高速铁路无缝线路服役状态监测理论与实践(余祖俊等)思维导图
无缝线路理论知识
无缝线路理论知识一、发展无缝线路的意义无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。
它是当今轨道结构的一项重要新技术，世界各国竞相发展。
在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于接缝的存在，列车通过是发生冲击和振动，并伴随有打击噪声，冲击力可达到非接头区的三倍以上。
接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及连接零件的使用寿命缩短、维修劳动费用的增加。
养护线路接头区的费用占养护总经费的35%以上；钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他部位大2-3倍；重伤钢轨60%发生在接头区。
随着列车轴重、行车速度和密度的不断增长,上述缺点更加突出，更不能适应现代高速重载运输的需要。
为了改善钢轨接头的工作状态，人们从本世纪三十年代开始至今，一直致力于这方面的研究与实践,采用各种方法将钢轨焊接起来构成无缝线路。
这中间首先遇到了接头焊接质量问题；其次就是长轨在列车动力和温度力共同作用下的强度和稳定问题；还有无缝线路设计、长轨运输、铺设施工、养护维修等一系列理论和技术问题。
随着上述一系列问题的逐步解决，无缝线路在世界各国得到了广泛的运用。
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的维修费用减少,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费用30%~70%。
在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。
这些优点在行车速度提高时尤为显著。
二、无缝线路的类型无缝线路根据处理钢轨内部温度应力方式的不同，可分为温度应力式和放散温度应力式两种。
温度应力事无缝线路是由一根焊接长钢轨及其端2~4根标准轨组成，并采用普通接头的形式。
无缝线路铺设锁定后，焊接长钢轨因受线路纵向阻力的抵抗，两端自由伸缩受到一定的限制，中间部分完全不能伸缩，因而在钢轨内部产生很大的温度力，其值随轨温变化而异。
最新7.无缝线路教学课件ppt课件
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二、无缝线路的种类 无缝线路的类型分为温度应力式和放散温度应力式两
类。 温度应力式无缝线路是把焊接长轨节铺在线路上，拧
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
伸缩区：无缝线路长轨条两侧，在温度力作用下发生
限制伸缩的区段叫伸缩区，伸缩区长度根据年轨温差幅度、
道床纵向阻力、钢轨接头阻力等参数计算确定，一般为
50～100m，我段管内是否为75m。
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固定区：长轨条的中间部分不能伸缩的这段线路， 叫做固定区，固定区长度根据线路及施工条件确定， 最短不得短于50m。 设计锁定轨温：亦称中和轨温，它是根据线路的具体 条件，通过轨道强度计算和稳定性检算确定的零应力 轨温。 设计锁定轨温范围：一般按t设±5℃。我段管内为 20℃（±5℃）。 锁定轨温：实际上指的就是零应力轨温，是把长轨条 扣结于轨枕时的轨温，或者说是锁定钢轨时的轨温。 零应力轨温指钢轨内部温度力为零时的轨温。也就是 说，铺设无缝线路时，在设计轨温范围内把长轨条锁 定时的轨温。一般规定，铺设时长轨条始端和终端落 槽就位时分别测得的轨温的平均值为锁定轨温。
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三、无缝线路上的各种力 1、纵向阻力：接头阻力，扣件阻力、 道床纵向阻力。 2、横向阻力：道床横向阻力，轨道框 架水平刚度。 3、竖向阻力：道床竖向阻力，轨道框 架垂直刚度。
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第二章 养护与维修
第一节、无缝线路养护维修的基本原则和要求 1、无缝线路应在设计锁定轨温范围内锁定。线路
锁定后, 则养护维修作业不应当改变其锁定轨温。 2、 实际锁定轨温如与设计锁定轨温范围不符, 或
第十一讲无缝线路
120% 100% 80% 60% 40% 20%
0% 作业前 扒碴
捣固
回填
夯拍 逆向拔道
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四、无缝线路稳定性分析
➢ 4、道床横向阻力*
✓ 反映其自身抵抗弯曲能力的参数 组成
✓ 无缝线路稳定性统一公式 1977年提出，假定变形曲线波长与初始波长相等，并取变形为
2mm时对应的温度压力，除以安全系数，即为保证线路稳定的允 许温度压力。 ✓ 不等波长稳定性计算公式
1990年开始实施，假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等的 计算公式 ✓ 国外计算公式 美国kerr、英国、法国、俄罗斯、日本均有相应的计算公式
l2
1 Q
2EI
y
2
R
2EI y 2 R
2
EI y 5 2
(f
f
0e
)Q
步骤1：f＝0.2 cm，计算l 步骤2：波长不等，计算f0e 步骤3：安全系数取1.3，计算[P]
f
0e
l
2 0
f 0e 4002
[P] PN K
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➢ 4、道床横向阻力*
✓ 道床抵抗轨道框架横移的阻力
道床 钢轨 扣件 10%
25%
65%
枕端抗推力30% 枕侧摩擦力20%~30% 枕底摩擦力50%
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四、无缝线路稳定性分析
➢ 4、道床横向阻力*
✓ 表示方法
单根轨枕的横向阻力Q 道床单位横向阻力q
高速铁路轨道维修理论
轨面短波不平顺不仅会引发强烈的轮 轨冲击，还可导致轮重减载率下降、钢轨 断裂，乃至恶性脱轨事故，在高速条件下， 它还将引起很大的轮轨噪声。同时，波长 短于2米的焊缝不平、轨面剥离、擦伤、波 形磨耗等各种微小的轨面短波不平顺均是 发展形成更大的严重不平顺、恶化轨道几 何状态的重要根源。
焊缝不平顺为0.2mm/m时的减载率
10
1
规范要求控制下 建议要求控制下
10
0
谱 密 度 PSD（ mm 2/(1/m)）
10
-1
10Leabharlann -210-3
10
-4
10
-4
10
-3
10 空 间 频 率 （ 1/m）
-2
10
-1
10
0
图1 人体器官固有频率
短波不平顺靠磨，影响行车安全性 中波不平顺靠调，影响乘坐舒适性 长波不平顺靠修，影响行车平稳性
在轨道不平顺谱估计中应用 1 数据来源
合武线麻城工务段管辖内，里程为712~729的动检数据。
合武线，设计时速为250km/h，东起安徽合肥，西至湖北 武汉，是我国“四纵四横”快速客运网的重要组成部分。 15.3km的数据，采样间隔为0.25m，总共65300个数据点， 每小段取4096，重叠2048，30~31次平均
孟宝线打磨前后轨道谱
孟宝线于今年11月对K0~K60范围内对钢轨进行打磨，从功率谱密度图 上可以看出在波长1~3m范围内打磨对高低有明显改善效果。
动态分析系统
4、轨道不平顺控制方法
长、短、中波均要控制 我国《高速铁路设计规范（试行）》中对轨道高低和方向的控制指标 有三个：10m弦的正矢差、30m弦5m校核值、300m弦150m校核值。 建议相隔1枕校核值≤1mm、相隔8枕校核值≤2mm、相隔240枕校核 值≤10mm。分别用于控制轨道短波、中波、长波不平顺。
GPS控制测量(CP0,CPⅠ,CPII) PPT
（ CP0， CPⅠ，CPⅡ）
中南大学
一、三网合一
➢ 1、目的 为统一高速铁路工程测量的技术要求，保证其
测量成果质量满足勘测、施工、运营维护各个阶段 测量的要求，适应高速铁路工程建设和运营管理的 需要。
➢ 2、主要技术要求 ❖ 高速铁路工程测量平面坐标系应采用工程独立坐标系统，
在对应的线路轨面设计高程面上坐标系统的投影长度变 形值不宜大于10mm/km。
❖ 用作CPⅠ控制网约束平差的约束点间边长相对 中误差应满足<规范>的规定；
❖ 约束平差中基线向量各分量改正数与无约束平 差同一基线改正数较差的绝对值应满足下式要 求，并提供约束平差后相应坐标系的空间直角坐 标，基线矢量及其改正数和其精度信息
dVVx 2
dVVy 2
dVVz 2
四、CPⅡ 控制测量
Wx 3 n
Wy 3 n Wz 3 n
Ws 3 n
4、CPⅠ控制网平差及坐标转换应符合下列规定
❖ 无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下 式的要求，并提供无约束平差WGS-84 坐标系中的空间 直角坐标，基线矢量及其改正数和其精度信息
VVx 3 VVy 3 VVz 3
其中，在计算σ时，取a=5mm，b=1mm/Km,d取各 时段基线长度平均值。
1、CPⅡ控制测量原则
❖ CPⅡ控制网宜在定测阶段完成； ❖ 采用三等GPS测量或三等导线测量方法施测；
➢ 2、观测要求
➢பைடு நூலகம்3、数据处理
什么是单基线解？什么是多基线解？
公式如何理解？
公式3.2.8-2中：
➢ 4、CP0复测要求
三、CPⅠ 控制测量
1、CPⅠ控制测量原则 ❖ CPⅠ控制网宜在初测阶段建立，困难时应在定
《轨道状态检测》课件
城市轨道交通
城市轨道交通是轨道状态检测的重要应用场景之一。轨道状 态检测技术可以实时监测轨道的几何尺寸、钢轨表面损伤、 道岔状态等信息，确保列车安全、高效运行。
城市轨道交通具有高密度、高速度、高安全性能的要求，轨 道状态检测技术能够提供及时、准确的轨道状态数据，为运 营维护提供科学依据。
高速铁路
《轨道状态检测 》PPT课件
目 录
• 轨道状态检测概述 • 轨道状态检测技术与方法 • 轨道状态检测的应用场景 • 轨道状态检测的挑战与解决方案 • 轨道状态检测的未来展望
01
CATALOGUE
轨道状态检测概述
定义与目的
定义
轨道状态检测是对轨道的几何状 态、动力学行为、材料性能等进 行量化的过程，是保障列车安全 、高效运行的重要手段。
提高效率
准确的轨道状态检测可以为列车的运 行控制提供可靠的数据支持，优化列 车的调度和运行计划，提高铁路运输 效率。
检测技术的发展历程
传统检测技术
包括目视检测、锤击检测等，这 些方法精度低、效率差，难以满
足现代铁路运输的需求。
现代检测技术
如雷达检测、激光检测、红外检 测等，这些技术具有高精度、高 效率的特点，能够实时、快速地
详细描述
通过使用各种测量技术和设备，如激光测距仪、全站仪和轨道检查车等，轨道 几何状态检测能够精确测量轨道的平直度、水平度、轨距、超高、扭曲等参数 ，及时发现和纠正轨道的几何偏差。
轨道动力学状态检测
总结词
轨道动力学状态检测主要研究列车通过时轨道的动力学响应，评估轨道的稳定性 和安全性。
详细描述
通过在轨道上安装振动传感器和加速度计等设备，轨道动力学状态检测能够实时 监测轨道的动力学参数，如振动频率、振幅和加速度等，分析轨道的动力学行为 ，预测轨道的疲劳寿命和维护需求。
轨道结构理论与轨道力学(无缝线路)
（4）客运专线道岔 250km/h、18号客专道岔。 转辙器：标准轨距； 60D40跟端固定弹性可弯尖轨； 尖轨尖端3mm藏尖式结构； 3个牵引点，无卡阻新型 外锁闭装置，牵引点间设密贴检查器；多对尖轨限位 防跳结构及防跳顶铁；间隔设置辊轮滑床板及弹性夹。 辙叉：60D40长、短心轨构成单肢弹性可弯心轨；2个 牵引点；侧股设置护轨防止车轮对长心轨曲股侧磨； 心轨前部设防跳卡铁、中部设置防跳顶铁，后端设单、 双边扣板；特种断面模锻翼轨。 其他结构：Ⅱ型弹条扣件，各部位铁垫板下橡胶垫板 刚度不同；铁垫板与板下胶垫采用硫化技术制成复合 结构。
允许尖轨较大纵向位移的外锁闭装置
多机多点牵引
滚轮滑床台
弹性夹结构
3.国内各种无缝道岔的主要特点
（1）第一代提速道岔 1995年研制，适应140、160km/h速度，60kg/m钢轨 12、18号可动心轨道岔。 道岔侧股平面线形由半切线形改为切线型；增长了固 定辙叉道岔直向护轨长度；道岔全长范围内设置了1： 40轨底坡或轨顶坡；轨距均为1435mm；木岔枕和钢 筋混凝土岔枕，转辙器岔枕的最短长度增加到2.7m， 垂直于道岔直股布置，间距600mm；Ⅱ型或Ⅲ型弹条 扣件。 可动心轨道岔采用长翼轨结构；尖轨跟端直侧股设置 一对限位器；尖轨及心轨尖端伸缩位移容许值 ±15mm。
（3）设计标准 轨条布置及锁定轨温：单元轨条长度应尽可能长；相 邻单元轨条的锁定轨温差不大于5℃，区间内单元轨 条的锁定轨温差不大于10℃。 位移观测：铺设前应预埋钢轨纵向位移观测桩。单元 轨长大于1200m时，设7对（起迄点、距起迄点100m 及400m、中点各1对）；单元轨长不大于1200m时， 设6对（中点不设）；每组道岔设置3对位移观测桩 （道岔前、后，间隔铁或限位器处各1对）。 无缝道岔应单独设计，设置于无缝线路固定区。
铁路无缝线路知识大全
铁路无缝线路知识大全一、内容概要无缝线路基本概念：介绍了铁路无缝线路的定义、发展历程、主要特点及其在现代铁路交通中的重要作用。
无缝线路结构设计：详细阐述了无缝线路的结构设计原理，包括轨道结构、扣件系统、跨区间无缝线路设计等。
无缝线路施工与养护：介绍了无缝线路的施工流程、施工方法以及施工中的注意事项，同时阐述了无缝线路的养护标准、检测方法以及维修策略。
无缝线路应力管理：讲解了无缝线路应力分布、计算及调整方法，以及应力对线路性能的影响。
无缝线路的力学行为：分析了无缝线路在运营过程中的力学行为，包括轨道几何形变、钢轨疲劳、温度应力等。
无缝线路的材料与设备：介绍了无缝线路所使用的材料，如钢轨、扣件、轨道板等，以及相关的设备，如焊接设备、检测设备等。
无缝线路的未来发展：展望了铁路无缝线路的未来发展趋势，包括新技术、新材料的应用以及智能化、自动化等方面的进步。
本书内容全面、系统，既适合从事铁路无缝线路设计、施工、养护的工程技术人员阅读，也适合作为高等院校相关专业的教材，供师生参考学习。
1. 铁路无缝线路的概念及发展历程铁路无缝线路，也被称为无砟轨道或连续焊接钢轨线路，是现代化铁路建设的重要发展方向。
它是通过将若干段钢轨进行焊接，形成一条连续、无缝的轨道，从而大大提高铁路的运行效率和安全性。
这种线路的主要特点是钢轨之间无缝隙，减少了列车行驶时的接缝冲击，提供了更为平稳、高速的行车环境。
铁路无缝线路的发展历史可以追溯到19世纪末期。
早期的铁路线路由于钢轨长度的限制和连接技术的落后，存在着大量的接缝，这不仅影响了列车的运行速度，也增加了运营维护的难度。
随着工业技术的进步，钢轨制造和焊接技术得到了飞速的发展，为铁路无缝线路的建设提供了技术支撑。
20世纪XX年代起，随着高强度钢轨的出现和焊接技术的成熟，无缝线路开始得到广泛应用。
最初的无缝线路主要在短距离、高密度的城市地铁或轻轨中出现，随着技术的发展和工程实践的不断积累，无缝线路逐渐应用到更长距离、更高速度的干线铁路中。