无缝线路铺设技术.doc

我的2007年《铁道工程》大本论文,请大家多多指教!
[h1][/h1]
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。

在普通轨道上, 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1~2km,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。

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,℃,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T±5℃。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。

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50~100m;缓冲区有2~4根标准长( 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1 000~2 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:

随着列车轴重和速度的增加,对轨道平顺性的要求也日益提高。因此,延长无缝线路轨条的长度成为各国无缝线路的发展趋势。由于胶接绝缘接头技术的成熟,桥上无缝线路及无缝道岔设计理论的完善,以及无缝线路施工方法与机具的改进,使无缝线路的长轨条得以延长,达到几十、上百公里的超长轨节无缝线路。这种线路有的从一个车站端部到另一个车站端部称为区间无缝线路;有的线路穿行车站、跨越桥隧、采用无缝道岔,称为跨区间无缝线路。为了实现这种超长的无缝线路,采用了一系列的先进技术措施:如绝缘接头铺设高强度胶接绝缘接头;道岔焊成无缝道岔;采用重型轨道结构等。
超长轨节无缝线路在不少国家得到较快发展,截至1992年底止,%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。

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。

分厂焊与工地焊。①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250~500m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。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