轨缝预留

第一章 轨道结构1.轨道结构主要包括哪几部分，各有什么作用？答：铁路轨道是由钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及防爬设备组成。

钢轨用于引导机车车辆行驶，并将所承受的荷载传布于轨枕、道床及路基。

同时，为车轮的滚动提供阻力最小的接触面。

轨枕承受来自钢轨的压力，使之传布于道床。

同时利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位置。

道床是轨枕的基础，在其上以规定的间隔布置一定数量的轨枕，用以增加轨道的弹性和纵、横向移动的阻力，并便于排水和校正轨道的平面和纵断面。

道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备。

联结零件是联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件。

前者称接头联结零件，其作用是有效地保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结，尽可能地保持钢轨的连续性与整体性，后者称中间联结零件(或扣件)，其作用是阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下，充分发挥缓冲减振性能，延缓线路残余变形的积累。

2.钢轨类型怎样表示，目前我国铁路标准钢轨类型有哪几种?标准长度有几种?各是多少？标准缩短轨有几种、缩短量各是多少?钢轨的类型，以每米长的重量(kg ／m)表示。

目前，我国铁路钢轨类型有75、60、50、43及38kg ／m 等五种。

我国标准钢轨长度为12.5及25m 两种。

以及新近生产的50m 和100m 的标准轨，对于75kg/m 的钢轨只有25m 的一种。

另外，还有用于曲线轨道上比12.5m 标准轨缩短40、80、120㎜和比25m 标准轨缩短40、80、160㎜的六种标准缩短轨。

3. 轨缝预留应满足的条件是什么为适应钢轨热胀冷缩的需要，在钢轨接头处要预留轨缝。

预留轨缝应满足如下的条件：1．当轨温达到当地最高轨温时，轨缝应大于或等于零，使轨端不受挤压力，以防温度压力太大而胀轨跑道；2．当轨温达到当地最低轨温时，轨缝应小于或等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防止接头螺栓拉弯或拉断。

4.乌鲁木齐地区最高气温为39.3℃，最低气温为-30.6℃，若铺设25m 长的60kg/m 钢轨，采用10.9级螺栓，试计算在20℃铺设时的预留轨缝。

设计锁定轨温及预留轨缝设计方案二、基本要求●对设计从全局上把握，思路清晰，将个人的独立见解在设计说明书中完整地表达出来；●有关计算建议上机完成，语言不限，但程序要具有通用性，即对各种参数条件都适用；并将源程序及计算结果附在课程设计书中。

●独立完成，有自己的特色；●设计时间1周。

●设计书容主要包括：设计任务、设计目的和意义、设计理论依据、设计参数、计算过程、设计总结（设计方案的评述、收获及建议）、参考文献。

●课程设计报告的文字部分要求详细完整、章节清晰、计算过程详尽、结论合理可靠。

同时要求字迹工整、书面整洁。

三、设计思路无缝线路中和轨温计算的主要思路如图：图中揭示了该设计的主要思路。

中和轨温应根据当地的轨温条件（max,min T T ）和轨道允许的升温幅度和降温幅度来确定。

因此确定轨道允许的升温幅度和降温幅度是设计的关键。

应根据无缝线路的设计原则来确定。

主要计算如下：1、 无缝线路钢轨强度检算（确定允许降温幅度）强度条件应使作用在钢轨上的各种应力总合不超过钢轨的允许应力[σ]：[]d t f σσσσ++≤式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），计算方法参见“轨道结构力学分析”一章；t σ——钢轨温度应力（Mpa ）；f σ——钢轨附加应力（Mpa ），如桥上的伸缩应力和挠曲应力、无缝道岔基本轨附加应力、列车制动等引起的附加应力等。

本设计只考虑路基上由制动引起的附加应力，可取10f Mpa σ=；[]σ——钢轨允许应力。

因此允许的降温幅度[]d t ∆可由下式计算[][]d fd t E σσσα--∆=（4-）式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），取拉应力计算值。

2、据稳定性条件确定允许的升温幅度根据稳定性计算求得的允许温度压力[]P 后，可计算出允许的升温幅度[]c t ∆：[]2[]2f c P P t EF α-∆=（4-）式中：f P —— 附加压力，本设计可取为零（N ）。

[]P ——轨道允许的最大温度压力；根据无缝线路稳定性理论计算，采用“统一公式”[教材和参考文献1]。

技能培训轨缝相关知识（一月）第一节：维规知识1、第3.4.6条 普通线路钢轨接头，应根据钢轨长度与钢轨温度预留轨缝。

轨缝的标准尺寸按下列公式计算：()g Z a t t L a 2100+-=α式中 a 0——更换钢轨或调整轨缝时的预留轨缝(mm)；α——钢轨线膨胀系数，为0.01 1 8 mm ／(m ·℃)；L ——钢轨长度(m)；tz ——更换钢轨或调整轨缝地区的中间轨温(℃)， ()min 21max T T t Z +=T max ，T min ——当地历史最高、最低轨温(℃)；t 0——更换钢轨或调整轨缝时的轨温(℃)；a g ——构造轨缝，38、43、50、60、75 kg ／m 钢轨a g 均采用18 mm 。

最高、最低轨温差不大于85℃地区，在按上式计算以后，可根据具体情况将轨缝值减小1～2 mm 。

25 m 钢轨铺设在当地历史最高、最低轨温差大于100的地区时，应个别设计。

各地区(或区段)采用的最高、最低轨温，由铁路局规定。

2、 第3.4.7条 12.5 m 钢轨地段，更换钢轨或调整轨缝时的轨温不受限制。

25 m 钢轨地段，更换钢轨或调整轨缝时的轨温限制范围为(tz+30℃)～(tz －30℃)；最高、最低轨温差不大于85℃地区，如将轨缝值减小1～2 mm ，轨温限制范围相应地降低3℃～7℃。

特殊情况下，在轨温限制范围以外更换的25m 钢轨，必须在轨温限制范围以内时调整轨缝，使其符合第3.4.6条规定的标准。

3、 第3.4.8条 轨缝应设置均匀。

每千米线路轨缝总误差，25m 钢轨地段不得超过80 mm ，12.5 m 钢轨地段不得超过160 mm 。

绝缘接头轨缝不得小于6 mm 。

第二节：线路工知识1、为什么要进行轨缝检算？（1）过大，不仅给列车通过时增加额外的冲击和阻力，加速轨道结构的破坏，而且还有可能把夹板螺栓拉弯或剪断。

（2）过小，轨温升高就会形成瞎缝，当轨温继续升高时，钢轨内部将产生很大的压力，就有可能发生胀轨跑道。

轨道⼯程课后题⽬解析第⼆章有砟轨道结构1.有砟轨道的主要组成及其功⽤？钢轨：直接承受列车荷载，依靠钢轨头部内侧⾯和机车车辆轮缘的相互作⽤，为车轮提供连续且组阻⼒最⼩的滚动接触⾯，引导列车运⾏，并依靠它本⾝的刚度和弹性将所承受的荷载分布传递于轨枕。

轨枕：承受来⾃钢轨的压⼒，并把它分布传递⾄道床；同时利⽤扣件保持钢轨的正确位置。

接头：⽤于钢轨与钢轨的可靠联结，保持钢轨的连续性与整体性。

扣件：固定钢轨位置，阻⽌钢轨纵、横向移动，防⽌钢轨翻转，确保轨距正常，并在机车车辆的作⽤下，发挥⼀定的缓冲减振性能，延缓线路残余变形的累积。

轨道加强设备：防⽌钢轨与轨枕之间发⽣相对的纵向位移，增加线路抵抗钢轨纵向爬⾏的能⼒；在曲线上安装轨撑和轨距杆，可提⾼钢轨横向稳定性，防⽌轨距扩⼤。

道床：固定轨枕的位置，增加轨道弹性，防⽌轨枕纵、横向位移，并把承受的压⼒分布传递给路基或者桥隧建筑物，同时还⽅便排⽔和调整线路的平、纵断⾯。

道岔：使车辆从⼀股轨道转⼊或越过另⼀股轨道。

2.钢轨的类型有哪些？钢轨分级使⽤的含义是什么？钢轨的类型: 按每⽶⼤致质量（kg/m）划分。

我国钢轨分为43，50，60，75kg/m四种类型。

钢轨分级使⽤：钢轨的⼆次或多次使⽤；钢轨在⼀次使⽤中的合理倒换使⽤。

3.钢轨伤损的主要形式有哪些？伤损原因及其解决措施？轨头核伤、钢轨磨耗、轨腰螺栓孔裂纹、钢轨接触疲劳伤损。

原因：既有钢轨⽣产中产⽣的缺陷，⼜有运输、铺设和使⽤过程中的问题。

轨头核伤措施：⑴提⾼钢轨材质，防⽌出现⽓孔等不良现象。

⑵改善线路质量，提⾼弹性和平顺性，减少动⼒和冲击。

⑶钢轨探伤车对钢轨进⾏探伤，及早发现，及时治理。

钢轨磨耗措施：采⽤耐磨轨；加强养护维修，保持⼏何形位，增加线路弹性；曲线涂油；机械打磨。

轨腰螺栓孔裂纹：加强接头养护，防⽌接头出现错⽛等；增加接头弹性；螺栓孔周边倒棱；采⽤⽆缝线路才能从根本上消除此问题。

钢轨接触疲劳伤损：提⾼钢轨接触疲劳强度。

缓冲区预留轨缝（setting of rail gaps in relaxed zone）在无缝线路长轨条两端的伸缩区产生的伸缩量需要留有一定的轨缝来调节，以保证轨温达到当地最高轨温时轨缝不顶严，轨温达到当地最低...缓冲区预留轨缝（setting of rail gaps in relaxed zone）在无缝线路长轨条两端的伸缩区产生的伸缩量需要留有一定的轨缝来调节，以保证轨温达到当地最高轨温时轨缝不顶严，轨温达到当地最低轨温时轨缝不超限，以免拉弯或剪断螺栓。

为此，必须设计计算预留轨缝值Δ，以便在铺设施工时实施。

标准轨之间轨缝的预留量与普通线路相同，长轨条与标准轨之间的预留轨缝为夏季最高轨温时轨缝不顶严，即Δ≥λ＇冬季最低轨温时轨缝不得超过构造轨缝λ构，即Δ≤λ构—λ＇式中，λ＇为轨温达到最高时轨缝两端的钢轨伸长量之和，λ长+λ短=λ＇；λ〃为轨温达到最低时轨缝两端的钢轨缩短量之和，λ长+λ短=λ〃；λ构为钢轨接头的构造轨缝，按设计要求，λ构=17mm；λ长为长国君一端的伸长（或收缩）量，λ短为标准轨一端的伸长（或收缩）量，式中，maxP t最高轨适时为最大的钢轨温度压力，最低轨温时为最大的钢轨温度拉力；P j为钢轨接头阻力（N）；ι为缓冲区标准轨长度（cm）；γ纵向道床阻力（N/cm）。

无缝钢轨不是几千公里没有缝隙的，而把25米长的钢轨焊接起来连成几百米长然后运到铺轨地点，再焊接成1000m到2000m的长度，然是后在铺在路基上,无缝钢轨一段和一段之间还是有11毫米的空隙。

如果没有加工、运输、施工上的困难，从理论上讲，“无缝线路”可以无限长,这种彻底消灭轨缝的办法，我国铁路正在一些主要干道上采用。

假如你是个细心人，当你乘火车进京就会注意到，昔日的“咔哒咔哒”声已经大为较少。

看到这里，你肯定要问，难道“无缝线路”就不存在热胀的问题吗？物质不灭定律告诉我们，任何一种物质都不会消失，只不过从一种形式转化为另一种形式。

目录一、简介1、设计任务2、设计目的3、设计意义二、设计理论依据一、简介1、设计任务根据线路、运营、气候条件及轨道类型等因素进行轨道强度、稳定性等检算，确定设计锁定轨温和预留轨缝。

2、设计目的通过专业书籍及相关学术期刊的学习，了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。

并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解。

通过计算，确定：（1）路基上无缝线路的允许降温幅度（2）路基上无缝线路的允许升温幅度（3）中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）（4）路基上无缝线路的伸长区长度（5）路基上无缝线路的预留轨缝长度。

通过课程设计巩固提高已学的理论知识；通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力；了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。

并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解，并了解设计时的注意事项以及设计之后的检算内容；同时，通过课程的设计，提高运用程序解决有关计算及验算问题的能力。

3、设计意义无缝线路是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。

在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于钢轨接头的存在，列车通过发生冲击和振动，并伴随有打击噪声，所产生的冲击荷载最大可达非接头区的3倍以上。

接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及联结零件的使用寿命缩短、养护维修费用增加。

线路接头区养护维修费用占养护维修总经费的1/3以上；钢轨因规端损坏而抽换的数量较其他部位达2~3倍；重伤钢轨60%发生在接头区。

随着列车轴重、行车速度和密度的不断增长，其缺点会更加难以满足现代告诉重载运输的需要。

无缝线路由于消灭了大量的接头，因而具有行车平稳、旅客乘坐舒适、机车车辆和轨道的维修费用少、使用寿命长等一系列优点。

大量的研究资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算，无缝线路比普通有缝线路可节约养护维修费用35%~75%。

目录一、简介————————————（1）二、设计参数——————————（2）三、设计内容——————————（5）四、设计总结—————————（13）五、参考文献—————————（14）六、程序设计—————————（14）一、简介（一）、无缝线路锁定轨温及预留轨缝简介无缝线路是当今轨道结构的一项重要新技术，是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路。

它是当今轨道结构的一项重要技术，是与重载、高速铁路相适应的新型轨道结构。

无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，世界各国竞相发展。

我国铁路无缝线路的发展，近年来在技术上有很大的进步，在数量上有较快增长。

无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著，在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。

这些优点在行车速度提高时尤为显著。

然而铺设无缝线路是有条件的，主要是考虑气候温度的影响，因为万物都有热胀冷缩的特点，对于无缝钢轨，温度的影响更为明显，只有选择适当的温度（我们称为锁定轨温），才能尽可能的避免这方面的伤害。

锁定轨温一般采用高于本地区的中间轨温。

（二）、设计的目的与意义中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）是无缝线路设计的关键问题，涉及《轨道工程》这门课的主要理论。

该设计目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论，自主练习，将所学知识用于实际的设计中，学以致用。

完成该课程设计的意义在于让所学的知识形成一个系统的体系，加固对知识的理解与应用，逐渐熟悉使用规范，设计手册和查阅参考资料，培养自身分析问题、解决问题和独立工作的能力。

（三）、设计任务（1）收集资料，综合分析。

通过专业书籍及相关学术期刊的学习，了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。

并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解。

（2）通过计算，确定路基上无缝线路的允许降温幅度。

（3）通过计算，确定路基上无缝线路的允许升温幅度。

轨缝计算及调整线路上的轨缝应设置均匀。

对轨缝严重不均匀的地段（指出现连续三处及以上瞎缝或大于构造轨缝）、线路爬行超过20㎜的地段和轨缝设置总量不合理(指每千米线路轨缝总误差，25m钢轨地段不得超过80㎜，12.5m钢轨地段不得超过160㎜。

绝缘接头轨缝不得小于6㎜。

）的地段，应进行调整或整正。

调整轨缝是指不拆开钢轨接头，串轨量较小的作业；一般在出现连续三处及以上瞎缝或大于构造轨缝以及绝缘接头轨缝小于6㎜时采用。

整正轨缝是指拆开接头，串轨量较大的作业；一般在线路爬行超过20㎜每千米线路轨缝总误差，25m钢轨地段超过80㎜，12.5m 钢轨地段超过160㎜时采用。

作业目的调整轨缝作业是为了防止或消除线路爬行，接头相错超限，轨缝放置不当和线路大轨缝或连续瞎缝。

避免接头病害或胀轨跑道故障。

使线路上轨缝保持均匀，延长钢轨使用寿命，确保行车安全。

1、适用范围适用于木枕或混凝土枕线路使用液压轨缝调整器，进行调整轨缝作业。

2、作业条件(1)、每公里轨缝总误差：25m钢轨地段不得大于±80㎜；12.5m钢轨地段不得大于±160㎜；绝缘接头轨缝超过6-15㎜范围内。

(2)（2）、12.5m的钢轨地段，调整轨缝时，轨温不受限制；25m钢轨地段调整轨缝时，轨温限制在±30℃范围内。

(3)（3)、防护条件：利用天窗，在车站《运统-46》登记，带班人不低于工长、车间干部监控，成段调整轨缝施工负责人不低于车间副主任，轨道电路区段提前书面通知电务配合。

（4）、轨端肥边应事先打磨。

3、作业分工(1)、轨缝及两股钢轨接缝直角错差量调查计算及作业安排2人。

（2）、调整轨缝15-19人，其中：施工负责1人；使用轨缝调整器2人；在前松接头螺栓2人；在后紧接头螺栓2人；卸防爬器、起道钉、松扣件及轨距杆4人；上防爬器、打道钉、松紧扣件及上轨距杆4人。

4、量具、工具、材料、备品轨温计1支、轨缝尺2支、方尺1把、直尺（300㎜）1把、扭力扳手1把、轨缝调整器1台、接头螺栓扳手4把、活动扳手（450）4-6把、丁字扳手12把、起钉撬棍4把、道钉锤4-6把、记录纸、计算器、笔、石笔、接头螺栓、扣件、道钉若干用于补充、更换缺少或失效的零配件。

轨道工程课程设计——设计锁定轨温及预留轨缝设计班级：土木 1112时间： 2013年12月组员：张钊一、课程设计任务、目的和意义无缝线路(continuous welded rail)是由多根标准长度的的钢轨焊接成不一定长度的长钢轨线路。

在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于接缝的存在，列车通过时发生冲击和振动,并伴随有打击噪声，冲击力可达到非接头区的3倍以上。

接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适、并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及连接零件的使用寿命缩短、维修费用增加。

由此可见，铺设无缝线路能够使得一条线路上的接头数量锐减，消除了由于接头带来的冲击磨耗，改善了列车运行时的平稳性和舒适性，减少了养护维修工作量，增强了线路的经济性。

无缝线路按照温度应力放散的方式分为温度应力式和放散温度应力式。

理论上无缝线路可以无限长，但是温度应力并没有消失，这就需要进行无缝线路的设计，控制温度应力对轨道的影响，使其不超过钢轨的应力设计值，保证钢轨的稳定性。

本次课程设计的目的是使学生更深入地掌握《轨道工程》的基本理论（尤其是强度计算和温度力计算理论）和设计方法。

任务是根据线路、运营、气候条件及轨道类型等因素进行轨道强度、稳定性等检算，并确定设计锁定轨温。

二、设计理论依据1、轨道结构的静力分析：轨道结构的经理分析主要以材料力学、结构力学、有限元法分析理论以及微分方程方法等位理论基础，建立轨道结构模型进行分析计算。

（1）计算模型采用连续弹性基础梁模型如图所示，它将轨枕对钢轨的支承视为连续支承。

该模型的计算参数有钢轨抗弯刚度EI 、道床系数C、钢轨支座刚度D、钢轨基础弹性模量u 、刚比系数k。

（2）单个静轮载作用下的方程及解y max=Pk 2uM max=P 4kR max=Pkα2（3）轮群荷载作用下的方程及解y0=k2u ∑P0i e−kx i(cosk2i=1x i+sinkx i)M0=14k ∑P0i e−kx i(cosk2i=1x i−sinkx i)R0=ak2∑P i e−kx i(coskni=1x i+sinkx i)2、轨道动力响应的准静态计算将轨道的静荷载乘以动力增量系数（包括速度系数、横向水平力系数、偏载系数）以表征轨道在动荷载作用下的振动放大效应。