铁路工程无缝线路技术研究报告.doc

吉林铁道工程技术学校毕业论文 课题名称： 铁路线路无缝线路的分析与研究 学生姓名： 胡建辛 学 号：导航仪 笑话大全 脱毛膏 专 业： 铁道工程 班 级： 指导教师：导航仪 笑话大全 脱毛膏 铁路是一个国家重要的基础设施，国民经济的大动脉和大众化的交通工具，在综合交通运输体系中处于骨干地位。但是，速度的劣势一度使这一传统行业处于竞争危机之中。因此，自有铁路以来，人们就不断致力于提高列车的运行速度，为此，许多优秀的铁路技术人员付出了艰苦卓绝的努力。 1964年，世界上第一条高速铁路日本东海道新干线建成通车，达到当时最高运行速度240Km/h，从此高速铁路在世界发达国家迅速崛起，获得蓬勃发展，在世界范围内引发一场深刻的交通革命。在此我就自己今年来研究无缝线路的各种技术理论做简单分析。一 前言无缝线路（continuously welded rail track）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；是轨道结构的发展方向，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。1.1无缝线路基本原理 在普通轨道上，钢轨长度一般只有12.5 m或25 m，在接头处都留有轨缝，钢轨随轨温的变化可以伸缩。无缝线路上，钢轨长度在1 000m以上，这种轨道是被“锁定”着的，当轨温发生变化时，钢轨不能自由伸缩，在内部产生一种力，称为温度力。夏天轨温升高，钢轨欲伸长，但因受阻力影响而不能实现，从而转化为压应变，在钢轨内部产生压应力。冬季轨温降低，钢轨欲收缩，但因受阻力影响而不能实现，从而转化为拉应变，在钢轨内部产生拉应力。这是无缝线路区别于一般线路的根本特点。 由理论计算和运营实践表明：无缝线路内部的温度力的大小与轨温的变化幅度成正比关系，而与钢轨的长度无关，所以，在一定的温度变化条件下，只要轨道的强度与稳定能够得到保证，无缝线路的长度可以不受限制。但在实际应用中，考虑到自动闭塞区段绝缘接头的设置，桥梁、隧道、道叉的衔接及施工、维修的方便，无缝线路的长度一般为12km，两端还铺有短轨作为“缓冲区”，致使此种无缝线路中尚有10%左右的有缝线路。1.2无缝线路锁定轨温 将焊接长钢轨铺在轨枕上，并予以锁定时的钢轨温度。当钢轨全部被锁定时，钢轨内部的温度应力等于零，所以又称“零应力轨温”。选择锁定轨温的原则是以冬季钢轨不折断，夏季不发生胀轨跑道，并根据各个地区的轨温变化情况进行检算和调整，一般以高于本地区的中间轨温比较适宜。例如，中国北京地区最高轨温为62.6，最低轨温为22. 8，中间轨温就是19. 9，而设计锁定轨温一般采用24。每一根焊接长钢轨的锁定轨温各不相同，必须如实记录，作为技术资料，以便今后计算轨温升降变化幅度时的依据。由于轨温时刻在变化，而铺轨工作需要一定的时间才能完成，所以将铺轨轨温范围定为T5。无缝线路的施工，必须在这个轨温范围内完成铺设锁定工作，并把当时测量的轨温定为这一段无缝线路实际的锁定轨温。它是重要的技术资料，是计算轨温变化幅度的依据。1.3无缝线路温度力的分布及组成 无缝线路内部的温度力，是由焊接长钢轨的自由伸缩受限制而产生的，而限制长钢轨自由伸缩的因素是阻力。在无缝线路焊接长钢轨的两端，限制其自由伸缩的阻力是接头阻力，在无缝线路的全长范围内，限制其自由伸缩的阻力是道床纵向阻力。 温度力沿钢轨长度的纵向分布图称为温度力分布图，图中横坐标表示焊接长钢轨的长度，纵坐标表示温度力。由图可见，温度应力式无缝线路分为固定区、伸缩区和缓冲区。固定区是长钢轨不因轨温变化而伸缩的区段；伸缩区在长钢轨的两端，一般长约50100m；缓冲区有24根标准长（12.5m或 25m）钢轨组成，以便于设置轨缝。普通无缝线路的固定区及其两端伸缩区的总长，一般为1 0002 000m，如因其他设备或施工条件限制时，不短于300m。 无缝线路温度力分布及组成图：1.4无缝线路发展 随着列车轴重和速度的增加，对轨道平顺性的要求越来越高。超长轨无缝线路在不少国家得到较快发展，截至1992年底止，德国有92.3%的线路铺设了这种轨道，西欧许多国家也得到了广泛的采用。中国1997年全路铺设的无缝线路已占正线里程的31%，并且铺设了几公里至上百公里的超长轨节无缝线路。在秦皇岛沈阳客运专线铺设跨区间无缝线路。1.5无缝线路的铺设 无缝线路的铺设主要工程项目，由钢轨焊接、装运与铺设三项作业组成。1.5.1钢轨焊接 分厂焊与工地焊。厂焊是由焊轨厂将无孔的标准轨，用气压焊法或接触焊法焊成长250500m的长钢轨。经质检合格后，由长钢轨运输列车运至铺设现场。厂焊的工艺流程见下图2。 工地焊是在铺设工地用小型气压焊机按设计长度将长钢轨焊联成长轨条。工地焊接亦称联合接头焊接。焊接时环境温度应在0以上，焊后探伤并热处理。1.5.2长钢轨的装运 承轨台上存放的长钢轨，装运时应注意每根长钢轨的起吊、横移、下落的操作要保持同步；下落就位要准确到位；每装好一层，要立即上好长钢轨间隔铁，同时紧固长钢轨锁定装置，严防列车运行中长钢轨横向移位或纵向串动；列车的押运人员，要作好监护，途中停车要进行检查，确保运行安全。长钢轨运至工地后，卸轨操作人员，按卸轨操作工艺，将长钢轨卸下，放在轨枕两侧端部。1.5.3 封锁前的准备 方正长轨条始终端；埋设位移观测桩；拨顺并串动长轨条，放散初始应力，使始端拨入时能与线路上钢轨吻合；备齐终端龙口轨和锯轨机等工具；散布扣件及橡胶垫板、垫片。在封锁前的慢行时间，轨枕扣件隔一卸一，卸下始终端各两套接头螺栓。1.5.4 长轨条的铺设 在封锁时间内进行。用型或型换轨车作业，从长轨条一端向另一端依次拨入新轨拨出旧轨，换轨车行进速度（即作业效率）每小时12km。型换轨车提高了走行的平稳性和作业效率，并克服了新轨拨入与旧轨拨出时的交叉干扰。施工领导人要准确记录长轨始、终端落槽时轨温，其平均值为锁定轨温，如锁定轨温不在设计锁定轨温范围内，铺后必须进行应力放散或调整，并重新锁定。低温铺设时，要配备钢轨拉伸器张拉钢轨，提高锁定轨温值，使之符合设计规定。终端落槽合拢时，严禁用氧乙炔焰切割钢轨或撞轨合拢。长轨条锁定后应立即做好位移观测标记。线路开通后应全面按标准复紧扣件、调整轨距、整正线路。1.6跨区间或全区间长轨条的铺设 按每段长度为1500m左右依次铺设，以一个封锁点铺设锁定的轨条长度为管理单元，铺设方法分为连入法铺设和插入法铺设。1.6.1 连入法铺设 轨温处在设计锁定轨温范围以内或以下，适用此法。进行换轨作业时，如轨温适度，先将新铺单元长轨条始端与已铺的相邻单元长轨条终端直接焊连。如轨温低于设计锁定轨温的下限，新轨落槽后，每15 m左右支垫一滚筒，先拉伸后焊连，使锁定轨温符合设计要求。焊连时采用具有拉伸功能的小型气压焊机焊接，便于拉伸到位后立即施焊。电气化区段采用不停电换轨作业方法施工，用待铺的单元长轨条作为接触网的临时回流线，遇有胶结绝缘接头，必须设置临时接续线。电化区段不停电换轨作业，必须解决因拆出旧轨铺入新轨而中断的接触网回流通道问题。为此，利用了待换的长轨条作为接触网回流通道。长轨条两端各采用长度分别为30m和4m截面积为70mm2 的铜线两根，采用新旧钢轨交替连接的方法，解决了铺轨时新旧轨进出换轨车龙口时回流通道不中断的问题。具体做法：线路封锁后，在长轨条的连入端（始端）用两条各长30m的铜线，将线路上已换入的新轨与待轨长轨条连接起来，连接点见图3之（a），A，B和A1，B1；在长轨条的合拢端用两条各长4 m的铜线，将待换长轨条与线上旧轨连接起来，连接点见图3 之（a），C，D和C1，D1；连好后拆除旧轨始终端的接续线。将新旧长轨条引进各自的龙口后，换轨车即可前进，待新轨落槽换轨车暂停，用两条各长4 m的铜线将合拢轨连接起来，连接点见图3 之（b），E，F 和E1，F1，连好后拆除长30 m的铜线，换轨车启动作业。换轨车临终端之前停车，用始端拆下的30 m长铜线，将换轨车龙口之后铺设中的长轨条与线路上合拢端的旧轨连接起来，连接点见图3之（c），G，H和G1，H1,连好后立即拆除4 m长的连接铜钱，换轨车继续前进，直至新旧轨合拢。1.6.1插入法铺设 在轨温高于设计锁定轨温上限的情况下采用。换轨作业时，在新铺单元长轨条与已铺单元长轨条之间，插入长度不短于6 m的临时缓冲轨。此法可在任意自然轨温条件下，分段依次铺设。待