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无缝线路稳定性及有效保证措施研究发布时间：2022-10-26T02:50:56.627Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第12期作者：段红伟[导读] 随着时代的不断发展，段红伟中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳工务机械段辽宁沈阳 110025摘要：随着时代的不断发展，我国交通基础设施也在逐步建设，现在高铁已经成为人们出行的重要交通工具，因此工作人员如何稳定列车的运行状态，成为人们比较关注的内容。
无缝线路是近些年出现的一种技术，对于列车的安稳运行起到了一定的促进作用，所以本文主要分析了无缝线路的稳定性，并且提出了一定的保证措施，希望可以给工作人员提供一些帮助和思考。
关键词：无缝线路；稳定性；保证措施引言：社会经济发展下，传统的列车运行模式已经无法满足人们的出行需求，尤其是之前列车在运行中一般会伴有相应的噪音，对多数人已经造成了严重的困扰。
所以为了解决这种难题，无缝线路技术开始应用到列车轨道建设中，因此工作人员可以对这种技术进行综合分析，保证列车的健康运转。
一、影响无缝线路的因素想要保证无缝线路在实际应用中维持自身的稳定性，需要工作人员对无缝线路进行综合分析，保证线路在实际建设的过程中，可以将自身的价值发挥到最大。
在无缝线路进行建设互动式，容易产生相应的温升幅值，这种因素的出现，对无缝线路稳定性的提升带来了一些不利作用。
现在列车在运行中，无论是在运行速度还是在运行的里程数当中，同传统的列车运行具有较多的不同。
高速运行下，容易提高轨道的自身温度，在这种运行方式下，轨道承载的压力也比较大，高温环境容易导致无缝线路技术难以达到具体的运行要求。
轨道框架外的抗弯刚度也是影响无缝线路的重要因素，列车目前承载的重要比较大，对于弯道建设的承载力度具有较大的影响，工作人员在分析时，需要对这种因素展开多方面分析。
此外，道床的横向也具有一定的阻力，列车分速运转时，轨道往往会因为自身的温度急剧升高，导致工作人员在实际建设的过程中，难以满足列车的运行需求，需要道床在实际工作中，利用横道的阻力来进行约束，保证铁路的稳定性。
无缝线路是我国轨道结构技术进步的一个重要标志，是目前轨道结构的最佳选择，为了实现铁路线路的现代化，必须积极选择无缝线路轨道结构。
无缝线路发展非常迅速，具有无可比拟的优势，能够消除大量的接头，使行车的平稳性得到有效的保障。
无缝线路使机车和轨道的维修费用得到降低，延长其使用寿命，对旅客的舒适性进行有效的提高。
必须对无缝线路进行有效的维修养护，提高无缝线路的稳定性，发挥无缝线路的优势。
1无缝线路当前主要是将长轨条进行焊接铺设后的线路称为无缝线路，这是由于长轨条之间不存在缝隙。
随着我国铁路事业的不断发展，列车的轴重、行车的速度、列车的密度都在不断提高，特别是重大铁路的蓬勃发展使普通线路的安全性越来越低。
因此修建无缝线路能够有效的提高行车安全性和舒适性，节约大量的维修费用。
根据相关调查无缝线路节约的维修费用高达30%-70%，能够极大地延长设备的使用寿命，节约劳动力和维修成本。
在维修养护无缝线路时应该对钢轨接头的基本维修要求进行明确。
首先，接头构造必须具有足够的稳定性。
其次，如果出现明显的温度变化，钢轨必须具备可伸缩性。
这两个要求在普通线路中是无法得到满足的，如果要满足稳步需求，那么伸缩需求就不能得到满足。
为了对接头的稳固和平顺进行解决，应该积极运用钢轨焊接的无缝线路。
无缝线路具有较快的更新换代速度，因此必须加强对无缝线路的养护维修，对养护维修的措施进行完善。
2对无缝线路进行养护维修的重要性运用无缝线路能够使车辆的运行效率和安全性得到提高，同时保障轨道的质量。
在普通线路中钢轨接头是一个薄弱环节，这是由于有大量的轨缝存在于钢轨接头中。
当列车行驶时，轨道受到车载无缝线路的养护维修及其稳定性阮国明大秦铁路股份有限公司侯马北工务段山西侯马043000摘要:随着铁路建设规模的不断扩大，轨道交通的建设速度不断提高，特别是重载铁路的发展，要求铁路结构具有更高的水平，对线路平顺也有着更高的要求。
因此无缝线路发挥了非常重要的作用。
无缝线路稳定性分析及加强措施
无缝线路在钢轨内部巨大的温度力作用下，容易引起轨道的横向变形，在列车动力或人工作业等干扰下，轨道弯曲变形有时会突然增大，这一现象常称为胀轨跑道，在理论上称为丧失稳定。
这对列车运行的安全是个极大威胁。
无缝线路的稳定性分析主要目的是研究轨道臌曲的发生规律，分析产生轨道臌曲的力学条件和主要影响因素。
通过分析这些因素，制定相应的预防措施，提高无缝线路的稳定性。
标签：无缝线路稳定性措施
一、无缝线路稳定性影响因素
1.道床横向阻力对无缝线路稳定性的影响
道床的约束阻力主要受到维修的扰动和其他原因的影响而发生改变。
道床纵向阻力系指道床抵抗軌道框架纵向位移的阻力。
它是抵抗钢轨伸缩，防止线路爬行的重要参数。
道床抵抗轨道框架纵向阻力的位移是由轨道与道床的摩阻力和枕木盒内道碴抗推力组成的。
道床横向分布阻力是指道床抵抗轨道框架的横向阻力。
它是防止胀轨跑道，保持轨道稳定的重要原因。
道床横向阻力是由轨道两侧及底部与道碴接触面之间的摩阻力和轨枕端头阻止横移的阻力组成。
道床横向阻力对于无缝线路横向稳定性的影响很敏感，是保持无缝线路稳定的主要因素。
有关资料结果表明，保持轨道的稳定性，道床横向阻力起65%的作用。
道床的饱满程度，道床肩宽，道床肩部堆高，道砟种类及粒径尺寸，线路维修作业影响，行车条件和轨枕类型是影响道床横向阻力的主要因素[1]。
在无缝线路轨道沉降段，由于路基沉降引起轨枕和道床接触减小，道床横向阻力降低。
由“统一公式”，道床横向阻力减小，即等效道床阻力Q值降低，轨道允许温度力[P]降低，无缝线路稳定性减低[2]。
由不等波长稳定性计算公式，初始道床横向阻力降低，无缝线路处于平衡状态的温度力降低，稳定性降低。
即沉降段中，由于道床横向阻力的降低，无缝线路稳定性降低。
2.轨道框架刚度对无缝线路稳定性影响
轨道框架刚度在水平面内等于两股钢轨的水平刚刚度（即横向刚度）以及钢轨与钢轨结点间的扣件阻矩之和。
两股钢轨水平面内的刚度之和（为一根钢轨对竖直轴的惯性矩）。
本文中采用的是单根钢轨模型计算分析，轨道框架远比实际情况小，但不影响其他因素的分析。
由“统一公式”和不等波长公式可知，钢架刚度EI直接影响值容许温度压力
[P]的大小。
因此，增大轨道框架刚度有利于无缝线路稳定性的提升。
3.轨道初始不平顺对无缝线路稳定性影响
3.1初始弯曲是影响轨道稳定性的直接原因，胀轨跑道一般都发生在轨道的初始弯曲处。
初始弯曲一般可分为弹性初始弯曲和塑性初始弯曲。
塑性初始弯曲矢度约占总初始弯曲矢度58%。
通过统一无缝线路稳定性计算公式分析初始弯曲对无缝线路稳定性的影响。
分析在初始弹性弯曲矢度为0.3cm，重载无缝线路曲线半径800m，轨道等效道床值84N/cm。
改变初始塑性弯曲矢度，计算得到无缝线路容许温度压力。
塑性初始弯曲矢度与容许温度压力的曲线关系如图3.1.1所示。
图1塑性初始弯曲与容许温度压力关系曲线
由计算可得，随着塑性初始弯曲矢度的增大，无缝线路容许温度压力逐渐减小，即线路稳定性降低。
所以要提高无缝线路的稳定性就要控制钢轨的初始弯曲，提高钢轨在制造过程的工艺，保证在制造、运输过程中的平顺。
3.2 沉降段无缝线路稳定性分析和加强措施
在重载无缝线路中，沉降多发生在病害较多的路桥过渡段处。
由于桥上和路基上轨道的轨下支承条件不同，其轨下基础乃至轨道整体刚度及其变形就不会相同，致使路桥连接部分产生不均匀沉降等现象。
在路基与桥梁之间设置一定长度的过渡段，可使轨道的刚度逐渐变化，并最大限度地减少路基与桥梁之间的沉降差，达到降低列车与线路的振动，减缓线路结构的变形，提高无缝线路稳定性，保证列车安全，达到平稳、舒适运行的目的[3，4]。
朔黄铁路昼夜温差变化较大，因此需要我们特别注意线路的稳定性问题，需要采取多种措施来保证线路的稳定性。
无缝线路除了要承受的温度力和列车荷载外，还要承受桥梁、道岔等结构物体等所产生的附加力。
因为长轨经历的线路、气候和环境条件变化大，承受的轨温变化幅度不相同，温度力分布也会不均匀。
因此保持无缝线路稳定应该预防为主。
路桥过渡段由于桥墩与路基之间的刚度差异，造成在列车荷载下路基沉降[5]，路桥过渡段稳定性分析对于重载铁路无缝线路至关重要。
沉降差对无缝线路稳定性的影响：
根据所建的ANSYS有限元模型计算结果，不同沉降差对无缝线路纵向力值的大小影响如图2所示。
图2不同沉降差下纵向力变化曲线
由图可得，在正常情况下，轨道未发生沉降，轨道纵向阻力逐渐减小，传递到道床路基上；一旦发生沉降，导致道床纵向阻力减小引起钢轨纵向力的重分布。
由计算结果得，沉降差导致无缝线路的纵向力增大，沉降差越大，纵向力相对越大。
这对无缝线路的稳定性是不利的，沉降差越大，在较高纵向力的作用下，无缝线路有可能发生胀轨跑道等失稳问题。
沉降段长度对无缝线路稳定性的影响：
根据所建的ANSYS有限元模型计算结果，不同沉降段长度对无缝线路纵向力值的大小影响如图3所示。
图3不同沉降段长度纵向力变化曲线
当沉降段长度越长时，纵向力相对较大，使得无缝线路越趋于不稳定状态，使无缝线路发生失稳的情况可能发生，对无缝线路的安全运行不利。
即沉降长度影响路桥过渡段无缝线路稳定性，沉降段越长，路桥过渡段稳定性越差。
对于以上两类沉降情况，由计算结果此可见，相同的温度力作用下，沉降使得钢轨纵向力增加。
当钢轨纵向力增加的时候，由稳定性理论，温度压力越大，无缝线路越趋于不稳定，且压力随着轨道沉降的增加而增加，随沉降度长度增长。
即不均匀沉降越大，无缝线路稳定性越低；沉降度长度越长，无缝线路稳定性越低。
對于更为严重的轨枕完全空吊情况，轨枕完全失效，钢轨纵向力相对增大，并且此时道床横向阻力为0，在这种情况下极易发生无缝线路的失稳。
所以要防止这样严重病害的产生。
三、结语
由以上的稳定性分析可知，无缝线路稳定性影响因素主要包括四个：温度力、轨道不平顺、道床阻力、框架刚度。
1.对于温度力，选择适合的锁定轨温，使轨道的升温、降温幅度在满足轨道稳定性范围之内。
在轨道的设计和维护过程中，重视轨温的变化，维持无缝线路的稳定性。
2.轨道不平顺有曲线半径、初始弯曲矢度等。
曲线半径越小，无缝线路容许温度压力越小，轨道稳定性越差。
因此，在路基沉降段要控制轨道的曲线半径，特别是在路桥过渡段中，最好使用直线的过渡段，以增强轨道稳定性。
3.道床阻力是控制线路稳定性的主要因素。
沉降对于线路的稳定性危害极大，在沉降段的道床横纵向阻力均减小，无缝线路稳定性降低。
4.在路桥过渡段，过渡段的沉降差和沉降段长度均是影响无缝线路稳定的重要因素。
通常采用刚度渐变的路基处理方法来降低沉降差值，使列车能顺利过渡到路基地段。
针对该沉降路段的特殊环境提出了相关的预防措施，通过铺设钢轨时合理锁定轨温，保证无缝线路具有稳定的路基，减少和严格控制初始弯曲矢度，保证钢轨具有较强的刚度，以及严格而又及时的维修保养等预防措施来提高无缝线路的稳定性。
参考文献
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[5]任彦茹，段树金，王翠娟.轨道结构路桥过渡段静力分析[J].石家庄铁道学院学报，2006，19（1）：76-79.。
