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无缝线路的养护维修及其稳定性

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无缝线路的养护维修及其稳定性
【摘要】本文概述了无缝线路的定义以及铺设无缝线路的意义。

分析了影响无缝线路稳定性的主要因素，及养护维修工作重要内容，仅供各位参考。

【关键词】无缝线路养护维修；稳定性
一、前言
与普通线路相比较，无缝线路在相当长一段线路上消灭了钢轨接头，因而具有行车平稳，提高旅客舒适度，减少材料消耗，降低维修费用，延长线路设备、机车车辆使用寿命及维修周期，改善行车条件，适应高速行车的要求等优点，是铁路轨道的发展方向。

二、无缝线路的定义与铺设无缝线路的意义
1.无缝线路的定义
无缝线路是由许多根标准长度的钢轨焊接成为不小于500m的长钢轨线路。

2.铺设无缝线路的意义
无缝线路既是轨道结构技术进步的重要标志, 也是高速、重载轨道结构的最优选择, 它以无可争议的优越性为各国铁路所承认。

各国铁路竞相发展无缝线路, 近年来, 我国铁路无缝线路的发展也很快, 技术上有了很大进步。

在轨道结构强化方面, 60kg/m钢轨已成为各干线的主型轨, 轨下基础以II、III型混凝土枕为主型, 道床以I级硬质道碴为标准, 将逐步取代石灰岩道碴, 尤其是跨区间无缝线路和无缝道岔的发展, 为高速、重载运输的发展打下了坚实基础。

无缝线路问世之前, 普通线路上的钢轨接头, 既是轨道结构不可缺少的组成部分, 又是轨道结构的薄弱环节。

线路上钢轨接头的数量, 是由钢轨长度决定的。

钢轨越长接头越少, 但钢轨越长, 轨缝就越大, 车轮经过轨缝所产生的振动也越大, 因此, 钢轨又不能太长。

我国铁路钢轨标准长度, 过去为12.5m, 现在为25m, 1km 线路上的钢轨接头数, 过去和现在分别为160个和80个。

为了改善钢轨接头的工作状态, 曾经从接头构造上、材质上采取过很多措施, 如轨枕的支承形式和尺寸、夹板断面形状、长度、螺栓个数、轨端淬火等等, 但均未能解决接头的缺陷, 接头病害依然存在。

实践证明, 造成接头病害的主原因, 有以下几个方面:
(1) 接头处一对夹板的刚度, 仅为钢轨刚度的30%左右。

如我国50kg/m 钢轨夹板刚度为钢轨刚度的27.6%, 60kg/m 钢轨夹板刚度为钢轨刚度的32.6%。

因此, 车轮经过钢轨接头时, 钢轨的弹性挠曲在该处呈折线形, 据测量, 其折角约为4.5×10-3rad,竖向位移也比轨节中部的竖向移大10%～15%。

(2) 在车轮向前滚动临近轨缝的瞬间, 两轨端上下相对错动形成台阶。

据铁道部科学研究院测试, 一般线路上台阶高差为0.02cm, 当车轮与其碰撞时, 轨道发生强迫振动, 这一振动对轨道有较大的破坏作用。

(3) 接头处有轨缝存在, 致使轮接触在该处间断, 轨缝越大这种影响就越大, 这也是接头处产生附加冲击作用的原因。

三、无缝线路养护维修作业
1.养护维修工作重点
（1）跨区间及全区间无缝线路的维修管理，应以一次锁定的轨条为管理单元，无缝道岔应以单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路为管理单元。

(2)严格控制锁定轨温变化: 进行无缝线路养护维修作业, 必须测量和掌握轨温, 观测钢轨位移, 按实际锁定轨温安排作业, 并严格遵守“无缝线路维修作业轨温条件” 和“一准、两清、三测、四不超、五不走”制度，定期做好无缝线路锁定工作，保持无缝线路经常处于稳定状态。

(3)强化轨道整体结构: 在养护维修作业中, 要注重做好补充均匀道碴、堆高砟肩、夯拍道床、整修扣件、复紧螺栓等提高线路阻力的作业, 以及进行必要的设备加强工作，强化轨道整体结构, 提高轨道抗变形的能力。

(4)保持轨道的平顺性: 在养护维修工作中, 要坚持设备检查制度, 根据实际状态安排作业计划, 要注重整治道床板结翻浆、轨枕空吊板、轨向不良及几何尺寸超限等方面的作业, 并有计划地安排钢轨打磨、焊补及整治死弯等修理作业,努力提高轨道的平顺性。

2.养护维修作业标准
(1)认真执行部颁《修规》和各级下达的有关无缝线路养护维修的规定。

(2)无缝线路应经常保持稳定状态。

在每次线路检查后, 应对照表1进行养护维修。

(3)各种单项作业, 应执行单项作业标准。

根据跨区间及区间无缝线路特点及轨道结构的变化, 及时对单项作业标准进行审核、修订、补充, 印发工区执行。

3.作业方法及要求
(1)跨区间及全区间无缝线路养护维修作业方法, 应执行《修规》有关规定。

（2)线路维修管理组织实行养修分开, 正线无缝线路的起道、拨道、捣固、动力稳定及配碴整形等综合维修作业由大机段承担; 综合维修的其它项目及经常保养和临时补修作业由工务段负责。

根据上级安排, 由工务段编制下达全年生产计划。

(3)各车间、工区要根据季度特点、锁定轨温及线路状态, 合理安排月、日养护维修计划。

对单元轨节最终焊接处前后150 m 线路安排作业计划时, 必须注意该地段实际锁定轨温的不同。

(4)混凝土轨枕扣件涂油作业应安排在春季、秋季进行;采取“隔二松一”的流水作业方法, 达到“全、正、靠、润、紧”的标准, 作业时应同时改正小方向及不良轨距, 并认真做好当日及次日检查、复紧工作。

四、养护维修的重点项目
1. 保持应有线路阻力
温度应力式无缝线路，由固定区、伸缩区、缓冲区三部分构成。

固定区长度不得短于50 m。

伸缩区长度应根据年轨温差幅值、道床纵向阻力、钢轨接头阻力等参数计算确定，一般为50～100 m。

缓冲区一般由2～4节标准轨（含厂制缩短轨）组成，普通绝缘接头为4节，采用胶接绝缘接头时，可将胶接绝缘钢轨插在2节或4节标准轨中间。

缓冲区钢轨接头必须使用不低于10.9级的螺栓，螺栓扭矩应保持在700～1100N•m。

绝缘接头轨缝不得小于6 mm。

接头螺栓、立螺栓扭矩必须保持在标准上限，道床必须保持饱满密实，断面达标。

正确掌握锁定轨温和保持应有线路阻力是无缝线路管理的关键，必须贯穿无缝线路养护维修的全过程。

长轨在铺设或放散时锁定轨温必须合适，长轨锁定时的长度整体或局部发生异常变化或伸缩时，必须准确掌握。

2.按季节特点、锁定轨温和线路状态，合理安排维修计划。

无缝线路综合维修和经常保养，应与锁定轨温相适应，尽量避开高温季节和低温季节。

一般气温低的季节，安排锁定轨温低或小半径曲线、长大坡道、制动地段、长大钢梁等薄弱地段；气温较高季节，安排锁定轨温较高的地段。

维修作业应以每段长轨条或单元轨条为单位，相邻车间或工区密切配合，一次性完成。

在无缝线路上进行维修作业, 为保证作业中和作业后轨道的稳定, 必须根据作业项目和作业范围, 将温度力控制在一定的允许限度内。

我们针对准超长无缝线路特点, 分项按季进行维修或成段保养。

综合维修任务一般安排在每年的3 月15 日～5 月15 日以及9 、10 月上旬, 这时的轨温适宜, 在接近锁定轨温时, 进行撤板、起道、捣固、复紧扣件、清筛、拨正方向等工作, 主要控制高低、水平、方向、轨距。

在高温季节如6 、7 、8月份, 一般要安排油刷标志、拔草、铲平路肩、清理排水沟等。

保养任务夏季一般安排在上午6 :30 ～10 :30 和下
午5 :30 ～8 :30 , 冬季一般不安排扣件作业, 尤其是轨温超过-20 ℃时, 禁止在伸缩区和缓冲区进行作业, 以免引起伸缩区不正常的收缩, 到高温季节形成较大的应力峰,以致不利于轨条的稳定。

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无缝线路轨道稳定计算

无缝线路轨道稳定计算


P
EI 2 (
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foe ) l2
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P 两根钢轨计算温度压力（N） E 钢轨弹性模量，2.110（7 N / cm2）
I 两股钢轨对垂直中和轴 的惯惯性矩cm4）
轨道框架刚度系数，取 为1
l 轨道原始弯曲波长（cm）
2、影响无缝线路稳定性的因素
试验研究及运营经验表明，影响无缝线路稳定性的主要因素有：钢轨的温升 幅度、轨道原始不平顺、道床横向阻力以及轨道框架刚度等。前两项是促使 无缝线路轨道失稳的因素，后两项是保持稳定性的因素。另外，道床纵向阻 力和中间扣件的抗扭转作用对无缝线路轨道稳定性影响较小。
钢轨的温升幅度
L T L
钢 轨 的 线 膨 胀 系 数 ， 11.810 6 / 0C
t
E
t
E
L L
E
T
E钢 轨 钢 的 弹 性 模 量
E 2.11011 N / m2 2.1107 N / cm2
T Ts - T
Ts-钢轨锁定轨温，又称零应力轨温（℃） T-钢轨计算温度（℃）；高温时，取当地气温加
maxPt2=248max△T2F=248×47.9×77.45＝
900.5kN
（1）计算模型的建立
无缝线路轨道出现的原始弯曲大多数是单波形的。轨道原始不平顺的总长度 以l0表示，随着钢轨轴向压力的增长，其中l长度范围内将发生新的横向位移 增量，并以虚线表示，其位移变形矢度为f，与之对应的原始弯曲矢度为f0， 线路曲率半径R所对应的矢度是fr。根据力学分析原理可取出l长度范围的一 段轨道作为脱离体，分析无缝线路轨道稳定性，于是得到力学计算模型，并 建立下列基本假定：
无缝线路及无缝道岔养护维修管理实施细则

无缝线路及无缝道岔养护维修管理实施细则

无缝线路及无缝道岔养护维修管理实施细则第一章总则第一条为进一步加强工务专业技术管理，规范无缝线路及无缝道岔技术管理，强化无缝线路维修养护及施工管理等工作，做好无缝线路断轨、胀轨预防及处置，健全无缝道岔修理和管理体系，合理制定无缝线路及无缝道岔修理计划，特制定本细则。

第三条本办法适用于管内无缝线路（含站线）维修、施工及技术管理，未尽事宜应执行总公司、铁路局相关规定。

第二章职责第四条为了规范无缝线路技术标准，便于日常维修养护和检查监控管理，明确无缝线路技术标准的制定、检查监督及考核管理工作，特明确各相关科室职责。

第五条职责第三章无缝线路的养护维修及作业要求第六条做好无缝线路日常维修养护，保证技术状态常态良好。

1.无缝线路维修管理应以一次锁定的轨条为管理单元，无缝道岔应以单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路为管理单元。

2.扣件及接头螺栓齐全有效、扭力达标。

3.每年春、秋两季应逐公里拨正轨道方向，及时消灭直线方向和曲线正矢超限处所，特别是要拨好曲线头尾、桥头等薄弱环节的线路方向。

4.钢轨及焊接接头应按标准要求保持平直，出现超限及时安排打磨、矫直等修理工作。

钢轨硬弯应在冬季调查并做好标记，夏季轨温适宜时安排矫直；焊缝应做好日常打磨修理。

5.加强胶接绝缘接头养护，做好轨端肥边打磨和捣固工作。

6.道床断面尺寸应符合规定，砟肩设置标准堆高，道床应密实，无溜塌，且排水良好。

脏污道床应有计划及时安排清筛。

7.路基稳定，无翻浆冒泥、下沉、挤出变形等病害，冻害未超出15mm，出现病害及时整修。

8.轨枕状态良好。

混凝土轨枕无连二及以上失效，正线混凝土轨枕失效率不大于4％。

9.轨道高低应平顺，及时消除厚板、坑洼不平和空吊板等病害。

10.正线上钢轨严禁调边使用。

11.曲线上股、岔区前后、列车制动地段、新开通线等薄弱地段应对无缝线路轨道结构及病害进行重点监控，保证技术状态常态良好，且无病害。

12.无缝线路锁定，无显著爬行，固定区累计位移量不超规定。

无缝线路设备标准和修理要求

无缝线路设备标准和修理要求

无缝线路设备标准和修理要求第3.10.1条 正线钢轨大修应采用60kg/m 及以上钢轨无缝线路。

正线允许速度160km/h 及以上的线路应铺设跨区间无缝线路，正线允许速度160km/h 以下的线路宜铺设跨区间无缝线路；不满足铺设无缝线路条件的地段，可铺设标准长度钢轨。

第3.10.2条 温度应力式无缝线路，一般由固定区、伸缩区、缓冲区三部分构成。

固定区长度不得短于50 m 。

伸缩区长度应根据年轨温差幅值、道床纵向阻力、钢轨接头阻力等参数计算确定，一般为50～100m 。

缓冲区一般由2～4节标准轨（含厂制缩短轨）组成，普通绝缘接头时为4节，采用胶接绝缘接头时，可将胶接绝缘钢轨插在2节或4节标准轨中间。

缓冲区钢轨接头必须使用不低于10.9级的螺栓，螺栓扭矩应保持700～1100N •m 。

绝缘接头轨缝不得小于 6 mm 。

第3.10.3条 无缝线路必须有足够的强度和稳定性。

铺设无缝线路应采用标准轨道结构，根据各地轨温幅度、允许温升[Δt u ]和允许温降[Δt d ]计算设计锁定轨温。

特殊情况需加强轨道结构时，应根据行车条件和线路平纵断面情况进行强度、稳定性及缓冲区轨缝检算。

有砟轨道设计锁定轨温按下式计算：[][]d u max min e k 22T T T T T T ∆-∆+=+±∆无砟轨道设计锁定轨温，按下式计算：max min e k 2T T T T +=±∆ 式中 e T ——设计锁定轨温（℃）；[Δt d ]——允许温降（℃）；[Δt u ]——允许温升（℃）；T max ——最高轨温（℃），取当地历年最高气温值加20℃；T min ——最低轨温（℃），取当地历年最低气温值； k T ∆——设计锁定轨温修正值（℃），一般为0℃～5℃。

第3.10.4条 当地最大轨温幅度超过允许铺设无缝线路最大轨温幅度时，应作特殊设计。

长大坡道、制动地段及行驶重载列车区段铺设无缝线路时，可采取加强措施。

无缝线路

无缝线路


道床横向阻力值与多种因素有关： a.轨枕类型，3型混凝土轨枕比2型大20%左右； a.轨枕类型，3型混凝土轨枕比2型大20%左右； b.道床断面形状及饱满状况，若在道床肩部堆 b.道床断形状及饱满状况，若在道床肩部堆 高15mm高道碴，道床横向阻力将增加10%~ 20%； 15mm高道碴，道床横向阻力将增加10%~ 20%； c.道碴材质与级配状况。 c.道碴材质与级配状况。 因此施工与维修时应尽量不做破坏道床阻力的工 作。 （3）扣件阻力 无缝线路设计与施工的原则是扣件阻力要大于道 床阻力，因此要选择适当的钢轨扣件。此外，钢轨 扣件阻力值也与扣件螺拴拧紧程度有关：
（2）道床横向阻力Qs ）道床横向阻力Q 单位长度线路道床横向阻力q 单位长度线路道床横向阻力q的表达式为： q=q0-c1y+c2yn q0—— y=0时的初始值； y=0时的初始值； c1 c2—— 系数； n——指数，木枕 n=2/3， ——指数，木枕 n=2/3， 混凝土枕 n=3/4。 n=3/4。
2.胀轨跑道处理 2.胀轨跑道处理
2.短轨一端的伸缩量 2.短轨一端的伸缩量 当轨温为最高时，短轨一端的伸长量为 ： =(maxP´ )L/(2EF)λ´2=(maxP´t-Rj)L/(2EF)-(pL2)/(8EF) 当轨温为最低时，短轨一端的缩短量为： λ"2=(maxPt-Rj)L/(2EF)-(pL2)/(8EF) )L/(2EF)L——短轨长度。 ——短轨长度。 3.缓冲区予留轨缝∆的设置 3.缓冲区予留轨缝∆ （1）长轨与短轨之间的轨缝 λ´1+ λ´2<∆<a-（ λ"1+ λ"2） λ´ <∆<aa——构造轨缝，a=18mm。 ——构造轨缝，a=18mm。 （2）短轨与短轨之间的轨缝 2 λ´2<∆<a-2 λ"2若不按计算的轨缝设置，则可 <∆<a能影响钢轨的受力状况。