郑西高铁成功试车 郑西高铁2大技术图解.docx

郑西高铁成功试车 郑西高铁2大技术图解日期: 2010年01月30日 09:56来源: 作者：无缝技术 工人在打磨钢轨编者按：1月29日郑西高铁试车，14点到15点45分，在短短的1小时45分钟就从西安到达郑州。郑西高铁的开通将极大的缩短全程时间，由最初的6小时降低到2小时内到达，极大的节省了旅客的往返时间。郑西高铁全线广泛应用了具有世界先进水平的无缝线路和无碴轨道技术，让乘坐舒适度大幅提高。那么什么是无缝线路和无碴轨道技术呢？下面我们详细的为您介绍一下：无缝线路-用焊接长轨条铺设的轨道，因为长轨条没有轨缝而得名。无缝线路类型 无缝线路分温度应力式及放散温度应力式两种。目前世界各国绝大多数均采用温度应力式无缝线路。将每根12.5m或25m长的钢轨联结成轨道，很显然每隔12.5m或25m就会有一个接头。接头之间还有一道轨缝，大约为6mm。留轨缝的道理很简单，是为了防止钢轨在热胀冷缩时产生的温度力。不要小看这个温度力，但钢轨温度每改变1，每根钢轨就会承受1.645吨的压力或拉力。轨温变化幅度为50时，一根钢轨则要承受高达82.25吨的压力或拉力。如此巨大的力足以将钢轨顶得歪七八扭，造成轨道不平顺，影响列车快速安全运行。轨缝使热胀的问题解决了，但是另一个问题又出现了：这道不起眼的轨缝不但使列车在运行时产生令人讨厌的“咔哒咔哒”声，更重要的是造成车轮与钢轨的撞击，对二者尤其是车轮的损害相当大，缩短了车轮的使用寿命。为了解决这个问题，业内业外很多人都在动脑筋。特别是那些热心的普通乘客，纷纷献计献策。铁路相关部门，比如铁道知识杂志收到读者大量的改进轨道接头的建议和设计。但是这些建议和设计尽管千变万化，接头依然存在，最好的办法是干脆消灭接头，这就是我们要说的“无缝线路”。所谓“无缝线路”，就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨，在基地工厂用气压焊或接触焊的办法，焊成200m到500m的长轨，然后运到铺轨地点，再焊接成1000m到2000m的长度，铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难，从理论上讲，“无缝线路”可以无限长。这种彻底消灭轨缝的办法，我国铁路正在一些主要干道上采用。假如你是个细心人，当你乘火车进京就会注意到，昔日的“咔哒咔哒”声已经大为较少。看到这里，你肯定要问，难道“无缝线路”就不存在热胀的问题吗？物质不灭定律告诉我们，任何一种物质都不会消失，只不过从一种形式转化为另一种形式。钢轨的温度力也同样如此，它不可能消失，是人们在铁路线上采用强大的线路阻力来锁定轨道，限制了钢轨的自由伸缩。在我国是采用高强螺栓、扣板式扣件或弹条扣件等对钢轨进行约束。实验表明，直径24mm的高强螺栓，六孔夹板接头可提供40至60吨的纵向阻力。弹条扣件每根轨枕可提供1.6吨的纵向阻力。由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系，所以我们锁定钢轨时必须正确、合理地选定锁定轨温，以保证无缝线路钢轨冬天不被拉断，夏天不致胀轨跑道，危及行车安全。就北京地区来说，最高轨温为摄氏62.2，最低轨温为零下22度，中间轨温为19.9。根据无缝线路强度和稳定性计算得出的结果，北京地区最佳锁定轨温为24，实际允许锁定轨温为1929。无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著。据有关部门方面统计，与普通线路相比，无缝线路至少能节省15%的经常维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。无缝线路的类型分为温度应力式和放散温度应力式两类，温度应力式为无缝线路的基本结构型式。(一)温度应力式无缝线路包括伸缩区、固定区和缓冲区三部分。伸缩区长度根据计算确定，一般为50100m。固定区长度根据线路及施工条件确定，最短不得短于50m。缓冲区一般由24对标准轨或厂制缩短轨组成，有绝缘接头时为4对，采用胶结绝缘接头时为3对或5对。(二)放散温度应力式无缝线路分自动放散式和定期放散式两种。定期放散式无缝线路每年春秋季节适当温度下，更换不同长度的缓冲区钢轨，调节钢轨温度应力。其结构型式与温度应力式相同。在温差较大的地区和特大桥梁上，为了消除和减少钢轨温度力对钢梁伸缩的影响，采用自动放散温度应力式无缝线路。自动放散温度应力式无缝线路是在焊接长钢轨间，设置桥用钢轨伸缩调节器，用以释放温度力。无碴轨道津京城际的无碴轨道 无碴轨道无碴轨道是以混凝土或沥青砂浆取代散粒道碴道床而组成的轨道结构型式，它具有轨道稳定性高，刚度均匀性 好，结构耐久性强和维修工作量显著减少等特点，对于高速铁路较传统的有碴轨道有更好的适应性。无碴轨道-优点RHEDACITY的优点：简单、透明的系统结构完美的轨道定位与街道建筑相融交叉轨枕的使用确保了轨矩和轨道的几何精确度轨道盘采用摩擦锁定式固定装置由于热量可以充分进入轨道跨距，因此可以消除轨道构架的浇注不足现象。采用优化的轨道系统,设计具有出色的粘合质量,可进行整体式施工使用预组装部件确保轨道的弹性轨道的弹性支撑或持续支撑去除轨距连接杆安全性极高、使用寿命长符合电绝缘要求具有“边建设边投入使用”的能力RHEDACITYGREEN极具吸引力的备选方案RHEDACITYGREEN是种植草皮型的RHEDACITY，经过多年在城市快速交通中的应用已充分验证了其有效性。对于RHEDACITYGREEN型轨道而言，经过改良的带有钢筋桁梁的双块式轨枕被浇铸在一块紧实的混凝土板中。用草皮或景天科植物覆盖，以造成赏心悦目的视觉效果。这种轨道的功能性和安全性都很出色，轨道定位极佳、性价比高且无需维修。最初是在柏林和KARLSRUHE市的项目中使用，现在正计划或目前准备投入使用。在生态保护方面的益处与其他型号轨道相比，这种轨道与植物的组合应用，可以产生出色的视觉效果。轨道表面的植物可降低噪音分贝，使维护费用最小化。轨道上的草皮本身就能消除噪音。在防振和结构噪音传播方面有严格规定的城市中，使用“绿色轨道”不失为一种成本效益极佳的方式。无碴轨道-缺点无碴轨道具有高稳定性、少维修、寿命长的优点，并在国外铁路获得了广泛应用，2005年德国出版的轨道概论对无碴轨道的缺点做了如下总结：1)Rheda投资要比有碴轨道多1.5倍以上。科隆一法兰克福线预算46亿欧元，实际费用大约为6o亿欧元，增加大约30%，如此高的初期投资包括巨大的资本成本。有碴轨道成本为350欧元/m，无碴轨道最低为500欧元/m，最大为7501100欧元/m。即使施工方法得到优化，建设长度增加，成本系数仍达到1.52.0。无碴轨道相对有碴轨道的经济效益仅能从有碴轨道需要增加的维修费用计算得到。现在有碴轨道的维修在很大程度上实现了机械化和自动化，比手工作业费用要低，并能够持久地保持轨道几何状态；无碴轨道也需要维修，钢轨打磨工作量相对有碴轨道要增加，随着无碴轨道使用时间的增加，伤损将增多，经济效益相对来说将降低，而且无碴轨道的修复工作比较复杂，并需要大量费用和时间，一旦损坏引起长期关闭线路带来的投入将相当大，也是初期无法计算或预料的。隧道内的无碴轨道相对有碴轨道具有良好的经济效益。但桥上和路基上的无碴轨道往往经济效益差一些，限制基础的长期沉降需要额外的费用，比有碴轨道要增加2.02.5倍。2)混凝土无碴轨道为刚性承载层，当达到承载强度极限时将产生断裂，并引起轨道几何尺寸的突然变化和难以预见的恶化。3)总体上来说，无碴轨道建设和维修都没有达到自动化程度。无碴轨道的质量需要高水平的养护措施提供保障。这意味着在施工工序和质量控制方面都要增加额外的费用和时间。建设期间的质量缺陷将为整个使用寿命期留下隐患，并需要花费高昂的代价进行弥补。4)无碴轨道作为刚性结构，在后期运营阶段仅允许做少量的完善，比如改善轨道几何状态，不仅十分困难，而且需要花费高昂代价。5)无碴轨道不能在粘土深路堑、松软土路堤或地震区域铺设。6)无碴轨道噪声水平比有碴轨道高5dB，必须采取有效的降噪措施。7)目前，对脱轨或其他原因导致的严重损坏还没有特别有效的措施，修复代价也十分昂贵。混凝土的养生和硬化需要很长的时间。也就是说，严重的事故将导致线路关闭时间比较长，对运输影响比较大。8)无碴轨道最严重的缺点是改进的可能性受到限制。9)无碴轨道的另外一个缺点是，在路基上铺设时，任何情况下都要铺设防冻层(至少70cm厚)。要延长无碴轨道的寿命周期，水凝性材料层厚度几乎不能减少。路基处理深度也比有碴轨道深。10)大部分经济研究没有考虑无碴轨道到了寿命周期后高昂的再建费用。既有无碴轨道类型众多也似乎是个缺点。无碴轨道-应用京津城际的无碴轨道中国的无碴轨道主要从在02年主要是中国国内技术，参照国外的成熟的设计经验，以秦沈线为契机，设计了2种类型的无碴轨道，主要是日本的板式轨道，是我们院参与设计，还有铁科设计的长枕式无碴轨道。当然在这之前，无碴轨道技术在秦岭隧道等都已有应用。无碴轨道设计主要有几下的几个难点，一个轨道部件的设计，另一个道床设计。03年后就有了一个客运专线的想法，希望有一个跨越式发展，从原来的120km/h提高了200250km/h。对于轨道部件的强度、稳定性及调整性都有了较高的要求。对于无碴轨道技术，铁道部最初的想法是全部引进国外的技术。主要是日本和德国的技术。德国的主要的双块式（redar200）和博格板，日本主要是板式轨道。引进国外技术同时，对于部分的技术也应引进，因此国外的单位负责培训。铁道部已经组织了多次轨道工程技术的培训。客运专线对于轨道部件的最大的特点是要求高平顺，因此对于轨道部件要求，精细制造和设计。轨道主要有3个主要部件，轨枕、扣件和道岔技术。客运专线还有一个特别之处就是轨道电路。由于信号制式要求，要求轨道采用必要的绝缘措施，因此要求部件和道床设计应具有高绝缘性。路基上无碴轨道部件设计主要解决路基沉降的问题，因此往往在客运专线中，多用以桥代路的方式，反而节约投资。目前的博格板和双块式具有较好的整体性，在德国有多年的应用经验，是一个成功的事例。由于时间匆忙就简单的说这些，对于无碴轨道设计及研究问题，大家可以互相探讨。无论是对于有轨电车、地铁，还是地面通勤列车线路：无碴轨道系统都可以无缝地融入交通流和城市景观。铺设沥青或其它铺路材料的该系统也可与公共汽车、机动车线路并行。绿色轨道提供了一种富有吸引力的备选方案：通过创造更多的绿地来美化城市景观。出色的乘行舒适度、最大的安全性、较低的维护保养级别使无碴轨道系统其更为卓越。无碴轨道系统在城市交通优化和基础设施改造等应用方面发挥着重要作用。城市的未来已经开始！快速、灵活、便利、高性价比：有轨电车和城市-市郊通勤铁路系统在当今非常具有吸引力。因此该类服务变得越来越受欢迎也不足为奇。城市快速轨道交通的优势日显突出，但是，这需要我们不断地开发创新性的解决方案以及能提高成本效益、安全性且环保的新技术睿铁公司积极致力于提高城市轨道交通的吸引力。通过使用RHEDACITY无碴轨道系统，可以大幅度提高您所在城市的流动性和灵活性。数百万人每天乘坐MRT往返出行。有效的城市交通系统是任何一座城市的心脏。在这一体现现代化城市生活的前沿领域，除了功能性和工程设计之外，美学观点也逐渐得到重视。绿色轨道可以美化整个城市景观。同时，绿色轨道还有利于城市的生态环境平衡，因为它们能够改善空气质量、土壤和地下水条件。“绿色轨道”具有加高的绿色植被路面以及现代化轨道上通用的先进弹性轨道支撑，因此能够大大降低城市中的空气传播噪音和结构噪音。它即有利于人类，也有利于环境。RHEDACITYGREEN是种植草皮型的RHEDACITY，经过多年在城市快速交通中的应用已充分验证了其有效性。对于RHEDACITYGREEN型轨道而言，经过改良的带有钢筋桁梁的双块式轨枕被浇铸在一块紧实的混凝土板中。用草皮或景天科植物覆盖，以造成赏心悦目的视觉效果。这种轨道的功能性和安全性都很出色，轨道定位极佳、性价比高且无需维修。最初是在柏林和KARLSRUHE市的项目中使用，现在正计划或目前准备投入使用。这种轨道系统的一个主要优点就是在无形中见完美。这些无碴轨道系统几乎无需维修，但却能提供出色的乘坐舒 适度，支持重载运输并确保最大的安全性。RHEDACITY的功能在设计原则上与RHEDA系列的其他系