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1、1/56CWR(Continuously welded rail track)焊接长钢轨轨道jointless track 无接头轨道第四章无缝线路第四章无缝线路将标准长度的钢轨焊接起来，消灭了轨缝，形成无缝的长钢轨线路2/56为何要铺设无缝线路？第四章无缝线路第四章无缝线路3/56视频4/56普普通通线线路路具具有有如如下下缺缺点点：冲冲击击、振振动动、打打击击噪噪声声污污染染环环境境、影影响响行行车车的的平平稳稳和和旅旅客客的的舒舒适适，促促使使道道床床破破坏坏、线线路路状状态态恶恶化、钢轨及联结零件使用寿命缩短、维修劳动费用增加。化、钢轨及联结零件使用寿命缩短、维修劳动费用增加。第四章无
2、缝线路第四章无缝线路为何要铺设无缝线路？5/56普普通通线线路路具具有有如如下下缺缺点点：冲冲击击、振振动动、打打击击噪噪声声污污染染环环境境、影影响响行行车车的的平平稳稳和和旅旅客客的的舒舒适适，促促使使道道床床破破坏坏、线线路路状状态态恶恶化、钢轨及联结零件使用寿命缩短、维修劳动费用增加。化、钢轨及联结零件使用寿命缩短、维修劳动费用增加。第四章无缝线路第四章无缝线路为何要铺设无缝线路？本本质质上上，无无缝缝线线路路克克服服了了普普通通线线路路的的缺缺点点：消消灭灭了了大大量量的的接接头头，使使行行车车平平稳稳、旅旅客客舒舒适适，同同时时机机车车车车辆辆和和轨轨道道维维修修费用减少，使用寿命
3、延长。费用减少，使用寿命延长。因此铺设无缝线路的意义重大。因此铺设无缝线路的意义重大。6/56第四章无缝线路第四章无缝线路第一节 概述l第二节 无缝线路温度力计算l第三节 线路纵向阻力和无缝线路温度力分布l第四节 无缝线路稳定性l第五节 普通无缝线路设计第六节 桥上无缝线路第七节 无缝线路长钢轨纵向力的测定第八节 超长无缝线路l第九节 应力放散与应力调整l第十节 长钢轨的焊接、运输和铺设7/56第四章无缝线路第四章无缝线路第一节 概述l第二节 无缝线路温度力计算l第三节 线路纵向阻力和无缝线路温度力分布l第四节 无缝线路稳定性l第五节 普通无缝线路设计第六节 桥上无缝线路第七节 无缝线路长钢轨
4、纵向力的测定第八节 超长无缝线路l第九节 应力放散与应力调整l第十节 长钢轨的焊接、运输和铺设8/56第一节 概 述1.1 世界铁路无缝线路的发展1.2 无缝线路的类型1.3 无缝线路的技术经济效果1.4 无缝线路关键技术的发展趋势9/56第一节 概 述1.1 世界铁路无缝线路的发展1.2 无缝线路的类型1.3 无缝线路的技术经济效果1.4 无缝线路关键技术的发展趋势10/56第一节 概 述无缝线路是轨道技术进步的重要标志，也是当今世界高速、重载铁路轨道结构的最佳选择。德国是世界上最早采用无缝线路的国家(1926年)我国铁路无缝线路一直处于快速增长阶段。目前建设的客运专线和高速铁路均为一次性铺
5、设跨区间无缝线路。11/56第一节 概 述1.1 世界铁路无缝线路的发展1.2 无缝线路的类型1.3 无缝线路的技术经济效果1.4 无缝线路关键技术的发展趋势12/56分类方式一：依对温度应力的处理方式分类方式一：依对温度应力的处理方式温度应力式无缝线路放散温度应力式无缝线路 自动放散式 定期放散式13/56分类方式一：依对温度应力的处理方式分类方式一：依对温度应力的处理方式温度应力式无缝线路放散温度应力式无缝线路 自动放散式 定期放散式14/56锁定固定无缝线路锁定温升幅度太大可能引起失稳（视频1，视频2）温降幅度太大可能引起断轨(视频3，视频4）15/56分类方式一：依对温度应力的处理方式
6、分类方式一：依对温度应力的处理方式温度应力式无缝线路放散温度应力式无缝线路 自动放散式 定期放散式16/56接头允许伸缩17/56德国伸缩调节器德国伸缩调节器 18/56京九线“卫运河特大桥”伸缩调节器19/56分类方式一：依对温度应力的处理方式分类方式一：依对温度应力的处理方式温度应力式无缝线路放散温度应力式无缝线路 自动放散式 定期放散式20/56三字经：寒冷区，春秋季，选轨温，缓冲轨，春换短，秋换长，松扣件，再锁定。短长长短21/56分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间普通无缝线路（长普通无缝线路（长1-2 km）全区间无缝线路全区间无缝线路(
7、不跨越道岔不跨越道岔)跨区间无缝线路跨区间无缝线路22/56分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间普通无缝线路（长普通无缝线路（长1-2 km）因遍设缓冲区而使焊接长钢轨的长度限制在因遍设缓冲区而使焊接长钢轨的长度限制在12km以内的无缝线路。以内的无缝线路。1-2km缓冲区缓冲区23/56分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间全区间无缝线路全区间无缝线路(不跨越道岔不跨越道岔)使使焊焊接接长长钢钢轨轨的的长长度度由由普普通通无无缝缝线线路路的的12km延延长长至至两两个个相相邻邻车车站站站站端道岔之间长度的无
8、缝线路。端道岔之间长度的无缝线路。区间区间缓冲区缓冲区缓冲区缓冲区24/56分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间跨区间无缝线路跨区间无缝线路轨轨条条与与道道岔岔直直接接连连接接，从从而而使使一一条条焊焊接接长长钢钢轨轨将将多多个个全全区区间间无无缝缝线线路路连接成一体的无缝线路。连接成一体的无缝线路。区间区间缓冲区缓冲区缓冲区缓冲区区间区间区间区间25/56分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间分类方式二：依对长钢轨长度及是否跨越区间普通无缝线路（长普通无缝线路（长1-2 km）因遍设缓冲区而使焊接长钢轨的长度限制在12km以内的无缝线路。全区间无
9、缝线路全区间无缝线路(不跨越道岔不跨越道岔)使焊接长钢轨的长度由普通无缝线路的12km延长至两个相邻车站站端道岔之间长度的无缝线路。跨区间无缝线路跨区间无缝线路 轨条与道岔直接连接，从而使一条焊接长钢轨将多个全区间无缝线路连接成一体的无缝线路。超长无缝线路超长无缝线路 超长无缝线路是跨区间无缝线路和全区间无缝线路的统称。26/56第一节 概 述1.1 世界铁路无缝线路的发展1.2 无缝线路的类型1.3 无缝线路的技术经济效果1.4 无缝线路关键技术的发展趋势27/56延长钢轨使用寿命1.25倍，轨枕寿命1.26倍铺设1km无缝线路的焊接、铺设附加费约1.82.0万元仅钢轨和轨枕的节省费用远远超
10、高2.0万元28/56产产品名品名称称牌号牌号规规格格先款出厂含税价先款出厂含税价备备注注执执行行标标准准新新铁标铁标200km/h标标准准300km/h以以上上标标准准普通重普通重轨轨U71Mn38kg/m7650.00 7650.00 43kg/m7450.00 7450.00 50kg/m7050.00 7050.00 60kg/m7100.00 7100.00 7400.00 7400.00 7600.00 7600.00 75kg/m7250.00 7250.00 7550.00 7550.00 7750.00 7750.00 高碳微高碳微钒轨钒轨U75V（PD3）43kg/m758
11、0.00 7580.00 50kg/m7380.00 7380.00 60kg/m7430.00 7430.00 7730.00 7730.00 7930.00 7930.00 75kg/m7580.00 7580.00 7880.00 7880.00 8080.00 8080.00 全全长长淬淬火火轨轨U75V（PD3）50kg/m7640.00 7640.00 7940.00 7940.00 8140.00 8140.00 60kg/m7690.00 7690.00 7990.00 7990.00 8190.00 8190.00 75kg/m7840.00 7840.00 8140.00
12、8140.00 8340.00 8340.00 道岔道岔轨轨U71Mn50、60AT7580.00 7580.00 7880.00 7880.00 8080.00 8080.00 U75V（PD3）50、60AT7910.00 7910.00 8210.00 8210.00 8410.00 8410.00 攀枝花钢铁（集团）公司2009年2季度钢轨价格29/56延长钢轨使用寿命1.25倍，轨枕寿命1.26倍铺设1km无缝线路的焊接、铺设附加费约1.82.0万元仅钢轨和轨枕的节省费用远远超高2.0万元节省劳动力、节省材料消耗、节省机车车辆能耗等；适应于高速、重载铁路；社会效益明显(如环保)30/
13、56第一节 概 述1.1 世界铁路无缝线路的发展1.2 无缝线路的类型1.3 无缝线路的技术经济效果1.4 无缝线路关键技术的发展趋势31/56普通普通CWR跨区间跨区间CWR全区间全区间CWR耐磨、耐压溃性能不足的U74、U71Mn轨耐 磨、抗疲 劳 性 能高 的 U75V轨(PD3轨)胶胶结结绝绝缘缘接接头头钢轨强韧化电弧焊电弧焊铝热焊铝热焊气压焊和气压焊和接触焊接触焊现场移动现场移动接触焊接触焊焊接技术提高无缝绝缘区间线路受力复杂与道岔构造复杂的博弈无无缝缝与与绝绝缘缘的的博博弈弈无缝道岔区间钢轨与道岔材质不同的博弈轨缝越来越少无缝焊接32/562.1 温度力的计算2.2 轨温2.3 最
14、大温度拉力和最大温度压力第二节 无缝线路温度力的计算33/56第二节 无缝线路温度力的计算2.1 温度力的计算2.2 轨温2.3 最大温度拉力和最大温度压力34/56钢轨自由伸缩位移：钢轨自由伸缩位移：长度为长度为l，可自由伸缩的钢轨，当轨温变化可自由伸缩的钢轨，当轨温变化t t 时伸缩量时伸缩量35/56钢轨被完全固定时温度力：钢轨被完全固定时温度力：长长度度为为l，被被完完全全固固定定的的钢钢轨轨，轨轨温温变变化化t t时时所所受受的的温温度应力和温度力分别为度应力和温度力分别为其中其中A 钢轨断面积（钢轨断面积（mm2）。）。36/561 1）在在两两端端固固定定的的钢钢轨轨中中产产生生
15、的的温温度度应应力力，仅仅与与轨轨温温变变化化幅度有关，而幅度有关，而与钢轨本身长度无关。与钢轨本身长度无关。因因此此，从从理理论论上上说说，钢钢轨轨可可任任意意增增长长而而不不影影响响其其内内部部温温度应力值。这就是度应力值。这就是跨区间无缝线路可以铺设的理论根据跨区间无缝线路可以铺设的理论根据。降降低低钢钢轨轨内内部部温温度度应应力力的的关关键键，在在于于如如何何控控制制轨轨温温变变化化幅度。幅度。2）对对于于不不同同类类型型的的钢钢轨轨，同同一一轨轨温温变变化化幅幅度度产产生生的的温温度度力力大小不同。大小不同。3）无无缝缝线线路路钢钢轨轨伸伸长长量量与与轨轨温温变变化化幅幅度度，轨轨长
16、长有有关关，与与钢钢轨断面积无关。轨断面积无关。37/562.1 温度力的计算2.2 轨温2.3 最大温度拉力和最大温度压力第二节 无缝线路温度力的计算38/56什么是轨温？什么是轨温？这这里里的的轨轨温温是是指指钢钢轨轨的的温温度度，简简称称“轨轨温温”。一般指钢轨断面的一般指钢轨断面的平均轨温平均轨温，也称有效轨温。，也称有效轨温。轨温如何量测？轨温如何量测？轨温由专用的轨温由专用的轨温计轨温计来量测，目前使用的有来量测，目前使用的有吸吸附式轨温计附式轨温计和和红外数字轨温计红外数字轨温计等。等。39/56吸附式轨温计吸附式轨温计40/56红外数字轨温计测量轨温非典、H1N1流感使用了红外
17、线体温计（视频）41/56最高轨温、最低轨温和中间轨温最高轨温、最低轨温和中间轨温最大高最大高1825接近接近中间轨温为最高轨温中间轨温为最高轨温和最低轨温的平均值和最低轨温的平均值42/56 铺铺设设长长轨轨节节，其其始始终终端端落落槽槽时时的的平平均均钢钢轨轨温温度度，即即钢钢轨轨从从自自由由状状态态转转化化为为被被完完全全固固定定状状态态时时的轨温称为锁定轨温的轨温称为锁定轨温。锁定轨温锁定轨温 当当温温度度变变化化时时，钢钢轨轨要要发发生生伸伸缩缩，但但由由于于有有约约束束作作用用，不能自由伸缩，在钢轨内部要产生很大的轴向温度力不能自由伸缩，在钢轨内部要产生很大的轴向温度力。锁定轨温影
18、响着钢轨内部的温度应力。锁定轨温影响着钢轨内部的温度应力。43/56锁定轨温又称“零应力轨温”理由：钢轨从自由状态转化为被完全固定状态时，钢轨内部的温度应力等于零。比如一根500m长的钢轨被拨入线路，其两端联接上夹板，并拧紧接头螺栓时的轨温为20，那么我们就可以将20算作该钢轨的锁定轨温。因为只要接头螺栓被拧紧，那么该根钢轨的自由伸缩就受到完全限制，无论是升温还是降温，钢轨内部均产生温度应力。由此，我们也可以认为：锁定轨温是钢轨内部温度应力的起算点起算点。44/56锁定轨温的地位锁定轨温的地位无缝线路设计的核心无缝线路设计的核心 根根据据轨轨道道结结构构的的承承载载能能力力（最最高高轨轨温温时
19、时不不丧丧失失稳稳定定，最最低低轨轨温温时时强强度度足足够够），当当地地的的最最高高、最低气温来选择合适的锁定轨温。最低气温来选择合适的锁定轨温。设计确定的轨温设计锁定轨温（是一个范围）45/56锁定轨温的地位锁定轨温的地位无缝线路施工的核心无缝线路施工的核心 确保施工锁定轨温在设计锁定轨温的范围内确保施工锁定轨温在设计锁定轨温的范围内施工确定的轨温施工锁定轨温46/56锁定轨温的地位锁定轨温的地位无缝线路养护的核心无缝线路养护的核心确保：确保：强度足够强度足够不发生失稳不发生失稳无缝线路运营过程中处于零应力状态时的轨温实际锁定轨温47/56把握三个锁定轨温：把握三个锁定轨温：设计锁定轨温设计
20、锁定轨温施工锁定轨温施工锁定轨温实际锁定轨温实际锁定轨温48/562.1 温度力的计算2.2 轨温2.3 最大温度拉力和最大温度压力第二节 无缝线路温度力的计算49/56 根据强度条件确定允许的降温幅度根据强度条件确定允许的降温幅度无缝线路钢轨应有足够的强度，以保证在无缝线路钢轨应有足够的强度，以保证在动弯应力、动弯应力、温度应力及其他附加应力共同作用温度应力及其他附加应力共同作用下不被破坏，仍能正下不被破坏，仍能正常工作。此时，要求钢轨所承受的各种应力的总和不超常工作。此时，要求钢轨所承受的各种应力的总和不超过规定的容许值过规定的容许值 s s，即，即式中式中 d d钢轨承受的最大动弯应力（
21、钢轨承受的最大动弯应力（MPaMPa）；）；t t温度应力；温度应力；c c钢轨承受的制动应力，一般按钢轨承受的制动应力，一般按10 MPa10 MPa计算；计算；s s钢轨容许应力，它等于钢轨的屈服强度钢轨容许应力，它等于钢轨的屈服强度s s除以安全系数除以安全系数K K50/56允许的降温幅度允许的降温幅度t td d 计算计算式中式中 gdgd钢轨底部下缘动弯应力。钢轨底部下缘动弯应力。51/56根根据据稳稳定定条条件件求求得得允允许许温温度度压压力力后后，计计算算允允许许轨轨升升幅度幅度t tu u：根据稳定条件确定允许的升温幅度根据稳定条件确定允许的升温幅度P为两根钢轨受力，一根钢轨
22、受力为两根钢轨受力，一根钢轨受力P/2。P1为桥上无缝线路一根钢轨附加伸缩力和挠曲力中的最大值为桥上无缝线路一根钢轨附加伸缩力和挠曲力中的最大值路基上：桥上：52/56设计锁定轨温计算图 设计锁定轨温的确定设计锁定轨温的确定锁定轨温下限锁定轨温上限53/56式中式中 tmax、tmin 铺轨地区的最高、最低轨温；铺轨地区的最高、最低轨温；tK 温度修正值，可根据当地具体情况取温度修正值，可根据当地具体情况取05。54/56无缝线路铺设时，锁定轨温应有一个范围。无缝线路铺设时，锁定轨温应有一个范围。一般情况取设计锁定轨温一般情况取设计锁定轨温(56)，则：，则：锁锁定定轨轨温温上上限限tm=Te
23、+(56)；锁锁定定轨轨温温下下限限tn=Te(56)；困难情况取设计锁定轨温困难情况取设计锁定轨温(34)，则：，则：锁锁定定轨轨温温上上限限tm=Te+(34)；锁锁定定轨轨温温下下限限tn=Te(34)；求得的求得的tmax，tmin必须满足以下条件：必须满足以下条件：tmaxtntu;tmtmintd。55/56最大温度拉力和最大温度压力可能的最大降温幅度：可能的最大降温幅度：tmtmin可能的最大升温幅度：可能的最大升温幅度：tmaxtn56/56作业题：1、无缝线路有哪几种类型？请分别予以解释。2、简述无缝线路关键技术的发展趋势？3、锁定轨温有哪几种？常说的锁定轨温变化是指哪一种锁定轨温？4、无缝线路长钢轨锁定轨温由哪两项因素确定？请说明原因。