（机械工程专业论文）大型养路机械作业对无缝线路稳定性的影响.pdf

昆明理工大学硕士学位论文 摘要 本文通过实测的各种数据，分别对大型养路机械机作业前后道床对轨枕的横向阻力， 纵向阻力、钢轨假行情况等进行深入分析，进步探讨大机作业对无缝线路稳定性的影响， 研究大机作业引起的锁定轨温的变化规律，确定保证无缝线路稳定的合适作业轨温范围。 为我国今后的大型养路机械作业提出合理的作业方式、合适的作业轨温和作业地段，同时 对大型养路机械作业中应注意的问题提出合理化建议，为大型养路机械作业提供更高的安 全保障，进步提高大机作业效率。 关键词：大型养路机械无缝线路稳定性锁定轨温 昆叫理工大学硕上学位论 = a b s t r a c t a b o v ea l l ，w i t ht h ed a t a a c q u i r e db yt e s t s t h i st h e s i sh a s a n a l y s i z e dt h el a t e r a lr e s i s t a n c e ， c r e e p e t cb e t w e e nb a l l a s ta n d l o n g i t u d i n a lr e s i s t a n c ea n dr a i l s l e e p e r b e f o r ea n da f t e rm a s s m a c h i n ew o r k d i s c u s s e dt h ee f f e c to fm a s sm a c h i n eo ns t a b i l i t y o fc o n t i n u o u s l yw e l d e dr a i lt r a c k r e s e a c h e dt h ec h a n g er e g u l a r i t y o ff a s t e n i n g d o w nt e m p e r a t u r eo fr a i l w h i c hi sr e s u l t e db ym a s s m a c h i n ew o r k ，a n dh a v es e t t l e dt h es u i t a b l e r a n g e o fw o r k t e m p e r a t u r e w h i c h g u a r a n t e e s t h e s t a b i l i t y o f i o i n t l e s s r a i l w a y w h a t sm o r e t h i st h e s i sh a sp u tf o r w a r dt h ea p p r o p r i a t e w o r kp a t t e r n ，w o r kt e m p e r a t u r ea n dw o r ka r e af o rm a s sm a c h i n e w o r ki nf u t u r e a ta t t e n t i o ni np r o d u c t i o no fm a s sm a c h i n e w h i c h c a ni nr e t u r nr a i s et h ew o r kd r o d u c t i v e n e s so fm a s sm a c h i n e k e yw o r d s ：m a s sm a c h i n e ，s t a b i l i t yo fj o i n t l e s sr a i l w a y ， f a s t e n i n g d o w nt e m p e r a t u eo f r a i l 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下( 或我个 人) 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人和集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本 声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： io j 年- 月心日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印或其他的复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 名：樊呼逐 嚣等卿岬 垦塑墨三奎兰堕主兰垡望塞：查型茎塑婴堡塑垂竺塑壁垒窒堡塑堑堕 第一章绪论 昆明中铁大型养路机械集团有限公司专门从事铁路养路机械的制造和 修理。经过4 0 多年的艰苦创业，现已具备年产大型养路机械1 0 0 个标准台 的生产能力，是中国和亚洲大型养路机械产销量最大、自主开发设计和生产 制造能力最强的企业。随着铁路线路大提速的发展，大型养路机械在各路局 得到了较广泛的使用。 大型养路机械是以多台车组成配套的大、中型养路机械维修机组和大修 机组，对铁道线路进行综合修理作业。施工方式为封锁天窗( 即对铁路线路 区间进行封锁) 施工，封锁时间一般为1 2 0 m i n n l 8 0 m i n 。 现在的新线基本都为无缝线路，无缝线路是轨道结构的一大变革， 它以无可争议的优越性得到各国铁路的承认。几十年来，各国铁路竟 相发展无缝线路，使这项新技术口臻完善，并取得巨大的经济效益和 社会效益。 我国自1 9 5 7 年铺设无缝线路以来，在理论研究、设计、焊接、施 工、养护维修和管理等方面都取得了很大的成绩。七八十年代。我国 铁路又在桥上、小半径曲线、大坡道和寒冷地区四大禁区铺设无缝线 路，取得了突破性进展，扩大了无缝线路的铺设范围，使无缝线路铺 设的延展长度有了较大的增长。截止到2 0 0 4 年底，我国铁路正线无缝 线路延展长度已达2 8 0 0 0 k m ，约占全路正线延展长度的3 4 ，技术上也 有很大进步。随着无缝线路铺设时间及数量的增长，如何对无缝线路 进行养护维修己日趋重要。大型养路机械对提高线路养护维修的作业 效率，改善线路质量，适应重载、提速的要求，具有十分重要的意义。 无缝线路由于其结构的特殊性，当轨温超过锁定轨温时，钢轨内部蕴 藏着巨大的温度应力，温度力由轨道械架刚度和道床横向阻力来抵抗， 当轨道结构所能提供的临界力小于温度力时，轨道结构的平衡状态便 遭到破坏，无缝线路将丧失稳定。因此，无缝线路的养护维修作业， 如起道、拨道、捣固、换枕等，尤其是大型养路机械作业对无缝线路 的稳定性造成的影响必须有所限制，否则无缝线路抵抗胀轨的阻力将 被破坏，会诱发轨道失稳，影响行车安全。 昆明理工大学硕士学位论文大型养路机撼作业对无缝线路稳定性的影响 1 1 无缝线路的产生和发展 无缝线路问世之前，普通线路上的钢轨接头，既是轨道结构不 可缺少的组成部分，又是轨道结构的薄弱环节。 线路的钢轨接头，不仅对线路设备、机车和车辆的使用寿命、旅客的舒 适度、能源的消耗等有一定的不息影响，而目还直接威胁着铁路行车安 全。因此，对钢轨接头的功能应有两个基本要求，一是温度变化时钢轨 能伸缩：二是接头构造要坚固稳定。这两个要求对普通线路来说是互相 矛盾的，保了伸缩就保不了稳固，否则在构造上将增加难度。过去为改 善接头构造，曾提出很多设想，但均未解决钢轨接头的稳固问题。冻 结接头线路虽然能解决钢轨接头的稳固问题，但干顺性的改善有限。 实践证明，只有将钢轨焊接起来的无缝线路，才是彻底解决钢轨接头 的稳固与平顺的根本出路。 把钢轨焊接起来的无缝线路，又称焊接长钢轨线路，我国铁路规 定，无缝线路的钢轨焊接长度至少为3 0 0 m 。实际上，无缝线路的钢轨 焊接长度一般都在l k m 以上。近年，全区间和跨区间无缝线路发展很快。 全区间无缝线路，基本取消了区间无缝线路的缓冲区，但岔外尚存缓 冲区，其钢轨焊接长度贯通整个区间：跨区间无缝线路，钢轨焊接长 度可以贯通整个区段，轨条长度可达几百千米，连同道岔焊成一体， 无缝道岔随即应运而生，才真正构成名符其实的无缝线路。 随着无缝线路的应用与发展，各国铁路对无缝线路的稳定性、长 钢轨的温度力和胀缩等理论问题，进行了广泛的实验研究。近年我国 铁路对无缝线路的提速区段进行了大量的轨道力学试验分析，加深了 对无缝线路轮轨相互作用理论的认识。广泛的科学试验和理论研究， 大大促进了无缝线路的发展和科学管理水平。当今铁路已跨入了全面 推广应用无缝线路的新时代。无论是高速铁路还是重载铁路，其轨道 结构无一不优先选用无缝线路。 国内外铺设无缝线路的实践经验证明，无缝线路与有缝线路相比， 它在技术经济上有明显的优越性。据一些国家统计，在节约劳力和延 长设备使用寿命方面，无缝线路比有缝线路可节约线路维修费用3 5 垦塑墼查堂塑圭堂堡鎏塞盔型茎壁垫螋壁至丝些壁壁塞丝塑墅堕 7 5 。此外，无缝线路的平顺性好，行车平稳，旅客舒适，非常 适合高速。重载列车的运营，还可减少机车车辆的运营费用，因而获 得了迅速发展。尤其是近年来，随着无缝线路在数量上的增长和质量 上的提高，使轨道结构的进步跨入了一个新的历史阶段。可见，大力 发展无缝线路足一项具有重大技术经济意义的举措。 1 2 我国铁路发展无缝线路概况 我国铁路无缝线路起步较晚，直到1 9 5 7 年才试铺成功，当时采用 电弧焊法焊接长钢轨，首先在北京铁路局和上海铁路局各试铺了1k m 的无缝线路。次年扩大了试铺范围，各铁路局全面试铺，当年累计铺 设无缝线路超过3 0 k m 。后因电弧焊法焊接质量较差，不得不停用而另 辟蹊径，之后仍改用气压焊和电接触焊，随即选址建厂，在工厂先是 用气压焊机焊接钢轨，随后又改用电接触焊机焊接，把钢轨焊成长度 为1 2 5 2 5 0 m 的长钢轨，用长钢轨运输车将焊好的长钢轨运至铺设工 地，再按长钢轨设计长度用铝热焊法焊接联合接头。自1 9 9 3 年开始铺 设跨区间和全区间无缝线路以来，取消了缓冲区，构成了名符其实的 “无缝”线路。京广、京沪、京哈、陇海四大干线已全部铺设了无缝 线路。随着提速战略的推进，这四条干线将逐步更新为跨区间无缝线 路。 近年来，我国铁路铺设无缝线路的进程明显加快，每年净增数量 约达1 0 0 0 k m 。5 0 k g 1 1 1 钢轨允许铺设无缝线路的最大轨温幅度为10 8 ，铺设无缝线路的最小蓝线半径正线为4 0 0 m 、站线为3 5 0 m 。 我国铁路为更好地发展无缝线路，科研部门、大专院校和生产单 位广泛地开展了无缝线路的理论研究和科学实验。铁道部于1 9 7 7 年颁 布了“无缝线路稳定性统一计算办法”；1 9 8 3 年提出了“寒冷地区铺 设无缝线路的技术条件”；“桥上铺设无缝线路的理论和方法”、“无 缝线路的铺设和养护维修方法”也分别于1 9 8 5 年和1 9 8 9 年通过部级鉴 定：以后又相继制订了“无缝线路质量状态检测及评定标准”和“钢 轨焊接质量检测方法”等项管理标准；“长轨条纵向应力的分布”和 “无缝线路钢轨零应力的测定方法”的研究也取得了一定的进展：铺 垦婴里三奎兰塑圭兰堡塑苎：奎型董坠i 燮塑垂壁塑壁整塞竺堕墅堕 设和养护维修方面积3 0 余年之经验，己形成系统的工艺方法和规定： 工地焊联合接头已由过去全部采用铝热焊转向小型移动式气压焊：桥 上、小半径曲线、长大坡道和隧道内部取得了铺设无缝线路的成功经 验：全区间和跨区间无缝线路、无缝道岔的发展也取得了良好效果。 这切为我国进一步铺设无缝线路打下了坚实的基础。 1 3 本文研究的目的和意义 五次大提速后，郑州铁路局管内京广，陇海、汉丹、京九线提速区 段正线延长己占到全路提速区段正线延长的六分之一。四千线其它地段 及管内其它各线允许速度也有不同程度提高，有的提高幅度还相当大。 利用提速契机改善工务部门线路设备卓有成效。然而，工务线路维修体 制却面临严峻的考验。对传统的利用列车间隔手工作业方式不适应运输 发展形势的问题目前全路已形成共识，维修体制改革己成定局。迸一步 深化线路维修体制改革，对提高线路养护维修质量具有重大意义。线路 养护维修体制改革与大机发展形势分不开，大机所带来的首先应该是观 念的变化。“修养分开”修制改革的根本思路是要从体制上保证能形成 一种“异体施工、互相监督、互相制约”的体制。大型机械完成全面 起、捣、拨作业，段管综合工队完成综合维修的其他作业项目，双方共 同完成线路综合维修任务。 无缝线路的突出问题是要与轨温作斗争。无缝线路的稳定性，依靠 各种线路阻力的支持，而在无缝线路上进行大型养路机械作业时，会 暂时降低线路阻力。因此，为了作业中和作业之后线路工作状态正常， 是无缝线路能在任何温度下都具有足够的稳定性和强度，这就要求对 大型机械作业时的作业方式和作业轨温加以控制，使用大型养路机械 进行线路维修作业时，应组织捣固车、动力稳定车、配碴整形车联合 施工，本文通过对济南铁路局与西南交通大学所做的试验数据进行分 析，主要研究大型养路机械作业后对道床横向阻力、纵向阻力变化的 影响，以及对无缝线路锁定轨温变化的影响；进一步确定大机作业对 无缝纷路稳定性的影响，确定出其容许的作业轨温范围。通过以上分 析和研究，为我国今后的大型养路机械作业提出合理的作业方式、合 4 墨塑垩三查堂堡圭堂堡堡塾查型茎墅逖些型塑些壁整塞堡塑墅堕一 适的作业轨温和作业地段，同时对大型养路机械作业中应注意的问题 提出合理化建议，为大型养路机械作业提供更高的安全保障，进一步 提高大机作业效率。最后，为施工单位在大机作业中的配合制定完善 的施工组织措旆护维修减少工作量，提高劳动效率，降低维修成本。 垦望矍三查堂堡主兰堡堡苎茎型茎壁垫塑堡些翌垂壁竺壁整室堡塑量堕 第二章无缝线路的稳定性 2 1 无缝线路稳定性理论 无缝线路稳定性的研究起源于德国，最早可追溯于本世纪初。其 中有代表性的是迈尔( h h e ie r ) ，他于19 3 4 年根据能量法提出了考虑 臌曲及其前后邻区轴压力分布的计算图式，成为安全温升法的理论基 础。五六十年代，许多国家的学者都提出了自己的计算公式，对我国 影响较大的有原苏联的米辛柯公式、别尔申公式和日本的沼田实公式 等。7 0 年代中期，美英的科尔 ( a d 。k e r r ) 和萨姆维旦( g s a m a v e d a m ) 把能量变分原理应用于无缝 线路的稳定性分析，在此基础上把过去的能量法和微分方程法统一起 来。8 0 年代，澳大利业的坦维( g p 。t e w ) 将临界温升法和安全温升法 结合起来对比研究。 我国自5 0 年代末期开始铺设无线线路，曾先后组织了模型轨道、 小轨道、实际轨道的失稳试验，无缝线路稳定性的分析理论逐步深化， 对轨道的臌曲规律的认识也在不断的提高。1 9 7 7 年，铁道部科学研究 院和长沙铁道学院为主的无缝线路专题小组提出了“统无缝线路稳 定性计算公式”，简称“统一公式”。8 d 年代以来，无线线路的稳定 性分析继续向深度和广度发展，郑州局的刘进安、广钟岩和铁道部科 学研究院的卢耀荣分别提出了各具特色的较为完整的分析理论和方 法。我国铁道界目前广泛采用“统一公式”来分析和计算无缝线路的 稳定性。 2 2 无缝线路稳定性计算原理( 统一公式) 自铺设无缝线路以来，国际上许多专家投身于无缝线路稳定性研究 这一课题，提出了众多的无缝线路稳定性计算办法。由于无缝线路稳定 性问题机理复杂，迄今为止，还没有一种能被全世界普遍公认的计算办 法。本项目将选取我国二十多年来采用的无缝线路稳定性统一计算公式。 统一计算公式基于下面的基本假设： 垦竖翌王查兰堡圭堂垡堡塞：查型茭墅型堡些堕墨竺些堕整塞竺塑墅堕 1 、视道床为均匀介质，所以轨道框加为铺于均匀介质中的长梁，其 水平刚度为p e i ( i 为单根钢轨绕其垂直轴的水平惯性矩，p 为轨道框 架刚度换算系数，取为2 ) 。 2 、轨道原始不平顺由塑性原始弯曲和弹性原始弯曲组成。塑性原 始弯曲为圆益线，弹性原始弯曲与温度压力作用下的轨道变形曲线相 同，采用半波正弦曲线，且轨道保持弹性原始弯曲的曲率不变。 3 、温度力作用下的轨道变形曲线为正弦曲线，方程为： y = f s i n ( 巧x l ) 。式中，y 为轨道横向变形量：f 为变形曲线中点矢度； l 为变形曲线长度。 4 、 道床横向阻力q = q 。一c ，f + c 。f ”( n 1 ) 。式中，q ”c - 、c ：、n 均为参 数。 采用能量法计算出钢轨压缩变形能、轨道框加弯曲形变能、道床 形变能后，根据势能驻值原理，可得到钢轨温度力的计算公式： 坐掣+ q 肚百秆 北2。r ( 2 1 ) 式中：工。为弹性腺始驾曲矢厦； 去为具有塑性原始弯曲的圆曲线的合成曲率，i 1 = i 1 + 号 ，r 为圆 曲线半径，f 0 为塑性原始弯曲半波长，假定与弹性原始弯曲半波长 相等，t o 。为塑性原始弯曲矢度； q 为等效道床阻力，q ：q 。一弓+ 要c 。c ：厂“，q 为常数。q 为等效道床阻力，q = q 。一专上+ 詈c 。c ：厂“，q 为常数。 当p 取极小值时，有d f d 1 2 0 ，由此得： 肚卵ii f l e l ，石a + 唇芤丽 z ， 求山1 后代入温度力计算公式即可求得p 值。当f = o 2 c m 时，即为计 算温度力p 。，除以安全系数k ( 暂定为1 2 5 ) ，则容许温度压争为； p 】= 譬( 2 - 3 ) 曼望堡三查兰堡主兰垡堡壅：查型茎壁垫垫堡些型型塑壁整塞竺塑堂里 容许的相应温升f 为： 出：且 ( 2 4 ) j z e 伐 式中，f 为钢轨截面积，6 0 k g m 取为77 4 5 c m2 。同时，也可采用定 蓝率简化公式计算： p = 2 q 式中，f 取为0 2 c m ，fo 。= f o ，= 0 3 c m 。 8 ( 2 5 ) 星堕墼查兰塑主塑鲨垄查型茎墅塑型垂壁些堕整塞壁盟墅堕 第三章相关数据的采集分析 3 1 试验段的选取 为了弄清大型养路机械作业后对无缝线路稳定性的影响，昆明中 铁集团公司与济南铁路局，于2 0 0 2 年1 1 月12 日至2 0 0 2 年1 2 月3 0 间，在 津浦线下行k 6 3 8 + 3 3 8 一k 6 3 9 + 53 8 间，对不同的大机组合方式作业后道 床纵横向阻力及线路爬行情况，建立了5 4 - 试验段并进行了为期2 个月 的观测，取得了大量的观测数据。 3 1 1 试验地点及线路状况 试验地点位于津浦线下行k 6 3 8 + 3 3 8 一k 6 3 9 5 3 8 间，分为三个区 段，第一区段位于k 6 2 8 + 3 3 8 一k 6 3 8 + 7 3 8 问；第二区段位于k 6 3 8 + 7 3 8 一 k 6 3 9 + 13 8 、试验段最高行车速度为1 2 0 1 6 0 k m h 的提速无缝线路的固 定区段；6 0 k s m 钢轨，i i 型混凝土轨枕、i i 型弹条扣件、石灰岩质道 碴，道床厚度2 5 4 0 c m ，标准道床断面，路基无病害。区段一及区段 二位于曲线为12 0 0 m 的圆曲线地段，区段三位于直线地段。 3 1 2 大机作业组合方式 考虑了5 种大机作业组合方式。 大机维修两种： 维修作业一：捣固车1 次十捣固车1 次十稳定车1 次 维修作业二：捣固车1 次+ 稳定车1 次 其目的是为了比较维修作业后不同捣固作业次数对道床纵向阻力 的影同时弄清大机捣固后、稳定车作业后道床纵向阻力的变化规律。 大机清筛三种： 清筛作业一：清筛机l 遍十捣固车1 次十稳定车1 次+ 捣固车1 次+ 稳定 车1 次。 清筛作业二：清筛机1 遍十捣固车1 次十稳定车1 次 清筛作业三：清筛机l 遍+ 捣固车1 次十稳定车1 次+ 稳定车1 次 其目的是为了比较大机清筛作业后不同捣固次数、不同稳定次数 对道床纵向阻力的影响，同时弄清大机清筛、捣固、稳定后道床纵向 对道床纵向阻力的影响，同时弄清大机清筛、捣固、稳定后道床纵向 昆明理工大学硕士学位论文大型养路机械作业对无缝线路稳定性的影响 第三章相关数据的采集分析 3 1 试验段的选取 为了弄清大型养路机械作业后对无缝线路稳定性的影响，昆明中 铁集团公司与济南铁路局，于2 0 0 2 年1 1 月12 日至2 0 0 2 年1 2 月3 0 间，在 津浦线下行k 6 3 8 + 3 3 8 一k 6 3 9 + 53 8 间，对不同的大机组合方式作业后道 床纵横向阻力及线路爬行情况，建立了5 个试验段并进行了为期2 个月 的观测，取得了大量的观测数据。 3 1 1 试验地点及线路状况 试验地点位于津浦线下行k 6 3 8 + 3 3 8 一k 6 3 9 5 3 8 间，分为三个区 段，第一区段位于k 6 2 8 + 3 3 8 一k 6 3 8 + 7 3 8 间；第二区段位于k 6 3 8 + 7 3 8 一 k 6 3 9 + 13 8 、试验段最高行车速度为1 2 0 1 6 0 k m h 的提速无缝线路的固 定区段；6 0 k s i l l 钢轨，i i 型混凝土轨枕、i i 型弹条扣件、石灰岩质道 碴，道床厚度2 5 4 0 c m ，标准道床断面，路基无病害。区段一及区段 二位于曲线为1 2 0 0 m 的圆曲线地段，区段三位于直线地段。 3 1 2 大机作业组合方式 考虑了5 种大机作业组合方式。 大机维修两种： 维修作业一：捣固车1 次十捣固车1 次十稳定车1 次 维修作业二：捣固车1 次+ 稳定车1 次 其目的是为了比较维修作业后不同捣固作业次数对道床纵向阻力 的影同时弄清大机捣固后、稳定车作业后道床纵向阻力的变化规律。 大机清筛三种： 清筛作业一：清筛机l 遍+ 捣固车1 次+ 稳定车1 次+ 捣固车1 次+ 稳定 车1 次。 清筛作业二：清筛机1 遍十捣固车1 次十稳定车1 次 清筛作业三：清筛机l 遍+ 捣固车1 次+ 稳定车1 次+ 稳定车1 次 其目的是为了比较大机清筛作业后不同捣固次数、不同稳定次数 对道床纵向阻力的影响，同时弄清大机清筛、捣固、稳定后道床纵向 垦堕墨三查堂堡主堂垡塑塞：查型茎曼型堡些墅差竺些墅整塞堡竺丝堕 阻力的变化规律，大机清筛作业后，为了尽快恢复道床纵向阻力，于 第二天在大机清筛地段再捣固车1 次+ 稳定车1 次，于第三天在大机清筛 地段再捣固车1 次+ 稳定性1 次。 3 1 3 大机作业试验方案 根据上述大机作业组合的要求，试验方案如下； 月1 3 日在第一区段进行维修作业一；捣固车2 次十稳定车1 次 1 1 月13 日在第二区段进行维修作业二；捣固车1 次+ 稳定车1 次 1 1 月18 日在第三区段进行清筛作业三；清筛机+ 捣固车1 次十稳定 车2 次 11 月1 9 口在第二区段进行清筛作业二：清筛机捣固车1 次一稳定 车1 次 1 1 月19 日在第三区段进行清筛作业恢复；捣固车l 次+ 稳定车1 次 1 1 月，2 0 日在第一区段进行清筛作业一：清筛机斗捣固车1 次+ 稳 定车1 次十捣固午1 次+ 稳定车1 次 1 1 月2 0 日在第二区段进行清筛作业恢复：捣固车l 次十稳定车1 次 1 1 月2 0 日在第三区段进行清筛作业恢复：捣固车1 次一稳定车1 次 月2 1 日在第一区段进行清筛作业恢复：捣固车1 次一稳定车1 次 1 1 月2 1 日在第二区段进行清筛作业恢复：捣固车1 次+ 稳定车1 次 3 1 4 大型养路机械工况 本次试验所采用的大型养路机械有：r m s o 型液压全断面道碴清筛 机2 台、0 8 3 2 捣固车2 台、s p z - - 2 0 0 配碴整形车l 台、d 一3 2 0 轨道动力 稳定车2 台。 各试验段所采用的大机作业参数为济南局日常采用的作业参数： 为提高清筛后线路的稳定性，清筛旌工前按常规预卸了部分石碴，大 机作业采用逆列车运行方向施工。 3 2 道床横向阻力分析 道床横向阻力指的是道床抵抗轨道框架横向位移的阻力，它是防 止胀轨跑道，保持轨道稳定性的重要因素。主要由轨枕两侧及枕底与 j o 昆明理工大学硕士学位论文大型养璐机壤作业对：j e 缝线路稳定性的影响 道碴接触面之间的摩阻力和枕端碴肩阻止轨枕横移的抗力组成。影响 道床横向阻力的主要因素有，道床的饱满程度、道床肩宽、道床肩部 堆高、道碴种类及粒径尺寸、线路作业影响、轨枕类型、行车条件等， 在线路作业中，凡大型养路机械清筛、捣固扰动道床后，道碴间 的相互咬合和道碴与轨枕的接触状况均将受到影响，而导致道床阻力 下降，随着稳定车运行及列车的不断通过，道床阻力又逐渐恢复。道 床阻力的降低，严重影响了轨道的稳定性，限制了大型养路机械的作 业轨温范围。 3 2 1 测试方法 1 、道床横向阻力测点布置 口口 线皓柚戋 图1 测点布置示意图 图示说明：轨枕纵、横向阻力量测点，每测段2 个。 2 、道床横向阻力测试要求 道床横向阻力的测试采用“推移法”，主要采用加载设备、位移 计及荷载传感器进行。现场测试时，将要进行测试的轨枕扣件松开， 在轨枕端部位置处进行加载，测试轨枕的横向阻力。由于轨枕阻力的 非线性特性，测试采用分级加载，加载时位移级别分别为0 、0 2 、0 5 、 1 0 、1 5 、2 0 、2 5 m m ，最大位移控制在2 5 m m ，实际应用时取轨枕位 移2 m m 时的阻力值。 为了比较道床横向阻力随作业及通过总重的变化，要求在作业 前、清筛后、每次捣囿后、稳定后、试验列车通过后、第一趟列车通 垦璺墨三查堂堡主堂垡堡壅：查型塑燮堡兰竺翌歪壁些堕整塞堡塑整堕 过后、第2 至第5 趟、当日每隔1 小时至当日l8 ：0 0 时、第2 目、第3 日、 第7 日、第15 日、第3 0 日、第4 0 日时的道床横向阻力。 3 2 2 道床横向阻力试验数据 l 、维修作业一：捣固车2 次+ 稳定车1 次 区段中选取了两个测点，进行了维修作业前后道床横向阻力的测 试，测试结果如表l 所示。表中道床横向阻力以单根轨枕横向阻力表示。 表1 维修作业一下道床横向阻力( k n ) 通过总重 测试时间 o m m0 2 mr n0 5 m i l l1 o m m 1 5 m m 2 o m m2 5 t l l m ( t ) 作业前 第一次捣固 第二次捣固 稳定车 试验车 首趟车 第三趟车 第五趟车 隔l 小时 隔2 小时 隔3 小时 第2 日 第3 日 第5 日 第7 日 1 0 0 0 5 9 l o 1 3 9 3 4 3 13 3 8 4 6 7 3 7 6 3 6 1 8 2 7 2 8 5 2 5 9 8 5 l l 1 1 9 7 0 9 l 1 8 0 0 4 5 3 8 828 84 9 2 7 3 38 9 6 9 8 9 l0 3 2 3 91 7 l3 1 l4 3 85 3 25 9 26 3 4 2 5t 7 32 5 43 2 4 3 4 5 3 7 53 9 0 4 31 7 52 4 63 3 73 7 24 0 84 3 0 2 21 7 62 8 64 4 15 0 85 5 35 8 1 0 8 1 7 8 2 6 33 8 64 5 74 ，6 74 8 9 01 0 72 5 4 4 2 34 9 z 5 8 6 6 0 0 01 6 8 3 0 94 9 66 1 86 7 37 0 5 0 42 2 83 7 25 2 4 6 1 26 3 26 9 6 3 31 9 43 2 94 4 15 0 45 3 85 5 1 01 8 23 2 75 2 46 1 26 3 2 6 9 6 4 02 o 3 4 74 5 15 0 l5 ，1 55 1 4 0 91 6 93 4 45 1 65 8 36 2 2 6 4 0 2 42 5 0 3 5 74 8 35 4 95 8 35 8 4 4 42 5 54 8 0 6 7 07 6 28 2 58 4 9 2 、维修作业二：捣固车1 次+ 稳定车1 次 区段中选取了两个测点，进行了维修作业前后道床横向阻力的测 试，测试结果如表2 所示。表中道床横向阻力以单根轨枕横向阻力表示。 表2 维修作业二下道床横向阻力( k n ) 测试时间 作业前 捣固车 o 4 42 6 6 4 9 17 5 59 2 89 9 5l o 3 3 0 2 61 4 3 2 9 0 4 5 l 5 4 85 9 26 0 5 1 2 o 0 o 0 o o ( ( o o ( o o 0 0 铀嘶帅 咖 蘑 ；| 通 垦塑里三查塑圭堂垡丝兰：查里董堕燮些翌歪竺垡堕整塞堡塑墅堕 稳定车0282 14 3 4 j5 1 66 3 36 ，7 1 7 0 4 试验车0 4 22 4 94 1 25 6 0 6 7 97 2 97 6 9 第二趟车 4 9 1 00 3 3 2 5 44 0 15 6 36 6 l 7 1 17 5 8 第四趟车 9 9 1 1 0 1 22 5 53 6 85 5 2 6 1 l6 7 06 8 1 隔1 小时 3 4 3 3 8 0 1 52 6 74 4 46 0 26 4 8 7 0 37 2 2 隔2 小时 5 0 6 7 30 0 2 1 9 73 6 35 4 96 4 87 2 07 6 4 编3 小时6 7 5 8 20 z i4 1 86 6 i8 6 49 ，2 1 8 7 39 8 2 第2 日 2 7 2 8 5 20 2 2 2 4 03 9 35 7 26 7 67 5 27 9 2 第3 日5 7 8 5 2 11 5 63 7 44 9 56 4 5 7 t 97 ，6 078 l 第5 日 1 1 5 5 9 7 50 4 7 3 8 75 6 18 3 39 5 39 9 81 0 17 第6 日 15 3 9 9 8 3o 7 33 7 44 8 07 12 8 ，5 09 6 61 0 1 4 3 、清筛作业一：清筛机十捣固车1 次+ 稳定车1 次+ 捣固车1 次+ 稳定车1 次 区段中选取了两个测点，进行了清筛作业前后道床横向阻力的测 试，测试结果如表3 所示。表中道床横向阻力以单根轨枕横向阻力表示。 表3 清筛作业一下道床横向阻力( k n ) 测试时间 作业前 清筛 第一次捣固 第一次稳定 第二次捣固 第二次稳定 试验车 首趟车 第二趟车 第三趟车 第四趟车 第五趟车 隔1 小时 隔3 小时 第2 日恢复 1 0 0 0 5 0 1 2 6 0 1 2 6 1 4 0 1 0 0 7 6 3 2 0 2 3 7 3 9 l6 2 8 1 4 4 5 4 4 2 5 54 8 0 6 7 07 6 28 2 5 0 11 3 01 8 02 3 12 5 12 6 5 0 1 2 1 0 2 6 9 3 1 03 3 33 5 0 0 22 7 13 2 03 8 14 174 3 8 0 11 8 32 4 72 8 23 0 63 2 6 0 11 6 02 4 32 9 1 3 1 73 3 3 4 41 8 62 8 73 4 93 8 64 ，1 1 0 70 7 92 3 23 2 93 8 04 0 4 0 l1 7 82 3 62 9 73 6 0 4 0 2 1 0 01 3 71 9 82 8 13 3 13 7 0 0 0 0 0 0 0 0 72 0 2 3 0 8 38 3 0 02 0 33 0 63 7 64 2 04 4 0 0 12 0 12 8 43 4 9 3 8 2 3 9 6 0 02 5 l4 3 55 6 85 2 663 5 0 01 ，9 7l ，7 32 6 43 4 23 9 9 1 3 4 9 8 5 5 3 4 9 3 9 4 0 2 4 1 9 4 5 3 4 3 2 6 4 0 5 4 4 4 2 胁5 2 m 嘶 9 m咖lmmo1衄5o舢2o帅o 重 总0过0 通 8 2 3 4 3 3 4 4 4 4 4 6 4 6 4 0 0 o o 0 o o o o 0 o o 0 0 0 曼堕垄三查堂堡主堂堡望兰：查型塑垫苎堡些型垂竺堡堕整塞丝塑墅堕 作业前 第2 日捣固 奎 第2 日稳定 第2 臼试验 牢 第2 日第二 趟车 第2 曰第四 趟车 第2 日隔l 小 时 第2 日隔2 小 时 第2 日隔3 小 时 第3 日 第4 日 第6 日 第8 日 第1 0 日 第1 6 日 第2 1 日 第2 7 日 第3 1 日 第4 1 日 l l2 8 2 2 5 6 2 6 7 1 9 3 4 0 5 0 6 8 5 8 2 o 0 11 7 225 43 0 13 2 93 5 03 5 9 0 0 1 1 7 52 ，5 93 3 03 7 23 7 43 ，8 9 0 2 42 5 l3 4 0 3 9 84 3 84 5 94 7 0 0 9 02 2 72 7 8 3 0 93 2 93 4 73 6 0 o 6 72 7 53 ，7 64 2 8 4 4 24 5 24 6 6 0 0 0 2 193 1 1 3 7 04 0 64 2 74 33 0 0 0 1 7 02 4 73 0 03 2 0 3 4 03 5 4 0 0 12 2 5 3 4 34 4 74 4 9 5 2 25 4 0 2 8 5 0 0 5 0 0 02 0 4 3 6 44 2 84 6 3 4 7 74 8 5 5 8 4 9 8 9 0 0 l 2 4 33 7 45 0 0 5 8 15 9 8 6 3 3 1 1 5 1 5 3 3 0 0 02 2 63 7 3 4 9 55 7 25 8 0 6 3 2 1 7 4 4 1 6 9 0 0 01 6 43 0 8 4 0 5 4 4 44 7 0 5 13 2 3 3 4 6 9 30 0 1 1 1 43 ，9 9 5 3 66 0 26 3 8 6 5 5 4 0 8 1 4 2 5 0 171 5 13 5 6 5 5 06 6 77 5 1 7 9 0 5 5 4 7 8 6 2 0 0 1 1 4 43 2 6 5 6 27 ，2 1 8 0 68 6 0 7 2 8 2 7 8 2 0 0 21 7 2 3 4 65 3 96 6 3 7 4 7 7 9 1 8 4 9 0 9 2 2 0 4 3 2 5 64 4 26 3 1 8 0 19 0 8 9 4 7 1 1 8 37 6 4 70 0 7 2 8 94 8 5 7 8 39 7 3 1 0 3 41 0 5 3 4 、清筛作业二：清筛机十捣固车1 次十稳定车1 次 区段中选取了两个测点，进行了清筛作业前后道床横向阻力的测 试，测试结果如表4 所示。表中道床横向阻力以单根轨枕横向阻力表示a 表4 清筛作业二下道床横向阻力( k n ) 测试时间通过总重0 m m 0 2 m m 0 5 m m1 0 m mt 5 m 2 0 m m2 5 m m 1 4 一一墨堕望三查兰堡主塑望主：查型塑塾醚些堕蒌壁垡堕登塞堡塑垩堕 ( t ) 作业前0，73 5 7 44 8 07 1 2 8 5 09 6 6 10 1 4 清筛0000 0 5 3 4 43 6 63 8 23 9 23 9 7 捣固车0010 4 9 1 8 22 4 52 7 4 2 9 9 3 13 稳定车0000 6 0 2 3 83 ，6 94 1 84 ，3 64 5 l 试验车0000 18 1 9 62 9 63 6 4 4 0 94 3 1 首趟车1 0 0 00 0 0 0 1 11 6 63 2 34 0 54 6 l4 9 1 第二趟车 2 17 60 0 81 2 12 7 84 8 65 1 l5 0 25 3 0 第三趟车 6 2 6 40 1 13 2 6 4 0 84 8 05 1 t5 ，4 05 5 2 第四趟车7 2 6 40 0 0 2 0 34 ，1 85 3 25 6 45 7 1 第五趟车 7 3 9 20 0 81 8 42 8 94 ，3 45 ，0 6 5 ，4 85 6 3 隔1 小时3 0 2 9 4 0 0 03 2 14 2 l5 1 95 5 25 6 05 7 0 隔2 小时4 3 7 5 8 o 0 03 2 l4 ，2 15 ，1 95 ，5 2 5 6 05 7 0 隔3 小时 6 3 6 8 3 0 0 02 5 14 355 6 86 2 66 3 5 6 4 4 第2 日恢复 2 810 09 7 7 3644 0 400 0191 326 4 3 4 2 3 9 94 4 2 2 81 3 4 2 作业前 第2e t 稳定 0 0 3 1 8 42 5 93 3 0 5 93 03 7 23 7 43 ，8 90 1 2 3 3 77， 生 第2 日隔l 小 3 3 1 5 10 0 11 5 32 7 13 7 74 4 7 4 8 05 0 3 3 351 2 77 7 7 时 第2 日隔3 小 7 4 9 1 6 0 2 52 4 13 9 0 14 775 ，1 85 4 5 5 6 1 70 2 52 3 77，4 时 第3 日恢复 1 41 1 2 6 39 30828 4 5 016 339 3505 6 8 5 9 76 ，1 7 1 4 2 6 5 9 7，7 作业前 第3 日第一0 0 0 1 8 92 5 83 0 83 3 93 6 1 3 8 2 一 1 8 92 5 83 3 次稳定 第3 日第二 。d 01 6 42 6 93 5 43 ，7 53 ，8 83 9 20 d 01 663 ，73 ， 次稳定 第3 目试验 0 1 1 5 62 6 13 2 53 6 1 8 190 0 1 662 5638 1 39 5 1 2 3 3 生 第3 日首趟 0 41 8 49 97 31 6 3 541000 00 48 429 93341 6 43 544 4 4 车 第3 日第三 2 25 6 0 0 3i 7 82 - 2 53 2 13 6 5 4 - 2 54 - 4 5 1s 垦塑堡三查兰塑主兰壁堕茎：查型塑燮些堕垂丝堡堕整塞丝塑整堕 趟车 第3 目第五 趟车 第3 日隔1 小 时 篦3 日隔2 小 时 第3 日隔3 小 时 第4 日 第5 日 第7 日 第9 目 第1 1 日 第17 日 第2 2 目 第2 8 日 第3 2 日 第4 2 日 6 2 7 9o 0 2o 4 7 1 4 42 2 32 6 42 9 03 0 5 1 0 2 6 70 0 l1 1 833 44 1 24 7 550 i5 12 4 3 5 2 0 00 41 8 63 3 84 7 45 4 4 5 6 75 9 4 6 3 6 5 90 1 1 1 7 834 54 5 95 2 2 5 4 55 7 l 2 8 5 0 0 5 0 0 l1 0 12 。7 93 4 94 5 94 7 3 5 0 6 5 8 6 16 5 0 2 30 7 51 8 43 1 6 3 8 24 1 44 17 1 1 5 1 5 3 30 0 0 2 2 33 575 1 35 9 9 6 3 46 5 6 17 4 4 1 6 90 0 02 2 53 6 65 3 2 6 0 l6 4 56 6 8 2 3 3 4 6 9 30 0 l 1 5 82 6 83 8 9 4 3 44 8 65 2 3 4 0 8 1 5 530 0 l16 9 2 7 74 2 45 4 6 6 176 8 2 5 5 4 7 8 6 20 0 22 4 6 3 9 75 7 86 b 8 7 8 67 7 9 7 2 7 8 0 0 2 0 2 22 6 14 6 4 7 1 68 8 89 4 3 1 0 4 9 8 4 8 9 9 2 20 0 2 3 0 75 7 49 1 81 0 7 7 1 1 6 11 3 2 1 1 1 8 3 2 5 130 0 93 1 26 2 8 9 0 71 0 4 81 0 7 8 1 1 0 6 5 、清筛作业三：清筛机+ 捣固车1 次十稳定车2 次 区段中选取了两个测点，进行了清筛作业前后道床横向阻力的测 试，测试结果如表5 所示，表中道床横向阻力以单根轨枕横向阻力表示。 1 6 墨望墨三查堂塑主兰垡堡壅：查翌茭翌鳓塑至垫堡堕整塞竺塑堂堕 表5 清筛作业三下道床横向阻力( k n ) 非且1 rc 0 $ ，试打溺 寸h o 0 南i ri 坤l 慨 i ，；日皇。曲耵订誓j - t t i m ll lk - r l m 栉虬值靶 。口孽，5 75 以7 - 4 暑溉】5：b ，0 珥盥奉 0 舟导】2 6 | 卑3 狎j 5 9