第六章 无缝线路
铁道工程-第六章 无缝线路
联邦德国对小半径地段铺设无缝线路也进行了研 究，并把研究结果编入1987年再版的《联邦德国 铁路标准轨距铁路轨道规范》（OBV），规范规 定使用不同类型、不同长度轨枕、不同道床断面 以及采取轨道结构加强措施后铺设无缝线路的最 小曲线半径。
国外正线上容许铺设无缝线路的最小曲线半径
国别 俄罗斯 美 国 法 国 客 运 和 货 运 线 英 国 客 运 和 货 运 线 日本 联邦德国 丹 麦 匈牙利 捷克 南 联 盟
线路 条件 容许 铺设 无缝 线路 最小 曲线 半径 （m）
主 要 干 线
货运 密度 小的 干线
干 线
既 有 线
新干 线
主 要 干 线
次 要 线 路
干 线
S 49 钢 轨
S 54 钢 轨
混 凝 土 枕
木 枕
干 线
300
800
不 限 制
400
400
600 ~ 800
1000
350
500
300
400
500
轨枕类 型 木枕 l=2.6m 混凝土 枕 l=2.4m 混凝土 枕 l=2.6m 钢枕帽 形部分 高度 h≥ 135mm
钢轨 断面 S49 S54 UIC60 S49 S54 S54 UIC60 S49 S54 UIC60
每 3 根轨枕装 1 个枕冠 250 300 330 190 230 190 190 190 190 220
6.2 长钢轨轴向温度力
6.2.1 完全约束的长钢轨温度力
L T L
钢轨的线膨胀系数， 11.8106 / 0C
L t E t E E T L
E钢轨钢的弹性模量
E 2.1 1011 N / m2 2.1 107 N / cm2
第十讲无缝线路ppt课件
Ph.D. Associate professor School of Civil engineering, Southwest Jiaotong
University
1
第六章 无缝线路
本讲主要内容 ➢概述 ➢无缝线路基本原理 ➢无缝线路纵向温度力分布 ➢无缝线路稳定性分析 ➢无缝线路结构设计 ➢桥上无缝线路 ➢跨区间无缝线路
无缝线路是二十世纪轨道结构 进步的标志，是与高速重载相 适应的轨道结构，是轨道技术 的发展方向
3
一、概述
➢ 2、无缝线路类型*
✓ 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
✓ 温度应力式普通无缝线路是由一根焊接长钢轨及其两端2～4根标准 轨组成，普通接头，结构简单
✓ 直线轨道50kg/m和60kg/m钢轨，铺设温度应力式无缝线路允许轨温 差分别为100℃和104℃
极限值，与弹簧性质不同，不随钢轨伸缩位移的增大而增大 ✓ 扣件与道床总阻力与钢轨位移的范围成正比 ✓ 扣件阻力大于道床阻力时，道床阻力先达到极限值，它对钢轨自由
伸缩起抵抗作用，钢轨与轨枕间不产生滑动 ✓ 扣件阻力小于道床阻力时，扣件阻力先达到极限值，它阻碍着钢轨
的自由伸缩，轨枕与道床间不生滑动
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三、无缝线路纵向温度力分布
✓ 中间轨温为最高轨温Tmax与最低轨温Tmin的平均值 ✓ 年轨温差为最高轨温与最低轨温之差，低于80℃为温暖地区，高于
80℃低于90℃为寒冷地区，高于90℃为严寒地区
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二、无缝线路基本原理
➢ 3、锁定轨温*
✓ 钢轨中应力为零时为零应力状态，此时对应的轨温为中和轨温 ✓ 钢轨落槽时的平均轨温为施工锁定轨温，可将其视为中和轨温 ✓ 施工锁定轨温不一定与设计锁定轨温相同，通常允许在设计锁定轨
第六章.无缝线路
解 1、放散量计算 △l＝0.0118（900）X（±5）＝53.1mm 2、缓冲区预留轨缝计算 通过计算确定△l1及△l2均为8mm，由此得缓冲区预 留学生轨缝的总和为 ∑a =5×8＝40mm 根据现有轨缝调查，得缓冲区原有轨缝总和为 ∑b ＝20mm 不考虑线路爬行，C=0（列车惯性影响的爬行C比较 小，略去不计）。
第六章应力放散与调整第一节应力放散的应用第二节应力放散的方法第三节应力放散计算第四节应力放散施工步骤第五节应力调整钢轨温度和锁定轨温案例第一节应力放散的应用无缝线路的锁定轨温记录与设计锁定轨温不符或原锁定轨温不明时应将无缝线路焊接长钢轨全长或部分长度范围内的扣件松开采取一定的措施使钢轨伸缩当达到预计伸缩量或轨温时将线路重新锁定这项工作称为应力放散
(5)沿长轨条每50m设一处位移观测点。 (6)除固定端扣件外，全部拧松，将扣件螺帽扭 矩降至40～50N·m。 (7)要点更换合拢轨和长孔夹板，安放短轨头固 定螺栓，放散时按钢轨放散量的变化依次更换 短轨头，直至合拢。 (8)合拢后要点更换标准夹板，并按900N·m的 扭矩拧紧螺帽，同时全面拧紧扣件。 (9)确认线路恢复正常状态后，取消慢行，列车 恢复正常速度。 (10)核定锁定轨温。
三、利用观测桩的观测资料分析锁定轨温的变 化计算方法 计算公式： △t锁＝（84.7×△l）/l 式中 △t锁――― 锁定轨温改变值（升降值） △l―――― 长轨条长度变化值（mm） l ------- 轨条设计长度（m） 对单线线路，观测桩点编号顺里程增加方 向，依次编号。顺上行方向（即里程减少方向） 爬行为负，反之（即顺里程，里程增加方向） 为正。两桩间爬行量差△l，用前方桩的爬行 量减后方桩的爬行量（均带符号计算），若差 值为正则两桩间钢轨伸长，为负则两桩间钢轨 缩短，相应表明其锁定轨温上升、下降。
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
7
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%
6
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
无缝线路课件资料
第一节无缝线路的基本概念无缝线路：是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路。
无缝线路轨条长度不应短于200m，特殊地段不应短于150m。
长钢轨：焊轨工厂将焊接钢轨按工厂承轨台的可容长度，焊成长250～500m的长轨，这种厂焊钢轨叫做长钢轨。
长轨条：将工厂焊好的长钢轨运抵铺轨工地，在工地用小型气压焊机按设计长度把它焊接起来，这种在工地焊联起来的钢轨叫做长轨条。
单元轨条：一个封锁点内铺设的长轨条叫单元轨条。
无缝线路的优点：因减少了接头，所以减少了接头扣件的费用，降低了维修的工作量，提高了设备的使用寿命，增加了旅客的舒适感。
第二节无缝线路的分类一、按钢轨受力情况可分为温度应力式无缝线路和放散应力式无缝线路。
(一)温度应力式无缝线路：一般由固定区、伸缩区和缓冲区三部分构成。
1、结构形式：在长轨之间用几根普通标准长度的钢轨连接，以便于调节轨缝，这一区段叫缓冲区；长轨本身仅在两端约数十米长度范围内容许伸缩，容许伸缩的段落叫伸缩区；长轨中间不能伸缩的部分叫固定区。
固定区长度不得短于50m。
伸缩区长度一般为50～100m。
——|———|—————|———|—————|———|——缓冲区伸缩区固定区伸缩区缓冲区2、缓冲区和伸缩区的设置条件：缓冲区和伸缩区不应设置在道口或不作单独设计的桥上。
有碴桥跨度不大于16m时，伸缩区可设置在桥上，但轨条接头必须在护轨范围以外。
3、缓冲区的作用：⑴保护绝缘接头；⑵便于调节长轨伸缩；⑶便于放散应力；⑷使长轨的伸缩不直接影响道岔。
(二)放散应力式无缝线路：1、分类：自动放散和定期放散2、缺点：由于每年放散应力工作量太大，这种形式的无缝线路有被淘汰的趋势。
二、按结构可分为全区间无缝线路和跨区间无缝线路。
(一)全区间无缝线路：两相邻车站咽喉道岔之间的无缝线路，取消了缓冲区，其长轨条贯穿整个区间，这样的无缝线路叫做全区间无缝线路。
(二)跨区间无缝线路：全区间无缝线路上的长轨条与车站内的道岔和线路全部焊联成一体，道岔焊成无缝道岔。
无缝线路培训材料
稳定性分析包括对钢轨、扣件、道床 和周围土壤的相互作用进行详细研究。
03 无缝线路的施工技术
施工前的准备工作
现场勘查
对施工场地进行实地考察，了解现场环境、地形地貌、交通状况 等因素，为后续施工提供基础数据。
制定施工方案
根据现场勘查结果，制定详细的施工方案，包括施工组织、进度安 排、安全保障等措施。
秋季维护
对无缝线路进行全面检 查，修复秋季降温过程 中可能出现的轨道几何
尺寸变化。
冬季维护
加强低温环境下的监测， 确保钢轨不被冻结，保
障列车安全运行。
05 无缝线路的安全管理
安全操作规程
操作前检查
在操作无缝线路之前，必 须对设备进行全面检查， 确保设备处于良好状态且 无安全隐患。
操作规范
严格按照操作规程进行无 缝线路的操作，不得违规 操作或擅自更改操作步骤。
02 无缝线路的原理
钢轨的伸缩与温度应力
钢轨在温度变化时会发生伸缩，如果钢轨被固定，无法自由伸缩，就会产生温度应 力。
温度应力的大小取决于钢轨的长度、温度变化幅度以及钢轨的热膨胀系数。
温度应力的积累可能导致钢轨断裂或轨道几何尺寸变化，影响列车的安全运行。
无缝线路的设计原理
无缝线路是通过将标准长度的钢 轨焊接成连续轨道来消除轨缝， 从而减少列车运行时的冲击和振
动。
无缝线路的设计需要考虑钢轨的 强度、稳定性、耐久性和维护要
求。
无缝线路通常采用长轨排铺设， 并使用扣件和轨枕将钢轨固定在 道床上，以保持轨道的稳定性和
平顺性。
无缝线路的稳定性分析
无缝线路的稳定性是其安全运行的关 键因素之一。
稳定性分析需要考虑多种因素，如温 度变化、列车载荷、土壤湿度和地质 条件等。
无缝线路课件
第一节无缝线路的基本概念无缝线路：是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路。
无缝线路轨条长度不应短于200m，特殊地段不应短于150m。
长钢轨：焊轨工厂将焊接钢轨按工厂承轨台的可容长度，焊成长250～500m的长轨，这种厂焊钢轨叫做长钢轨。
长轨条：将工厂焊好的长钢轨运抵铺轨工地，在工地用小型气压焊机按设计长度把它焊接起来，这种在工地焊联起来的钢轨叫做长轨条。
单元轨条：一个封锁点内铺设的长轨条叫单元轨条。
无缝线路的优点：因减少了接头，所以减少了接头扣件的费用，降低了维修的工作量，提高了设备的使用寿命，增加了旅客的舒适感。
第二节无缝线路的分类一、按钢轨受力情况可分为温度应力式无缝线路和放散应力式无缝线路。
(一)温度应力式无缝线路：一般由固定区、伸缩区和缓冲区三部分构成。
1、结构形式：在长轨之间用几根普通标准长度的钢轨连接，以便于调节轨缝，这一区段叫缓冲区；长轨本身仅在两端约数十米长度范围内容许伸缩，容许伸缩的段落叫伸缩区；长轨中间不能伸缩的部分叫固定区。
固定区长度不得短于50m。
伸缩区长度一般为50～100m。
——|———|—————|———|—————|———|——缓冲区伸缩区固定区伸缩区缓冲区2、缓冲区和伸缩区的设置条件：缓冲区和伸缩区不应设置在道口或不作单独设计的桥上。
有碴桥跨度不大于16m时，伸缩区可设置在桥上，但轨条接头必须在护轨范围以外。
3、缓冲区的作用：⑴保护绝缘接头；⑵便于调节长轨伸缩；⑶便于放散应力；⑷使长轨的伸缩不直接影响道岔。
(二)放散应力式无缝线路：1、分类：自动放散和定期放散2、缺点：由于每年放散应力工作量太大，这种形式的无缝线路有被淘汰的趋势。
二、按结构可分为全区间无缝线路和跨区间无缝线路。
(一)全区间无缝线路：两相邻车站咽喉道岔之间的无缝线路，取消了缓冲区，其长轨条贯穿整个区间，这样的无缝线路叫做全区间无缝线路。
(二)跨区间无缝线路：全区间无缝线路上的长轨条与车站内的道岔和线路全部焊联成一体，道岔焊成无缝道岔。
无缝线路课件
第一节无缝线路的基本概念无缝线路：是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路.无缝线路轨条长度不应短于200m,特殊地段不应短于150m.长钢轨：焊轨工厂将焊接钢轨按工厂承轨台的可容长度,焊成长250～500m的长轨，这种厂焊钢轨叫做长钢轨。
长轨条：将工厂焊好的长钢轨运抵铺轨工地，在工地用小型气压焊机按设计长度把它焊接起来，这种在工地焊联起来的钢轨叫做长轨条。
单元轨条：一个封锁点内铺设的长轨条叫单元轨条.无缝线路的优点:因减少了接头，所以减少了接头扣件的费用，降低了维修的工作量，提高了设备的使用寿命，增加了旅客的舒适感.第二节无缝线路的分类一、按钢轨受力情况可分为温度应力式无缝线路和放散应力式无缝线路。
（一)温度应力式无缝线路：一般由固定区、伸缩区和缓冲区三部分构成。
1、结构形式：在长轨之间用几根普通标准长度的钢轨连接，以便于调节轨缝，这一区段叫缓冲区；长轨本身仅在两端约数十米长度范围内容许伸缩，容许伸缩的段落叫伸缩区；长轨中间不能伸缩的部分叫固定区。
固定区长度不得短于50m。
伸缩区长度一般为50～100m.-—｜--—｜—————｜———|—————|-——|-- 缓冲区伸缩区固定区伸缩区缓冲区2、缓冲区和伸缩区的设置条件:缓冲区和伸缩区不应设置在道口或不作单独设计的桥上。
有碴桥跨度不大于16m时,伸缩区可设置在桥上，但轨条接头必须在护轨范围以外。
3、缓冲区的作用：⑴保护绝缘接头;⑵便于调节长轨伸缩;⑶便于放散应力；⑷使长轨的伸缩不直接影响道岔。
(二)放散应力式无缝线路：1、分类：自动放散和定期放散2、缺点：由于每年放散应力工作量太大，这种形式的无缝线路有被淘汰的趋势。
二、按结构可分为全区间无缝线路和跨区间无缝线路。
(一)全区间无缝线路：两相邻车站咽喉道岔之间的无缝线路,取消了缓冲区，其长轨条贯穿整个区间，这样的无缝线路叫做全区间无缝线路。
(二)跨区间无缝线路：全区间无缝线路上的长轨条与车站内的道岔和线路全部焊联成一体，道岔焊成无缝道岔。
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无缝线路
一、填空题
1、无缝线路根据处理钢轨内部温度应力方式的不同，可分为和。
2、线路纵向阻力包括、、。
3、判别结构稳定的准则一般有和。
4、在和应布置足够的防爬设备，以保证无相对无钢轨相对于轨枕的纵向移动。
5、梁轨相互作用原理说明了产生纵向力的充要条件：和。
6、无缝道岔检算项目：、、。
7、我国无缝线路稳定性计算中，初始弯曲分为和。
8、道床纵向阻力是由和组成。
二、选择题
1、失稳过程中钢轨温度力增大，但是轨道不变形的阶段为（）
A、持稳阶段
B、胀轨阶段
C、平缓阶段
D、跑道阶段
2、60kg/m轨最不利的初弯波长：( )
A、700cm
B、720cm
C、730cm
D、710cm
三、名词解释
1、失稳（胀轨跑道）：
2、锁定温度：
3、无缝线路：
4、道床纵向阻力：
5、伸缩力：
四、简答题
1、影响无缝线路稳定性的因素。
2、无缝线路稳定性计算公式的假设。
3、分别简述无缝线路中伸缩区、固定区、缓冲区的定义。
4、桥上铺设无缝线路的意义。
五、计算题
某区间温度应力式无缝线路，铺设60kg/m钢轨（钢轨弹性模量为20.6×104MPa,线膨胀系数为11.8×10-6/℃,断面积为77.45 cm2）,现已知锁定轨温为25℃，当地最高气温为42.6℃，最低气温为-27.4℃，（1）计算钢轨所承受的最大温度压力和最大温度拉力；（2）计算伸缩区长度。
答案
一、填空题
1、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发散
温度应力式。
2、线路纵向阻力包括接头阻力、扣件阻力、道床纵向阻力。
3、判别结构稳定的准则一般有能量法和静力平衡法。
4、在伸缩区和缓冲区应布置足够的防爬设备，以保证无相对无钢轨相对于轨枕
的纵向移动。
5、梁轨相互作用原理说明了产生纵向力的充要条件：梁轨相对位移和线路纵向
阻力。
6、无缝道岔检算项目：基本轨强度和稳定性、尖轨和心轨纵向伸缩位移、传力
部件的强度。
7、我国无缝线路稳定性计算中，初始弯曲分为弹性初始弯曲和塑性初始弯曲。
8、道床纵向阻力是由轨枕与道床之间的摩阻力和枕木盒内道砟抗推力组成。
二、选择题
1、失稳过程中钢轨温度力增大，但是轨道不变形的阶段为（A）
A、持稳阶段
B、胀轨阶段
C、平缓阶段
D、跑道阶段
2、60kg/m轨最不利的初弯波长：( B )
A、700cm
B、720cm
C、730cm
D、710cm
三、名词解释
1、失稳（胀轨跑道）：无缝线路在夏季高温季节，由于钢轨内部存在巨大压力，
引起轨道的横向变形，在外来因素（列车动力或人为因素）干扰下，轨道弯曲变形突然增大的现象。
2、锁定温度：无缝线路钢轨被完全锁定时的轨温，此时钢轨内部的温度力为零。
所以锁定轨温又叫零应力轨温。
3、无缝线路：是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线
路。
4、道床纵向阻力：道床抵抗轨道框架纵向拉移的阻力。
5、伸缩力：因温度变化梁伸缩引起的相互作用力。
四、简答题
1、影响无缝线路稳定性的因素。
答：保持稳定的因素：道床横向阻力轨道框架刚度
丧失稳定的因素：钢轨温度压力轨道初始弯曲。
2、无缝线路稳定性计算公式的假设。
答：无缝线路稳定性统一公式：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：假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等的计算公式。
3、分别简述无缝线路中伸缩区、固定区、缓冲区的定义。
答：无缝线路长轨节中部承受大小相等的温度力，钢轨不能伸缩，称为固定区。
在两端，温度力是变化的，在克服道床纵向阻力阶段，钢轨有少量的伸缩，称为伸缩区。
伸缩区两端的调节轨称为缓冲区。
4、桥上铺设无缝线路的意义。
答：减少列车车轮对桥梁的冲击作用，提高列车通过桥梁的舒适性和安全性，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量，提高列车过桥速度。
五、计算题
略。