无缝钢轨实现的原理

无缝钢轨实现的原理
无缝钢轨实现的原理

无缝钢轨实现的原理

一、研究动机

我们生活在一个交通便捷的时代,纵横交错的铁路网络把祖国的广大土地连接在了一起,人们可以方便地乘坐火车出行。特别是随着我国高速铁路的发展和运用,铁路客运的速度、效率有了很大的提高。从北京到昆明,火车耗时从原来的34个小时缩短到10个小时。高铁除了速度快,还有运行平稳,噪音小等特点,大大提高乘坐体验。2009 年12 月26 日武广高速铁路正式运营,设计时速350 千米/小时,列车在如此高的速度下运行,即使把矿泉水瓶倒置在小桌板上也不会倒,同时列车运行中完全没有传统列车的有节奏的大声响,是什么技术会达到如此效果呢?原因在于铁路建设中使用了超长无缝钢轨。无缝钢轨,是将不钻孔、不淬火的10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成200—500米的钢轨,人们俗称其为“长钢轨”,再用特别编组的运轨车运到铺设工地,焊接成1000~2000米的长轨铺设在线路上,通常称之为“铁路无缝线路”。从而大大减少了“轨缝”,减少了由此产生的噪音,让旅客列车更加平稳、舒适。如果没有加工、运输、施工方面的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。为了学习无缝钢轨的实现原理,查阅了大量的资料,对问题展开了学习和研究。

二、文献综述

当今世界各国铁路都在大力发展无缝线路(CWR—continuously welded rails)。所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊接成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m 的长度,甚至更长的钢轨,铺到线路上就成为一段无缝线路,其特点是每段钢轨间不留轨缝。与普通线路相比,无缝线路在其长钢轨段内消灭了轨缝,从而消除了车轮对钢轨接头的冲击,使得列车运行平稳,旅客舒适,延长了线路设备和机车车辆的使用寿命,减少了线路养护维修工作量。据有关部门方面统计,无缝线路至少能节省15%的经常维修费用,延长25%的钢轨使用寿命,并能适应高速行车的要求,是轨道现代化的发展方向。

材料1503 马俊良

无缝钢轨是把25米长的钢轨焊接起来连成几百米长甚至几千米长,然后再铺在路基上,

每隔很长一段距离才会有一个轨缝,而且每个轨缝仅有11毫米,当车轮行至两根钢轨接缝时,车轮踏面的一部分压在第一根钢轨上的同时,车轮踏面的另一部分同时压在第二根钢轨上了,使两根钢轨同时受力,使车轮平滑通过两钢轨接缝处,不产生振动,减少了噪音污染。与普通铁轨相比,无缝铁轨由于消除了大量钢轨接头,因而消除了接头冲击力,磨损大大减少,减少了线路损害,节省了大量原材料,线路维修可节约费用30%—75%。由于钢轨之间的无缝连接,消除了大量的轨缝,使得轨道变得平滑,行驶在无缝钢轨上的火车更加的平稳,提高了轨道的可靠性,因此火车的速度可以大幅度提高。为了学习无缝钢轨的实现原理,查阅了大量的资料,并将它们进行归纳总结,形成了本文。本文将从基本的原理出发,探究无缝钢轨的实现原理,焊接方法及养护措施。

三、研究方法和内容

3.1无缝铁路实现原理概述

正由于钢轨接头被焊接,轨条变长了,线路在外界温度变化要承受巨大的温度力, 据测算,钢轨温度每改变1℃,每根钢轨就会承受1.645 吨的压力或拉力。因此铺设无缝线路的关键是设法克服长钢轨因轨温变化而产生的温度力问题。现在解决热胀冷缩有两种方法,一种是长轨节自身承受全部温度应力,即将无缝线路上长钢轨的两端用钢轨联结零件和防爬设备加以强制性固定,其他部分也是采用强度大的中间联结零件和防爬设备使之紧扣于钢筋混凝土轨枕之上,称为锁定线路(图2)。锁定时(即铺设或维修时)

的钢轨温度称为锁定轨温。当温度变化时,

钢轨不能自由伸缩,只能在钢轨内部产生

应力,这个力是由轨温变化引起的,叫做

温度力,它均匀地作用在钢轨的全长上。

夏天轨温升高,钢轨内部产生压应力;冬

天轨温降低,钢轨内部产生拉应力。温度

力F=250·Δt·s(s 为钢轨断面积),所

以温度力产生的压强只和轨温变化Δt 有

关。可见,选择适当的锁定轨温,对无缝线路的强度和稳定性具有很大影响。选择锁定轨温时,应使钢轨在冬季和夏季所受到的最大温度力尽量接近,一般采用稍高于本地区的中间轨温作为锁定轨温比较适宜。例如,北京地区最高轨温为

62.6℃,最低轨温图2

为?22.8℃,中间轨温为19.9℃,而设计时的锁定轨温一般采用24℃。另一种解决热胀冷缩的方法是长轨节自身不承受温度应力,而以自动放散应力或定期放散应力。“应力放散”就是在夏季或秋季,将钢轨切个口子释放能量,再根据公式计算出热胀的量对钢轨进行切割,使用拉伸机将缺口拉拢焊接,冬季采取相同方法解决冷缩问题。

3.2温度应力及温度力

一根不受任何限制而自由伸缩的钢轨,当轨温变化时,其伸缩量为:

()

式中: a—钢的线膨胀系数,等于0.0000118,即每米长钢轨,当轨温变化1℃时,钢轨伸缩0.0000118,l—钢轨长度(米);—轨温变化度数(℃)。

无缝线路的钢轨, 中间接头被焊接,且其两端被扣件及防爬设备扣紧、锁定,不能白由伸缩。当轨温变化时, 无缝线路中部的钢轨就

无法伸缩, 于是在钢轨内产生应力, 根据虎克定律,钢轨内的应力为:

(公斤厘米)()

式中: E—钢的弹性模量, 等于2.l公斤/厘米;其他符号意义同前。把、E值代人上式,则:

(公斤厘米)()

也就是说, 两端固定的钢轨, 当轨温升高或降低1℃时,钢轨产生25公斤/厘米的压应力或拉应力。由于这个应力是由轨温变化引起的, 所以通常称为温度应力。而整根钢轨承受的由轨温变化引起的压力或拉力称为温度力。由此,一根钢轨承受的温度力则为:

(公斤)(4)

S为钢轨的断面积,各定型钢轨的断面积值见表1。

以每米50:

(公斤)

即: 轨温变化1℃时, 一股钢轨要承受1645公斤的拉力或压力。所以,无缝线路中的钢轨,随轨温变化,要承受巨大的温度力,这是无缝线路非常重要的一个特点,也是无缝线路设计、施工及维修养护工作中必须考虑的一个特殊矛盾。

由于铁路线路固定区内的钢轨紧固件约束并限制其热胀冷缩,所以在此区间的钢轨内部必然存在相应的纵向温度应力。钢轨无法向两侧伸长,只好把这种内应力(温度应力)均匀地作用在钢轨内部的全长上。为减小钢轨的这种温度应力,铺设时要在钢轨处于合适的温度时锁定线路,一般采用当地最高轨温与最低轨温平均稍高点时的轨温来锁定。若控制不当,夏天温度高时,钢轨内部产生巨大的压应力,就会胀轨跑道;冬天气温低时,钢轨内部产生的巨大拉应力,就会细轨断裂。由于这种导致钢轨的变形的热应力,威胁到列车的运行安全,所以准确、及时地掌握钢轨内部温度应力具有重要意义。

国内外的实践证明:无缝钢轨的钢轨拉断后,车辆几乎不发生脱轨,而胀轨跑道的路段,只要车辆上去,必然脱轨,乃至颠覆。在此情况下,国内外的做法一致,掌握不了钢轨的温度应力就不惜付出巨大的经济代价,从产生胀轨跑道的各种可能因素入手来解决胀轨问题。

长轨的广泛应用,使得掌握由温度改变和外加载荷而引起的长轨纵向应力成为必要的任务。但上述方法都提高了铁路建设的成本,并且有的方法对铁路整体具有破坏性。特别是,即便采用上述方法人们仍无法知道什么时间,什么位置的钢轨中存在温度应力超标的危险。

3.3长轨温度应力检测方法

长轨中的温度应力估计,因为许多因素可能造成干扰,比如地基温度应力和长轨中不平均的温度分布,仅凭外界或钢轨的温度及人工经验是很难准确评估的。因此又有许多建立在钢轨本身不同物理现象上的应力测量方法也被实验性的采用。综合起来无缝轨道上的钢轨实际温度应力的测定可分为两大类,即应力法和应变法。应力法排除不了钢轨微结构的影响和非温度应力的干扰;而应变法又超越不了传统的长度精度概念上的不足。测量钢轨应力从采用的方法与设备上可主要分为两类。一类是破坏性测量方法,它包括锯切法、钻孔法、开槽法;另一类是非破坏性方法,包括X射线法、超声波法、磁弹性法、中子衍射法等。

最简单的长轨纵向温度应力检测方法是破坏性的,它是基于应变原理。采用机械方法把含有应力的工件一部分分离掉,使内应力由于释放而引起变形,若把这种变形测量

出来,再利用弹性理论进行处理,即可推算出释放前的应力值。用这种方法能够大致估算出某段钢轨中在切割前的应力值。

在钢轨上的具体做法是,人工切割一截钢轨,从而测量切断处钢轨的变形位移。一般常用应变片采集分离前后的应变变化。在很长一段时间中,各国的铁路部门根据实践经验,在钢轨容易出现应力问题的地方采取锯切法,将钢轨的温度应力释放掉。但这种凭经验进行的养护工作,显然效率低下,既不准确又造成浪费。

它被许多国家和地区采用。这种方法需要日积月累,将轨道方向数个标记点的变形监控起来。在轨道沿线,路基上和对应的钢轨上相隔200m做一个标记,并作记录。如果两个标记间的距离发生改变,就意味着钢轨中有应力变化,标记间距离缩短表明存在压应力,反之为拉应力。

我国的铁路轨温监测主要是采用这种靠人工定点定时测量的方法。该方法获得的监测数据密度小,占用劳动力多、测量误差大、实时性差,因此难以为铁路养护作业提供及时、准确、科学的决策依据。

3.3.3非破坏性检测方法

随着科技的进步,非破坏性检测方法成为可能。无损检测方法是建立在物理或晶体特性和应力之间关系的基础上的。因为应力的存在,将影响到材料的物理性质,测量这些物理性质的变化能反馈出应力的分布和大小。这些物理参数包括晶面间距、比容、磁性等。

随着无损检测的发展,目前国外的科研机构和铁路公司都在开发采用无损检测无缝钢轨纵向温度应力的方法,测量金属残余应力的工具也被用于长轨纵向应力检测中。例如:各种磁技术和巴森豪克噪音技术、X射线法、中子衍射法等等。

磁弹性法(又称为巴克豪森法)在八十年代到九十年代研究较多。其原理基本是:铁磁材料内部存在许多微小的、不同取向的小磁畴。在无外界因素作用下,每个磁畴沿其极化的结晶方向取向,其总体磁化效果为零。当有外加交变磁场或应力作用时,磁畴沿其作用方向发生交变磁场或应力作用时,磁畴沿其作用方向发生90o或180o反转或使磁畴壁移动,导致磁畴发生一定规则的取向,这种磁畴变化过程使材料内部产生一系列突变、阶越式的跳跃脉冲信号,即巴克豪森信号。这种磁化过程的跳跃现象称为巴克豪森效应,每一巴克豪森跳跃在铁磁材料表面的检测线圈内会形成感应电脉冲信号,称为巴克豪森噪声(BN)。BN的大小除与接收线圈长度和磁化强度有关,还与跳跃产生的平均电流有关,而平均电流的大小与被测区域内的内应力有关,因此巴克豪森效应是检测材

料内应力的一种无损方法。

3.4钢轨温度与锁定轨温

由公式(2)、(4)可知,无缝线路中钢轨的温度应力与温度力的大小与轨温变化有直接关系。所以,钢轨温度就成为设计、铺设和维修无缝线路的重要技术资料。

影响轨温的因素比较复杂, 它不但受天气变化、风力大小、日照程度影响,而且还受地形、线路方向与测量条件影响。根据多年的观测资料,一般认为最高轨温比当地最高气温高20℃,最低轨温与当地最低气温相同。

现场一般用半导体点温计侧量轨温。当用普通温度计测量轨温时,应把温度计置于轨顶上, 使水银球与轨顶面接触,并用砂子埋盖,过10分钟后再量取轨温读数(但用此法时,因轨温与砂的质量关系很大,量得的轨温读数往往不太准确)。当然也可用短轨和普通水

银温度计做成专门测量轨温的温度计。

如前所述,无缝线路钢轨的温度力和温度应力大小与轨温变化度数有关。所谓“轨

温变化度数”是指计算温度力时的轨温与无缝线路两端固定(也叫无缝线路锁定)时的轨

温差数。无缝线路的锁定是通过拧紧无缝线路两端扣件和拧紧按设计安置的防爬设备实

现的, 在锁定时的轨温, 叫“锁定轨温”。

选择无缝线路的锁定轨温是一件十分重要的工作。设计无缝线路时采用的设计锁定

轨温, 通常是在保证无缝线路的强度与稳定的条件下由计算确定的, 即这样的锁定轨温

要保证无缝线路在冬天钢轨不被拉断, 在夏天不发生胀轨跑道事故。考虑到施工的困难, 在保证无缝线路强度与稳定的条件下, 允许实际锁定轨温在设计锁定轨温士5℃范围内

变化。一般算得的设计锁定轨温比最高、最低轨温的平均值(中间轨温)要高一些。

例如: 北京地区, 最高轨温62.6℃ ,最低轨温一22.8℃,其中间轨温t为:

(℃)

根据强度与稳定性检算, 北京地区设计锁定轨温采用24℃,实际锁定轨温为19℃-29℃。

为减少无缝线路胀轨跑道的危险性,在不影响线路强度的条下,可适当提高锁定轨温。如最近北京铁路局要求木枕线路锁定轨温应为23℃-29℃,钢筋混凝土轨枕线路应为21℃-31℃。在无缝线路的维修养护工作中,要注意不要随意改动原来合理的锁定轨温,以免冬、夏季时钢轨承受过大的温度力。

由式(2)、(4)可以看出,钢轨内的温度应力和温度力的大小与钢轨长度无关, 这是无缝线路可以铺设的理论根据石也就是说) 二从理论上讲, 无缝线路的钢轨可以无限长,

但考虑到施工方便及在道岔、大型桥隧设备和自动闭塞区段必须断开钢轨的要求, 我国

铺设的无缝线路一般长100,0米-200,0米(也有800米-1,000米的)。通常在焊轨工厂用气压焊或电阻焊的方法将钢轨焊接成125~250米的轨条,运到现场后, 再用铝热焊焊接成需要的长度,然后铺在线上。

3.5无缝钢轨胀轨原因分析

在进行线路大修的破底清筛操作时,轨道应力增加,进而导致轨温上升,当轨温大于锁定轨温10℃时,线路的稳定性遭到破坏,无缝线路将发生胀轨。具体表现:一是清筛后补充石碴不足,胀轨鼓出处枕木头外碴肩宽度少于0.3m,使道床横向阻力减小。二是接头扭力矩不足,少于900N·m,使接头阻力减少。三是弹条扣件扭力矩普遍低于100N·m,使轨道框架刚度的节点扭矩减小。

道床进行大修时维持道床稳定的各种因素都将遭到破坏,在对道床进行清筛作业时,道床的横向阻力值只有施工前的 30%,即使在施工一周之后也只有稳定状态的50%,这必然导致道床的稳定性下降。在进行抬道作业时必然导致轨道的形变,加之人工施工造成的石碴不均匀情况,当有重型列车通过时轨道将产生波浪形的形变。以上两种施工无论怎样操作都将使导轨的稳定性大大降低,抵御各种风险的能力也将大大降低。在线路中如果中间轨温低于锁定轨温,在温度较高的季节里,轨道中温度压力的峰值将出现在伸缩区域和固定区域的交界区域附近,这个压力的峰值也将对轨道的稳定性造成较大的影响。锁定轨温的变化具有普遍性和单项性的特点。在对道床进行施工之后,实际锁定温度低于一定值时,将极有可能造成胀轨及跑道等问题,如不进行必须的防护措施,将使得列车无法正常运行。胀轨和跑道大多发生季节交换的时候,这与锁定轨温的降低也是有密切关系的。

造成锁定轨温降低主要有铺设的原因、维修的原因和钢轨塑性碾长等原因。如果各种对线路稳定性造成影响的因素出现在同一区段内,则这些不利因素将相互作用,此时线路将极有可能产生胀轨及跑道等问题。

3.6克服钢轨温度应力的方法

为了避免线路胀轨变形,从加强轨道的稳定性入手,加重、加密轨枕,加宽、加高道床(包括加宽路基),加强扣件的扣压力,设计时有意识地减小钢轨地压应力(即放大放宽钢轨的拉应力),天热时不作业,天热时加班巡道等等。同时,一部分铁路公司要求在夏季降低列车的行驶速度,以便减小行驶中带给钢轨的动载荷。

另外一种减小胀轨变形危险的方法是割掉一小段钢轨,释放应力后再焊接起来。更有甚者,对不放心的路段进行盲目的、无休止的使钢轨往长的方向“放散”,即往增加钢

轨拉应力的方向“放散”,却往往不考虑钢轨长期超应力造成的过早疲劳和拉断等问题,唯一考虑的是全力以赴,确保不胀轨。尽管如此,无缝钢轨的胀轨和列车的脱轨颠覆,国内外仍然时有发生。

3.7无缝钢轨的焊接方法

经由标准长度工具轨的发展、长轨条的换铺以及无缝钢轨的焊接,从而形成了跨区间换铺无缝线这门技术。钢厂轧制好的100m 标准轨在焊轨厂焊接成500m的长轨条,然后用长轨专用运轨车运输至铺设区段,在现场用接触焊将各段长轨条焊接成设计单元轨节;原路基先铺设工具轨,铺设长轨条时将工具轨拆下换上新轨,在设计锁定轨温范围内进行锁定焊联,成为跨区间无缝线路。

无缝钢轨的焊接方法主要有闪光焊、气压焊、电弧焊三种,它们是实现无缝钢轨单元轨之间无缝连接、消除轨缝的重要焊接方法。

闪光焊焊接原理是:先利用电流通过某一电阻时所产生的热量为热源,将待焊钢轨的端头熔化,然后施加顶锻力迫使焊面进行挤压,从而达到将两根钢轨焊接在一起的目的。这一过程所产生的热量可以根据下式进行计算:

式中Q—进行焊接时两根待焊钢轨接触面上产生的热量,单位:J;

K—为一个换算系数,通常取 0.24 ;

I—通过两根待焊钢轨接触面的电流,单位:A;

R—两根待焊钢轨接触面的接触电阻,单位:Ω;

t—两根待焊钢轨接触面的接触时间,单位:S。

当两根待焊钢轨进行通电接触时,会产生热量。当产生的热量较小时属于电阻接触焊;当产生的热量较大时属于闪光接触焊。从微观上观察两待焊钢轨的接触面是凸凹不平的,存在着很多凸点。因此,当钢轨端部由于电流流经电阻产生热量时,钢轨端部迅速被加热,并且那些凸点优先被加热烧化,形成金属“过梁”。进一步加热,“过梁”加速,“爆炸”形成金属火花从钢轨间隙中射出,这就是闪光。随着钢轨端部温度的提高,闪光就会愈来愈激烈,在闪光加热过程中,钢轨端部逐渐达到熔化温度。在高温下,同时迅速施加足够大的顶锻力,在该顶锻力的作用下,钢轨相接触的端面间,就会产生塑性变形再结晶过程,使两根钢轨连接成为一个整体,形成焊接接头。

钢轨气压焊焊接原理:钢轨气压焊实质上属于锻焊,使用压接机将两根待焊钢轨进行固定夹紧,然后利用氧气和乙炔燃烧产生的火焰对两根钢轨紧密贴合的清洁端面进行

加热,加热至塑性状态,当金属原子具有足够的“活化能”,能够穿过贴合面互相急剧地扩散时,立即对贴合面施加顶锻压力。高温高压下施加足够大的挤压顶锻力,将两根待焊钢轨间的距离缩短到原子之间的相互作用半径,

达到分子间的金属键连接,完成重结晶,从而可以使两根待焊钢轨牢固地焊接在一起,得到锻态金属组织的钢轨接头焊缝。

焊条电弧焊的焊接回路由弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。焊条电弧焊主要设备是弧焊电源,它的作用是为焊接电弧稳定燃烧提供所需要的、合适的电流和电压。焊接电弧是负载,焊接电缆连接电源与焊钳和焊件。电弧焊的焊接原理是:分别以电焊条或电焊丝与待焊钢轨作为两个电极连接,然后再将电焊条或电焊丝与待焊钢轨的端面接触时所产生的瞬间电弧电热将钢轨的

端面金属熔化,在液态金属冷却后形成对焊接头,将两根待焊钢轨焊接在一起。该种焊接方法属于熔化焊方法的一种。

3.8无缝线路的养护

(1)具体线路的维护和养护工作分别进行作业。大修段进行大型的维修作业比如起道、拨道、整形等等;平常的小问题以及维修作业等主要由工务段进行负责。依有关部门的规定,在制定工务段编制下达全年生产计划。

(2)各个工区之间的计划维修计划和养护计划一定要根据线路状态和轨道温度等的特性

进行安排计划和维修任务,尤其注意单元节的焊接问题。

(3)依据相关规定,在平时的养护和小型的维修作业的过程中可根据具体情况,考虑进行起道作业时的作业量等情况运用捣垫结合法。并且严格执行相关条款的规定。

(4)在进行拨道时作业,考虑轨道的情况,并且严格掌握其作业条件。根据现场实

践来讲在l0℃-15℃范围之间就可以作业,进行拨道时应该坚决禁止以此将各个枕头道床扒开。结束拔道后进行土石的夯实工作。

(5)春秋季节适合进行混凝土轨枕以及件涂油作业,应充分考虑其特点运用“隔二松一法,力图在“全、正、靠、润、紧”等几个字上下功夫,同时兼顾小方向和不良轨距的问题,做到今日事今日毕,坚决不拖沓,紧密而有序的进行工作。

(7)夏季和秋季适合成段清筛道床的作业,并且锁定的轨道温度的范围为+15℃、一20℃,在进行完逐孔倒筛工作后,紧密安排做好回填夯实工作。对于相邻的地段不能同时进行成段清筛道床及成段扣件涂油作业,二者应有一定的时间间隔。

(8)每年春夏交接和夏秋交接的时间可以进行轨道缝隙和接头螺栓的加紧工作。同时全面

检查轨道中各个部件的工作情况必要时进行更换。

(9)对于轨道的接头处进行定期检查,并且时间间隔安排紧密;对于在例行检查中出现的种种严重情况以及比较特殊的情况,应该按照相关规定进行排除以及维修。重点监控各种接头处,切实做好这些地方的养护、维修以及检查工作,保持接头处的各种部件良好长期运行;钢轨连接处的焊接点等等都是检查的重点,一旦出现危害情况,应及时打磨以及其他的必要的工作等。

(10)对于在应用专业设备进行探伤是发现的钢轨的严重设备时,应及时发现检查发现钢轨或焊缝重伤时,应及时进行切除和更换但其长度应保持在50一60mm 的范围,可采用重焊技术进行修复,即首先用钢轨拉伸器拉开钢铁轨道进行重新焊接,焊缝断裂在一定的小范围之内也可采用此法进行修复。

四、讨论与结论

通过资料的查阅和阅读,我对无缝钢轨的实现原理有了深入的了解。无缝钢轨,就是把传统的25m长的钢轨,通过气压焊或接触焊的办法,焊接成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,甚至更长的钢轨,铺到线路上就成为一段无缝线路,每隔很长一段距离才会有一个轨缝,而且每个轨缝仅有11毫米。与普通铁轨相比,无缝铁轨由于消除了大量钢轨接头,因而消除了接头冲击力,磨损大大减少,减少了线路损害,节省了大量原材料,线路维修可节约费用30%—75%。由于钢轨之间的无缝连接,消除了大量的轨缝,使得轨道变得平滑,行驶在无缝钢轨上的火车更加的平稳,提高了轨道的可靠性,因此火车的速度可以大幅度提高,乘坐的舒适度也大大提高。

由于无缝钢轨减少了原本用于克服热胀效应的轨缝,温度应力也就成为无缝钢轨运用中不得不考虑的因素。由于铁路线路固定区内的钢轨紧固件约束并限制其热胀冷缩,所以在此区间的钢轨内部必然存在相应的纵向温度应力。钢轨无法向两侧伸长,只好把这种温度应力均匀地作用在钢轨内部的全长上。若控制不当,夏天温度高时,钢轨内部产生巨大的压应力,就会胀轨跑道;冬天气温低时,钢轨内部产生的巨大拉应力,就会细轨断裂。由于这种导致钢轨的变形的热应力,威胁到列车的运行安全,所以准确、及时地掌握钢轨内部温度应力并对其进行释放具有重要的意义。目前除了传统的破坏性应力检测法外,还兴起了许多非破坏性应力检测法,如各种磁技术和巴森豪克噪音技术、X 射线法、中子衍射法、超声波法等等,为无缝钢轨的温度应力检测提供了多种有效方法,对钢轨的运用和养护提供了技术保障。

为减小钢轨的温度应力,铺设时要在钢轨处于合适的温度时锁定线路,一般采用当地最高轨温与最低轨温平均稍高点时的轨温来锁定。另一种放散温度应力的方法是定期放散应力。“应力放散”就是在夏季或秋季,将钢轨切个口子释放能量,再根据公式计算出热胀的量对钢轨进行切割,使用拉伸机将缺口拉拢焊接,冬季采取相同方法解决冷缩问题。

解决好温度应力放散问题,是保障无缝钢轨安全使用的重点。可见,有时生活中常见的物理现象往往可能成为影响我们生产生活安全的重要因素,通过研究把握物理现象的本质和规律,可以帮助我们寻找有效的解决方法,并通过长期的实践不断进行方法的探索和改进。只要认真细心的进行研究,深入现象的本质,不断实验并改进方法,就算再难的问题,都是有机会解决的。

参考文献

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(2)彭小丹,利用超声波检测无缝钢轨温度应力方案的研究

(3)范俊杰,无缝线路的基本原理

(4)刘佳佳,铁路无缝线路的施工与养护

(5)韩洪江,无缝线路钢轨的连接与焊接技术研究

(6)彭小丹,利用超声波检测无缝钢轨温度应力方案的研究

第四章 高速铁路与钢轨

第四章高速铁路与钢轨 第一节高速铁路对钢轨的质量要求 690.什么叫轮轨系统的高速铁路? 目前已经投入运营的高速铁路设计全部是采用轮轨系统,轮轨系统的高速铁路无论是总体设计,还是车体制造及线路施工维护技术都已成熟,这一系统已在世界各国运行了近40年。40年的运行证明了轮轨系统的高速铁路是成功的,并告诉人们这一系统在高速下运行是可靠的、安全的和高效的,被世界各国的政府和铁路部门所接受。 轮轨系统的高速铁路车速现已达到200~350km/h,全世界已建成的高速铁路总长约5000km。其中,日本有4条,法国有3条,英国有1条,德国有2条,西班牙有2条,波兰有1条。全世界在建或计划建的高速铁路约6000km,分布在13个国家,主要有日本、美国、中国、俄罗斯和韩国等。 采用轮轨系统的高速铁路,大多数是以大功率的电力机车或内燃机车为动力。高速铁路的线路采用小坡度,一般为0.8%~3.5%;线路曲线采用大半径,一般为2500~8000m。通常,人们把速度为200km/h的高速铁路定为第一代高速铁路,把速度为300km/h的高速铁路定为第二代高速铁路,把速度为350km/h的高速铁路定为第三代高速铁路。轮轨系统的高速铁路其实验车速已达到515km/h。到目前为止,世界各国已建成的和规划中的长距离的高速铁路基本上都是采用轮轨系统设计的。 691.什么叫磁悬浮系统的高速铁路? 磁悬浮列车是利用电磁原理和超导原理研制的一种高速列车。在电磁场产生的吸力或斥力作用下,列车被托起悬浮在线路上,靠线路上和车辆上的线性电机所产生的推力前进。与轮轨系统的高速列车相比,磁悬浮列车的车速可以更快,运行更平稳,又不产生污染,是一种理想的交通工具。但其技术难度大,目前尚在实验研究中。另外,磁悬浮高速铁路的投资比轮轨高速铁路的投资要高出20%~40%以上。 692.什么叫重载铁路? 现在,人们对“重载”(heavy haul)的概念往往仅指那些装运铁矿石、煤、磷矿等矿物的又长又重的货运列车,其实重载列车早已远远不拘于此。在北美有许多重载铁路,这些装载各种商品的又长又重的列车已运营多年。“重载”的概念随着社会生产力的发展也在变化,在1835年,那时所指“重载”是指采用蒸汽做动力的货运列车,它仅仅是相对于用马做动力的运客或运煤的四轮车而言的。 现代重载铁路的概念是由国际重载协会(IHHA)在1986年9月确定的,即重载铁路必须能让每列车载重量超过5000t、轴重大于21t的列车通过,且每年运量要超过2000万t的线路才能称为重载铁路。 重载铁路的出现,在历史上主要是看重其经济性。如美国和加拿大在边远山区采用超长和重载运输方式是经济的。为牵引这样的重载列车,在美国曾开发了最大牵引力的蒸汽机车“巨孩”号。这是在1941年由美国机车公司制造的。机车重达345t,有24个轮子。当时主要运行在夏延(Cheyenne)与怀俄明(Wyoming)线。列车全长约2442m,共牵挂90~100节车厢。该机车一直运行到蒸汽机车末期,现在被保留下来。其实在北美,轴重在30~35t的车辆并不少见,甚至可找到37t轴重车辆。当时由于经济发展的需要,曾开发出了35.7t轴重、125t装载量的车厢。应指出的是,重载运输即使是30~35t轴重列车,也会使桥梁的维修费成本升高到危险点。 现代重载铁路的铺设主要是用于运输煤、铁矿石和其他矿石。 693.什么叫自动化铁路? 自动化铁路.AGT(Automated Guideway Transit)是指列车的运营可以实现无人操纵,即从列车发出开车信号到列车启动、加速运行,以及在到站前的减速停车等,这一切均由计算

高速铁路钢轨闪光焊接质量的控制与提升

高速铁路钢轨闪光焊接质量的控制与提升 发表时间:2018-07-23T13:50:17.507Z 来源:《防护工程》2018年第6期作者:段会安[导读] 保证焊接头的质量能够满足工程项目施工要求,最终达到提高工程项目闪光焊施工质量的目的。中铁十五局集团第六工程公司河南洛阳 471000 摘要:以高速铁路铁轨闪光焊接工作为研究对象,根据现阶段铁路钢轨闪光焊接的质量控制要求,从焊接工艺流程入手,阐述了钢轨闪光焊接的质量提升的策略与方法,最终达到了提高高速铁路钢轨闪光焊接头质量的目的。 关键词:高速铁路;钢轨焊接;闪光焊;质量前言: 在高速铁路钢轨施工阶段,钢轨焊联作业一直是施工建设中的重点及关键环节,这是因为闪光焊焊接接头施工质量不仅影响钢轨的使用寿命,更会对整个列车的安全运行水平产生直接影响,增加安全隐患。因此对相关施工人员而言,必须要充分了解现阶段高速铁路钢轨闪光焊焊接头施工中质量控制的相关要求,最终为全面提高安全生产质量奠定基础。 1.对闪光焊焊接技术的分析 从物理性能来看,钢轨外形几何形状的平顺度与内部质量是保证高速列车正常运行的关键。随着我国高速铁路项目的进一步发展,社会对高速铁路的运行质量、载重量等提出了更高的要求。在这种大环境下,我国钢轨焊接技术(接触焊闪光焊、气压焊、铝热焊等)现已发展的非常科学、成熟及稳定。这些焊接技术有效的满足了高速铁路发展要求,达到了预期水平。在分别对比几种常见的焊接技术后可以发现,移动式闪光焊接机组的技术(见图1)具有明显的先进性,自动化程度高,工艺稳定,焊接质量优良,焊接接头为致密锻造组织,接头韧性好,力学性能接近钢轨母材,接头强度高,有助于提升钢轨的物理性能水平。 图 1 闪光焊焊接技术原理图 但是相关学者依然指出:闪光焊焊接技术的焊缝虽然强度理想,但是与母材相比,其强度依然要低于母材的正常水平,导致出现这一现象的原因主要有:(1)钢轨属于大断面轧材,导致其内部材料性能普遍低于外部材料,存在材质疏松、晶粒大等问题,导致在闪光焊过程中,边缘处性能较好的物质将会被挤出,内部材料向外扩展。(2)闪光焊的焊缝上存在灰斑—一种难以被消除的缺陷。灰斑是闪光焊焊缝端口中局部光滑区域,灰斑色泽要明显区别于焊缝断口位置的金属,色泽光亮,与周围金属物质存在十分明显的界线。针对灰斑问题,相关文献已经明确指出,影响灰斑的因素分为很多种,包括技术人员的操作水平、焊接设备的性能、焊接的工艺参数等,随着现阶段钢轨闪光焊焊接技术的提高,相关人员只能尽可能的减少灰斑,想要完全控制灰斑的产生是不可能的,这也对闪光焊焊接头外观质量控制与提升提出了更高的要求。除此之外,在闪光焊施工过程中,焊接接头的施工质量情况还会受到其他因素的影响,包括划伤、碰痕等,这些都是在焊头外观质量管理中应该关注的问题。 图 2 灰班 2.焊接前的检查与准备工作 2.1焊接前的检查 在闪光焊焊接过程前,为了能够进一步提高焊头质量水平,相关工作人员需要进行严格的逐根检查,详细了解钢轨的基本情况。 2.1.1钢轨端部位的检查 在闪光焊焊接之前,工作人员需要详细了解钢轨端部位的相关性能,掌握样板尺寸,包括钢轨头的宽度、钢轨腰部的厚度、钢轨边缘厚度等,保证这些参数基本稳定,这是因为如果钢轨的几何尺寸相差较大,在焊接之后很容易出现接头错边的问题,最终影响了焊接质量。所以在检查过程中,需要根据《高速铁路用钢轨》提出的相关规格进行质量管理,在保证钢轨的相关参数水平满足数据差的范围内时,才能用于闪光焊焊接。例如根据《高速铁路用钢轨》的相关要求,钢轨轨高的几何尺寸偏差应该控制在±0.6mm范围内、钢轨底部的宽度差应该控制在±1.0mm的范围内等。

UZ5-150Z移动焊轨机焊接无缝线路钢轨施工工法

UZ5-150Z移动焊轨机焊接无缝线路钢轨施工工法 工法编号:RJGF(闽)—12—2010 完成单位:中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 主要完成人:钱寅星邓历振 1 前言 1.0.1客运高速和货运重载是当今世界各国铁路发展的两大趋势。高速铁路要求轨道具有高平顺性和高稳定性,而钢轨的焊接质量则是影响无缝线路平顺性和强度的主要因素之一。随着国民经济和社会的不断发展,我国提出了实现铁路跨越式发展的奋斗目标。提高钢轨的焊接接头质量对于保证高速铁路的列车安全、舒适、平稳地运行非常重要。在客运专线铁路轨道工程施工中,厂家100m定尺轨在基地焊成500m长轨,由长轨运输车运至工地,需要对接头进行现场焊接,使之形成1500m左右的单元轨节。提高焊接质量对线路质量影响至关重要,中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2008年在昌九城际铁路、西环铁路、武发客车联络线铁路的施工中,针对这一施工难题进行了有针对性的研究和探讨,形成了UZ5-150Z 移动焊轨机焊接无缝线路钢轨施工关键技术,并总结形成本工法。 1.0.2本工法的关键技术经中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司科学技术委员会审定通过,经福建省科学技术信息研究所查新,本工法的关键技术达到国内领先水平,所编写的工法达到国内领先水平。本关键技术主要包括:一是UZ5-150Z移动焊轨机施工操作技术,二是UZ5-150Z移动焊轨机焊接成批无缝线路钢轨施工工艺参数控制。 1.0.3本工法获得中铁二十四局集团有限公司2009 年度科技进步特等奖。 1.0.4本工法由中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2008年在昌九城际铁路施工中首次应用,随后在工程建设中得到进一步推广和完善。 2 特点 2.0.1本工法自动化程度高,工艺稳定,焊接质量优良,力学性能接近钢轨母材。 2.0.2 本工法生产效率高,是线上移动式焊轨的发展的趋势和方向。 2.0.3 本工法所用机械价格昂贵,一次性投资大,设备复杂且需要配备大功率电源,柴油机发电机组,焊接工艺参数较多。 3 适用范围 本工法可以应用于区间无缝线路以及跨区间超长无缝线路的钢焊接,可用于75kg/m、

【最新】地铁综合基地无缝线路焊接监理实施细则

XX市轨道交通工程 XX线XX车辆段与综合基地工程 监理实施细则B13 (无缝线路焊接) 内容提要 工程概况及专业工程特点 监理依据 监理工作流程 监理工作控制目标及控制要点 监理工作方法及措施 安全、文明施工监理控制措施及要点 项目监理机构(章): 专业监理工程师: 总监理工程师: 日期:

一、工程概况及专业特点 项目名称:XX市轨道交通XX线XX车辆段与综合基地CD01标 建设单位:XX城市轨道交通有限公司 设计单位: 施工单位: 监理单位: 1、工程总体概况: 1.1项目概述 XX车辆段位于XX线终点站徽州大道的西侧,主要承担XX线全线配属车辆的厂架修,定临修以及本段配属列车的停放,运用,整备,列检,月修等工作。 P60kg/m无缝线路宜采用闪光焊接段:设计为试车线最左端车挡后端基点 K0+000.000至最右端车挡里程为止点K1+400.000,铺轨长度1.4km(含两组P60-9号道岔),道岔前后与线路采用冻结接头连接,道岔前后采用2对25m有孔钢轨作为缓冲轨有缝连接,其余部分采用无缝线路焊接;运用库库内线8-16股道采用P50无孔钢轨铝热焊接为无缝线路。 1.2试车线无缝线路轨道要求 ⑴试车线无缝线路钢轨采用60kg/m、25m无孔钢轨,U75V钢轨。按TB/T 2344-2020《43kg/m~75kg/m钢轨订货技术条件》的要求执行。 ⑵本次设计范围内,区间不设接头,只在道岔区附近设冻结接头。冻结接头施工应符合相关规范要求。 ⑶道岔前后2对25m缓冲钢轨采用60kg/m、25m有孔钢轨,U75V钢轨,缓冲钢轨工作边采用60kg/m接头夹板,非工作边采用60kg/m普通减振夹板连接。 ⑷铺设新Ⅱ型轨枕弹条Ⅰ型扣件。 ⑸除道岔前后焊接接头采用冻结,及铺设2对25m缓冲钢轨外,其余钢轨焊接接头采用闪光接触焊,钢轨焊接按要求作焊接型式试验、成品检验和生产检验。 1.3运用库库内线无缝线路轨道要求 ⑴运用库库内线8-16股道无缝线路钢轨采用50kg/m、25m无孔钢轨,U71Mn 钢轨。钢轨按TB/T 2344-2020《43kg/m~75kg/m钢轨订货技术条件》的要求执

无缝钢轨实现的原理精编版

无缝钢轨实现的原理公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

无缝钢轨实现的原理 一、研究动机 我们生活在一个交通便捷的时代,纵横交错的铁路网络把祖国的广大土地连接在了一起,人们可以方便地乘坐火车出行。特别是随着我国高速铁路的发展和运用,铁路客运的速度、效率有了很大的提高。从北京到昆明,火车耗时从原来的34个小时缩短到10个小时。高铁除了速度快,还有运行平稳,噪音小等特点,大大提高乘坐体验。2009 年12 月26 日武广高速铁路正式运营,设计时速350 千米/小时,列车在如此高的速度下运行,即使把矿泉水瓶倒置在小桌板上也不会倒,同时列车运行中完全没有传统列车的有节奏的大声响,是什么技术会达到如此效果呢原因在于铁路建设中使用了超长无缝钢轨。无缝钢轨,是将不钻孔、不淬火的10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成200—500米的钢轨,人们俗称其为“长钢轨”,再用特别编组的运轨车运到铺设工地,焊接成1000~2000米的长轨铺设在线路上,通常称之为“铁路无缝线路”。从而大大减少了“轨缝”,减少了由此产生的噪音,让旅客列车更加平稳、舒适。如果没有加工、运输、施工方面的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。为了学习无缝钢轨的实现原理,查阅了大量的资料,对问题展开了学习和研究。 二、文献综述 当今世界各国铁路都在大力发展无缝线路(CWR—continuously welded rails)。所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊接成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,甚至更长的钢轨,铺到线路上就成为一段无缝线路,其特点是每段钢轨间不留轨缝。与普通线路相比,无缝线路在其长钢 材料1503 马俊良 轨段内消灭了轨缝,从而消除了车轮对钢轨接头的冲击,使得列车运行平稳,旅客舒适,延长了线路设备和机车车辆的使用寿命,减少了线路养护维修工作量。

无缝线路的焊接技术

无缝线路的焊接技术 铁路钢轨无缝焊接是铺设无缝线路的重要环节,是线路行车安全的重要保证。铺设无缝线路的重要环节是轨道焊接、道岔焊接,文章重点阐述了气压焊接技术的操作工艺,并将我国无缝线路铺设时的几种焊接技术(接触焊技术、气压焊技术、铝热焊技术、电孤焊接技术)加以比较,为无缝线路焊接技术的优化和发展提供理论依据。 标签:无缝线路钢轨焊接工艺 由于钢轨的长度受到生产和运输条件的限制,我国当前投入使用的钢轨目前只有两种长度:即分别为12.5m和25m。隙缝的存在会给列车带来一定程度的阻力、颠簸和噪声,它们不利列车的正常运行,对铁轨寿命也会带来负面影响。如果能够将架设铁道的钢轨无缝连接起来,不仅有效降低钢轨的折旧速率,还可以大大提高火车运行时的稳定性,从而提高行车速度。 1 我国无缝线路钢轨焊接技术 1957年,长钢轨的焊接技术开始广泛应用在中国的铁路建设中,最早引进的是电弧焊接技术,其后又引进了前民主德国的铝热焊技术。到1963年后我国科学家发明了钢轨焊接机,钢轨气压焊和接触焊技术开始受到业界的关注。现如今,只有工地焊接联合接头采用气压焊以外,在焊轨厂已停止使用了。热焊技术在我国的推广和应用经历了一个曲折的过程,国内的科学家发明了大剂量三片模定时预热焊法和相关材料、工艺的创新,使我国铁路无缝线路焊接技术水平大幅提升。现阶段,移动式小型气压焊机已在我国铁路建设中区间联合接头的焊接工程中得到了推广和应用。 2 以气压焊接法为例加以介绍 气压焊接法操作工序简单、焊接质量优良、成本低廉,因此受到世界各国铁路部门的青睐,而且随着科技的发展,气压焊也在不断创新。在大多数情况下,通过气压焊接法铺设长钢轨后,经整道作业,线路基本稳定,即可在施工现场焊接钢轨,并参考施工设计锁定线路,再按照气压焊接法的相关操作对长轨联合接头施焊。 2.1 气压焊工艺施焊阶段先进行气压焊焊轨工艺实验。采用双导柱卧式压接机以斜铁夹紧轨腰的新型移动式气压焊机施焊,对开单混合室的射吸式加热器,双流量计控制箱和一套三段顶压法焊接工艺。 2.2 工艺流程施工准备→锯配轨→拉轨→轨端处理→对轨固定→点火焊接→焊缝正火→打磨及矫直→焊缝探伤→焊缝验收→现场清理。 2.3 施工工艺

无缝钢轨实现的原理

无缝钢轨实现的原理 一、研究动机 我们生活在一个交通便捷的时代,纵横交错的铁路网络把祖国的广大土地连接在了一起,人们可以方便地乘坐火车出行。特别是随着我国高速铁路的发展和运用,铁路客运的速度、效率有了很大的提高。从北京到昆明,火车耗时从原来的34个小时缩短到10个小时。高铁除了速度快,还有运行平稳,噪音小等特点,大大提高乘坐体验。2009 年12 月26 日武广高速铁路正式运营,设计时速350 千米/小时,列车在如此高的速度下运行,即使把矿泉水瓶倒置在小桌板上也不会倒,同时列车运行中完全没有传统列车的有节奏的大声响,是什么技术会达到如此效果呢?原因在于铁路建设中使用了超长无缝钢轨。无缝钢轨,是将不钻孔、不淬火的10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成200—500米的钢轨,人们俗称其为“长钢轨”,再用特别编组的运轨车运到铺设工地,焊接成1000~2000米的长轨铺设在线路上,通常称之为“铁路无缝线路”。从而大大减少了“轨缝”,减少了由此产生的噪音,让旅客列车更加平稳、舒适。如果没有加工、运输、施工方面的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。为了学习无缝钢轨的实现原理,查阅了大量的资料,对问题展开了学习和研究。 二、文献综述 当今世界各国铁路都在大力发展无缝线路(CWR—continuously welded rails)。所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊接成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,甚至更长的钢轨,铺到线路上就成为一段无缝线路,其特点是每段钢轨间不留轨缝。与普通线路相比,无缝线路在其长钢轨段内消灭了轨缝,从而消除了车轮对钢轨接头的冲击,使得列车运行平稳,旅客舒适,延长了线路设备和机车车辆的使用寿命,减少了线路养护维修工作量。据有关部门方面统计,无缝线路至少能节省15%的经常维修费用,延长25%的钢轨使用寿命,并能适应高速行车的要求,是轨道现 材料1503 马俊良 代化的发展方向。无缝钢轨是把25米长的钢轨焊接起来连成几百米长甚至几千米长,

无缝线路钢轨焊接方法原理及特点

1.接触焊焊接方法及工艺 钢轨接触焊( 闪光焊) 一般应用于工厂焊,无缝线路 95﹪是采用此种工艺完成的,即把长度为25米无孔标准轨焊接成为200-500米的长轨条。 其原理是利用电流通过钢轨接触面产生热量熔化钢轨局部端面,再经顶锻完成焊接。由于接触焊的焊接热源是来自工件的内部热源,热量集中,加热时间短,焊接过程不需要填充金属,冶金过程比较简单,热影响区较小,易获得质量较好的焊接接头。 焊轨厂所采用的焊接流程基本相同, 包括: 配轨、探伤、整修钢轨端面、进入待焊台位、焊接、粗磨、精磨、调直、正火、探伤、进入承轨台、装车运送至现场, 在所有工序中焊接最关键的一道工序,其焊接质量好坏直接关系到线路维修工作量的多少,如果出现问题, 严重时会危机到行车安全与其他钢轨焊接方法相比,闪光焊自动化程度高,受人为因素影响小, 焊接设备配有计算机控制,焊接质量波动小,焊接生产率高等特点。在正常情况下与气压焊、铝热焊相比,钢轨的接触焊焊缝强度较高,线路上断头率约在0.5/10000以内。但与母材相比,它的强度仍低于母材,原因如下: (1) 钢轨属大断面扎材,其心部材料较差,有低熔点夹杂条带、疏松、晶粒粗大,在焊接顶锻过程中,边缘较好材料被挤出,而以心部材料向外扩展代替,且纤维组织中断且弯曲,顶锻量愈大这种情况愈明显。 (2) 焊接高温热影响,在焊缝左右1~2mm区域晶粒粗大,降至 1~2 级 (3) 钢轨断面不均匀,轨顶、轨底属紧凑型断面,轨底两角是展开型断面,焊接时轨底两角温度偏低,焊接后全断面冷却不均匀,产生较大的残余温度应力 (4) 焊缝上存在难以消除的缺陷———灰斑。 2.气压焊焊接方法及工艺 目前广泛应用的钢轨气压焊是小型移动式气压焊机, 主要用于焊接工地长钢轨联合接头, 还可以利用封锁天窗进行伤轨焊接处理。 其原理是将钢轨的焊接端面加热到塑性状态, 在固定的顶锻力作用下产生顶锻量, 当顶锻量达到一定量之后, 钢轨即被焊接成一个整体。 目前的小型气压焊机基本上为国产焊接, 其焊接过程一般分为氧- 乙炔火焰预热、预顶施压、低压顶锻、高压顶锻、保压推凸等阶段, 由于在焊接过程中需要人工对轨和肉眼观察加热状况, 所以受人为因素影响很大, 易出现焊接接头错口和接头缺陷。 但因为其具有设备简单, 体积小、重量轻的特点, 便于线上、线下及工地移动, 操作比较简单, 大量用于工地现场长轨条的焊接。 3.铝热焊焊接方法及工艺 铝热焊一般应用于铁路钢轨的现场焊接, 是线路铺设特别是无缝线路锁定和钢轨断轨修复的不可缺少的方法。钢轨的铝热焊是利用焊剂中的铝在高温条件下与氧有较强的化学亲合力, 它从重金属还原,同时放出热量, 将金属熔成铁水, 浇铸施焊而成。 其重要过程是将配制好的铝热焊剂,放入特制的坩锅,用高温火柴引燃焊剂,产生强烈的化学反应,得到高温的钢水和熔渣,待反应平静后,将高温的钢水注入扣紧钢轨经过预热的砂型中, 将砂型中对接好的钢轨端部熔化,冷却后去除砂型,并及时对焊好的接头整形,两节钢轨即焊成一体。虽然铝热焊设备具有投资省,焊接操作简单,接头的平顺性好等特点,但其焊缝为较粗大的铸造组织,韧性、塑性差,最好能够进行焊后热处理,以改善焊接接头性能。

无缝钢轨实现的原理

无缝钢轨实现的原理 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

无缝钢轨实现的原理 一、研究动机 我们生活在一个交通便捷的时代,纵横交错的铁路网络把祖国的广大土地连接在了一起,人们可以方便地乘坐火车出行。特别是随着我国高速铁路的发展和运用,铁路客运的速度、效率有了很大的提高。从北京到昆明,火车耗时从原来的34个小时缩短到10个小时。高铁除了速度快,还有运行平稳,噪音小等特点,大大提高乘坐体验。2009 年12 月26 日武广高速铁路正式运营,设计时速350 千米/小时,列车在如此高的速度下运行,即使把矿泉水瓶倒置在小桌板上也不会倒,同时列车运行中完全没有传统列车的有节奏的大声响,是什么技术会达到如此效果呢?原因在于铁路建设中使用了超长无缝钢轨。无缝钢轨,是将不钻孔、不淬火的10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成200—500米的钢轨,人们俗称其为“长钢轨”,再用特别编组的运轨车运到铺设工地,焊接成1000~2000米的长轨铺设在线路上,通常称之为“铁路无缝线路”。从而大大减少了“轨缝”,减少了由此产生的噪音,让旅客列车更加平稳、舒适。如果没有加工、运输、施工方面的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。为了学习无缝钢轨的实现原理,查阅了大量的资料,对问题展开了学习和研究。 二、文献综述 当今世界各国铁路都在大力发展无缝线路(CWR—continuously welded rails)。所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊接成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,甚至更长的钢轨,铺到线路上就成为一段无缝线路,其特点是每段钢轨间不留轨缝。与普通线路相比,无缝线路在其长钢轨段内消灭了轨缝,从而消除了车轮对钢轨接头的冲击,使得列车运行平稳,旅客舒适,延长了线路设备和机车车辆的使用寿命,减少了线路养护维修工作量。据有关部门方面统计,无缝线 材料1503 马俊良 路至少能节省15%的经常维修费用,延长25%的钢轨使用寿命,并能适应高速行车的要求,是轨道现代化的发展方向。无缝钢轨是把25米长的钢轨焊接起来连成几百米

无缝线路施工方案(焊轨)

北京轨道交通新机场线一期工程轨道2标 长轨铺设施工方案 编制: 审核: 批准: 中铁十四局集团有限公司北京轨道交通新机场线一期工程轨道2标 项目经理部

目录 长轨铺设施工方案 (1) 1、工程概况 (1) 2、编制说明 (1) 2.1编制依据 (1) 2.2编制范围 (2) 2.3编制原则 (2) 3、施工工艺 (3) 3.1长钢轨铺设施工 (3) 3.2闪光焊焊接施工 (4) 3.3应力放散施工 (12) 3.4轨道精调施工 (13) 4、劳力组织及机具配备 (14) 4.1劳力组织 (14) 4.2机具配备 (14) 5、质量要求 (15) 5.1闪光焊焊接质量要求 (15) 5.2应力放散质量要求 (17) 6、安全文明施工 (18) 6.1施工现场临时用电 (18) 6.2施工机械安全 (19) 6.3地下线施工安全 (20) 6.4施工运输及交通安全 (21) 6.5大坡道运输安全 (21)

长轨铺设施工方案 1、工程概况 北京轨道交通新机场线位于北京南部三环以外区域,是线网中连接中心城与新机场的轨道交通线路。其定位为快速、直达、高品质的轨道交通专线。线路途经大兴、丰台两个行政区。 线路南起新机场北航站楼(远期随机场扩建延伸至南航站楼),在机场内设北航站楼站,出机场范围后与新机场高速、京霸城际共走廊高架敷设,上跨场前联络线、东南部过境通道、庞安路、房黄亦联络线、西青路、魏永路后在京九铁路过京沪京山铁路节点东侧下穿京沪高铁、上跨京山铁路。之后沿规划东环路向北敷设,至规划海鑫北路南侧入地。下穿南六环、海北路,至兴亦路与广平大街交口南侧设磁各庄站与规划S6线换乘。之后沿广平大街敷设至南五环,利用五环两侧绿地转向规划广阳大街,沿广阳大街向北敷设,穿越海子公园后转向京开高速,沿京开东侧绿带向北敷设至线路终点玉泉营桥东南侧绿地设草桥站与既有M10、规划M19、M11换乘。 铺轨Ⅱ标南起U型槽小里程端K25+796.995,北至草桥站站后折返线。线路全长双线18.063km(K25+796.995~K43+860.269),全部为地下线和U 型槽。本标段铺轨长度36.127km(K25+796.995~K43+860.269),其中,道岔6组(含2组交叉渡线),疏散平台施工35.381km。 2、编制说明 2.1编制依据 (1)现行国家、北京市地铁设计和施工相关规范、规程及规则; (2)北京市轨道交通新建机场线工程轨道工程施工组织设计; (3)我公司现有的施工技术力量以及自备的先进配套施工设备; (4)《地铁设计规范》(GB 50157-2013);

钢轨焊接技术交底0001

施工技术交底记录 编号: 6、配电箱必须安漏电保护开关,离地高度不小于1.5m,箱前0.8m不准堆场,应有防雨措施,并 本表由施工单位填写,交底单位与接受交底单位各保存一份。

移动闪光接触焊技术交底 1、工程概况 武汉市轨道交通六号线一期工程轨道工程第二标段施工项目包括:地下段正线、辅助线、出入段线地段整体道床、道岔施工及附属设备的安装。正线起讫里程:K17+582.329? K35+930.434;金银湖停车段出入线岂止里程:K+15.73~K+701.7。其中正线为无缝线路,出入段线和站内辅助线为有缝线路。 2、施工工艺及流程 钢轨现场焊接采用移动闪光接触焊的方法焊接,移动接触焊车先进行接 头焊接,按照组装程序进行设备组装,并进行全面调试。确认设备一切正常后将待焊轨按照规定的检验要求焊接进行型式试验,确定焊接参数合格后可开始正式施工。 移动焊机现在米用人工对位,在线路没有达到设计标咼的基础上,上供量预留0.5~1.0 mm之间,当待焊头轨缝抵死,拨开接头使接头相错与顶端量的长度一致,拨S弯对位,严格遵守高低温焊轨的施工经验,大大减少松扣件的长度。大大提高焊接的进度。在焊接过程中不断的摸索经验提高焊接质量,严格按照施工组织和铁标规范及现场情况来施工,突破传统模式提高焊接工艺。 闪光接触焊焊接工艺流程图 ________________ 丨焊接殳备组装调试、钢轨型式试验 锯除不合格焊头 __ ______ ?钢轨焊前钳头清理及轨端除锈打磨______________________ 北-------------- --- |珞焊接设备焊前检查 * 钢轨焊接:夹轨对中、闪光焊接、顶锻、推瘤 焊后正火 数据记录及分析 焊接接头检查验收试验 3、钢轨焊接前准备工作进行下道工序施工

无缝线路钢轨现场焊接质量研究

无缝线路钢轨现场焊接质量研究 摘要:随着社会经济和科学技术的发展,我国的轨道铺设里程已位居全球第一。无缝线路又叫焊接长轨线路、温度应力式无缝线路,是诸多铺轨技术中的一种。 文章结合过往经验及实际情况,从材料、工艺、设备选择、施工操作规范、参数 采集与质量监控等方面对无缝线路钢轨现场焊接质量控制进行分析和研究,以供 参考。 关键词:无缝线路;钢轨线路;焊接质量 随着高速重载区间与跨区间无缝线路的飞速发展,钢轨焊接已成为线路保证 线路质量的关键环节之一。由于钢轨的焊接质量关系到铁路运输的安全和效益, 因此确保钢轨的焊接质量对于促进经济发展和保证社会稳定具有一定的实践意义。当前在无缝线路使用的焊接方法主要有闪光焊和气压焊两种。闪光焊是为了将短 轨连接起来焊成长轨,再将焊接好的长轨运输到指定位置,通过气压焊进行单元 焊和锁定焊联,将这些长轨连接成无缝线路。 一、焊轨施工中容易出现的问题与对策 在实际焊接过程中,要求所有的工作人员必须严格遵守施工流程,保证焊接 质量符合相关标准。我国目前常用的数控式小型气压焊轨机具有相当完善的自动 化系统,基本上不需要人工操作,使人为因素的影响降到了最低。但通过对大多 数焊接现场的跟踪调查发现,仍有人工干预的迹象,施工现场的有关部门应加强 对此方面的监管。如果在焊接过程中出现回火现象,必须将两节钢轨拉开,对焊 接面重新进行处理后才能继续焊接,严禁在原有的焊接面上继续焊接,这样对焊 接质量会造成严重影响。施工现场的技术人员要随时关注加热器火孔的的工作状态,避免火孔温度过高。如果在焊接结束后发现钢轨的焊接处有过烧现象,要立 即使用大锤将焊接处从侧面向上锤击,将过烧部分挤出并予以清除,在后续的打 磨工序中将此处打磨平整即可。 二、现场焊轨工艺优化试验 经过大量的实践论证,确定了气压焊50kg/m轨、60kg/m和闪光焊50kg/m 的优化工艺。在气压焊接的过程中,顶锻量是一个非常重要的参数,该数值过大 或过小,都会对焊接质量造成影响。因此,在实际的焊接过程中,要根据海拔位 置的不同,适当调配氧气和乙炔的比例,使焊接热输入达到最佳状态。 在闪光焊接的过程中,最佳优化工艺可以保证焊接部位没有或很少有灰斑, 使焊接质量达到最佳。 目前,我国钢轨的施工过程中除了气压焊和闪光焊,还有另一种施工技术, 叫铝热焊,又叫热剂焊。铝热焊接的基本原理是通过氧化物与铝粉的化学反应来 达到冶金铸焊的目的。在实际的应用过程中,高温的钢水浇进扣在轨缝上的砂型中,将轨端熔化,同时钢水冷却凝固后又能成为两段钢轨之间的填充物,将两段 钢轨进行焊联。这种技术的优点在于设备轻便、操作简单、人工成本低的特点。 铝热焊的步骤基本上可以分为十三步,第一步是到焊接现场前的准备工作,包括 对各类设备性能的检测、相关材料是否准备齐全等;第二步是在焊接现场的准备,包括测量轨温、确认钢轨类型并去掉轨枕上的扣件等;第三步是轨道的准备,包 括检查轨道外表、锯轨、检查端头等工作;第四步为钢轨端头的打磨、除锈等; 第五步为钢轨端头对正,包括间隙调整、水平对正、垂直对正、扭转等工作环节;第六步为立砂模;第七步为预热;第八步为装焊药、放置坩埚;第九步为点火、 钢水浇注;第十步为拆除砂模并进行推瘤;第十一步为热打磨,热打磨时要注意

高速铁路用钢轨的若干问题

收稿日期:20031222 高速铁路用钢轨的若干问题 周清跃 张银花 陈朝阳 (铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心 北京 100081) 摘 要 钢轨是轨道结构的重要部件,是高速铁路重要的基础设施。根据高速铁路钢轨的服役条件以及出现的伤损特点,提出了高速铁路钢轨应重点关注的性能指标,介绍国外高速铁路采用的钢轨强度等级,论述国内钢轨生产厂家应进行的技术改造,讨论了高速铁路采用长定尺钢轨的可行性包括长定尺钢轨的生产、运输、焊接,以及钢轨焊接体系。 关键词 高速铁路 长定尺钢轨 技术要求 技术改造 1 高速铁路用钢轨及其主要伤损 日本新干线早期采用断面为50T 的普通碳素热轧钢轨,后期改用强度等级为800MPa 的60kg 普通碳素热轧钢轨,使用中钢轨出现的主要损伤为轨头踏面的黑斑(dark spot )以及钢轨焊接接头部位的低塌所引起的波状磨损[1]。 钢轨轨头踏面的黑斑主要发生在列车的加速驱动以及减速制动区间,在高速行驶车轮的转动作用下,引起钢轨轨顶表面0105~012mm 的表层金属加工硬化。此加工硬化层将成为剥落损伤的起源(或核),随着通过总重的增加,黑斑缺陷发展成纵向水平裂纹甚至引发钢轨断裂。日本学者称这种伤损为钢轨中的癌症[2,3]。 高速铁路列车轴重轻,运行速度快,钢轨磨损轻微。钢轨表面的伤损以接触疲劳伤损以及短波波磨为其主要特点。目前,高速铁路比较发达的许多国家除了正在积极研究和试验由具有优良抗表面伤损性能的新材料制成的钢轨如贝氏体钢轨外,主要采用对钢轨进行定期打磨的办法来解决这种接触疲劳伤损。钢轨打磨还能去除引起钢轨剥落的表面细微裂纹并降低钢轨与车轮接触面发生的转动噪声。 焊接接头是无缝线路的薄弱环节。焊接接头的平直度以及轨顶面的硬度是否与母材匹配,将决定其在使用过程中是否出现低塌以及影响列车平顺运 行,严重时将发生焊接接头断裂。如日本东海道新干线在运行初期钢轨伤损大部分(约占80%)发生在铝热焊接头处[1]。从日本的情况来看,铝热焊接头强度难以满足铁路高速运行的需要。 而法国的情况与日本不同[4]。法国高速铁路早期采用60kg/m UIC700普通热轧钢轨,后来采用60kg/m UIC900A 普通热轧钢轨,从1983年开通运营至2001年,断轨80起,其中30%断在焊缝上,而这30% 的焊缝断头中有9/10断在铝热焊焊缝处。从绝对数量看,法国高速铁路最薄弱的铝热焊缝断头率年平均1起左右,而钢轨其它部位的折断率为年平均3起左 右(后者发生在钢轨母材上的断裂主要是由于钢轨擦伤以及道碴飞溅打伤钢轨造成的),这说明铝热焊接头虽然是无缝线路的薄弱环节,但从铝热焊技术本身而言是可以满足高速铁路使用要求的。 2 高速铁路对钢轨的基本要求 针对高速铁路钢轨的服役条件以及出现的伤损特点,要求钢轨钢质洁净,钢轨表面尤其轨头表面基本无原始缺陷,几何尺寸精度高、平直度好。 (1)钢质洁净 材质内部高洁净是对高速铁路钢轨的最基本要求。钢质洁净有利于提高其抗疲劳性能。 (2)表面基本无缺陷 钢轨表面基本无原始缺陷不仅对保证钢轨安全使用有益,而且可以减少表面接触疲劳伤损的出现,延长钢轨的使用寿命。 ?铁道/道路?

钢轨铝热焊接技术在高速铁路上的应用

钢轨铝热焊接技术在高速铁路上的应用 摘要:通过津秦高速铁路道岔钢轨铝热焊施工实例,介绍铝热焊接原理及工艺特点,分析焊接过程中可能出现的缺陷以及缺陷出现的原因,提出焊接质量控制的措施,对高速铁路钢轨铝热焊技术的推广具有实用意义。 关键词:高速铁路钢轨铝热焊接质量控制 1.概述 随着我国高速铁路的快速发展,钢轨铝热焊技术在高铁的应用也越来越广。在现场焊接中铝热焊具有其独特的优点,焊接过程中钢轨没有缩短,接头平直度高,施工方便,工人容易掌握,施工中焊接质量能够满足使用要求。津秦高速铁路全线6站1所共60组无砟轨道高速道岔,道岔钢轨焊接全部采用铝热焊方法。在津秦高铁联调联试试运营过程以及开通运营半年以来,通过对道岔跟踪监测,焊接接头均未出现较大缺陷,为高速铁路安全运营创造了有利条件。 2.铝热焊原理、特点及工艺 2.1铝热焊接原理 钢轨铝热焊接是通过配置的铝热剂在坩埚内点燃反应后形成高温铝热钢水注入由焊接沙模和待焊钢轨组成的型腔内,高温钢水通过特别设计的沙模浇注系统,熔化部分待焊钢轨端面,经冷却凝固后将待焊钢轨联结成一个整体。其化学原理是利用活动性较强的金属能够把活动性较弱的金属从它的氧化物中还原出来的原理。因为铝在足够高的温度下有较强的活动性,它可以从很多重金属的氧化物中夺取氧,而把重金属还原出来。例如铝能把铁、钛、钒、铬、锰、钨等从它们的氧化物中还原出来,同时放出大量的热,温度可达2000~3000 ℃,从而使这些金属成为液态。 铝热焊接钢轨基本原理的主要化学方程式是: 3FeO+2Al=3Fe+Al2O3+834.9kJ Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3+829.9kJ 3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3+3236.3kJ 为了获得优质的铝热钢,根据不同要求,在铝热焊剂中可加入一些合金元素如锰、硅、钛、钼等。此外,可根据需要在铝热焊剂中添加金属材料,对铝热钢水的温度进行调节。 2.2铝热焊接特点 (1)钢轨铝热焊自带热源,因此,设备简单,操作方便,快速,少量人员就可进行焊接操作; (2)钢轨在焊接过程中几何位置几乎不变,因此其平顺性取决于工装卡具,故焊接接头的平顺性优于气压焊。由于焊接过程中钢轨无纵向移动,因此特别适用于跨区间无缝线路的焊接; (3)钢轨铝热焊是铸造过程,其焊缝金属是铸态组织,因此其接头的性能具有铸造的特点,因此力学性能相对闪光焊、气压焊要差。 2.3铝热焊工艺 铝热焊主要工艺流程:准备工作→轨端干燥→轨道的准备→钢轨端头打磨、除锈→钢轨端头对正→安装夹具→安装砂模→封箱→预热→装焊药、放置坩埚→点火反应→钢水浇注→拆除砂模、推

钢轨焊接作业安全技术交底

编号:AQ-BH-02625 ( 文档应用) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 钢轨焊接作业安全技术交底 Safety technical disclosure of rail welding operation

钢轨焊接作业安全技术交底 说明:合同有效的约定了合同双方的权利和义务,对合同的履行有积极的作用,能够较为有效的约束违约行为,能够最大程度的保障自己的合法权利,可下载收藏或打印使用(请先阅读并同意条款后使用)。 甲方:(以下简称甲方)吉林市两家子粮库 乙方:(以下简称乙方)大安市舎力镇王胖子修理部 为贯彻“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,根据国家有关法规,加强施工期间的安全管理,落实安全生产责任制,明确双方的安全责任,确保项目施工操作人员的安全与健康,促进施工顺利进行,特签订本协议。 一、甲方安全生产管理责任 1、必须严格执行国家有关安全生产的法律、法规和规范标准,制定本单位安全生产规章制度和操作规程,建立健全安全生产责任制度,落实各项安全技术措施要求,保证工程安全施工投入的有效实施。 2、甲方有为乙方提供施工所需的安全、技术等资料的义务 3、协助乙方了解甲方有关安全生产的规章制度,协助乙方解决

施工过程中碰到的各种涉及安全的问题。从思想上和组织上应把乙方安全生产管理纳入甲方统一的安全管理体系之中。 4、甲方有权要求乙方立刻撤走现场内不遵守、执行安全生产法律法规、标准、操作规程、安全条例和指令的人员,无论在任何情况下,此人不得再雇佣于现场。 5、对不符合安全规定的,甲方安全管理人员有权要求停工,整改合格后方可继续施工。 6、对违反安全生产、消防、施工规定的行为,甲方依据相关规定有权对乙方进行经济处罚。 二、乙方安全生产管理责任 1、乙方必须贯彻执行国家、条例、规定;遵守甲方的安全生产管理制度、规定及要求。 2、乙方是施工现场安全责任的主体,对施工安全全面负责,并接受甲方的统一监督管理,乙方在施工中应建立健全各项安全生产规章制度和操作规程,并严格执行。 3、乙方不得将所承包工程转包、分包或者以任何变相的形式转

钢轨焊接技术

一根钢轨连沪宁列车不闻咯噔声 京沪、京哈、京广、京九、陇海、浙赣六大干线也将采用这一新技术上海今天消息全国铁路专业技术带头人李庆鸿至今记得,他40多年前读《十万个为什么》时,有一道有趣的题目:假定两座城市间的距离是1000公里,为什么连接两座城市间的火车钢轨长度不足1000公里?答案是:因为钢轨要热胀冷缩,钢轨与钢轨的连接处必须留有一定的空隙,所以钢轨的实际长度必须短于线路长度。昨天,他笑着告诉记者,从现在起,这个科普趣题已经过时了。上海铁路局已经用一根303公里的无缝钢轨连接起了上海与南京两座城市!据今天《文汇报》报道,铁路专家经过研究发现,钢轨温度每升降1℃,每一米钢轨就会伸缩0.0000118米。假如某地一年钢轨的温度上下相差40℃,那对于1000公里长的铁路来说,就要伸缩472米。所以,从中国有铁路起,钢轨就是一根一根接起来的,接头之间的正常空隙在18毫米之内。将25米长的钢轨用夹板螺栓一根一根连接起来,避免了钢轨热胀冷缩造成的胀轨和断轨,但也带来了一系列问题:首先是列车通过钢轨接头时的“咯噔、咯噔”的巨大冲击声,接近100分贝,严重影响旅客休息;其次,60%以上的钢轨破损发生在接头处,其修理费用约占线路全部养护费用的70%。为了攻克无缝钢轨技术难题,上海铁路局科研所在上海铁路局副局长、科研课题负责人李庆鸿的率领下,从1998年起连续开展了长达六年的科研攻关,终于实现了突破,使跨区间无缝线路成为现实。如今,沪宁线上的48480个钢轨接头全部匿迹,沪宁列车的“咯噔”声消失了,沪宁线跨43个区间的超长无缝线路是中国最长的无缝线路,它标志着我国铁路跨区间无缝线路技术达到了国际先进水平。明年,全国铁路第六次大提速,铁道部要求京沪、京哈、京广、京九、陇海、浙赣六大干线全部采用这一技术,建成超长无缝钢轨。(郑蔚牛震)铁道部近日提出光闪技术代替火车“呜呜”据新华社电铁道部近日提出,各铁路局在铁路沿线特别是人口密集的城区改变传统的鸣笛联络作业方式,采用新型灯光光闪技术等联络作业方式代替鸣笛。铁道部将在第二季度组织检查铁路各单位机车在城区禁止或限制鸣笛制度的落实情况。铁路部门提醒,违章通过平交道口或人行过道,或者在铁路线路上行走、坐卧造成的人身伤亡,属受害人自身的原因造成的人身伤亡;如果人身伤亡是因不可抗力或者由于受害人自身的原因造成的,铁路运输企业不承担赔偿责任。

无缝钢轨实现的原理

无缝钢轨实现的原理 Revised at 2 pm on December 25, 2020.

无缝钢轨实现的原理 一、研究动机 我们生活在一个交通便捷的时代,纵横交错的铁路网络把祖国的广大土地连接在了一起,人们可以方便地乘坐火车出行。特别是随着我国高速铁路的发展和运用,铁路客运的速度、效率有了很大的提高。从北京到昆明,火车耗时从原来的34个小时缩短到10个小时。高铁除了速度快,还有运行平稳,噪音小等特点,大大提高乘坐体验。2009 年12 月26 日武广高速铁路正式运营,设计时速350 千米/小时,列车在如此高的速度下运行,即使把矿泉水瓶倒置在小桌板上也不会倒,同时列车运行中完全没有传统列车的有节奏的大声响,是什么技术会达到如此效果呢?原因在于铁路建设中使用了超长无缝钢轨。无缝钢轨,是将不钻孔、不淬火的10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成200—500米的钢轨,人们俗称其为“长钢轨”,再用特别编组的运轨车运到铺设工地,焊接成1000~2000米的长轨铺设在线路上,通常称之为“铁路无缝线路”。从而大大减少了“轨缝”,减少了由此产生的噪音,让旅客列车更加平稳、舒适。如果没有加工、运输、施工方面的困难,从理论上讲,“无缝线路”可以无限长。为了学习无缝钢轨的实现原理,查阅了大量的资料,对问题展开了学习和研究。 二、文献综述 当今世界各国铁路都在大力发展无缝线路(CWR—continuously welded rails)。所谓“无缝线路”,就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊接成200m到500m的长轨,然后运到铺轨地点,再焊接成1000m到2000m的长度,甚至更长的钢轨,铺到线路上就成为一段无缝线路,其特点是每段钢轨间不留轨缝。与普通线路相比,无缝线路在其长钢轨段内消灭了轨缝,从而消除了车轮对钢轨接头的冲击,使得列车运行平稳,旅客舒适,延长了线路设备和机车车辆的使用寿命,减少了线路养护维修工作量。据有关部门方面统计,无缝线 材料1503 马俊良 路至少能节省15%的经常维修费用,延长25%的钢轨使用寿命,并能适应高速行车的要求,是轨道现代化的发展方向。无缝钢轨是把25米长的钢轨焊接起来连成几百米

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