隧道过渡段无缝线路温度应力检算
隧道应力监测实施方案
隧道应力监测实施方案隧道工程是一项复杂而又重要的工程，而隧道应力监测则是保隧道工程安全运行的重要手段之一。
隧道应力监测实施方案的制定对于隧道工程的施工、运营和维护具有重要的指导意义。
本文将就隧道应力监测实施方案的制定进行详细的介绍和分析。
一、隧道应力监测的意义。
隧道应力监测是指对隧道内部应力情况进行实时监测和分析，以及对隧道结构的变形情况进行跟踪和预警。
通过隧道应力监测，可以及时了解隧道结构的变化情况，预防和避免隧道结构发生破坏，保障隧道的安全运行。
二、隧道应力监测实施方案的制定原则。
1.科学性原则，隧道应力监测实施方案的制定应当遵循科学、合理、可行的原则，确保监测数据的准确性和可靠性。
2.系统性原则，隧道应力监测实施方案应当具有系统性，包括监测设备的选择、布设方案、数据采集和处理等内容。
3.实用性原则，隧道应力监测实施方案应当具有实用性，能够满足隧道工程实际的监测需求，为工程的安全运行提供有效的保障。
三、隧道应力监测实施方案的具体内容。
1.监测设备的选择，根据隧道工程的实际情况和监测需求，选择合适的应力监测设备，包括应力传感器、数据采集仪器、监测软件等。
2.布设方案的制定，根据隧道的结构特点和应力分布情况，制定合理的监测点布设方案，确保监测数据的全面性和代表性。
3.监测周期和频次的确定，根据隧道工程的实际情况和监测要求，确定监测周期和监测频次，保证监测数据的及时性和有效性。
4.数据采集和处理，建立完善的数据采集和处理流程，确保监测数据的准确性和可靠性，及时发现和预警隧道结构的异常情况。
四、隧道应力监测实施方案的实施步骤。
1.方案制定，根据隧道工程的实际情况和监测需求，制定隧道应力监测实施方案，明确监测的目标和内容。
2.设备采购和布设，根据监测方案，购买合适的监测设备，并按照布设方案进行设备的布设和安装。
3.监测数据采集和处理，按照监测方案确定的周期和频次进行监测数据的采集和处理，生成监测报告和分析结果。
铁路线路修理规则中的无缝线路知识
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。
第3.10.5条 桥上铺设无缝线路应满足下列要求： 一、位于无缝线路固定区的跨度不大于32 m的 简支梁桥。 二、当地最大轨温变化幅度、桥长及其采用轨 枕、扣件符合表3.10.5的规定。 三、无缝线路在桥梁两端路基上每端锁定长度 均不应小于100 m。 不在上述规定之列的桥梁，应对钢轨、墩台的 受力状态、冬季钢轨折断时断缝的大小进行检算。 若各项检算结果未超过允许值则可铺设。
《铁路线路修理规则》中有关 无缝线路管理 的相关知识
道床：
道床厚度标准
五年内年计划通过总重
（Mt）
W年≥50
有垫层的碎石道床 （碎石/垫层）
300/200
有碴max＞120km/h
50＞W年≥25 25＞W年≥15
300/200
250/200
250 300
第3.10.9条 钢轨焊接作业质量应 符合《钢轨焊接技术条件》（ TB/T1632.1～TB/T1632.4）的要求。
第3.10.10条 联合接头不得设置在道口、桥台、 桥墩或不作单独设计的桥上，距桥台边墙不应 小于2 m。位于中跨度桥上的联合接头应布置在 1/4～1/2桥跨处，并避开边跨；在大跨度桥上， 应远离纵梁断开处。允许速度大于160km/h的线 路，铝热焊缝距轨枕边不得小于100 mm，其他 线路不得小于40mm。
无缝线路钢轨温度应力检测标准
无缝线路钢轨温度应力检测标准无缝线路是一种特殊类型的铁路线路，其主要特点是在不需要接头处使用了更长的钢轨。
这种类型的铁路线路尤其适用于高速列车和重载货车运输。
由于无缝线路钢轨的长度比传统的钢轨更长，因此在使用中可能会经历更大的温度应力。
为了确保无缝线路的安全和可靠性，需要使用特殊的检测方法和标准来评估无缝线路钢轨的温度应力。
1.检测方法和标准无缝线路钢轨温度应力检测需要使用非接触式光学测量技术。
该技术可以测量钢轨表面的温度，并计算出钢轨的应力。
这种方法可以避免对钢轨的损害，并提供高精度的测量结果。
温度应力检测应该在以下情况下进行：a.铁路线路改造后b.钢轨放置后c.高温天气（温度超过40摄氏度）后d.低温天气（温度低于0摄氏度）后a.《铁道部技术规程》TR/TB0322-2010《无缝线路技术规程》b.《中国无缝线路标准》TB/T 3245-2011c.铁路部门内部标准2.评估结果的处理在评估无缝线路钢轨的温度应力时，应将结果记录在铁路线路设备管理系统中。
如果发现钢轨的应力超过了规定的标准，应及时采取修复措施。
修复方法通常包括加固或更换钢轨。
相应的修复程序应该在铁路线路设备管理系统中定义，并满足相关的标准和要求。
修复后，评估应力应重新进行测量。
当对无缝线路钢轨的温度应力进行评估时，应注意以下事项：a.确保测量结果的准确性和精度。
b.避免在其他铁路设备和设施周围进行检测工作，以免干扰测量结果。
c.记录整个测量过程中的数据，并保存原始数据和处理结果。
d.对数据进行分析，并在必要时重新测量。
3.结论无缝线路钢轨温度应力检测标准是确保无缝线路安全和可靠性的重要措施。
在进行检测时，应遵循相应的标准和程序，以保证测量结果的准确性和可靠性。
对于超出标准的应力值，应及时采取修复措施，以确保无缝线路的正常运行。
无缝线路
2、打磨施工 钢轨打磨列车按要求完成对钢轨的4遍 打磨。即根据每天的作业时间，确定每天 完成的千米数，保证每千米能连续打磨四 遍，做到打一段、完一段。 3、尾工处理 （1）、利用高压风管、毛刷、扫帚将钢轨打 磨留下来的铁屑清除出无砟轨道。 （2）、重新检查钢轨焊接接头，用仿型打磨 机将平整度超限的钢轨接头打磨至合格要 求。
主要技术： 1.钢轨胶接绝缘接头的整体剪切强度抽样检验值稳 定在440～460kN，远高于美国AREA第四委员会规 定的检验标准（美国132RE钢轨胶接绝缘接头检验 标准为Lbs合2948.4kN）。 2.无缝道岔焊联和锁定,初步建立起我国独立的理论 体系，其中无缝道岔稳定性计算和道岔群纵向力 计算。 3.对各种类型结构桥梁铺设无缝线路进行了系统试 验和研究，总长超过200m的桥梁铺设无缝线路约 有500座左右，是桥上铺设无缝线路数量最多的国 家之一。铺设无缝线路最著名的大桥有九江、南 京、武汉、枝城、小南海长江大桥、济南、孙口、 长东、洛阳、三道坎黄河大桥、石龙大桥、钱塘 江二桥、襄樊大桥等等。
设置线路标志
正火
钢轨接触焊接
焊后打磨
打磨
下一作业循环
移动闪光焊施工主要工序：施工准备、 轨端打磨、焊机对位、焊接、正火、调直、 打磨、探伤及检查、恢复线路
移动闪光焊
无缝道岔技术要求 （1）无缝道岔与相邻无缝线路的焊联应在设计锁定轨温范 围内进行。 （2）无缝道岔与相邻轨条的锁定轨温差不应大于5℃。 （3）不应在道岔区进行温度放散。 （4）无缝道岔内焊接接头平直度应满足规范要求。
精磨
（11）、探伤 用钢轨探伤仪检查焊接质量，检查内部是否 有裂纹等缺陷存在。 （12）、长钢轨验收及分区存放 长钢轨基地存放时，应轨面平整、排列整齐、 堆放牢固。
无缝线路温度力
3.1 接头阻力 3.2 扣件阻力
3.3 道床纵向阻力
3.4 长轨条的温度力分布
3.5 缓冲区轨缝的计算
1/53
回顾：
• 温度应力；温度力的计算公式 • 线路的纵向阻力；
2/53
思考：
当Pt小于PH时，轨缝大小是否发生变化？
当Pt等于PH时，轨缝大小是否发生变化？ 当Pt大于PH时，轨缝大小是否发生变化？
缓冲轨 λ短缩
a上
长轨条
18/53
1）长轨与标准轨之间的预留轨缝计算方法 按冬季轨缝不超过构造轨缝ag的条件，可算得预留轨 缝a0上限 ag
缓冲轨 λ短缩
a上 λ长缩
长轨条
a上＋长缩＋短缩＝ag
a上＝ag (长缩＋短缩）
19/53
1）长轨与标准轨之间的预留轨缝计算方法 按夏季轨缝不顶严的条件，其下限为：
a下 缓冲轨 长轨条
20/53
1）长轨与标准轨之间的预留轨缝计算方法 按夏季轨缝不顶严的条件，其下限为：
a下 缓冲轨
λ短伸
长轨条
21/53
2）长轨与标准轨之间的预留轨缝计算方法 按夏季轨缝不顶严的条件，其下限为：
a下 缓冲轨
λ短伸 λ长伸
长轨条
a下－长伸 -短伸＝0 a下＝长伸＋短伸
22/53
3/53
准备知识二：道床纵向阻力r的性质 ①r为位移力，没有位移就没有r，单位N/cm或N/mm。
②锁定后，有多长范围( l )的长钢轨产生了一定的位移， 则在该范围内产生线路阻力( rl ) 。
4/53
3.4.1 基本温度力图 温度力图（以拉应力为正）——基本温度力图（轨温单向变化） 基本条件：钢轨内部温度力和钢轨外部阻力保持平衡
浅谈无缝线路在轨道交通中的应用
浅谈无缝线路在轨道交通中的应用发布时间：2021-06-22T09:50:55.500Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：殷志斌[导读] 摘要：无缝线路是指将钢轨通过焊接的方式联系成一个整体的结构物，称焊接钢轨线路，由于钢轨中存在温度应力，又称为钢轨温度应力无缝线路。
天津轨道交通运营集团工务维修分公司天津市 300170摘要：无缝线路是指将钢轨通过焊接的方式联系成一个整体的结构物，称焊接钢轨线路，由于钢轨中存在温度应力，又称为钢轨温度应力无缝线路。
依据长度不同又分为普通型和区间无缝型。
无缝钢轨是铁路重要的核心组成部分，降低后期维保成本。
根据分析，与常规钢轨相比，无缝线路的维修保养成本更低，使用寿命更长久。
同时还拥有低阻力等特点，噪音和震动大大降低。
无缝钢轨消除了多数的接头，优化了行车质量，轨道和车辆维修成本得以降低，提高了设备使用年限，首次使用受到了业界的一致关注。
本文就无缝线路在铁路中的应用进行探讨。
本文共分为三个部分：第一部分，无缝铁路的介绍；第二部分，无缝线路的设计；第三部分，无缝线路在大修时产生的问题及要求，以此来探讨无缝线路的起源，制造原理，在轨道中使用的方法及使用中的重要事项，维护方法，来达到安全正确的使用。
关键词：无缝线路，轨道交通，应用，钢轨前言城市轨道交通的出现，不但解决了城市拥堵的问题，而且提升了城市的基础建设的发展，是衡量一个现代化城市的标准之一，成为了许多发达国家乃至发展中国家大力推崇的项目。
自从英国在19世纪中期发明了地铁到现在，全球已经有超过50个国家拥有成熟的地铁网络，其中北京，纽约，东京，巴黎，莫斯科，伦敦拥有着全球最复杂的线路，最成熟的技术，最可靠的运营，虽然我国起步较晚，但凭借着坚持不懈的努力和刻苦钻研的精神，与很多发达国家一同站在了世界的巅峰。
由此可以看出轨道交通的对于城市发展建设的重要性，也是证明国家经济实力的依据，无缝线路的使用节约了维修成本同时提高了轨道使用年限，使轨道进入了新时代。
温度应力
3.2 温度应力计算在热力管线的高温作用下，衬砌和围岩都会有应力和位移的产生，因此可以分开进行分析，然后再根据接触面上的变形连续条件求出接触面上的约束力，即围岩和衬砌之间的约束作用力。
衬砌的总温度应力等于衬砌自身的应力加上衬砌与围岩的约束力。
3.2.1 衬砌自身应力根据弹性力学的平面应变问题，可以求出衬砌自身的弹性温度应力：在衬砌与围岩接触面上的衬砌径向位移为：3.2.2 弹性约束应力上面计算衬砌的自身应力时没有考虑接触面上的约束力，但是由于围岩和衬砌变形不一致，存在压应力，可以假定为P。
根据著名的拉梅公式，在外力作用下，衬砌的径向应力计算如下：则总的温度应力为：3.3 徐变温度应力计算徐变温度应力的计算思路与温度应力的计算思路一致，先计算混凝土自身的徐变温度应力，然后计算接触面的约束力，最后将力进行叠加得到衬砌的徐变温度应力。
3.3.1 衬砌自身徐变温度应力根据朱伯芳的推导，圆形隧道衬砌自身弹性徐变温度应力的计算公式如下：3.3.2徐变约束应力衬砌徐变约束应力的计算公式如下：隧道衬砌温度应力的有限元分析由于隧道内二次衬砌表面温度及二次衬砌背后一定深度的围岩体温度差的存在，在混凝土衬砌内部会产生压应力，表面会产生拉应力。
而大温度梯度会引起较大的表面拉应力或者收缩应力，可能会在混凝土表面产生表面裂缝或收缩裂缝，对衬砌结构带来严重的危害。
因此，在隧道衬砌设计与施工中有必要对考虑温度影响下的隧道衬砌受力规律进行分析研究。
利用平面应变假定、变分法和最小势能原理，分析围岩和衬砌在其自重以及衬砌内外温差作用下的变形和应力分布。
隧道的温度应力及由其引起的裂缝开展规律的研究1.1 单孔矩形或圆形截面隧道隧道衬砌早期温度应力场模拟及可靠度分析综合国内外对混凝土结构温度应力分析的方法可分为理论解法、实用算法和数值方法。
1.理论解法由于隧道桥梁等大体积混凝土边界和材料的复杂性，要求解满足所有条件的温度应力解答几乎是不可能的，所以现在一般不用理论解法来求解实际工程问题。
铁路无缝线路单开道岔附加温度应力的检算
囊 赣 漩 整 糖 ｌ — 嚣 力ｉ 翔 菪
ｘ： （ １ ｌ 》 ｉ 约 ＆甜 ｉ 鲥 ｓｏ
嚣 蛾渤 躐
矗蠼 魏 ） ３ ３躺 ４ 薹 璐 ．
轴 ｅ 髑ｅ
３道 岔检算 ３ １钢轨强 度检算 ． 检 算 公式 ： ＋ ｏｔ ｏｃ ｄｄ ≤［ ＝ ３ １５ ａ ｏｄ ＋ ＋ ＋ａ ｆ 仃】 ５ ．３ Ｍｐ
Ｉ ２ ；
ｌ。 嚣
２ 鞠 ∞ 量 《 ０ 辩． § §０
３２
夏安 １８ ｌ ５ ２
鞠
Ｓ日鹕 ｔ晚０Ｏ ０ ０ ５ Ｂａ
３ ２
２ ３ 附加温 度应 力的计 算 ．
每 一根 枕的 的附加应 力 ， 过叠 加计算 辙 跟处的 应力 即可得 出。 通 ２４ 道岔 辙跟部 位和岔 枕最 末端钢轨 应 力计 算 ．
ｍａ ｘＭ ： ＋ａｌ
＝
、 ５ ｒｍ ．９ ａ
ｓ —
＝
一
， ｍ…
ｏ ｍｍ
２道岔轴 跟部 位和 岔枕最 末端 钢轨应 力计 算 ２ １导 曲线 支距值 计算 ．
霰疆变 睦缝穗 墅 魏巍 艇 褥 莲籀 拳 经
鏊 ｉ 嚣 。 ｌｌ 销
§ｂ ｉ墨
意蓬辘
引言
ｍ溅
２ ２． （ ｘ出 ＞＝ ２ ８ ３ ． ８ ４ 嚣 ｍａ ＝ｌ ７ ７ Ｏ ４ Ｎ
高 速 ， 载是 铁路 现代 化 的发 展方 向。 重 为适 应高 速 和重 载铁 路发 展 的需 要， 应大力 发 展无缝 线路 本文通过海 拉尔南站 无缝道岔及 锁定轨温进行 ｔｉ ， ｔｔ通过计算得 出寒 也 － 区跨 区间无 缝线 路的合适 的设 计锁 定轨温 值并 检算其 应力 的稳定性 。 １设计 条件 １１ 运营 条件及站 场条件 ．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3
4
6
标准类
作业验收
津滨标准
经常保养 临时补修
时速≥160km/m标准
作业验收 经常保养 临时补修
轨 距 水 平 高 低 轨 向 三角坑
+2，-1 +4，-2 +6，-3 +2，-2 +4，-2 +6，-4 2 2 2 4 4 4 4 5 5 5 5 3 3 3 3 5 5 4 4 8 8 7 6
3
3
4
5
2
1 ( Pt1 Pt 2)2 45(t1 t 2) =2mm EA
轨温升高至最高轨温分布
峒外轨温60℃ 轨温差35℃ 峒内轨温28℃ 轨温差13℃
峒口 轨温升高至最高轨温温度力分布
Pt1=671.72kN
峒口
Pt2=249.50kN
温度周期变化隧道内外纵向力分布
③ 轨温降低 隧道内外轨温降低,钢轨收缩,因隧道外降温幅度更大,张拉隧 道内的钢轨,峒口附近的钢轨首先抵消s范围内的抗压阻力,再 克服s范围的抗拉阻力,而向隧道外位移,并产生纵向力峰Δp，
轨温降低轨温分布
峒外轨温45℃ 轨温差20℃ 峒内轨温24℃ 轨温差9℃
峒口 轨温降低温度力分布
s
ΔP=143.94kN
伸缩区
固定区
Pt PR
采用无缝线路
道岔 刚性无碴轨道 过渡段
无缝线路
浮置板
基本轨纵向力 导轨纵向力
Pt
无碴轨道立面不平顺整正
①竖曲线拟合整正 ②采用大调高 量扣件整正
③采用胶粘混凝土预制块整正
要求混凝土胶粘面的剪切强度
≥20MPa，抗拔强度P
≥15MPa
线路静态几何尺寸容许偏差管理标准（mm）
峒口 ΔP=210kN 峒口
温度周期变化隧道内外纵向力分布
⑤轨温降低至最低轨温 隧道外内轨温均降低,达到最低轨温, 隧道外的轨温降低幅度 更大, 隧道外对隧道内的钢轨产生拉力(Pt1-Pt2) ,并抵消全部抗 压阻力,再克服抗拉阻力后,峒口附近钢轨截面向隧道外位移,计 算得位移量δ=1.1mm。
轨温降低轨温分布
温度周期变化隧道内外纵向力分布
① 铺设锁定时 无缝线路铺设锁定时,隧道内外的轨温分别为15℃和25℃,而 温度力的分布均为零。
锁定时轨温分布
峒外轨温25℃ 峒内轨温15℃
峒口 锁定时温度力分布 峒口 Pt=0
温度周期变化隧道内外纵向力分布
②轨温升至最高轨温
轨温升高，隧道外轨温升至最高轨温60℃，隧道内轨28 ℃， 隧道外温度压力较大，峒口附近钢轨向隧道内位移，其值：
Pt2=172.73kN
Pt1=383.பைடு நூலகம்4kN 峒口
温度周期变化隧道内外纵向力分布
④ 轨温回降至锁定轨温 当隧道内外的钢轨温度恰回降至锁定轨温,因位移迟滞于钢 轨温度的变化,峒口附近的纵向力峰仍然存在,且达到最大值：
ΔPmax=210kN.
回到锁定轨温轨温分布
峒外轨温25℃ 轨温差0℃ 峒内轨温15℃ 轨温差0℃
峒外轨温-17℃ 轨温差-42℃ 峒内轨温-7℃ 轨温差-22℃
峒口 峒口
轨温降低温度力分布
Pt2=422.2kN
Pt1=806.1kN
城市轨道交通9号道岔无缝化
锁定导轨与基本轨的间隔铁
活接头
车站轨道采用浮置板道岔无缝化必要性
钢弹簧浮置板
道岔 刚性无碴轨道 过渡段
无缝线路
采用普通线路
浮置板
缓冲区