跨区间无缝线路技术及养护维修毕业设计开题报告(铁路工程相关)

北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 1 题 目：跨区间无缝线路技术及养护维修 学院： 远程专业： 土木工程学生姓名：李思杨学号： 06710202 一、文献综述：一、文献综述： 随着运输市场的发展变化,铁路运输调整了经营策略,客车以夕发朝 至、当日到达、增大密度、城市间公交化为主;货车以大编组、重载、长 交路等方式为发展方向。明显的特点是列车速度、密度大幅度提高,而提 速、重载的重要前提之一是提高线路状态,在线路大修中铺设无缝线路工 程是提高线路等级满足提速线路轨道要求的重要手段。 德国是无缝线路发展最早的国家，1926年开始，在50年代将无缝线 路作为国家的标准线路。 日本于50年代开始铺设无缝线路， 现已铺设5 000 余公里，其特点是每段无缝线路长1300km，在长轨条两端设置伸缩调节 器。近年来在新干线上采用一次性铺设无缝线路技术。美国无缝线路初 期进展缓慢，但到了70年代后迅速发展，以年平均铺设7590km 的速度增 长，到1979年底无缝线路已超过12万 km，是目前全世界铺设无缝线路最 多的国家。 我国无缝线路从 1957 年开始铺设，开始时采用电弧焊法，分别在北 京、上海各试铺了 1km，以后逐步扩大。后来在工厂采用气压焊或接触焊 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 2 将钢轨焊成 250m500m 的长轨条，然后运至铺设地点在现场用铝热焊或 小型气压焊将其焊连成设计长度。一般情况下，一段无缝线路长度为 1 0002 000m。每段之间铺设 24 根调节轨，接头采用高强螺栓连接。 目前京广、京沪、京沈、陇海等主要干线均已铺设无缝线路。我国 90 年 代开始了对超长无缝线路的研究和铺设工作，至今已在北京、上海、郑 州等路局铺设了超长无缝线路上千公里。 作为世界铁路技术发展的主要趋势，高速铁路运输正蓬勃发展，无 论已建成的国家，还是计划修建铁路的国家，运用高速技术发展高速铁 路已成为一个必然的方向。 二、选题的目的和意义二、选题的目的和意义 跨区间无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著。无 缝线路是将许多根标准长度钢轨焊接成相当长的轨条并铺布在轨枕上的 线路。它比普通线路接缝少，列车冲击振动少，运行平稳，旅客舒适； 降低轨道养护维修费用；延长钢轨和机车车辆使用寿命；减轻机车车辆 冲击轨缝的噪声，有利于环境保护；是轨道结构的发展趋势，是铁路现 代化的主要内容之一。无缝线路被公认为是 20 世纪轨道结构最突出的改 进与创新。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 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 3 点。 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， 列车通过时发生冲击和震动，并伴随有打击噪音，冲击力最大可达到非 接头区的 3 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，跨区间无缝线路在世界各国得到 了广泛的运用。 无缝线路的长轨条长度，从理论上讲，可以无限延长，这是发展跨 区间无缝线路的理论基础。普通无缝线路轨条长度受信号机位置、道岔、 特大桥等因素的限制， 一般只有 1 到 2km，随着钢轨胶接绝缘街头和无缝 道岔两项关键技术的发展，跨越闭塞分区的区间无缝线路，以及跨越车 站的跨区间无缝线路得以实现。随着新建铁路路基填筑质量的提高和工 后沉降大幅度降低，道床密实度及稳定性达到设计开通速度要求，新建 线上可以实现一次铺设跨区间无缝线路，消除了普通线路接头造成的 “记忆病害”，大幅度提高了轨道的平顺性，秦皇岛至沈阳客运专线新 建铁路一次铺设跨区间无缝线路的成功，标志着我国铁路无缝线路的发 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 4 展跨入了一个新的时代。 跨区间无缝线路的优点十分明显：无缝线路的长轨条贯通区间，并 与车站道岔焊连，取消了缓冲区，彻底实现了线路的无缝化，全面提高 了线路的平顺性与整体强度；取消缓冲区后，轨道部件的损耗和养护维 修工作量进一步减少；钢轨接头的消失，进一步改善了列车运行条件； 伸缩区与固定区交界处因温度循环而产生的温度力峰以及伸缩区过量伸 缩不能复位而产生的温度力峰，都由于伸缩区的消失而消失；跨区间无 缝线路的防爬能力较强，纵向力分布比较均匀，锁定轨温容易保持，线 路的安全性和可靠性得到提高；跨区间无缝线路长轨条温度力升降平起 平落，不会形成温度力峰，可适度提高锁定轨温，从而提高轨道的稳定 性。有鉴于此，我国铁路主要技术政策提出：高速重载线路应优先 发展跨区间的超长无缝线路。 此外，在一些特殊地段铺设无缝线路更是能凸显无缝线路的优点。 例如在桥梁上铺设铁路时，如果采用传统轨道的话讲车轮对桥梁的冲击 非常大，长此以往必将减短桥梁的使用寿命，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、修工作量。这些优点在行车速度提高时尤为显著。 铁路线路设备是铁路运输业的基础设备。它常年裸露在大自然中， 经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道 床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，因而使线路设备的 技术状态不断地发生变化，这将大大影响铁路的运行能力，甚至隐藏着 重大的安全隐患。为此我们需要研究跨区间无缝线路的养护技术，经常 保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定速度安全、平稳和不间 断地运行，并尽量延长设备使用寿命。以“预防为主、防治结合、修养 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 5 并重”为原则，按线路设备技术状态的变化规律和程度，相应地进行综 合维修、经常保养和临时补修，有效地预防和整治线路病害，有计划地 补偿线路设备损耗，以及取得较好的技术经济效益。对跨区间无缝线路 养护维修技术的研究不仅能保障铁路的正常运行，更使铁路安全运行得 到了保障。 三、研究方案三、研究方案 从本专业的培养目标出发，综合运用所学知识独立解决工程实际问 题，培养独立思考和独立工作的能力。 本次毕业设计主要包括线路大修平纵断面设计、无缝线路强度及稳 定性检算、无缝线路结构设计、无缝线路养护维修、线路病害治理、钢 轨原位重焊等。 跨区间无缝线路： 1、跨区间无缝线路的发展 简要介绍跨区间无缝线路发展至今的技术进步情况及各国的发展情 况。 2、跨区间无缝隙线路的优点 跨区间无缝隙线路通过多种方法，例如采用无缝道岔等提高了轨道 的结构强度；跨区间无缝线路由于大量消除了普通钢轨接头，尤其是道 岔的无缝化，进一步优化了列车运行的工况。 3、发展跨区间无缝线路的有利条件 我国铁路正大力发展重载、高速运输，与之相适应工务必须实现轨 道结构现代化，加速发展无缝线路。为此，我国铁路科研、设计、施工、 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 6 养护等部门经过艰苦努力，客服了四个难题，使轨道结构得到了强化， 新技术的采用等都为在主要干线大量铺设跨区间无缝线路创造了极为有 利的技术、物质条件。 4、跨区间无缝线路的基本结构和原理 详细阐述跨区间无风险路德结构特征以及是什么原理、是么技术使 超长无缝线路的修建成为可能。 5、跨区间无缝线路关键技术 介绍胶接钢轨绝缘接头、胶接绝缘夹板、可动心轨无缝道岔等发展 跨区间无缝线路时起重要作用的关键技术。 6、跨区间无缝线路设计： （1） 、确定设计锁定轨温 、根据强度条件确定允许的降温幅度 无缝线路钢轨应有足够的强度，以保证在动弯应力、温度应力及其 他附加应力共同作用下不被破坏，仍能正常工作。 、根据稳定条件确定允许的升温范围 、根据钢轨折断时的断缝值确定的允许降温幅度 无缝线路钢轨折断后，轨缝不能超过一定限值，否则将引起轮轨间 过大的作用力，严重时还可能会危及行车安全。根据固定区间内钢轨折 断后的断缝允许值可确定允许的降温幅度 、确定锁定轨温 （2） 、无缝线路结构计算 、伸缩区长度的确定 、预留轨缝的计算 、防爬设备的设置 有碴轨道道床除特殊设计的桥上小阻力扣件之外，为防止钢轨沿垫 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 7 板相对轨枕纵向移动，要求扣件阻力要大于道床纵向阻力，若此条件不 满足时，则须要在伸缩区增设防爬设备，为此应满足：P防+nP扣nR 采用弹条 I、型扣件时，一般可不装防爬器。 、轨条长度及缓冲区设置 线路养护方法： 1、养护维修工作重点: (l)严格控制锁定轨温变化: 注意观察、掌握轨温等情况，定期做好 无缝线路锁定工作，保持无缝线路经常处于稳定状态。 (2)强化轨道整体结构:在养护维修作业中，要注重做好补充均匀道 碴、堆高碴肩、夯拍道床、整修扣件、复紧螺栓等提高线路阻力的作业， 以及进行必要的设备加强工作，强化轨道整体结构，提高轨道抗变形的 能力。 (3)保持轨道的平顺性:在养护维修工作中，要坚持设备检查制度， 根据实际状态安排作业计划，要注重整治道床板结翻浆、轨枕空吊板、 轨向不良及几何尺寸超限等方面的作业，并有计划地安排钢轨打磨、焊 补及整治死弯等修理作业，努力提高轨道的平顺性。 2、无缝道岔养护维修 简单介绍无缝道岔养护维修的工作重点，包括控制锁定轨温变化、 防止道岔纵爬横移、保持道岔整体结构性能等。 3、故障处理 (1)无缝道岔中尖轨、辙叉及钢轨发生重伤或磨耗需要更换时，应直 接进行永久处理。当尖轨、钢轨损坏时，可临时更换普通尖轨、钢轨， 采用夹板联结、冻结接头;当可动心轨辙叉损坏时，在岔枕上更换一组特 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 8 制垫板，换入一根短轨，两端用夹板联结、冻结接头，开通直股，限速 25km/h。在以上采取临时措施后，应尽快安排进行永久处理。 (2)当焊缝发生重伤时，可先用夹板加固、而后进行永久处理;当焊 缝发生折断时，可先锯切掉焊筋或折断部分，插入短轨，用普通夹板或 插入短轨头用长孔夹板联结，并根据现场情况决定开通时是否限速。 专题研究： 专题研究主要是进行了钢轨折断原位重焊和胀轨、跑道两种轨道损 伤修复情况。 1、钢轨折断原位重焊 通过对比说明现在部分重焊技术会导致锁定轨温的变化，而新的方 法则几乎不会改变锁定轨温，更有利于轨道的稳定。 2、胀轨、跑道 详细介绍什么是胀轨、跑道，是什么原因导致胀轨、跑道现象的出 现以及对这种现象的防止措施。此外还介绍了如果胀轨、跑道现象出现 了，应当如何进行处理。 四、预期设计效果四、预期设计效果 本设计通过对跨区间无缝线路主要技术及其养护维修方法的探索， 使自己初步了解跨区间无缝线路方面的主要技术及其养护维修的方法， 以便日后在工作中遇到相关情况能够运用设计中的相关知识来解决对应 问题。 北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 9 五、参考文献五、参考文献： 1、 铁路线路维修与大修荣佑范 2、 轨道李成辉 3、 铁路无缝线路 二、四版广钟岩 4、 钢轨的材质性能及相关工艺周清跃 等 5、 无缝线路研究与应用卢耀荣 6、 铁道工程郝瀛 7、 铁路轨道陈岳源 8、 板式轨道设计与施工王其昌 韩启孟 9、 无缝线路施工徐赓华 10、 铁路轨道申国祥 11、 铁路线路大修工程王其昌 12、 铁路曲线养护陈汉蛾 13、 铁路跨区间无缝线路张末 14、 铁道线路工程王午生 15、 桥上无缝线路挠区力的计算卢耀荣 16、 铁道轨道基本理论许实儒 童本浩 17、 无缝线路上海铁路局教育处组织编写 18、 铁路轨道哈尔滨铁路局教育处组织编写 19、 铁路无缝线路百问百答广钟岩 沈相宙 史鸿湘 五、毕业设