中采用少撥道多改道的辦法，及時消滅方向不良處所，注意搗固，加強夯拍。6、加強檢查和觀測高溫季節(jié)應(yīng)增加檢查班次。嚴(yán)格執(zhí)行“三測”（測軌溫、測軌縫、測爬行）制度，把觀察軌向作為重點，發(fā)現(xiàn)軌向不良，用長10米弦檢查軌向偏差，當(dāng)平均值達(dá)到10mm時，必須設(shè)置慢行信號，并采取夯拍道床、填滿枕盒道碴和堆高碴肩等措施。當(dāng)兩股鋼軌的軌向偏差平均值達(dá)到12mm時，在軌溫不變情況下過車后線路彎曲變形突然擴大，必須立即設(shè)置停車信號，及時通知車站，并采用鋼軌降溫等緊急措施，消除故障后放行列車。（四）脹軌跑道的處理1、無縫線路發(fā)生脹軌跑道時，首先應(yīng)按線路故障防護辦法設(shè)置停車信號防護。2、盡快通知就近車站，扣發(fā)或減速通行列車，同時報告車間或工務(wù)段，并做好現(xiàn)場記錄，將跑道地段兩端各50M范圍內(nèi)扣件擰緊，迅速采取降溫、撥順線路等措施。3、澆水降溫：在脹軌范圍以外不小于50－100M的距離，向中間輕澆慢淋，有條件時可用草袋浸水臨時覆蓋，也可采用噴灑液態(tài)二氧化碳的辦法降溫。軌溫明顯下降后，方可撥回線路，回填道碴。必要時及時補充道碴，適當(dāng)增加道床斷面。開通線路放行列車時，應(yīng)限速慢行。4、撥道：如經(jīng)長時間澆水降溫后（或水源缺少）仍不能恢復(fù)線路或脹成多波形時，應(yīng)進(jìn)行撥道，將軌道順脹軌后的波形撥成一定半徑的曲線，曲線半徑不得小于200M，兩反向曲線間的夾直線應(yīng)不短于10M。曲線地段撥道只能上挑，不宜下壓。撥曲線時，應(yīng)自脹軌兩端向中心撥，在復(fù)線地段要注意兩線路間的線間距。撥道后，放行第一趟列車速度不大于5KM/H，并派人看守。過車后全面檢查線路，待軌溫下降后再進(jìn)行恢復(fù)線路工作。5、困難條件下處理脹軌跑道，可用乙炔切割鋼軌，松開扣件放散應(yīng)力，然后用夾板和急救器加固，限速5KM/H開通線路。6、詳細(xì)調(diào)查發(fā)生脹軌跑道的原因，預(yù)防脹軌跑道的再次發(fā)生。二、無縫線路長鋼軌折斷（一）鋼軌折斷的原因鋼軌折斷多發(fā)生在冬季。鋼軌在冬季除承受著巨大溫度拉應(yīng)力外，還要受到列車動彎應(yīng)力及其他附加力作用，當(dāng)這些力之和超過鋼軌強度時，就要發(fā)生折斷。1、鋼軌本身材質(zhì)不良，例如有核傷、裂紋等。2、鋼軌焊縫不良，尤其是鋁熱焊接頭缺陷較多，經(jīng)過一段時間的運行后逐漸降低其強度，在溫度力和動彎應(yīng)力作用下拉斷。3、線路維修不良，出現(xiàn)空吊板、暗坑、翻漿冒泥、、軌枕間距過大等病害時，由于列車沖擊力加大，鋼軌拉斷的可能性也越大。4、個別地段出現(xiàn)溫度拉應(yīng)力集中。如伸縮區(qū)和固定區(qū)連接處、道口、曲線、橋頭等處所，容易應(yīng)力集中，加上車輪對鋼軌的動力作用，超過了鋼軌強度。5、由于作業(yè)不當(dāng)，可能提高原鎖定軌溫，從而降低允許軌溫變化的幅度。鋁熱焊縫折斷的原因無縫線路鋼軌折斷的根本原因是溫度拉力大，線路阻力小。而造成溫度拉力大的主要原因則是鎖定溫度偏高。焊縫強度低則直接導(dǎo)致鋼軌折斷。鋁熱焊接頭的折斷原因有：1、焊縫缺陷造成強度降低。2、焊縫疲勞強度及斷裂韌性低。鋁熱焊縫的屈服強度和冷彎強度只有母材的70%左右，疲勞強度則只有母材的60%左右，所以鋁熱焊縫容易斷裂。3、焊縫低凹加大列車沖擊焊縫的強度本來低于母材，焊縫及其熱影響區(qū)的強度又不一致，因此，隨列車碾壓時間的延長，在焊縫前后40～60mm范圍內(nèi)，就逐漸出現(xiàn)低凹。焊縫的低凹增加了車輪的附加沖擊力，附加沖擊力又加速焊縫的低凹，使鋼軌受力狀況更加惡化。形成類似于普通線路低扣接頭那樣的惡性循環(huán)。這種惡性循環(huán)不但造成石碴坍塌，軌枕斷裂、扣件折損，增加了維修工作量，同時也加速了焊縫的斷裂。要求工區(qū)加強對焊縫接頭的搗固，防止焊縫低凹的產(chǎn)生、發(fā)展。4、鎖定軌溫偏高，冬季溫度拉力大，超過了焊縫的抗拉強度，加上列車動彎拉應(yīng)力的影響，使焊縫斷裂。5、線路幾何狀態(tài)不良，加大列車的附加沖擊力，增加了焊縫的強度負(fù)擔(dān)，造成焊縫斷裂。（二）防止鋼軌折斷的措施1、對高溫鎖定的無縫線路，要在設(shè)計鎖定軌溫范圍進(jìn)行應(yīng)力放散。2、提高焊接質(zhì)量，加強鋼軌探傷。3、整治焊縫病害。對高低接頭、錯口接頭、馬鞍形接頭等缺陷接頭，要用磨、焊、墊、搗等方法綜合整治，軌面要平順，高低不平要及時打磨、焊補。4、加強防爬鎖定加強防爬鎖定是防止鋼軌過分收縮和鋼軌折斷后軌縫拉開太大的有利措施。為此，可在鋁熱焊縫兩端增加防爬設(shè)備，以加大抗爬力。5、提高線路質(zhì)量，加強養(yǎng)護維修。消滅空吊板及暗坑，修整道床，補充道碴，保持線路彈性，方正焊縫兩側(cè)軌枕，整好混凝土枕膠墊。冬季起道作業(yè)時，起道機應(yīng)放在距鋁熱焊縫1米以外，避免用起道機直接頂起鋁熱焊接頭，并避免進(jìn)行冷彎直軌工作。（三）長鋼軌折斷的緊急處理1、按規(guī)定設(shè)置停車信號防護。2、在斷縫處上好夾板或鼓包夾板，用急救器加固，在斷縫前后各50M范圍內(nèi)擰緊扣件，并派人看守，限速5KM/H放行列車。如斷縫小于30MM，放行列車速度可提高到15－25KM/H。3、有條件時，應(yīng)在原位復(fù)焊，否則應(yīng)在軌端鉆孔，上好夾板或鼓包夾板，擰緊接頭螺栓，然后可適當(dāng)提高行車速度。4、在斷縫兩側(cè)約3.8m處軌頭非工作邊上作出標(biāo)記，并準(zhǔn)確丈量兩標(biāo)記間的距離和軌頭非工作邊一側(cè)的斷縫值，作好記錄。5、折損嚴(yán)重或斷縫拉開大于50mm時，不得放行列車，應(yīng)及時進(jìn)行臨時處理。（四）長鋼軌折斷的臨時處理1、臨時處理時，在斷縫兩側(cè)約3.8m處軌頭非工作邊上作出標(biāo)記，并準(zhǔn)確丈量兩標(biāo)記間的距離和軌頭非工作邊一側(cè)的斷縫值，作好記錄。2、沿斷縫兩側(cè)對稱切除鋼軌傷損部分，鋸口距斷縫不得小于1m，兩鋸口間插入6m的同型鋼軌，軌端鉆孔，上接頭夾板，用10.9級螺栓擰緊。3、在短軌前后各50M范圍內(nèi)擰緊扣件后，可提高放行列車速度。（五）鋼軌折斷的永久處理鋼軌折斷經(jīng)緊急處理或臨時處理后，在原鎖定軌溫增減5℃以內(nèi)，插入短軌重新焊接修復(fù)。無縫線路長鋼軌（含焊縫）折斷的永久處理要求如下：1、在接近鎖定軌溫的條件下，拆除插入的短軌，適當(dāng)松開扣件，按需要放散應(yīng)力，使前后鋼軌恢復(fù)應(yīng)有位置。2、鋸掉帶有螺栓孔部分的鋼軌，插入焊接短軌，焊后長軌條基本恢復(fù)原有狀態(tài)，保持原鎖定軌溫不變。（1）采用小型氣壓焊時，插入短軌長度應(yīng)等于切除鋼軌長度加上2倍頂鍛量。先焊好一端，焊接另一端時，先張拉鋼軌，使斷縫兩側(cè)標(biāo)記的距離等于原丈量距離減去斷縫值加頂鍛量后再焊接。（2）采用鋁熱焊時，插入短軌長度應(yīng)等于切除鋼軌長度減去2倍預(yù)留焊縫值。先焊好一端，另一端張拉到位后焊接。3、軌溫比較低的條件下，用拉伸器拉伸，使前后鋼軌恢復(fù)應(yīng)有位置，焊接短軌進(jìn)行永久處理。4、有條件時，可將垂直斷縫直接采取寬焊縫鋁熱焊原位復(fù)焊。5、在線路上焊接時，軌溫應(yīng)不低于0℃，放行列車時，焊縫處軌溫應(yīng)降至300℃以下。第三章無縫線路養(yǎng)護維修一、基本原則和要求無縫線路養(yǎng)護維修的特殊性，主要反映在鎖定軌溫和線路阻力兩個方面。無縫線路的養(yǎng)護維修，都應(yīng)以保持合理的鎖定軌溫、充分提高線路阻力為提前，以“夏防脹冬防斷”為中心。（一）無縫線路養(yǎng)護維修的基本原則

1、不使合理的鎖定軌溫發(fā)生變化，必須在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)牢固鎖定。2、道床橫斷面必須按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常保持完好。因清篩或其它施工等原因?qū)е氯辈陼r，應(yīng)按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)補足、夯實、整形。3、線路應(yīng)經(jīng)常保持平整圓順，其幾何偏差要經(jīng)?？刂圃陴B(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)的超限值內(nèi)。無三角坑、暗坑、吊板。4、要根據(jù)季節(jié)性特點、鎖定軌溫情況和線路狀態(tài)，制定維修計劃和組織線路作業(yè)。5、嚴(yán)格按無縫線路作業(yè)軌溫標(biāo)準(zhǔn)安排各作業(yè)項目和作業(yè)量。6、在無縫線路伸縮區(qū)與固定區(qū)交界處、道口前后、橋頭、曲線頭尾、變坡點、制動地段等容易出現(xiàn)溫度力峰值的處所，尤其應(yīng)注意加強線路結(jié)構(gòu)，對有關(guān)作業(yè)規(guī)定從嚴(yán)掌握，對線路狀態(tài)加強檢測。7、要注意伸縮區(qū)和緩沖區(qū)的養(yǎng)護工作。8、備料齊全。為滿足上述要求，養(yǎng)護維修時必須做到：1、緩沖區(qū)接頭螺栓必須使用10.9級螺栓，扭力矩要達(dá)到900N.m，并經(jīng)常保持在700N.m以上。2、扣件應(yīng)經(jīng)常保持緊、密、靠、正，達(dá)到三點接觸，扭力矩保持在80～150N.m（一般情況扭力矩達(dá)到100N.m，半徑不大于650m曲線應(yīng)達(dá)到150N.m），扣件不良率不得超過8％，防止長軌節(jié)爬行及過量伸縮。3、道床要經(jīng)常保持豐滿、密實、整齊、排水良好。4、線路方向要經(jīng)常保持順直。鋼軌硬彎或焊縫工作邊矢度用1m直尺測量，超過0.5mm時要及時整修。5、嚴(yán)格控制軌道結(jié)合尺寸偏差。6、焊接接頭軌頂面凸凹面不平必須打磨、焊補。整治后用1m直尺測量不超過0.5mm。線上鋼軌無重傷。7、翻漿等影響線路穩(wěn)定的病害應(yīng)及時整治。8、位移觀測樁，要保持齊全、牢固、標(biāo)記明顯準(zhǔn)確，并定期對線路進(jìn)行觀測分析，發(fā)現(xiàn)不正常位移時,要及時采取有效措施，進(jìn)行糾正。9、作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后要測量軌溫，做到作業(yè)不超溫，作業(yè)過程中不改變鎖定軌溫。嚴(yán)格做到“一準(zhǔn)”、“二清”、“三測”、“四不超”、“五不走”。（準(zhǔn)確掌握鎖定軌溫；維修作業(yè)半日一清，補修作業(yè)一撬一清；作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后測量軌溫；作業(yè)不超溫，扒碴不超長，起道不超高，撥道不超量；扒開道床不回填不走，作業(yè)后道床不夯實不走，不組織檢查不走，質(zhì)量不合格不走，發(fā)生異狀不處理不走）10、加強巡道工作，根據(jù)季節(jié)氣候特點，有重點檢查線路，發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時采取措施并匯報，確保行車安全。11、按單元軌條建立技術(shù)檔案，準(zhǔn)確、及時登記脹軌、斷軌、焊接、應(yīng)力放散、大中修施工等情況，以及線路上進(jìn)行各種影響無縫線路施工的施工情況。（為便于查照，每段無縫線路應(yīng)在長軌條兩端鋼軌腹部注明鋪設(shè)日期、鎖定軌溫、長度等情況。每處現(xiàn)場焊接的焊縫都應(yīng)有特殊標(biāo)記。）12、備齊各種常備材料，并保持完好。（二）檢查及觀測制度1、檢查制度（1）經(jīng)常檢查無縫線路的經(jīng)常檢查和監(jiān)視，主要由工班長和巡道工負(fù)責(zé)，工班長和巡道工應(yīng)熟悉無縫線路的特點，掌握管內(nèi)每根長軌條的鎖定軌溫和每個爬行觀測樁的位移情況。巡道工應(yīng)按巡道工作要求檢查線路；工班長應(yīng)結(jié)合每月一次的線路檢查，重點檢查傷損焊縫的情況。夏天，要注意觀察線路方向和軌縫變化情況，特別是線路薄弱地段和施工作業(yè)地段，更應(yīng)認(rèn)真注意檢查；冬季，則應(yīng)重點檢查現(xiàn)場焊接的焊縫和軌縫變化情況。掌握了解軌縫變化的情況，就是掌握了長軌條長度變化的情況，即鎖定軌溫變化的情況；而鎖定軌溫的變化，則直接反映了線路阻力的大小。所以，緩沖區(qū)的軌縫大小冬夏季都必須密切注意的。（2）定期檢查：

①每年冬、夏季之前，各工班對管內(nèi)無縫線路進(jìn)行全面檢查、分析，做出書面總結(jié)。

②入冬前，鋼軌探傷組，對現(xiàn)場焊接的焊縫進(jìn)行一次全斷面檢查；工班對用魚尾板或急救器加固的傷損鋼軌和不良焊縫，應(yīng)進(jìn)行全面拆檢。

③入夏前，工班使用的測溫應(yīng)計進(jìn)行檢查、校正。（3）特別檢查：高溫季節(jié)，工務(wù)技術(shù)人員應(yīng)深入現(xiàn)場，應(yīng)添乘列車，檢查線路的變化情況；必要時，臨時增設(shè)巡檢人員，加強巡查監(jiān)視。施工作業(yè)地段，在氣溫變化急劇時，要留人看守。2、位移觀測制度位移觀測樁是檢查鋼軌位移量、判斷應(yīng)力是否均勻的重要設(shè)施。工班長每月、工程師每季應(yīng)通過位移觀測樁觀測、分析一次鋼軌位移的情況，作好記錄。發(fā)現(xiàn)觀測樁處累計位移量大于10mm時（不含長軌條兩端觀測樁），應(yīng)及時上報技術(shù)組查明原因，采取相應(yīng)措施。3、測溫制度堅持執(zhí)行作業(yè)測溫制度，是無縫線路防止超溫作業(yè)的重要依據(jù)。4、故障報告分析制度鋼軌折斷或脹軌、跑道事故發(fā)生后，