轨道结构理论与轨道力学(无缝线路)

此后，京广、陇海、秦沈等线路大规模铺设。
一、跨区间无缝线路的结构与优点
１.取消了缓冲区，固定区可无限延长 轨条穿越桥隧，跨过车站，完全消除了钢轨接头和由 短轨组成的缓冲区，固定区可无限延长。
2.采用重型轨道结构 为保证快速重载线路的正常运营，跨区间无缝线
路须采用重型轨道结构，以提高无缝线路的强度和稳 定性。
1900 100 定点弯曲疲劳试验 50-
2×106
330
75 980
10
2200 100 定点弯曲疲劳试验 50-
2×106
430
潮湿 1000
无螺栓 检验
2×106
（2）与其他国家的比较
国 钢轨 绝 别 类型 缘
电 阻 (M Ω)
中 60kg 10 /m
美 132R 10 E
日 50N ， 10 60K
100g 20g 9g 1g 2g
缩醛胶。聚乙烯缩醛的简称。 配方：E-44环氧树脂 聚乙烯醇缩甲醛 聚乙烯醇缩丁醛 双氰双胺
聚砜胶。 配方：E-51环氧树脂
聚砜 二甲基甲酰胺 双氰双胺
100g 35g 35g 10g
100g 20g 25g 11g
3.增强玻璃纤维布与绝缘层厚度 环氧胶粘剂中采用玻璃纤维布增强，可使树脂体 的弹性模量提高到20~30Gpa，与金属弹性模量相近。 在通常情况下，胶接强度随着胶层厚度的减少而 提高。但是胶层愈薄，钢轨同夹板绝缘可靠性愈差。 钢轨侧面胶层厚度宜为1.5~2mm。 钢轨端部胶层厚度宜采用4~6mm。
在轨腹两侧粘贴夹板，接头仍有螺栓联结，是胶接夹 板、胶接绝缘层和螺栓的复合连接。
2.胶接剂
环氧树脂＋室温或加热固化剂
橡胶类。含有羧基的丁腈橡胶与环氧胶反应后，橡胶 分子链嵌入胶的结构中，得到较高的胶接强度、抗冲 击、抗开裂性能。
E-51环氧树脂 端羧基液体丁腈橡胶 双氰双胺 咪唑 气相法二氧化硅
4.绝缘接头技术性能
（1）我国绝缘接头技术条件
轨 1m 支 绝
轴向
疲劳试验
型
距无螺 栓静载 三点弯
(kN)
缘 电 阻
(MΩ)
承压 最大 压力
(kN)
支点 距离 (cm)
试验方法
荷载 (kN)
试验 次数 (次)
50 550
10
1700 100 定点弯曲疲劳试验 50~
2×106
240
60 760
10
以环氧树脂为主要胶接材料的需加热胶接的绝缘接头 以聚合树脂为主要胶接材料的常温胶接绝缘接头
1.胶接绝缘接头结构
（1）绝缘垫层 接头钢轨的端部与侧面要加垫具有足够强度的绝缘垫 层。 （2）粘接夹板 保留联结螺栓，用胶粘剂把钢轨与夹板胶接在一起。 采用特制的大接触面积的夹板。 （3）胶粘剂与胶接层 胶接层是由胶粘剂和多层玻璃纤维布层积而成。常温 固化胶剂的基料是聚合树脂，加热固化胶粘剂的基料 为环氧树脂。
轨道结构理论与轨道力学
无缝线路
第一节 跨区间无缝线路
两种结构型式：第一种为跨越车站与无缝道岔焊联， 即常说的跨区间无缝线路。第二种为跨越闭塞分区而 不跨越车站的，又称为区间无缝线路。
与普通无缝线路的基本原理一致，设计、施工、养护 理论和方法相同，但有一些新的特点。
1980年代，国外跨区间无缝线路开始大量应用。
俄 P65 10 罗 斯
轴向 承压 最大 压力 (kN) 1900
3000
2300
2500
劳试验
试验方法
荷载 (kN)
定点弯曲疲劳 试验
滚动荷载动程 81cm
除垂直方向施加 荷载外，另加轴 向荷载±300kN
重复荷载频率： 5Hz ， 试 验 后 再 加 大 于 200kN 的 轴向压力
特大桥、不能焊连的岔区等特殊地段，需设置钢轨伸 缩调节器。
6.跨区间无缝线路的优点
（1）提高轨道结构整体性和强度 取消或减少了缓冲区，最大限度地消除了钢轨接头， 推动无缝道岔技术的开发应用，从而全面提高了轨道 的整体结构整体性和强度。
（2）优化行车条件 大量消除了钢轨接头，尤其是道岔无缝化，进一步提 高了列车运行质量。
跨区间无缝线路轨道采用60、75kg/m重轨。
3.采用胶接绝缘接头 为使长轨条跨越闭塞分区，须把绝缘接头胶接起
来，连成一个整体，消除轨缝。
4.采用无缝道岔 长轨条穿越车站时应与无缝道岔焊联，无缝道岔 须满足：
（1）在承受无缝线路温度力和附加力下正常工作。 （2）主要轨件，如尖轨、辙叉、胶接接头等，使用 寿命应达到或接近同类型钢轨的使用寿命。
50~ 330 200
±20 0
100~ 300
试验 次数 (次)
2×106
2×106
2×106
2×106
（3）扣件应全部采用弹性扣件。 （4）利用既有道岔与跨区间无缝线路焊联时，必须 对道岔结构进行改造、加强。
5.长轨节两端结构 跨区间无缝线路可长达几十甚至几百公里，其两端终 结处有三种轨端结构。 （1）锚固式 若站端为尽头线，可把长钢轨两端用钢筋混凝土锚固 在站台内。 （2）缓冲区式 由短轨组成缓冲区，与普通无缝线路相同。放在列车 需要停车或慢行的大站站内。 （3）伸缩调节器 伸缩调节器作为长轨条间的联结部件。
我国1960年代就曾在广深、胶济线试铺长度8km的无 缝线路。
1980~1981年在京山线试铺长度为7.68km和7.64km的 无缝线路，但焊接接头折断数量多，胶接绝缘接头短 期失效。
1993－1994年在京广、京山、大秦线上试铺了4段20 余km的无缝线路，并于1995年10月将高速、重载线 路要优先发展跨区间无缝线路作为技术政策。
（3）改善无缝线路受力及工作性能 轨条间可以直接传递纵向力和位移，伸缩区和
缓冲区的缺点自然消失。（１）温度力峰消失；（２） 轨道稳定性加强；（３）轨道防爬能力加强；（４） 锁定轨温容易保持。
（4）减少养护维修材料和劳力消耗 取消或减少了缓冲区，缓冲区轨料配件伤损和养
护维修投入显著减少。
二、胶接钢轨绝缘接头
欧洲铁路规定除小半径曲线或桥隧建筑物，轨条不得 不断开外，一般区间都焊联成一体，高速铁路上大量 无缝线路贯穿区间，最长无缝线路50km，德国与无 缝线路直接焊联的无缝道岔11万组。
日本青函隧道内铺设了长53.78km的无缝线路。
跨区间无缝线路大多铺设在客运专线上，俄罗斯在货 运为主的铁路上也铺有跨区间无缝线路。