第三节 线路纵向阻和无缝线路温度力分布

第三节线路纵向阻力和无缝线路温度力分布,当轨温变化时，钢轨两端的线路纵向阻力抵抗无缝线路的伸缩，线路阻力分接头阻力、扣件阻力和道床阻力。,一、接头阻力,1.定义：钢轨两端接头处由夹板通过螺栓拧紧，产生了阻止钢轨纵向位移的阻力，称为接头阻力。2.计算。式中：Rj钢轨接头阻力f摩擦系数n螺栓个数正压力与合力的夹角钢轨轨低底面倾角T转矩K转矩系数，K=0.180.23D螺栓直径K1动态影响系数,接头阻力的特点,1.接头阻力是摩擦力，只有存在相对运动或相对运动趋势时，才产生；2.钢轨首先要克服接头阻力，然后才能伸长或缩短；3.钢轨从伸长转入缩短或从缩短转入伸长状态要克服两倍接头阻力。,列车通过钢轨接头是产生振动的，会使扭力矩下降，接头阻力值降低。据国内外资料，可降低到静力测定值的40%50%。所以，定期检查扭力矩，从新拧紧螺帽，保证接头阻力值在长期运营过程中保持不变，是一项十分重要的措施。维修规则规定无缝线路钢轨接头必须采用10.9级螺栓，扭矩应保持在700900Nm。下表为计算时采用的接头阻力值。不同扭矩时的钢轨接头阻力Rj（KN),多拧可防松。列车通过时，振动会使扭矩力下降，接头阻力值也下降，课降到静力下的40%50%，应定期检查。拧紧螺栓，围护要求无缝线路接头必须采用10.9级（高强度）螺栓，扭矩为900Nm,维修时保持700900Nm,2、扣件阻力,1.定义：中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向位移的阻力称为扣件阻力。2.要求中间扣件阻力大于道床阻力，否则装防爬器。3.要求：扣件阻力道床纵向阻力，这是无缝线路设计必须遵守的原则4.铁路线路维修规定:扣板扣件扭矩应保持在80-120Nm弹条扣件为100-150Nm。并注意复拧。,三、道床纵向阻力,1.定义：是指道床抵抗轨枕纵向位移的阻力。2.决定道床纵向阻力的因素：受到道砟材质、颗粒大小、道床断面、道床密实度、脏污程度、轻轨重量、外形和尺寸等因素的影响。3.在无缝线路设计中，采用轨枕位移为2mm时相应的道床纵向阻力。,道床纵向阻力与位移之间的关系,1.道床纵向阻力随位移的增大而增加2.当位移达到一定值之后，轨枕盒内的道砟颗粒之间的结合被破坏，在此情况下，即位移不再增加，阻力也不再增大；3.在正常轨道条件下，钢筋混凝土轨枕位移小于2mm，木枕位移小于1mm时，道床纵向阻力呈线性增长4.钢筋混凝土轨道道床纵向阻力大于木枕轨道,四、长轨条的温度力分布（本节重点）,常用温度力分布图来表示温度力沿长轨条纵向分布规律温度力分布图：横坐标表示钢轨的长度、纵坐标表示钢轨的温度力。钢轨内部温度力和其外部分阻力随时保持平衡是温度力分布的基本条件、无缝线路的温度力分布是不均匀的，它不仅受到阻力和温度力变化幅度的影响，还要受到温度力变化过程的影响。,1.纵向阻力的特点,纵向阻力包括接头阻力和道床阻力。为简化钢轨内部温度力纵向分布的计算，通常假定钢轨接头阻力Rj为一常量。当无缝线温度力Pt小于接头阻力Rj时，钢轨与夹板之间不发生位移。温度力与接头阻力相等是钢轨与夹板发生相对移动的临界状态，只有当温度力大于接头阻力时，两者才发生相对移动。据此可知，钢轨与夹板发生相对移动的轨温变化幅度为tj=Rj/2.48F。当轨温反向变化时，长轨条中的温度力减小，当温度力变化幅度小于接头阻力时，接头阻力不反向；当温度力变化幅度大于接头阻力时，接头阻力开始反向，但钢轨与夹板不发生相对移动；当长轨条中的温度力反向变化幅度大于2倍接头阻力时，钢轨与夹板发生相对反向移动。,2.基本温度力图无缝线路锁定后，轨温单向变化时，温度力沿钢轨纵向分布的规律称为基本温度力图。,接头阻力被克服后，如温度力继续上升，则钢轨产生位移，道床阻力开始阻止钢轨的伸缩。,当轨温等于锁定轨温时，在长轨条中的温度力为零，即Pt=0（A-A线）当轨温下降，t=T-Tsf=j时，Pt=Rj时，轨端无位移，（B-B线）当轨温进一步下降，ttj时，PtRj,道床阻力开始发挥作用，轨端出现伸缩位移，温度力线（B-C-C-B)当轨温降至最低轨温Tmin时，钢轨中产生最大温度拉力，此时温度拉力达到最大，即Pmin=2.48tminF,(B-C-D-D-C-B),轨温最低时的温度力线为(B-C-D-D)轨温上升幅度小于tj时钢轨接头所受拉力减小当轨温幅度上升等于tj时，钢轨接头阻力为零温度力线（A-E-E)轨温上升幅度大于tj，钢轨接头开始受力当轨温变化幅度达2tj，温度力线（F-G-G）轨温上升幅度大于2tj，道床阻力开始局部反向（F-N段）当轨温上升至最高轨温Tmax时，形成温度力峰值P峰,P峰=1/2（Ptmax+Ptmin)温度压力峰值的大小与锁定轨温无关。温度力峰值位置为L峰=1/r1/2(Ptmax+Ptmin)-R