无缝线路技术Word文档格式.doc
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资料上说无缝线路钢轨焊接长度至少300m,我们应该从设计上去理解,固定区最短长度是50m,单元轨节的长度多长合适呢?
好像没有规定,我想应该从铺设、作业的手段和能力方面去考虑,比如说一个施工封闭点采用铺轨小车铺设,封闭时间长、铺设能力也有,轨条就自然铺设的长,但是轨温不合适需要放散,我想目前各单位的能力若想将2km的单元放散达到应力一致尚有难度,所以说这也是一个课题,近些年来个单位也提出了一些先进的作业方法和研制了一些先进的作业机具,比方说局部放散、振动放散、应力测试仪、振动放散机等等,局部放散在路局的管理细则中有这方面的内容,初始位移的概念、观测桩的复标方法,在铺设超长无缝线路过程中各单位针对自己的实际后出现了很多新成果。
3.基本原理
⑴.与温度相关的几个概念
轨温、锁定轨温、设计锁定轨温、实际锁定轨温、最高轨温、最低轨温、中和温度、允许温升、允许温降
气温与轨温的关系
a.夏季太阳直射最高轨温一般高于同一地点的气温10-20℃,最高轨温出现在13-14点,持续1小时左右。
b.冬季最低轨温于同一地点最低气温基本接近,有的偏低1-2,最低轨温出现在黎明之前
温度力
无缝线路最大的特点就是钢轨内部存在着巨大的温度力,它决定着无缝线路的强度和稳定性,管理无缝线路必须明白温度力的概念及其变化规律。
公式△l=a.△t.l
Pt=248F.△t(N)
F钢轨断面积(cm2)
公式分析
长度变化与钢轨长度、温度变化有关,与断面积无关,50、60、75kg/m钢轨的长度变化是一样的。
观测桩的设置、位移计算、锁温计算是一样的。
常用数据:
85m变化一度长度变化1mm.
温度力与钢轨断面积、温度变化有关,与钢轨长度无关,放散时利用拉伸机要考虑轨型。
钢轨类型
kg/m
断面积
cm2
钢轨温度力变化率
Efa(KN/℃)
50
60
75
65.8
77.45
95.06
16.3
19.2
23.6
各类钢轨的Efa均大于15KN/℃,一般计算温度力的精度达到10KN即可。
再说一个单位1Mpa=100N/cm2
温度力图的应用
冬季发生钢轨折断后或低温放散时切段钢轨,钢轨势必拉开一个轨缝,温度力图的变化是
温度力图面积变化除以EF就是断缝拉开值,作为核对原始锁定轨温的一个资料。
伸缩区的概念
L=(Efa*△t-Ph)/r
伸缩区长度与轨温变化范围有关,与接头阻力有关,接头阻力越大,伸缩区长度越短,接头阻力降低促使伸缩区长度延长。
道床阻力降低伸缩区长度延长。
设计中一般采用L拉Max加20米做为伸缩区,应了解本地区的设计计算的拉应力和压应力引起的伸缩区长度。
拉伸放散后松开后的拉伸量回落及拉应力图面积减少能否做为检验放散准确与否的数据,请大家研究。
春夏之交的温度压力峰,低温向高温变化过程中形成,位于伸缩区。
我局1966-1977年期间发生了35次胀轨跑道,其中有22次发生在3—5月份。
夏季的最高温度力峰也在伸缩区,值与锁定轨温无关,锁定轨温的合理设置只能影响固定区的温度力,并不能减小伸缩区的最大温度压应力峰值,温度力峰是钢轨伸缩反复位移的过程中接头阻力、道床纵向阻力的塑性性质引起的,只有消除伸缩区才能消除温度压力峰。
纵向力
无缝线路固定区的温度力理论上说应该是均匀分布的,实际上并非如此,施工和运营过程中产生不均匀的拉伸压缩,在道口、曲线头尾、桥头、伸缩区与固定区交界、混凝土轨枕与木枕交界存在有纵向压力峰现象。
无缝线路温度力纵向分布规律问题是一个有待进一步研究的重要课题,现在的应力测试仪各单位主管人员都学过,在这方面都应该做些积累,特别是岔区、超长无缝线路等新生的有待研究、比较的区段,积累资料就是积累成果。
4.无缝线路稳定性分析
提到稳定性分析问题,就直接涉及到无缝线路的局部的一种爆发性破坏,我们称胀轨跑道,它反映了这一爆发性破坏的失稳特征,其过程分为三个阶段(持稳阶段、胀轨阶段、跑道阶段),影响无缝线路稳定性的主要因素有三,温升△t、初始不平顺、道床横向分布阻力。
温升引起钢轨轴向压力,是影响稳定问题的根本原因,在巨大温度作用下要保持轨道稳定,轨道框架的抗力远远不够,需要道床横向约束力,值一组里的削弱或被破坏是造成轨道诗文的直接原因,初始弯曲是影响稳定性的最敏感也是最直观的因素,初始弯曲几毫米的的变化可导致臌曲临界力的大幅度降低。
稳定性分析要建立数学模型,假定条件、分析方法不同就会产生不同的门派和公式,有兴趣的人可找些资料自己研究,系统了解无缝线路稳定问题。
无缝线路的稳定性受纵向力分布、运营过程中锁定轨温的衰减等因素影响。
临界温升、允许温升、稳定性安全储备量分析
临界温升
允许温升
安全系数
直线及大于2000曲线
曲线半径
1000
800
600
500
400
△tk
△tc
k
95
1.90
87
48
1.81
83
47
1.77
42
1.79
69
38
1.82
63
33
1.91
曲线地段应加强轨道结构或单独设计适当提高锁定轨温。
5.扣件阻力、接头阻力
两种阻力都是摩阻力,扣件阻力的衰减与垫板压缩、扣件局部磨损有关,以ω型为例
扭矩
初始状态
垫板压缩1mm
建议采用值
70-80N.m
140-150N.m
140-150N.M
每组扣件阻力
11900
21900
9030
11600
9000
列车振动、螺帽松动、扭矩下降扣件阻力都要降低。
接头阻力下降与螺栓扭矩减小、摩擦系数降低等有关,新上夹板在扭矩900Nm时接头阻力为890Kn,在接触面磨亮后只有390Kn北方交通大学实验。
列车振动对新上夹板的接头阻力影响也很大特别是迎车端,扭力矩大下降幅度小,一组数据400—38.1%600—11.4%800—2.6%
保持较大的扭力矩、及时复紧对保持接头阻力有效。
6.道床纵向阻力、横向阻力
无缝线路管理涉及方面广、知识较杂乱,很多东西对有必要研究一下。
混凝土枕1840配置的道床纵向阻力单根为10000N,单位道床纵向阻力为91N/cm。
提高到床横向阻力的方法是堆高碴肩,堆高0.1m,提高阻力之10-15%,道碴材质、粒径变化对横向阻力影响也很大,夯排道床也是一行之有效的方法。
我们到现场去检查,一项重要内容就是检查道床,说到床断面,指的是道床断面尺寸,道床断面尺寸包括道床厚度、道床顶面宽度、道床肩部堆高、道床顶面高度、道床边坡五个基本尺寸。
道床材质、粒径级配、颗粒形状及清洁度指标也必须符合相应的规定。
道床的状态是指道床的松散、清洁、密实稳定、脏污、翻浆板结等。
道床的断面尺寸、材质级配以及道床状态都对无缝线路的纵向、横向阻力有很大的影响。
二、跨区间无缝线路基础和养护维修关键点
发展高速铁路必然发展跨区间无缝线路,最大限度地消灭钢轨接头轨缝,不要说钢轨不连续,钢轨轧制过程中出现的钢轨硬弯、焊接形成的表面凹凸及错牙引起的轮轨冲击力就会造成运行不平稳和更大的轨道不平顺,造成线路无法养护。
各国对高速铁路的钢轨平直度和焊接接头制定了严格的管理标准,并对钢轨进行预防性打磨。
下面是钢轨焊接接头平直度作业验收标准(mm/m)
编号
出处
轨顶面
轨头内侧工作面
轨底面
接触焊
气压焊
固定
铝热焊气压焊
移动
铝热焊
1
TB/T1632-91钢轨焊接接头技术条件
+0.3
+0.5
0.3
0.5
+0.1
/
2
秦沈客运专线有碴轨道工程施工技术细则
-0.3
3
时速200km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件
4
京沪高速铁路设计暂行规定2003.2.10
+0.2
-0.2
从上表不难看出,焊接
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