课件：无缝线路基本原理讲解

单元六：无缝线路学习模块：基于BIM模型认知铁路轨道构造《轨道工程》RailwayEngineering铁道工程系铁道教研室无缝线路基本原理目录CONTENTS01线路纵向阻力02温度力和锁定轨温无缝线路基本原理长轨条的热胀冷缩无缝线路的特点是轨条很长，当轨温变化时，钢轨要发生伸缩，但由于有约束作用，不能自由伸缩，在钢轨内部要产生很大的轴向温度力。为保证无缝线路的强度和稳定，需要了解长轨条内温度力及其变化规律。无缝线路基本原理阻止钢轨“放飞自我”线路阻力有哪些？无缝线路基本原理纵向阻力横向阻力竖向阻力接头阻力扣件阻力道床纵向阻力道床横向阻力轨道框架水平刚度道床竖向阻力轨道框架垂直刚度线路阻力线路纵向阻力PART01一、线路纵向阻力无缝线路锁定后，长钢轨两端由于轨温变化而引起的伸缩受到限制，并在长钢轨内部积聚巨大的阻力。钢轨接头处由钢轨夹板通过螺栓拧紧，产生阻止钢轨纵向位移的阻力称接头阻力PH。接头阻力一、线路纵向阻力无缝线路锁定后，长钢轨两端由于轨温变化而引起的伸缩受到限制，并在长钢轨内部积聚巨大的阻力。中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向位移的阻力，均称扣件阻力。扣件阻力一、线路纵向阻力无缝线路锁定后，长钢轨两端由于轨温变化而引起的伸缩受到限制，并在长钢轨内部积聚巨大的阻力。道床纵向阻力系指道床抵抗轨道框架纵向位移的阻力。道床纵向阻力温度力和锁定轨温PART02二、温度力和锁定轨温轨温仅仅只改变钢轨的长度吗？一根长度为l可自由伸缩的钢轨，当轨温变化⊿t℃时，其伸缩量为式中：α—钢轨的线膨胀系数，取0.0118mm/m/℃=11.8×10-6/℃；

l—钢轨长度，mm；⊿t—轨温变化幅度，℃。(1-1)如果钢轨两端完全被固定，不能随轨温变化而自由伸缩，则将在钢轨内部产生温度应力。根据虎克定律，温度应力σt

为：(1-2)

式中：E—钢的弹性模量，E＝2.1×105MPa；

εt—钢的温度应变。二、温度力和锁定轨温将E、α

值代入式（2-2），则温度应力σt为：式中：F—钢轨断面积，mm2。一根钢轨所受的温度力Pt为：上述公式可知：1.在两端固定的钢轨中所产生的温度力Pt仅与轨温变化幅度Δt有关，而与钢轨本身长度l无关。因此理论上钢轨可焊接任意长，且对轨内温度力没有影响。控制温度力大小的关键是如何控制轨温变化幅度⊿t

！2.对于不同类型的钢轨，同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同。3.无缝线路钢轨伸长量⊿l与轨温变化幅度⊿t

、轨长l

有关，与钢轨断面积F

无关。(1-3)(1-4)二、温度力和锁定轨温一根1000m的60kg/m长钢轨，在轨温变化40℃时，其伸缩量为多少？当钢轨固定时，其温度应力和温度力分别为多少？（60kg/m钢轨截面积F=77.45cm2、α—钢轨的线膨胀系数，取0.0118mm/m/℃=11.8×10-6/℃；E—钢的弹性模量，E＝2.1×105MPa；）温度力、伸缩位移与轨温变化的关系例题二、温度力和锁定轨温计算伸缩量计算温度应力计算温度力60kg/m钢轨F=77.45cm2温度力、伸缩位移与轨温变化的关系例题二、温度力和锁定轨温气候风力日照线路走向所取部位气温轨温无缝线路锁定时的轨温锁定轨温温度根据多年观测，最高轨温Tmax要比当地最高气温高18～25℃，最低轨温Tmin比当地最低气温低2～3℃。计算时通常取最高轨温等于当地最高气温加20℃，最低轨温等于最低气温。二、温度力和锁定轨温锁定轨温所谓“锁定”，就是用中间扣件（包括防爬设备）把无缝线路钢轨紧扣在轨枕上，用接头扣件把轨端充分夹紧，使之不能自由伸缩。夏季不臌曲或胀轨，冬季不发生断轨根据气象资料和无缝线路允许温升、温降计算确定的锁定轨温称为设计锁定轨温；铺设无缝线路中，将长轨条始终端落槽就位时的平均轨温称为施工锁定轨温；无缝线路运行过程中处于温度力为零状态的轨温称为实际锁定轨温；施工锁定轨温应在设计锁定轨温允许变化范围之内，常说的锁定轨温发生变化是指实际锁定轨温发生变化。二、温度力和锁定轨温锁定轨温所谓“锁定”，就是用中间扣件（包括防爬设备）把无缝线路钢轨紧扣在轨枕上，用接头扣件把轨端充分夹紧，使之不能自由伸缩。夏季不臌曲或胀轨，冬季不发生断轨一旦设计和施工完成记入技术档案，作为日后线路养护维修的依据，设计和施工锁定轨温