无缝线路钢轨温度应力检测标准

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现在有越来越多的人加入到建造师行业中来，为了帮助广大考生高效备考，建设工程教育网特别整理了一级建造师考试相关知识点，供考生朋友们学习！1.钢轨温度是无缝线路设计、铺设和维修的重要资料。

影响轨温的因素比较复杂，根据调查观测资料分析，一般规定最高轨温比当地最高气温高20℃，最低轨温与当地最低气温相同，中间轨温为最高和最低轨温的平均值。

2.线路上的钢轨由于背阴状况、太阳直射与否等的影响，轨顶、轨腰和轨底的温度可能都有差别，同一股钢轨不同位置也有差别。

因此，在测量轨温时，要多测几个位置，然后取其平均值。

3.钢轨轨温目前多采用半导体点温计和钢轨测温计测量。

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北京力学会第18届学术年会论文集：工程应用长无缝钢轨温度应力研究安向阳张铮（北京航空航天大学固体力学研究所，100191）摘要：随着无缝铁轨在铁路轨道结构中使用的增加，由温度应力导致轨道失稳而产生的脱轨灾难数量极大的增多。

本文就无缝钢轨的温度应力计算在ANSYS软件中进行了杆、梁模型的简化。

杆模型讨论了不同温差、扣件间距、扣件刚度对钢轨温度应力和端头位移的影响。

梁模型讨论了不同扣件间距和刚度对钢轨特征值屈曲的影响。

关键词：无缝铁轨，轨道，温度应力，有限元一、引言无缝线路是由普通长度钢轨焊接起来的长钢轨线路，基本取消轨缝。

由于气温变化等因素，钢轨出现热胀冷缩的现象，无缝线路被锁定后，自由伸缩量杯大大限制，造成无缝线路钢轨内部极大的温度应力，严重影响了轨道的稳定性。

二、模型及结果2.1 杆模型参数及结果：用杆或梁单元模拟铁轨，弹簧单元来模拟钢轨和轨枕的扣件连接，扣件弹簧单元X、Y、Z方向的弹性系数分别记为K fx，K fy，K fz，轨枕固定于刚性地基上，如图1。

枕轨间距为500mm，枕轨布置1999根/km，钢轨为60kg/m的T60钢轨。

横截面面积为A=77.45cm2,弹性模量为E=205GPa，其泊松比u=0.3，热膨胀系数为α=1.18×10-5，取扣件弹簧单元的弹性系数K fz=0.833×104 N/cm（Z方向为铁轨延伸方向，X、Y方向的弹簧刚度对计算没有影响）。

由于杆单元模型计算量小且相对简单，故选择单根钢轨的长度为1000m进行分析。

图1有限元模型示意图表1温差变化温差（︒C）20 30 40 50 60 最大应力（Mpa）47.99 71.99 95.99 119.99 143.99端部位移（mm） 2.624 3.936 5.247 6.559 7.871 伸长区估计（m）120 128 130 140 150表2锁定60︒C温差，改变弹簧刚度VIII-1北京力学会第18届学术年会论文集：工程应用弹簧刚度N/cm 166.6 416.5 833 1666 4165 8330 833000最大应力（Mpa）144 144 144 144 144 144 144端部位移（mm）17.4 11 7.87 5.6 3.6 2.6 0.97 伸长区估计（m）280 200 120 110 80 60 20从表1-2可知，最大应力与端部位移都随温差线性变化，温度每增大10度，最大温度应力提高24Mpa，伸长区在120m左右，由于构造要求扣件的纵向刚度可探讨的空间不大。

温度与应力放散一、基本要求1、无绝缘线路的应力放散必须做到匀、准、够。

2、重新设计锁定轨温后，任何一点的实际零应力、轨温值，都应落在设计锁定轨温范围内。

3、放散必须进行匀的检验，确认均匀后，才算完成过放散任务，否则应进行调整，直到调匀为止。

4、轨温偏低的长轨条，放散时自然轨温不得高于设计锁定轨温上线；轨温偏高的长轨条，放散时的自然轨温不得低于允许锁定轨温之下限。

二、放散方法无缝线路的应力放散，必须想方设法把轨下的阻力减小到最低限度，并能使钢轨得以自由伸缩，为此必须采用轨下支垫滚筒与撞轨相结合的方法。

（一）温度控制法在核实的轨温范围内，使钢轨自由伸缩，充分放散钢轨的应力，而后合拢锁定。

锁定后设置防爬观测标记。

并记录初始读数。

采用温度控制放散应力，要封锁线路进行，采用支垫滚筒与撞轨相结合的作业方法。

了解施工期间的气象情况。

选择适合设计锁定轨温的时段施工。

若温度不适合勉强施工，则难以取得预期放散的效果。

施工时应备几对不同长度的合拢轨，待放散轨条充分伸长或收缩后，立即选一对合适的合拢轨，做好合拢。

组装夹板螺栓并按规定扭矩拧紧，首先迅速恢复合拢端得轨枕和扣件，控制住钢轨的伸缩，此时的轨温即为放散后的锁定轨温。

同时全面上好合拢轨的配件，测取位移值，分析是否均匀，如有不匀应另行安排时间调整。

随即移至另股进行放散，待另股放散完毕，线路全面重新锁定后，施工负责人应组织全面检查，确认线路恢复正常，方可开通线路。

施工负责人、技术员配合，下设扣件作业组、滚筒安设组、撞轨组、合拢组、安全质量检查组。

（二）长度控制放散长度控制法是根据已知锁定轨温和放散计划锁定轨温，算出放散长度，这一长度即为放散时应控制的放散量。

合拢组应根据放散的控制长度准备合拢轨。

撞轨组各就各位按施工领导命令同时均衡撞轨。

合拢组注意观测轨端伸长情况到位后，立即合拢固定，然后转移另股放散。

长度控制法最好采用拉伸器放散1、拉伸时应在滚筒与承轨台之间支垫滚筒，滚筒直径以30-35mm为宜，滚筒每隔10米垂直钢轨垫入轨下。

浅谈无缝线路位移观测及应力放散摘要：目前，无缝线路已被广泛应用于铁路建设当中，当无缝线路位移异常时，我们如何正确的采取措施也尤为重要；文章针对以上两个问题，以青藏线西格段跨区间无缝线路为例介绍了无缝线路位移观测分析方法及应力放散施工。

关键词：无缝线路锁定轨温应力放散位移观测1.无缝线路位移观测的意义无缝线路锁定轨温指的是把长轨条扣接于轨枕时的轨温，即锁定时的轨温。

锁定轨温不是一直不变的，无缝线路的不均匀爬行，即长钢轨被局部的压缩或拉伸会改变无缝线路纵向力的分布，相对的改变长钢轨的锁定轨温。

如果实际锁定轨温比原锁定轨温高很多，在冬季由于气温降低，钢轨内部温度拉力增大，可能发生断轨，反之可能发生胀轨。

因此，掌握无缝线路的位移量即实际锁定轨温的变化规律，对保证无缝线路的运营安全具有重要意义。

2.位移观测桩法在无缝线路长轨条铺设锁定之前，在线路两侧同样里程处按照一定的原则布设观测点，称为位移观测桩。

长钢轨可能由于各种原因发生纵向位移，因此，可利用位移观测桩对长钢轨位移量进行测量，利用长钢轨位移量掌握温度力分布、实际锁定轨温及其变化规律。

位移观测桩法是当前我国规范所规定必需采用的检测无缝线路温度力分布和锁定轨温变化的重要手段。

3.应变法概述对于某一特定长度为L 的钢轨，当轨温变化幅度为t ∆时，其自由伸缩量为t aL L ∆=∆，0T T t -=∆当轨温升高t ∆时，相当于被压缩了一个L ∆。

这一L ∆，亦可称之为未能实现的伸长量，用r L ∆来表示。

它在量值上等于L ∆ ，但符号相反，所以有r L ∆ =－L ∆=t aL ∆-从而可得用应变法求锁定轨温0T 的严格理论公式，即aL L T T r∆+＝0式中，a －钢轨的线膨胀系数，℃/mm 108.116-⨯；r L ∆－未能实现的伸缩量；t ∆－相对零应力轨温的轨温变化幅度（℃），以升温为正，反之为负；0T －零应力轨温，即长度被固定的钢轨，当温度力为零时的轨温（℃）。

无缝线路锁定轨温降低原因及检测摘要:无缝线路锁定轨温是衡量无缝线路轨道强度与稳定性的重要指标,本文就无缝线路锁定轨温降低的原因及监控检测方法进行了分析和探讨。

关键词:无缝线路锁定轨温降低检测1 问题的提出自1999年起至现在,我国铁路已成功实施了六次大提速,部分既有线时速已达到200km/h,提速的成功,高铁、客运专线的开行,都离不开无缝线路的快速发展。

无缝线路的铺设是按轨道的强度条件经计算确定,除结构条件外,无缝线路锁定轨温制约着线路的稳定和铁路运输的安全。

无缝线路施工锁定轨温是焊接长钢轨铺设时的锁定轨温。

焊接长钢轨,通常取其始端和终端入槽时所测定的轨温平均值,即铺设时的平均锁定轨温。

同时要求始终端就位时的轨温必须控制在设计锁定轨温范围内,一般情况下,人们认为这一轨温代表了长轨条的平均零应力轨温,实际上,由于铺轨时间较长,很难在某一设计锁定轨温下把整段长轨条锁定,因此长轨中每一段的实际锁定轨温均不等于长轨的平均锁定轨温。

因此,掌握实际锁定轨温的变化规律,对保证无缝线路的运营安全意义重大。

2 锁定轨温的降低原因实践证明,无缝线路的实际锁定轨温一般总是低于其名义锁定轨温。

北京、济南、上海等铁路局曾用应力放散法对17条长轨每50m 间隔的截面进行过锁定轨温的测定,结果实测锁定轨温比原施工锁定轨温平均低7.8℃。

类似的应力放散工作在原武汉铁路分局广水工务段也进行过,该段对管内19段无缝线路的应力放散结果进行的分析表明,各段锁定轨温普遍有所改变,一般为几度甚至十几度,并均为下降,个别变化有二十几度的。

由此可见,锁定轨温的变化具有普遍性和单一性、如果实际锁定轨温比原锁定轨温低很多,而工务部门由于各种原因对此情况了解较少,不能及时采取必要的措施,则有可能导致胀轨跑道的发生,甚至酿成列车脱轨或颠覆的重大事故。

锁定轨温降低的原因,经分析有以下几个方面。

2.1 铺设的原因目前无缝线路铺设主要作业方法有既有线换铺长轨和新线一次性铺设无缝线路两种。

浅析无缝线路轨温的测定与锁定摘要：随着我国高速铁路的大面积建设，无缝线路已成为目前的主要运用类型，日常维护中的应力放散为无缝线路施工中关键的控制性工序。

无缝线路轨温的测定和锁定直接影响到线路的运营。

特别在繁忙的运输干线，封锁施工重新锁定轨温时，要做到“够”、“匀”、“准”，本文通过近年来的放散施工中摸索出一套切实可行的施工方案，浅谈在无缝线路锁定施工过程中的一些经验，供技术人员参考。

关键词：无缝线路；轨温；锁定；施工Abstract: Along with the high-speed railway construction of large area, seamless track has become the main use type, the daily maintenance of stress in radiation for seamless track in the construction of key control process. Seamless track rail temperature was measured and lock directly affect the operation of lines. Especially in the busy shipping lines, blockade construction to lock rail temperature, to do “enough”, “well”, “must”, this paper in recent years in the construction of the radiation found out a set of practical and feasible construction plan, showing in the seamless track lock the construction process of some experience, provides the technical personnel reference.Key words: jointless rail temperature; lock; construction;中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1  锁定轨温下降的原因1.1  钢轨铺设的原因钢轨本身具有较大的重量，与联接零件之间存在着不可低估的摩擦阻力，因此，虽然铺轨时表面上钢轨处于自由状态，但实际上钢轨在全部拨入线路时处于受压状态，即已存在初始纵向力，得不到自由释放，如不作任何处理即行锁定，或者因轨温不符合设计锁定轨温要求，根据轨温和轨长计算确定拉伸量和压缩量，其结果极有可能使钢轨内部积存一定的温度力，一般相当于5～10℃，若采用撞轨以强迫钢轨缩短合龙等不正确的施工方法有可能使实际锁定轨温比名义锁定轨温低10℃以上。

中国铁路无缝焊接钢轨规范中国铁路无缝焊接钢轨规范（TB/T3248－2020）是中国铁路机械行业协会在2020年6月7日发布的一项标准，旨在建立适用于中国铁路机械行业的无缝钢轨焊接规范，主要涵盖了钢轨焊接质量要求、焊接工艺规程及无缝焊缝检验方法。

一、生产要求1、原材料选用规范（1）无缝钢轨是由MS600特种钢制成，其熔点≥985℃，MS600特种钢软化点≤900℃；（2）无缝钢轨热处理要求：回火温度为820~870℃，回火时间满足硬度要求；（3）可提供轨型抗压钢筋、防护钢筋及轨床连接杆的焊缝服务。

2、焊接工艺规程：（1）焊接保护措施：在焊接前，清除碳化物、锈屑和其他积碳，以保证焊接质量；（2）焊接接头类型：按照焊接工艺要求，执行U型接头或V型接头两种接头类型；（3）焊接电流：推荐焊接电流范围为300~400A；（4）焊接电压：推荐焊接电压范围为24~28V；（5）焊垫厚度：焊垫厚度为8~10mm；（6）焊接长度：焊接长度满足标准要求；（7）焊接条件：焊接均采用填充式焊接，施焊时环境温度≥5℃以上，否则焊接受力严重降低。

二、检验要求1、检验项目（1）外观检验：检验无缝焊缝表面外观情况，检查焊缝有无歪斜、错位等现象；（2）实物检验：检验接头熔接情况，材质是否符合要求；（3）尺寸检验：检验接头的尺寸是否符合要求，是否符合机械性能要求；（4）强度检验：经必要的试验，检验接头的抗压性能、抗拉性能以及机械性能；（5）支撑测量：测算焊缝的支撑尺寸，测量焊缝的平整度；（6）抗拉性检验：检验支撑尺寸是否符合标准规定要求；（7）平整度检验：检验支撑地面平整度是否符合标准规定；（8）抗冲击检验：检验焊缝对冲击的耐久性和抗裂性。

三、覆盖范围本标准适用于中国铁路机械行业钢轨的焊接，不适用于无缝钢轨的施工现场实践安装、调整现场、铺装现场以及拆卸现场等技术服务。

第八节 结构设计无缝线路是一种新型轨道结构，铁路正线应当推广使用。

铺设无缝线路地段的轨道结构及有关标准均应符合《铁路线路设备大修规则》要求。

一、锁定轨温的检算1、按稳定条件确定允许温升升t ∆EFp t α2][=∆升 （8-1）2、按强度条件确定允许温降降t ∆无缝线路钢轨应有足够的强度，即要求钢轨所承受的各种应力的总和不超过规定的容许值[]σ。

路基上无缝线路钢轨受拉容许温降降t ∆为Et dασσ-=∆][降 （8-2）桥上无缝线路钢轨受拉容许温降降t ∆为Et ld ασσσ--=∆][降 （8-3）3、缓冲区钢轨接头轨缝满足技术要求确定的允许温降降t ∆'低温下，如果缓冲区钢轨接头的轨缝超过构造轨缝a g ，螺栓应力急剧增加，必然导致螺栓弯曲或剪断，轨缝扩大，造成长钢轨过量收缩，锁定轨温变化。

因此，无缝线路设计的允许温降，除考虑强度允许温降外，还应考虑保证缓冲区轨缝在构造轨缝以内的允许温降降t ∆，其计算公式如下：降t ∆'<EF α1⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-Rj Pl L P a ag p EF 221)(.222预 （8-4）式中 l ——缓冲区轨的长度， l =25.0m ；a g ——构造轨缝，a g =18mm ；a 预——铺设无缝线路时的轨缝预留量（mm ）。

选用降t ∆和降t ∆'中的较小值作为确定设计锁定轨温的允许温降降t ∆。

4、能否铺设温度应力式的检算《铁路线路设备大修规则》规定：“无缝线路的基本结构形式为温度应力式”。

能否满足铺设温度应力式的要求，可用下式进行检算：10-∆+∆降升t t ℃T ∆≥（8-5）式中 △T ——铺轨地区历年最大轨温幅度，即min max T T T -=∆（℃）； 10℃—设计锁定轨温范围，寒冷地区亦可采用6～8℃。

5、中和轨温的计算 中和轨温t e 可按下式计算：[]tk t t T T t e ∆+∆-∆++=22min max 升降 （8-6）式中 []tk ∆——中和轨温修正值，取0～5℃。