无缝线路稳定性11
无缝线路稳定性
其中λ1=（Pt-PH）2/2EFp
λ2=L(Pt-PH)L /2EF- pL2/8EF
例：上海地区，铺设60kg/m钢轨无缝线路，Tmax=60.3度Tmin=-12.2度，PH=460kN P=9.1N/mm F=7745mm2TS=24±5度，求预留轨缝值。
则6.1＜入预＜11.9mm
在其中任选一值均可，一般选7—8mm，绝缘接头处留10mm
例2：某无m，钢轨断面积F=6580mm2Tmax=59度Tmin=-10度Ts=24±5度，计算预留轨缝。
解：1、max△T压=Tmax—TS下=59—19=40度
第一阶段：当轨温升高，首先由接头阻力克服钢轨伸长，其内部产生温度压力，但超过pa后接头阻力才被克服
Pt=2.5△tF=PH△t=PH/2.5F
例：50kg/m钢轨，6孔﹠24mm螺栓，PA=2.7×105N。求克服接头阻力的温度升降幅度。
△t=2.7×105/2.5×6580=16°c
第二阶段：轨温继续升高，道床阻力开始组织钢轨伸长，钢轨内部又产生温度力，要使距轨端x处的钢轨开始位移则需克服x*p（单位纵向道床阻力）的力，根据平衡条件
=0.39cm
λ2=L(Pt-PH)L /2EF- pL2/8EF
=25000×（797735—460000）—9.1×（25000/2）2/8×2.1×105×7745
=2.2mm
（4）、计算最高温度时钢轨的伸长量：
λ1=（Pt-PH）2/2EFp
=（799671—460000）2/2×2.1×105×7745×9.1
Pt=PH+XP X=Pt-PH/P
若已知最大温度力，即可算出伸缩区长
重载铁路无缝线路稳定性分析
无 缝破 坏 ，俗称 胀 轨 跑 道 。 当轨 温 开 始 高 于 零 应 力轨 温
时 ， 轨 内 已产 生温 度 压 力 ， 轨 道 仍 能 保持 初 始状 钢 但 态， 并不 变 形 ， 时轨 道 增 加 的能 量 以压 缩 变 形 能 的 这
主要 因素 是 温 升 幅值 、 始 不 平顺 、 道 框架 的抗 弯 初 轨 茶 坞 工 务 段 管 辖 大 秦 正 线 Ｄ ６ ＋０ 一 Ｋ ４ Ｋ１４ ０ ０ Ｄ ６２
＋ ０ 一ｌ ００ 二 下行 共 计 ９ ６ ｍ， 占大 秦 线 全 长 的 ２３ 所 ５ｋ 约 ／， 管辖 的大 秦 下 行 正线 全 部 为 跨 区 间无 缝 线 路 ，上 行 刚度 和道 床横 向分布 阻 力 。 １１ 温 升 幅值 ． 温 升 引起 钢 轨 轴 向 温 度压 力 增 高 ，是 影 响无 缝 线路 稳定 的根本 原 因 。一 般来 说 ， 轨温 度 压力 偏 高 钢 地段 的无 缝 线路 易丧 失 稳 定性 。为 降 低 长 轨 条 的温 度压 力 ， 选择 适宜 的 锁定 轨 温 （ 需 零应 力轨 温 ） 。如果 实 际锁 定 轨 温 比设 计 锁 定 轨 温低 很 多 ，有 可 能 导致 无 缝 线 路 丧 失 稳定 性 ， 生胀 轨 跑 道 ， 至 酿成 列 车 发 甚
部 分 薄弱 路 段 ２ ０ 换 铺 无 缝 线 路 ， 缝 线 路 的养 ０８年 无
护 和管 理 是 工 作重 点 。无 缝线 路 轨 道 结 构 的突 出 问 题 是 限制 了钢 轨 的伸 缩 ， 升较 大 时 ， 温 钢轨 内部 积 存
巨大 的温 度 压 力 ，可能 造 成 轨 道臌 曲 ，危 及 行 车 安
全 。 因此 ， 对无 缝线 路 稳定 性 分 析具 有重 要 意 义 。
无缝线路轨道稳定计算
P
EI 2 (
f
f
foe ) l2
4
3
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l2
2
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4Q
3
t
f
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fEI
2
4Q
3
t
f
P 两根钢轨计算温度压力（N） E 钢轨弹性模量，2.110（7 N / cm2）
I 两股钢轨对垂直中和轴 的惯惯性矩cm4）
轨道框架刚度系数，取 为1
l 轨道原始弯曲波长（cm）
2、影响无缝线路稳定性的因素
试验研究及运营经验表明，影响无缝线路稳定性的主要因素有：钢轨的温升 幅度、轨道原始不平顺、道床横向阻力以及轨道框架刚度等。前两项是促使 无缝线路轨道失稳的因素，后两项是保持稳定性的因素。另外，道床纵向阻 力和中间扣件的抗扭转作用对无缝线路轨道稳定性影响较小。
钢轨的温升幅度
L T L
钢 轨 的 线 膨 胀 系 数 ， 11.810 6 / 0C
t
E
t
E
L L
E
T
E钢 轨 钢 的 弹 性 模 量
E 2.11011 N / m2 2.1107 N / cm2
T Ts - T
Ts-钢轨锁定轨温，又称零应力轨温（℃） T-钢轨计算温度（℃）；高温时，取当地气温加
maxPt2=248max△T2F=248×47.9×77.45＝
900.5kN
（1）计算模型的建立
无缝线路轨道出现的原始弯曲大多数是单波形的。轨道原始不平顺的总长度 以l0表示，随着钢轨轴向压力的增长，其中l长度范围内将发生新的横向位移 增量，并以虚线表示，其位移变形矢度为f，与之对应的原始弯曲矢度为f0， 线路曲率半径R所对应的矢度是fr。根据力学分析原理可取出l长度范围的一 段轨道作为脱离体，分析无缝线路轨道稳定性，于是得到力学计算模型，并 建立下列基本假定：
无缝线路知识考试题
无缝线路知识考试题公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]无缝线路部分测试题一、填空题1.无缝线路应力调整是指不改变长钢轨原来的长度，在部分地段钢轨有伸有缩，将应力调整均匀。
2.无缝线路的稳定性，就是指由于温度升高，钢轨所产生的温度压力与道床阻力、轨道框架刚度反作用力之间的相对平衡。
3.道床抵抗轨道框架横向位移的阻力叫道床横向阻力。
4.道床横向阻力是阻止线路胀轨跑道的重要因素，对无缝线路的稳定起保证作用。
5.无缝线路的纵向阻力是指阻止钢轨及轨道框架纵向伸缩的阻力。
6.无缝线路的纵向阻力包括接头阻力、扣件阻力和道床纵向阻力。
7.跨区间无缝线路绝缘接头，采用厂制胶接绝缘钢轨。
8.无缝道岔的钢轨绝缘接头采用胶接绝缘接头。
9.无缝道岔的高锰钢整铸辙叉前后4个接头采用冻结接头，其余接头全部焊接。
10.每段无缝线路应设位移观测桩5～7对，固定区较长时，可适当增加对数。
11.跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度大于1200m时，设置7对位移观测桩。
12.跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度不大于1200m时，设置6对位移观测桩。
13.对于无缝线路锁定轨温不明不准者，应有计划地安排在设计锁定轨温范围进行应力放散。
14.无缝线路常见的放散方法有列车碾压法、拉伸法、撞轨法。
95.跨区间和全区间无缝线路和无缝道岔上的绝缘接头必须采用胶接绝缘。
15.铺设无缝线路施工按流程包括焊接、装卸、运输、换轨、整修等主要作业。
16.铺设无缝线路施工时工地焊接应对焊缝进行焊后热处理，并进行探伤检查，不符合质量要求的焊头，必须锯切重焊。
17.混凝土宽枕线路起道作业时，应采用枕下垫砟和枕上垫板相结合的方法。
18.在道岔转辙部分改道时，应将曲股基本轨弯折尺寸和尖轨侧弯整修好。
19.无缝线路地段应根据季节特点、锁定轨温和线路状态，合理安排全年维修计划。
20.无缝线路应力放散可根据具体条件采用滚筒配合撞轨法，或滚筒结合拉伸配合撞轨法。
内外力矩平衡法计算无缝线路轨道稳定性
内外力矩平衡法计算无缝线路轨道稳定性无缝线路轨道稳定性是火车运行安全的极大保障，作为一种常用的工程分析方法，内外力矩平衡法在无缝线路轨道的稳定性工程中有着广泛的应用。
内外力矩平衡法的原理是利用火车与线路的内外力耦合作用来分析无缝线路轨道的稳定性问题。
通过对外力和内力的状态以及其抗力的平衡性，可以计算出火车在各个轨道区段的受力情况，并对运行的安全性进行评估。
无缝线路的内外力耦合系统是一个复杂的机械系统，受外力和内力的综合影响。
外力由恰当的坡度和半径曲线可以得到而内力由车辆动力系统耦合火车与线路之间的摩擦力和挤压力构成。
整体系统均匀互利受外力、内力共同影响，能够使轨道保持稳定。
为了获得无缝线路轨道的稳定性，从火车与线路系统中求出内外力分量，从而计算出无缝线路的稳定性。
这一过程需要考虑到车辆的质量、空气阻力加速度和分型轨道参数，使用Newton-Raphson方法可以评估出各个轨道区段的稳定性。
受到外力和内力相互作用，无缝线路轨道稳定性受到影响，内外
力矩平衡法可以了解火车运行时在每一路段的被动力学变化，从而了
解并确保整个系统的稳定性。
内外力矩平衡法的特点是以火车与线路之间的内力和外力互相耦
合作用，使得线路曲率及坡度变化对车轮胎的受力有着影响，使系统
加快模拟速度，减少模拟时间，从而计算出准确的火车运行安全稳定
性数据。
内外力矩平衡法是目前用来估算无缝线路轨道稳定性的常用分析
工具，必须对外力和内力的交互作用都有深入了解，可以获得准确的
分析结果。
此外，在火车与线路系统之间发挥作用的外力和内力较多，而这些力量的分量也不容小觑，在实际进行计算时也需要较高的精度。
无缝线路稳定性分析及加强措施
无缝线路稳定性分析及加强措施无缝线路在钢轨内部巨大的温度力作用下，容易引起轨道的横向变形，在列车动力或人工作业等干扰下，轨道弯曲变形有时会突然增大，这一现象常称为胀轨跑道，在理论上称为丧失稳定。
这对列车运行的安全是个极大威胁。
无缝线路的稳定性分析主要目的是研究轨道臌曲的发生规律，分析产生轨道臌曲的力学条件和主要影响因素。
通过分析这些因素，制定相应的预防措施，提高无缝线路的稳定性。
标签：无缝线路稳定性措施一、无缝线路稳定性影响因素1.道床横向阻力对无缝线路稳定性的影响道床的约束阻力主要受到维修的扰动和其他原因的影响而发生改变。
道床纵向阻力系指道床抵抗軌道框架纵向位移的阻力。
它是抵抗钢轨伸缩，防止线路爬行的重要参数。
道床抵抗轨道框架纵向阻力的位移是由轨道与道床的摩阻力和枕木盒内道碴抗推力组成的。
道床横向分布阻力是指道床抵抗轨道框架的横向阻力。
它是防止胀轨跑道，保持轨道稳定的重要原因。
道床横向阻力是由轨道两侧及底部与道碴接触面之间的摩阻力和轨枕端头阻止横移的阻力组成。
道床横向阻力对于无缝线路横向稳定性的影响很敏感，是保持无缝线路稳定的主要因素。
有关资料结果表明，保持轨道的稳定性，道床横向阻力起65%的作用。
道床的饱满程度，道床肩宽，道床肩部堆高，道砟种类及粒径尺寸，线路维修作业影响，行车条件和轨枕类型是影响道床横向阻力的主要因素[1]。
在无缝线路轨道沉降段，由于路基沉降引起轨枕和道床接触减小，道床横向阻力降低。
由“统一公式”，道床横向阻力减小，即等效道床阻力Q值降低，轨道允许温度力[P]降低，无缝线路稳定性减低[2]。
由不等波长稳定性计算公式，初始道床横向阻力降低，无缝线路处于平衡状态的温度力降低，稳定性降低。
即沉降段中，由于道床横向阻力的降低，无缝线路稳定性降低。
2.轨道框架刚度对无缝线路稳定性影响轨道框架刚度在水平面内等于两股钢轨的水平刚刚度（即横向刚度）以及钢轨与钢轨结点间的扣件阻矩之和。
两股钢轨水平面内的刚度之和（为一根钢轨对竖直轴的惯性矩）。
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
17
➢ 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
轨道工程复习试题及参考答案
轨道工程复习试题及参考答案1、名词解释1. 轨道几何形位:轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸，它包括静态与动态两种几何形位。
2. 轨底坡：钢轨底边相对轨枕顶面的倾斜度，我国直线轨道的轨底坡标准是1/40。
3. 轨距：在轨道的直线部分，两股钢轨之间应保持一定距离，轨距是指钢轨头部踏面下16mm范围内两股钢轨工作边之间的最小距离。
轨距一般采用道尺或其它工具测量。
4. 固定轴距：同一车架或转向架始终保持平行的最前位和最后位中心间的水平距离。
5. 道岔有害空间：辙叉咽喉至叉心实际尖端之间的距离。
6. 胀轨跑道：在温度力不太大时，随着温度力的增大，轨道首先在薄弱地段发生变形随着温度力的增大，变形也增大；当温度力达到临界值时，此时稍有外界干扰或温度稍有升高，轨道发生很大变形而导致轨道破坏，这一过程称为胀轨跑道。
7．道床厚度：直线轨道或曲线轨道内轨中心轴枕底下道床处于压实状态时的厚度。
8．锁定轨温：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，锁定轨温又叫零应力轨温。
9．欠超高：当实际行车速度大于平均速度时，要完全克服掉离心力，在实设超高的基础上还欠缺的那部分超高，叫欠超高。
10．过超高：平均速度对应的超高与实际运营的最低速度所对应的超高差。
11. 道床系数：要使道床顶面产生单位下沉必须在道床顶面施加的单位面积上的压力。
12．横向水平力系数：钢轨底部外缘弯曲应力与中心应力的比值。
13. 轨道爬行：由于钢轨相对于轨枕、轨排相对于道床的阻力不足而发生的轨道纵向位移叫轨道爬行。
14. 城市轨道交通：城市轨道交通系统泛指城市中在不同形式轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市中地铁、轻轨、有轨电车、独轨交通、直线电机轨道交通、磁悬浮轨道交通等轨道交通的总称。
15．查照间隔：护轨作用边至心轨作用边的距离叫查照间隔D1（1391~1394mm）；护轨作用边至翼归轨作用边的距离叫查照间隔D2（1346~1348mm）。
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三、无缝线路胀轨跑道 无缝线路胀轨跑道的三个阶段
Pபைடு நூலகம்
胀轨阶段
跑道阶段
B
N
持 稳 阶 0 段0
S
S
0+
oe+ op
=2mm
什么叫无缝线路的胀轨图 跑道3-9
四、影响CWR稳定性的因素
促使无缝线路失稳的因素（或称有利因素）： 钢轨的温升幅度 轨道原始不平顺
保持无缝线路稳定性的因素： 道床横向阻力 轨道框架刚度
●根据稳定条件确定允许的升温幅度
●中和温度的确定
●无缝线路铺设时，锁定轨温应有一个范围，一般取中和温 度±5℃
二、无缝线路结构计算 ●轨条长度
轨节长度应考虑线路平、纵面条件、道岔、道口、桥梁、 隧道所在位置，原则上按闭塞区间长度设计，一般长度为1000 ～2000m。轨节长度最短一般为200m，特殊情况下不短于150m。 在长轨之间、道岔与长轨之间、绝缘接头处，需设置缓冲区， 缓冲区一般设置2～4根同类型标准轨。 ●伸缩区长度
第3节 CWR稳定性分析
一、一般稳定性的物理概念
稳定平衡状态
不稳定平衡状态
随遇平衡状态
二、无缝线路稳定性概念
处于高温条件下的无缝线路轨道易于发生横向位移，形成 线路方向不良，影响列车行驶的平稳性，甚至引发列车脱轨事 故。因此，无缝线路轨道稳定性成为铁路运输业普遍关注的问 题之一。
无缝线路轨道稳定性主要研究高温条件下轨道横向位移与 钢轨温度力的变化规律，并针对轨道及其运营环境条件，确定 相应的轨温变化幅度及横向变形位移容许值，制定相应的轨道 设计标准及线路维修标准。因而，无缝线路轨道稳定性不应视 为单纯的稳定理论问题，而是一个工程技术问题，并应根据普 遍的力学原理结合工程实际要求加以处理。
伸缩力——因温度变化梁伸缩引起的相互作用力 挠曲力——因列车荷载梁的挠曲而引起的相互作用力 ●桥上无缝线路的设计要求 设计桥上无缝线路时，为保证安全，必须考虑在各项纵向 力的组合作用下，保证钢轨、桥跨结构及墩台满足各自的强度 条件、稳定条件以及钢轨断缝条件。
第5节 桥上CWR
●桥上无缝线路的优点 在桥上铺设无缝线路，可以减轻列车车轮对桥梁的冲击，
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。 ●桥上无缝线路的两种附加力
桥上无缝线路的受力情况和路基上有所不同，除受到列车 动载、温度力、制动力等的作用外，还受到额外的两种纵向附 加力——伸缩力、挠曲力
伸缩区长度一般取50～100m，宜取为标准长度的整数倍。 ●预留轨缝
预留轨缝的原则与第二章中普通线路轨缝的确定原则相同
。缓冲区中标准轨之间的预留轨缝与普通线路相同。长轨与标 准轨之间的预留轨缝需单独计算。
●防爬设备的设置 无缝线路如发生爬行，除产生一般的轨道病害外，还可能
改变原锁定轨温。在伸缩区和缓冲区上，必须布置足够的防爬 设备，以保证无相对于轨枕的纵向移动。
五、提高CWR稳定性的措施 提高无缝线路稳定性的主要措施有： 控制钢轨温升幅度的增长 减小轨道原始弯曲 增大道床横向阻力 增强轨道框架刚度
第4节 普通CWR设计
普通无缝线路设计，主要指区间内的无缝线路设计，其主 要内容为：确定中和温度和结构计算。 一、确定中和温度 ●根据强度条件确定允许的降温幅度