钢轨温度力、伸缩位移与轨温变化的关系.

铁路轨道由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备等组成的构筑物。

位于铁路路基上，承受车轮传来的荷载，传递给路基，并引导机车车辆按一定方向运转。

有些国家或地区也称线路上部建筑。

在钢梁桥、灰坑、转盘、某些隧道以及采用新型轨道结构的地段，可以没有道床、或者也没有轨枕。

轨道组成轨道最早是由两根木轨条组成，后改用铸铁轨，再发展为工字形钢轨，20世纪80年代，世界上多数铁路采用的标准轨距(见铁路轨道几何形位)为1435毫米（4英尺8(1/2)英寸）。

较此窄的称窄轨铁路,较此宽的称宽轨铁路（见铁路工程）。

轨枕一般为横向铺设，用木、钢筋混凝土或钢制成。

道床采用碎石、卵石、矿渣等材料。

钢轨、轨枕、道床是一些不同力学性质的材料，以不同的方式组合起来的。

钢轨以连接零件扣紧在轨枕上；轨枕埋在道床内；道床直接铺在路基面上。

轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静荷载和动荷载，荷载从钢轨通过轨枕和道床传递到路基。

通过力学理论，分析研究在各种荷载条件下，轨道各组成部分所产生的应力和应变，而确定其承载能力和稳定性。

轨道类型为使轨道成为一个整体，要根据铁路的具体运营条件,使轨道各部分之间的作用相互配合,并考虑轨道、车辆、路基三者之间相互作用的配合协调。

这就要求将轨道划分类型。

轨道类型的内容包括钢轨类型，连接零件种类，轨枕的种类和配臵，道床材料和断面尺寸。

它所依据的主要运营条件为铁路运量、机车车辆轴重和行车速度。

最佳的轨道结构须做到在给定的运营条件下，保证列车按规定的最高速度平稳、安全和不间断地运行，将荷载有效地传递给铁路路基，并结合合理的轨道材料使用和养护制度，使其设备折旧费、建设投资利息和设备养护费用之和为最小。

轨道结构类型，常按不同运营条件将铁路线路分成为轨道等级来表示。

这种分等的标准各国不同。

中国铁路1975年的规程，将轨道分为四种类型：轻型、中型、次重型和重型四等（见表[中国铁路轨道分类(1975年)]）。

轨道养护轨道各部分在列车重复荷载的作用以及气候环境条件的影响下，将产生磨耗、腐蚀、腐朽、疲劳伤损和残余变形。

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。

防胀知识复习考试题一填空题1、防止线路胀轨跑道是工务部门保证运输安全的一项重要工作,是工务安全管理的重要内容。

2、广铁（集团）公司《铁路轨道防胀工作标准》规定，每年 4月1日-10月31日为铁路轨道防胀期，在此期间的线路维修、保养及各项作业均应按本标准中的有关规定进行。

3、在无缝线路地段大、中修，应严格贯彻执行《铁道无缝线路大、中修的技术条件与作业方法》,高温时期坚持“先放散后施工”原则。

4、轨缝应设置均匀，每千米轨缝总误差：25m钢轨地段不得大于±80mm；12.5m 钢轨地段不得大于±160mm。

绝缘接头轨缝不得小于6mm。

5、无缝线路缓冲区钢轨接头，必须使用六孔夹板和10.9级高强度螺栓，接头螺栓扭矩应达到900N〃m，扭矩不足时，不得低于700N〃m。

6、“四紧”工作是指拧紧轨枕螺栓（道钉）和鱼尾螺栓、装紧防爬器及支撑。

7、轨底处道床顶面应低于轨枕顶面20～30 mm。

I型混凝土枕中部道床应掏空，其顶面低于枕底不得小于20mm，长度应为200～400mm；Ⅱ型和Ⅲ型混凝土枕中部道床可不掏空，但应保持疏松。

8、普通线路的防胀准备工作包括防胀调查，掌握轨缝，联结零配件及道床状态，制定防胀措施等内容。

9、无缝线路直线上维修作业，在锁定轨温+20 ℃范围内，连续扒开道床不超过25 m，起道高度不超过30 mm，拨道量不超过10 mm。

10、在高温季节的每天10时～17时是胀轨危险期，巡守人员必须加强责任感。

当轨温超过50℃或气温超过36℃时，应增派巡守人员，加强线路巡查。

11、当线路连续出现碎弯并有胀轨迹象时，必须加强巡查或派专人监视，观测轨温和线路方向的变化。

若碎弯继续扩大，应设置慢行信号防护，进行紧急处理。

12、位移观测桩必须预先埋设牢固，内侧应距线路中心不小于3.1m。

无缝道岔设3对观测桩，在间隔铁或限位器处设1对，在岔头、岔尾处各设1对。

13、Vmax≤160／h无缝线路道床顶面宽度为3.4m,边坡坡度为1:1.75,碴肩堆高150mm.。

铁路工务专业考试题库单选题100道及答案解析1. 铁路线路维修规则规定，正线及到发线轨枕间距误差不得超过（）。

A. 20mmB. 30mmC. 40mmD. 50mm答案：C解析：铁路线路维修规则规定，正线及到发线轨枕间距误差不得超过40mm。

2. 轨底坡设置是否正确，可以从钢轨顶面上的光带位置判定。

下列关于光带和轨底坡的说法中正确的是（）。

A. 如果光带偏向内侧，说明轨底坡过大B. 如果光带偏向外侧，说明轨底坡过大C. 如果光带居中，说明轨底坡合适D. 以上说法都不对答案：C解析：轨底坡设置正确时，光带应居中，偏向内侧说明轨底坡过小，偏向外侧说明轨底坡过大。

3. 混凝土枕纵向水平裂缝宽大于（）为失效轨枕。

A. 0.2mmB. 0.3mmC. 0.4mmD. 0.5mm答案：D解析：混凝土枕纵向水平裂缝宽大于0.5mm 为失效轨枕。

4. 60kg/m 钢轨12 号提速道岔尖轨，第一牵引点动程为（）。

A. 160mmB. 180mmC. 200mmD. 220mm答案：A解析：60kg/m 钢轨12 号提速道岔尖轨，第一牵引点动程为160mm。

5. 曲线半径为800m，列车平均速度为70km/h，外轨应设置（）的超高。

A. 50mmB. 60mmC. 70mmD. 80mm答案：C解析：根据公式计算得出。

6. 无缝线路缓冲区钢轨接头，必须使用（）级螺栓。

A. 8.8B. 9.9C. 10.9D. 12.9答案：C解析：无缝线路缓冲区钢轨接头，必须使用10.9 级螺栓。

7. 道岔导曲线支距是指道岔（）之间的距离。

A. 直股钢轨工作边与导曲线外股工作边B. 直股钢轨工作边与导曲线内股工作边C. 曲股钢轨工作边与导曲线外股工作边D. 曲股钢轨工作边与导曲线内股工作边答案：B解析：道岔导曲线支距是指道岔直股钢轨工作边与导曲线内股工作边之间的距离。

8. 轨距是钢轨头部踏面下（）范围内两股钢轨工作边之间的最小距离。

一、什么是钢轨的移动闪光焊接1. 名词解释Ｏ焊机: 悬挂式钢轨闪光焊机。

Ｏ移动闪光焊: 闪光焊机在铁路轨道上焊接钢轨，焊机及其配套设备的动力源是独立的车载式发电机组；它是无缝线路轨道工程施工中现场钢轨焊接方法之一。

Ｏ拉轨器：精确地拉伸待焊钢轨到焊接位置的钢轨张紧装置。

Ｏ保压推凸：推凸是在焊机仍然夹紧焊接轨的工况下进行的（独立推凸油缸），而且这种工况可以延时。

具有保压推凸功能的焊机在钢轨焊接过程中以及焊后可以省去拉轨器。

2. 设备图1 自走行组合式（焊机+拉轨器）移动焊轨车图2 移动焊轨车的钢轨张拉装置（拉轨器）图3 移动焊轨车的钢轨焊接记录曲线上述移动焊轨车特点是：可以拉动500m长轨和单元轨节焊接；拉轨器在焊接全过程与焊机保持完全同步运动；焊接准备工序较多，技术要求较高。

图4是集装箱式移动焊轨车，焊机是AMS60型，可以实现钢轨左侧或右侧工作边对正。

焊机可以进行脉动闪光焊。

图4 集装箱式焊轨作业车此种焊轨车配备专用钢轨拉伸器后可以拉动长轨焊接。

未配备专用钢轨拉伸器时，只能进行25m钢轨的线路上焊接。

图5是该焊机的钢轨脉动闪光焊记录曲线。

曲线中记录焊接全过程的送进力（KN）、焊接二次电流（KA）、位移（mm）以及时间量（S）。

曲线中还标出有主要区域参数的计算值。

图5 钢轨脉动闪光焊记录曲线图6是另一种集装箱式+移动式钢轨拉伸器的焊轨作业车。

它的特点是：一台焊机可以配套两架拉轨器焊接线路上左右股钢轨，节省时间。

但是，移动式钢轨拉伸器与焊机在焊接全过程中不容易做到同步运动。

图6 带有移动式钢轨拉伸器的焊轨车图7 移动式钢轨拉伸器图8是拉轨和焊轨一体式（保压推凸）的集装箱移动焊轨车。

焊机是K922型，轨端对位时应考虑推凸油缸的行程、推凸能否到位。

图8（a）焊轨车图8（b） K922焊机二、移动闪光焊与基地闪光焊的差别（对比）比对结果：移动闪光焊的工况比基地闪光焊工况要差一些，因此对焊接施工管理人员的业务素质要求也应更高一些；对操作人员的责任心和技术要求也应更强一些；对焊轨施工的各项规范制定也应更细一些。

使用前请仔细阅读说明书冻结接头产品介绍一、适用范围：1、普通线路地段钢轨接头冻结；2、无缝线路缓冲区钢轨接头冻结；3、无缝线路两个相邻单元轨节的直接联结；4、无缝道岔固定型辙叉前后4个接头采用冻结；5、施必牢接头的冻结；6、哈克螺栓接头的冻结；7、在结构上有特殊要求的钢轨接头冻结。

二、技术要求：1、钢轨状态完好，接头无伤损、无掉块、无肥边、无大于0.3mm的波浪形磨耗，接头错牙不大于0.3mm。

2、接头采用双头式夹板，夹板无伤损，用1m直尺测量，工作面凸凹不平不大于0.1mm，侧面弯曲矢度不大于0.5mm。

3、采用10.9级M27高强度螺栓，两侧加装5mm厚高强度平垫圈，螺栓扭矩达到并保持1100N.m。

4、冻结接头一般采用“盲缝”冻结。

在无缝道岔固定型辙叉前后、以及有特殊要求的处所，可预留不大于10mm的轨缝。

轨缝为5～10mm 时，应加入轨片或玻璃钢端板。

5、接头前后4根轨枕应为同一类型，并铺设14mm加厚胶垫。

冻结接头前后50m范围内扣件应达到“全、正、靠、润、紧”的要求。

6、接头及其前后50m范围内道床清洁、饱满、无板结翻浆。

7、接头处轨道几何状态良好，无低接头，并无大于2mm的空吊板。

8、冻结接头地段与无缝线路连接时，锁定轨温符合设计要求，并埋设钢轨位移观测桩，由专人进行定期观测。

三、养护和管理：1、冻结完毕后线路保养工区应立即建立《60kg/m钢轨冻结接头技术卡片》（附表二十五），做好监视、测量、登记工作。

2、线路保养工区于冻结施工后三天内每天检查轨缝，同时对接头螺栓进行复紧，第七天再进行检查和复紧一次，一个月时再次进行检查和复紧，并将检查和复紧情况登入技术卡片。

此后每月应对冻结接头检查一次轨缝、复紧螺栓一遍，使螺栓扭力矩保持在1100N.m，经常保持冻结接头处于完好状态。

3、线路保养工区对检查发现的轨端肥边，尤其是绝缘接头，应及时锯、锉，防止“揭顶”。

当发现钢轨伤损、轨端掉块、鞍型磨耗时，应及时向工务段技术科（室）汇报，以安排钢轨焊修班进行焊补、打磨，保持轨道的平顺性，延长钢轨的使用寿命。

无缝线路铺设的有关问题范猛(2008-04-16 15:58:11)一绪论无缝线路是用标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又称为焊接长钢轨线路（Continuous Welded Rail Track,英文简称CWR Trark）。

无缝线路被公认为是20世纪轨道结构最突出的改进与创新。

无缝线路是轨道结构技术进步的重要标志，也是高速重载轨道的最优选择，它以无可争议的优越性为各国铁路所承认，德国、美国、英国、法国、俄罗斯和日本等国家的铁路竞相发展无缝线路。

其中德国是发展无缝线路最早（1926年）的国家。

无缝线路由于消灭了大量的接头，因而具有行车平稳、旅客舒适，同时机车车辆和轨道维修费用的减少，使用寿命延长等一系列优点。

有资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算，无缝线路比有缝线路可节约维修和30%~70% 。

我国的铁路无缝线路起步较晚，1957年才开始试铺。

随着相关技术的不断进步，进年来，我国铺设无缝线路进程明显加快，每年净增数量约达1000km，至2004年我国铁路累计铺设无缝线路39087km，区间无疑线路约13648km，跨区间无缝线路约5502km。

京广、京沪、京哈和陇海四大干线已全部铺设了无缝线路。

城市的地下铁路、轻轨轨道也在大力以展无缝线路。

二无缝线路分类无缝线路是采用钢厂提供的、未经钻眼与淬火的25m长度的标准轨，先在焊轨厂用接触焊或气压焊焊接成250~500m的长轨条，然后用专用的长轨运输列车运至线路铺设地点，再用小型气压焊焊接成1000~2000m或设计要求的长度，最后按轨道结构设计要求铺设到线路上。

无缝线路按钢轨内部的温度应力处理方式不同，可分为温度应力式和放散应力两种类型。

现今世界各国主要采用温度应力式无缝线路，从钢轨长度的角度看，无缝线路可分为：1．普通无缝线路——由于自动闭塞区间绝缘接头的设置，轨条长度不跨越闭塞分区，也不跨越车站。

2．全区间无缝线路——长轨节长度为相邻两车站进站、出站信号机之间的距离，轨条长度跨越闭塞分区，在绝缘接头处采用了高强度胶接绝缘接头技术。

基于ANSYS的无缝线路稳定性的分析摘要：从连续弹性基础梁理论和有限元数值分析方法出发，用ANSYS软件建立了无缝线路中轨道结构的有限元模型，研究无缝线路钢轨在不同温度力作用下的稳定性。

分析了道床横向阻力对钢轨的横向位移的影响；不同道床纵向阻力作用下，钢轨的内力分布。

分析结果对钢轨的温度力测量和应力放散起着一定的指导作用。

关键词：无缝线路；有限元模型；温度力；横向位移0 引言无缝线路是一种新型的轨道结构，它在结构上限制了钢轨的伸缩。

当温升较大时，钢轨内将积存巨大的温度压力，有可能造成轨道的膨曲，亦即丧失稳定，这对列车运行的安全是个极大威胁。

由于日常的养护维修、线路大中修施工作业、列车碾压以及其它外部环境因素影响，无缝线路会不断产生位移和应力衰减，从而使锁定轨温自然下降，造成无缝线路不稳定，危及铁路行车安全，要求必需对不符合规定要求的无缝线路进行应力放散。

因此，钢轨温度力是无缝线路研究中的关键因素。

国内外很多学者曾从多个角度对无缝线路的温度力及稳定性做过大量的研究和试验，并提出了相应的研究方法和公式。

但是绝大多数都是用解析法来研究这个问题，如能量法，微分方程法等，而这些方法都对原型做了许多假设。

例如忽略道床纵向阻力，即假定温度力为常量等等。

无缝线路轨道的构成复杂、受力复杂，采用理论解析方法很难准确分析整体的稳定性。

但是由于轨道构成的特殊性、受力的复杂性及铁路运营条件的多变性，造成了轨道的受力异常复杂。

因此，精确分析钢轨在温度力作用下的变形是实际工程中的难点。

随着有限元理论及计算机技术的迅速发展，越来越多的人开始采用有限元方法研究无缝线路。

有限元法适用性较好，模型化能力强的数值方法，便于模拟线路所处的各种状态及各种重要工况。

本文的工作是建立在连续弹性基础梁理论之上，借助于有限元方法和ANSYS软件，充分考虑弹簧之间的相互帮助作用以及及几何非线性等影响因素，对无缝线路复杂受力状态下进行分析。

1 计算模型和有限元模型1.1 计算模型本文建立在连续弹性基础梁理论之上，认为钢轨是无限长梁，支撑在具有连续性的弹性基础上。