无缝线路稳定性影响因素.docx

无缝线路稳定性影响因素.docx

《无缝线路稳定性影响因素.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无缝线路稳定性影响因素.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

无缝线路稳定性影响因素

第一章无缝线路轨道稳定性概述

1.1无缝线路轨道稳定性概念

处于高温条件下的无缝线路轨道易于发生横向位移，形成线路方向不良，影响列车行驶的平稳性，甚至引发列车脱轨事故。

因此，无缝线路轨道稳定性成为铁路运输业普遍关注的问题之一。

1.2无缝线路稳定性计算的主要目的

研究轨道胀轨跑道的发生规律，分析其产生的力学条件及主要影响因素的作用，计算出保证线路稳定的允许温度压力。

第二章钢轨的温升幅度及轨道初始弯曲

2.1无缝线路轨道稳定性概述

无缝线路轨道稳定性主要研究高温条件下轨道横向位移与钢轨温度力的变化规律，并针对轨道及其运营环境条件，确定相应的轨温变化幅度及横向变形位移容许值，制定相应的轨道设计标准及线路维修标准。

2.2轨道的初始弯曲

无缝线路轨道在横向受到道床的约束，由于钢轨制造、线路维修、轨温变化及列车运行等原因，导致轨道方向不良，即存在所谓的“轨道原始弯曲”。

在上述条件下，无缝线路轨道的横向位移f与钢轨温升幅度△T之间存在着如图的关系。

由于温度升高引起的轨道轴向温度压力是构成无缝线路稳定问题的根本原因，而初始弯曲是影响稳定的直接因素，胀轨跑道多发生在轨道初始弯曲处，控制轨道初始弹、弯区大小，对保持轨道稳定有重要影响。

2.3涨轨跑道的发展过程

持稳阶段

涨轨阶段

跑轨阶段

第一阶段:

O’→A：

轨温上升，因轨道横向位移受到道床的约束，轨道保持原始弯曲的状态，横向位移不发生增长。

第二阶段:

A→B：

轨道随钢轨温升发生横向位移，轨道的弯曲矢度进一步扩大，习惯称为胀轨阶段。

第三阶段:

B→C（经过S点）：

钢轨温升超过△TB之后，轨道将发生突发性横移，即位移骤然扩大，并可能伴随有轻微响声，习惯称为跑道。

f0表示轨道存在的原始弯曲矢度，依横向位移随钢轨温升的变化特征，曲线变化可分为三阶段

2.4温升幅度的计算

●容许轨温变化幅度计算，无缝线路轨道的容许轨温变化幅度，包括容许温升、容许温降变化幅度。

根据钢轨强度及轨道稳定性确定。

●设计锁定轨温确定，无缝线路设计锁定轨温应根据当地气象资料，无缝线路轨道的容许温升、容许温降，并考虑一定的修正量计算确定。

由钢轨强度条件计算容许温升、温降幅度，

不失一般性，列出由钢轨强度确定容许温升温降的计算式：

按下式由轨道稳定性计算容许温升：

E-钢轨钢弹性模量

F-钢轨横截面积

α-钢轨钢线膨胀系数

[P]-无缝线路轨道稳定性容许温度压力：

[P]=P/k

锁定轨温计算简图

实际锁定轨温

考虑到无缝线路铺设锁定轨温控制的实际操作性，一般容许实际锁定轨温相对于设计锁定轨温有正负5度的的波动；桥上或寒冷地区的无缝线路容许波动值可取正负3度。

●此外，设计锁定轨温还应满足下列规定：

跨区间无缝线路和区间无缝线路，相邻单元轨节的锁定轨温之差不应大于5℃；

●同一区间单元轨节的最大锁定轨温与最低锁定轨温之差不应大于10℃；

●左右两股钢轨锁定轨温之差，行车速度高于160km/h时不应大于3℃，160km/h及以下时，不应大于5℃。

第三章床横向阻力及轨道框架结构

3.1道床横向阻力

道床抵抗轨道框架和横向位移的阻力称道床横向阻力。

是防止无缝线路胀轨跑道、保证线路稳定的主要因素。

前苏联研究资料表明，稳定轨道框架的力６５％由道床提供，而钢轨为２５％，扣件为１０％。

道床横向阻力是由轨枕两侧及底部与道碴接触面之间的摩擦阻力和枕端的碴肩阻止横移的抗力组成。

道床肩部约占３０％，轨枕两侧约占２０％～３０％，轨枕底部占百分之50

随着轨枕质量的增加，横向阻力增大；横向阻力与轨枕横向位移呈非线性关系，阻力随位移的增加而增加，当位移达到一定定值时阻力接近常量，位移继续增大，道床即发生破坏。

3.2轨道框架刚度

轨道框架刚度是反应抗弯曲能力的参数。

轨道框架刚度越大，弯曲变形越小，所以是保持轨道稳定的因素。

轨道框架刚度在水平面内，等于两股钢轨的水平刚度及钢轨与轨枕节点间的阻矩之和。

（１）两股钢轨的水平刚度（即横向刚度）ＥＩ＝２Ｅｌｙ（ｌｙ为一根钢轨对竖直轴的惯性矩）。

（２）扣件阻矩与轨枕类型、扣件类型、扣压力及钢轨相对于轨枕的转角有关。

阻矩Ｍ可以表示为钢轨相对轨枕转角β的幂函数：

Ｍ＝Ｈβ１／μ

式中：

H、μ为阻矩系数。

第四章

大中修施工管理对无缝线路稳定性影响

4.1施工安全隐患存在形式

近几年来铁路跨越式发展势头迅猛，行车密度、行车速度、客货周转量大幅提升，尤其是高速重载列车的开行给工务系统带来了很大冲击和压力，也加大了对线路设备的破坏，缩短了线路大维修周期，需要对线路进行频繁的修理，这必然会造成保证运输秩序、运输任务正常完成与各项修理活动需要暂停行车之间的矛盾，而随着设备日益老化，这一矛盾日益突出。

随着大中修清筛换枕周期的缩短，导致每年的换枕、大机清筛工作量大幅增加，而我段管内无缝线路铺设时间都在7年以上，最长区段已达13年，均处于疲劳期，防胀、防断压力很大。

因此从无缝线路稳定性来讲，频繁的大中修施工无疑是雪上加霜，加强无缝线路大中修施工管理，提高大中修施工质量就显得尤为重要，更势在必行。

通过近几年来对无缝线路大中修施工分析来看，不论在管理上还是实际作业过程中，乃至施工后期的养护等方面都存在很大弊端，施工安全隐患也很大，主要表现在以下几个方面：

1）缺乏施工前期对施工段的详细调查，这样对既有线设备情况心中无数。

2）施工计划安排缺乏相关部门之间的协调配合，造成互控脱节。

3）施工过程中各主要环节卡控不到位，造成胀轨险情时有发生。

4）施工后的跟踪保养，有关无缝线路相关管理资料恢复不及时，使部分地段无缝线路原始资料不明，造成管理混乱。

针对以上无缝线路大中修存在的问题，应该从各个环节人手，定一个应急计划，确保对策能够有效执行。

明确对完成对策有推动作用或有帮助的动力，并对每一个阻力至少要产生一个反向动力（应急计划），从而使得整个队伍对每一个阻碍都有一个或一个以上的帮助计划去消除负面影响。

4．2改善措施

4.2.1周密调查、明确工作量及设备影响范围

1、修换枕

根据每年上级下达的大中修地安排，在卸枕前组织有无缝线路管理人员及相关科室参加的施工调查小组，调查内容如下：

1）卸枕具体里程范围，失效枕数量，石碴断面情况。

通过实际调查，明确各卸车车次的大体运行时间、具体卸枕数量，除防止盲目卸枕导致多余工作量外，便于换枕后及时进行准确补碴。

2）调查卸枕地段无缝线路轨条号、锁定轨温、轨条长度、观测桩具体位置。

通过调查，明确是否对该区段无缝线路提前进行应力放散，合理安排施工人员数量，卸枕时防止砸坏无缝线路观测桩。

3）影响卸枕、换枕的相关铁路单位的行车设备。

通过调查，便于在卸枕前及时对相关单位的设备进行保护或卸枕时进行保护，以及施工过程中取得相关单位的配合。

2、大中机清筛

1）清筛地段的里程范围，石碴含土量是否会有影响清筛的杂物，防止清筛时损坏机械设备和准确提报石碴计划。

2）其他调查项目与换枕大体相同。

4.2.2计划提报与方案制定

1）首先要考虑施工段是否会造成胀轨，是否应在大中修施工前进行应力放散。

如高温时段内进行大中修施工，则必须提前安排应力放散并制定放散施工组织措施，放散后锁定轨温要符合无缝线路作业锁温要求。

2）提报施工计划应根据施工进度计划，将大中修与应力放散施工穿插进行。

3）施工的同时应考虑旧轨料的回收，因此应同时考虑轨道车回收料的运行计划，这样才能做到工完料净，确保外观随时恢复。

4）在制定组织施工方案，要体现多部门之间的协调合作、责任明确、分工负责、责任到人，否则会造成相互配合之间的脱节现象。

4.2.3落实组织方案。

大中修及应力放散施工属大兵团作战，参加施工人员众多，人身和行车安全的卡控难度很大，稍有疏忽，就会酿成行车和人身事故，因此，必须从环节人手，盯死关键环节。

1）坚持以人为本的安全理念，首先要强化施工前的安全知识教育，认真学习《安规》、有关条款，使参战职工都能够明确作业中的行车安全知识，并明确作业内容、作业方式，真正做到自控、互控、他控。

其次还必须加强无缝线路相关知识的培训，使作业人

员具有一定的无缝线路理论基础，明确作业要求、作业方法及应急抢险方案。

2）J／l强施工作业机具的管理，严防施工作业机具侵入行车限界，尤其做好作业机具的防联电措施。

3）对施工作业驻站联络员和现场施工防护员，要坚持持证上岗，并选择素质高、责任心强、懂得行车安全防护知识的人员担任，坚决杜绝滥竽充数

现象。

4）施工前要根据施工人员数量和封锁时间，在认真调查的基础上合理分配工作量，任务包干，责任到人，避免由于任务不清导致的互相推脱、延误封锁点的现象。

5）封锁施工前，要严格按照施工慢行条件进行相应的点前准备，防止超范围施工。

6）换枕和大（中）机清筛，要注意做到随时回填石碴，保证道床尽可能饱满，杜绝只图施工进度、不顾施工安全的现象。

尤其大（中）机清筛，施工后石碴量、道床阻力及密实度大幅减少，很容易在施工中或施工后发生胀轨，因此每台清筛机后都要配足回填石碴人员，这样既能保证清筛后捣固车的捣固质量，又能保证安全施工的需要。

7）要确保清筛后石碴的及时补充，按标准恢复道床断面，尤其曲线等无缝线路薄弱地段，必须筛后立即补碴，防止由于缺碴造成胀轨。

8）施工中要严把轨温关，因此施工前无缝线路管理人员或施工段所属车间要将施工地段轨条实际锁温情况向施工负责人进行交底。

施工负责人要坚持施工中的轨温监测制度，严格按无缝线路轨温作业条件控制作业范围，防止由于锁温不清而导致的超温作业，造成轨条不正常伸缩，从而改变轨条锁定轨温。

作业过程中，发现实际轨温超过允许作业轨温时必须立即停止作业，恢复线路。

9）无缝线路地段换枕施工，还应注重在换入换出新旧枕时避免砸坏现有观测桩，有条件的话应对其进行保护。

10）施工队伍必须配备无缝线路快速降温装置、氧气切割设备、锯轨机、打眼机等必要的应急抢险料具，一旦发生胀轨等突发情况必须立即处理，必要时可申请延长封锁点，确保线路开通后的行车安全。

4.24施工后工作

1）大中修施工后必须加强线路捣固，尽快提高道床密实度，恢复道床阻力。

同时要做到外观整洁，道床断面要在点后加强整理，按要求堆高和加宽碴肩。

2）严格执行阶梯提速的相关规定，在每次提速前必须设专人负责对施工地段进行全面检查，发现异常要及时处理。

3）要设专人检查清理由于施工被污土掩埋的无缝线路位移观测桩，并认真检查是否有损坏或扰动的位移观测桩，否则应及时采取更正措施，防止出现原始位移数据不清，造成锁温不明现象。

4）为日后全面掌握和分析轨条情况，每日施工后无缝线路主管人员和线路车间要收集、掌握施工中的轨温情况等技术数据，以及施工中存在的有关问题。

5）大中修过的区段，轨条一般稳定性较差，除执行正常的无缝线路位移观测制度外，应对该区段增加观测次数，以便于随时掌握轨条变化情况，及时采取措施。