轨道结构基本知识-工程10.无缝线路

第六章线本讲主要内概无缝线路稳定性分桥上无缝线跨区间无缝线2四、无缝线路稳定3胀轨1、稳定3胀轨失稳（胀轨跑道

四、无缝线路稳定2、失稳（胀轨跑道）过程持稳阶钢轨温度压力增大，但轨道不变胀轨阶跑道阶44四、无缝线路稳定3、无缝线路结构稳定分析判别准则：能量法和静力平衡保持稳定的因素：道床横向阻力、轨道框架刚丧失稳定的因素：钢轨温度压力、轨道初始弯55四、无缝线路稳定4、道床横向阻力枕端抗推力枕侧摩擦力枕底摩擦力四、无缝线路稳定4、道床横向阻力表示单根轨枕的横向阻力qq0Byqq0ByzCy1影响道碴：饱满质、粒径尺道床肩部：堆高、加线路维修作

作业 扒 夯拍逆向拔77四、无缝线路稳定4、道床横向阻力反映其自身抵抗弯曲能组两股钢轨的水平刚度（横向刚度EI2EI扣件

MMH10

dc0.250.500.751.00 1.501.75扣件螺母扭矩分别为扣件螺母扭矩分别为100，15088四、无缝线路稳定5、丧失稳定的因素钢轨温度压无缝线路稳定问题的根本原因，应控制温升幅轨道初始弯影响稳定的直接诱因，应控制初始弯曲大弹性初始弯曲：温度力和列车横向力作用下产塑性初始弯曲：轧制 、焊接、铺设过程中产生，占初弯的9四、无缝线路稳定6、无缝线路稳定性计算公式1977年提出，假定变形曲线波长与初始波长相等，并取变形2mm时对应的温度压力，除以安全系数，即为保证线路稳定的1990年开始实施，假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等计算公国外计算公kerr、英国、法国、俄罗斯 均有相应的计算公四、无缝线路稳定6、无缝线路稳定性计算公式计算假统一公 不等波长公轨 铺设于均匀介质中的细长压初始变轨道压力下的能量构

波长相钢轨压缩形变轨道框架弯曲

半波波长四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定性统一公式计算简变形总势能A由以下部分组成：钢轨受到轴向压A1；轨道框架受弯曲产生的形变能A2；道床横向阻力抵抗轨道向位移做的功A3；扣件抵抗钢轨转动做的功A4AA

A

AA1A2A3

f f f f 四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定性统一公f0e弹性初f0e弹性初始弯曲l0e弹性初始弯曲半波长，取4yf轨道横向变形量

(l fsin l 8

(l00 0 1 1

y0y0e

y

y0e

f0esin0

四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定A1P·

llTlll (dsdx) 1(y)2dxdx1 llll

(y0)l 1 l 2

(yT)2

2l

A1P2

(f

)4lA1P

( 2

·f0e)

R

2

四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定轨道框架弯曲变形能，忽略扣件扭

2

Mfd

0M0edd ydx y EI

f

f·

EI (f l l 四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定道床变形 A3

0

lq

yZ

y11/

0

Z

N A3

2

BCz

fzCC

nl

2Qlf

Q为等效道床四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定容许温度EI 5(f 分子为抵抗轨道横向变分子为抵抗轨道横向变形的长度抗力，分母为曲P 2l0e (f ) 0e 4l R2EI2EI EI(f )Qyy2l2 Q

步骤1：f＝0.2cm，计算步步骤1：f＝0.2cm，计算步骤2：波长不等，计算步骤3：安全系数取1.3，计算

[P]K四、无缝线路稳定7、无缝线路稳定算相当于允许升温幅度四、无缝线路稳定8、无缝线路稳定性变波长计算图

sin2l0变形yfsin2l四、无缝线路稳定8、无缝线路稳定性变波长(f) 2 fl

l

(2x－l)A 0·

· 1 2R1

l0

AEI4f

2EI4ff0e

1l

·

(2x－l)—0 0

0

q

G

l

x2(1＋ZA Gf1＋Zl

0 ll0l0 l

11

k lsinx 4 H4

··

· l

1l2 0

·

xl l四、无缝线路稳定8、无缝线路稳定性变波长容许温度

di 4EI2

＋0P

l2 1 q

z＋2CKfN0计算条件

2 轨720cm，比1‰，

2··m m

fl允许温升考虑允许温升考虑纵向分布，减去8C，直线及半R≥2000m曲线在设计中化，再减去8C

计算步假定波长，计算步假定波长，计算得到Pl22四、无缝线路稳定8、无缝线路稳定性变波长公四、无缝线路稳定9、拓展及直直线轨道，设初始变形曲线f sin2x，变形曲0vvsin2x，在荷载作用下波长保持一致，道床横向阻力为常量0signv，轨排横向抗刚度EI，试求胀轨临界波长与临界温L0LU梁2L4 dx

Lv2EI2 LL 2v U抗剪 L

0vdx22f500临002WP2Pv'f'f'

f0fo

22L五、无缝线路结构1、设计任设 ：确定无缝线路的设计与施工锁定轨设计锁定轨保证最低轨温时不断轨、即使断轨，断缝值不影响行车安保证最高轨设计根据强度条件确定允许根据断缝条件确定允许根据稳定条件确定允许画图确定设计锁定轨温范五、无缝线路结构2、根据强度条件确定允许升d Etttscs同理，根据强度条件确定的允许升温幅tsdcc五、无缝线路结构3、根据断轨条件确定允许降保证断轨后的最大断缝值小于容许断缝容许确定原则：行车安全、动力一般情况70mm 条件90mm；无砟轨道计算t

五、无缝线路结构4、根据稳定条件确定允许升保证钢轨的稳定性保证钢轨的稳定性——根据稳定条件（统一公式、不等波长公式、压弯变形计算公式求得允许温度压力[P]tc无砟轨道目前不作稳定性检算，尚未建立无砟轨道碎弯变形计算理五、无缝线路结构5、确定设计锁定t]tstmaxetmin2tcKtmte3~tnte3~五、无缝线路结构长轨条伸缩区缓长轨条伸缩区缓冲区预留防爬五、无缝线路结构7、轨条长长轨条长1000-000200m10m伸缩区长长度一般取为50-100m，宜取为标准轨llmaxPtsr缓冲区长2～4同类型标准轨五、无缝线路结构8、预留轨长轨与标准轨之间预留轨冬季不超过 长轨与标准轨之间预留轨冬季不超过 下长短 a上a02 预留夏季轨缝不预留

构造轨缓冲区中标准轨间轨缝与普通线路轨缝设置相五、无缝线路结构8、预留轨轨端伸缩量计maxmaxPP2tH长 tHl2短 五、无缝线路结构9、防爬设线路爬行是造成轨道病害主要原改变无缝线路锁定轨P防+nP采用混凝土轨枕和配套的弹条型扣件时，一般可不装防爬五、无缝线路结构10、拓展与研究实例某地区最高年轨温为-5℃，Ⅲ型混凝土轨枕，等效道床阻力为115Ncm35MPa，计算得轨底拉应力为161Pa，轨头压应力为208Ma10Ma90m160N/cm，问能否在250m？钢轨弹性模量2.1×105MPa，截面积77.45cm2解：由强度条件计算得容许升温幅为53.6℃，容许降温幅度72.6由断缝条件计算得容许降温幅度为79.7由稳定性条件计算得容许升温幅度为34.8确定得设计锁定轨温为(30.2+37.6)/2+3=36.9≈37铺设轨温范围为32-42℃，超过了容许降温幅度，不五、无缝线路结构10、拓展与研究实例：主要问题是无缝线路稳定性解决措施：设置护轨、护轨横撑桁架、道砟袋支挡、轨枕卡纵连、道砟五、无缝线路结构10、拓展与研究实建立有限元稳定性计算模型，分析各种解决措施的容设置护轨提高-1.2℃、护轨横撑桁架提高3.3℃、道砟袋支挡提高15.3℃轨枕卡纵连提高20.6℃、道砟 提高45五、无缝线路结构10、拓展与思考1须有作业轨温条件限制，一般在锁定轨温15℃2、轨道不平顺对无缝线路稳定性的影响如何？方向不平顺会