高速铁路无缝线路.docx

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高速铁路无缝线路

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第_越无缝线§

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第二?

无缝线路结初类型I

高速铁路无缝线路结构有两种上要型式：

一种是日本铁路所采用的，在单元轨条Z间设置一组止反向伸缩调节器；力一种是法国、徳国等欧洲铁路所采用的超长无缝线路“

日本新干线的无缝线路每隔1・5km设置一组正反向钢轨伸缩调节器，并在其间焊联钢轨胶接绝缘接头，在大跨度桥梁及跨度不大.总长较长的桥上更为广泛采用钢轨伸缩调节器，如：

山阳新干线吉井川桥.锦町桥.赤谷桥等桥上无缝线路均设置伸缩调节器。

日本新干线也有采用超长无缝线路实例，如：

上越新干线棒名隧道内铺设长12981m无缝线路，北海道青森一扎幌间青函隧连长53.85km,无缝线路初步设计方案采取设置伸缩调节器，经技术经济比较得出结论，采用超长无缝线路能获得更高的技术经济效益，因而在青函隧道内铺设一段长53km的无缝线路。

钢轨伸缩调节器EJ（ExpansonJoint）

主要用于无缝线路所跨越的长大连续梁桥上、以及道岔附近。

目前在无缝线路采用的EJ包括单向和双向两种。

当在跨超过120m的连续梁上铺设无缝线路时，由于梁、轨的材质不同，在温度变化因素作用下的纵向变形也不同，纵向变形受到限制时就会转化为内应力。

如果钢轨所承受的内应力与其他各种应力叠加后超过钢轨的容许应力，将会影响到轨道的安全性、稳定性,危及行车安全。

解决这一问题的措施之一是铺设钢轨伸缩调节器。

钢轨伸缩调节器平面线型采用的是缓和曲线型。

缓和曲线在用于高速铁路时是非常必要的，它可以降低车轮对纵坡的冲击，减小轨道的几何不平顺。

法国和德国高速铁路釆用感应式或音频式无绝缘轨道电路，站线的钢轨绝缘接头采用高强度.高韧性胶接绝缘接头，因而较为广泛地釆用超长无缝线路。

但在大桥上铺设无缝线路仍然设置伸缩调节器，例如^法国高速铁路巴黎一里昂段，从圣弗洛朗丹至里昂就有为较多的预应力混凝土连续梁桥无缝线路设置伸缩调节器。

德国高速铁路的汉诺威一维尔期线伊茨赫希海姆桥.格明登桥.罗姆巴赫跨谷桥设有传力装置或徐变连接器，铺设无缝线路仍釆用伸缩调节器。

我国高速铁路无缝线路结构以超长无缝线路作为主要结构型式，但在长大桥上铺设无缝线路，为减少桥梁和轨道所受纵向力，宜设置伸缩调节器。

因遍设缓冲区而使焊接长钢轨的长度限制在1—2km以内的无缝线路。

区间无缝线路

使焊接长钢轨的长度由普通无缝线路的1—2km延长至两个相邻车站站端道岔之间长度的无缝线路。

跨区间无缝线路

使用无缝道系将焊接长钢轨穿越车站道系，从而使一条焊接长钢轨将多个区间无缝线路连接成一体的无缝线路。

超长无缝线路是跨区间无缝线路和全区间无缝线路的统称

高速、重载是铁路现代化的重要标志，超长无缝线路的发展则是现代化铁路强化轨道结构的客观需要。

\采用强度高、绝缘性能好、使用寿命长的胶接绝缘接头和道岔的无缝化是发展超长无缝线路必须掌握的关键技术。

优越性

仁彻底地实现了线路的无缝化，全面地提高了线路的平顺性和整体强度一

无缝道岔指的是道岔自身钢轨接头的焊接、胶接或冻结，以及道岔两端钢轨与连接轨的焊联。

无缝道岔钢轨在温度力作用下力的传递与分布规律，是无缝道岔设计的理论基础。

2.超长无缝线路取消了缓冲区及钢轨接头，因而钢轨部件的损耗率和维修工作量得以进一步减少。

3.超长无缝线路没有伸缩区，伸缩区因过量伸缩而不能复位时产生的

温度力峰，都随之消失，有利于轨道的稳定和维修管理。

时速120km以上的区段铺设了12号提速道岔；

时速160km以上、200km及以下的区段铺设了12号或18号可动心轨道岔。

岔枕以混凝土岔枕、弹条扣件为主；

尖轨在弹性可弯中心之前设限位器，之后设分布的间隔铁；

可动心轨辙叉采用了长翼轨；固定型辙叉前后趾4个接头采用了高强度冻结接头；

锁闭方式改用了利于调整错位的外锁闭。

6.超长无缝线路及无缝道岔的绝缘接头一律采用胶接绝缘接头。

1、冻结接头

利用钢轨轨腔上下频两个张口斜面，将夹板上下面也加工成同样斜度的斜面，然后使用10・9级高强度专用大六角螺栓，利用1.3~1.4kNm紧固扭矩，产生较大的接头阻力，实现钢轨接头的有效冻结。

冻结接头夹板采用B7钢制作，在工厂专用模具内将钢轨胶结绝缘材料和夹板胶结在一起，到现场组装使用，减少了养护维修成本和养护维修工作量。

经测试，最大接头阻力为1300kN,远远超过一般钢轨

接头阻力600kN,冻结效果良好。

无缝线路的有绝缘轨道电路和无缝道岔的绝缘接头必须采用胶接绝缘接头。

这类接头分为胶接绝缘钢轨和胶接绝缘夹板。

胶接绝缘钢轨和胶接绝缘夹板均采用特制夹板和绝缘胶板由工厂按各自的工艺制成。

胶接绝缘钢轨与长轨条和无缝道岔钢轨的联接采用焊接。

鋼轨胶接绝缘材料以热胶为主，大多数采取工厂生产。

胶接绝缘接头由以下部件组成：

钢轨、全断面夹板、绝缘胶板、

控制温度是保证胶接质量的关键O

绝缘套管、绝缘端板、高强度螺栓、平垫圈,经加温、加压固化而成。

心温度下降而紧张操作。

一旦胶接温度低于规定值，可在组装后再度升温，以确保胶接质量。

4.工艺简单，操作容易，可降低成本。

通常使用2根各长3.25m全长淬火轨，硬度达到320—

340HB,为防止钢轨胶接绝缘接头运营时产生轨顶肥边，胶

接端的轨顶必须按2x45。

倒棱，钢轨外观平直，用1iti直尺

检查，轨顶不平顺不超过0〜-0.2mm,轨头侧面不平顺不

厂胶层

钢轨胶接绝缘材料拟采用热胶槽板，在工厂制成成品,要求槽板截面尺寸如图所示:

⑴按照胶层固化后的厚度，预留夹板与钢轨之间的间隙;

（2）增大夹板竖向刚度，以减小列车荷载作用下胶接绝缘接头的挠度；

（3）几何尺寸尽可能对称，便于轧制加工和热处理；

（4）按照轨道电路的要求，全断面夹板外形设计还应给扣件安装留有必要的空间

D、

比：

4.紧固件

选用小扭矩系数K的高强度螺栓，当螺栓公称直径螺栓扭力矩M—定，螺栓张力P与扭矩系数K成反

选用小扭矩系数高强度螺栓可提高螺栓张力，使胶

接钢轨绝缘接头获得良好紧固效果。

5、技术性能

近几年来，我国在吸收美国3M公司和Allegheny公司钢轨胶接绝缘接头技术的基础上，在生产工艺上作了改进，从而使我国钢轨胶接绝缘接头整体剪切和疲劳寿命的检验值达到了国际先进水平。

目前我国在干线上铺设的钢轨胶接绝缘接头数量已超过1・5万个。

有的区段累积通过总重超过400Mt,未发生破损和绝缘失效。

今后在高速铁路上的应用能够满足使用要求。

W、纵向力的测定

◎纵向力检测的方法，大致可分为两类，一类是应变法,一类是应力法。

应变法

1、观测桩法

观测桩法是应变法的一种，是在长轨条铺设之前，先

期按长轨条设计位置，即普通无缝两端、伸缩区终点、长轨条中点及距伸缩区终点100m处的路肩上埋设5—7对位

移观测值，使用光学准直仪和对中器来进行观测.

位移现测粧

III

单元轨节中心

1001100

200

100

|>250

200

20011001100

-单元轨节

图233-1单元轨节位移测桩的设置

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2、测标法

测标法是标定轨长法的演进，它克服了钢轨

与普通钢尺的线胀缩系数差异、测尺的差和其它

人为误差等缺点。

在焊轨厂的配轨车间，对处于自由状态的25m标准轨设标距为24m,测标是打在轨头非工作边侧面，直径不大于0.5mm的冲眼，然后将设标轨焊于长轨条中，每250m设测标一组。

现场铺设后，仍用原设标钢尺或经检验的钢尺，检测施工锁定轨温。

当轨温变化到T时，测定24m的尺长与钢轨标距之差，可视作钢轨未实现的伸长量，同理可计算得锁定轨温。

应力法

拉钢轨和撞轨实现应力放散。

为达到放散均匀、彻底，要求张拉钢轨时，必须将长轨条搁置在滚筒上，并每隔100m设置钢轨纵向位移观测标记，测量放散量。

当液压拉伸器张拉钢轨达到计划放散量时，立即拆除滚筒，拧紧扣件。

与此同时，在钢轨锯切处

用铝热焊焊联钢轨，因而锯切钢轨还应考虑铝热焊的预留

焊缝。

第三节长轨条的焊接]

一・晋適无缝线路的铺设

我国采用的是结合大修的时候进行。

移动式气

压焊、铝

热焊

步骤：

1、边。

先将20Om或40Om的4^条由运轨小车运到线路两

长轨条在现场实地焊接成需要的有限长的长轨条。

3、

钢轨的转移和新轨条的搬入。

4、锁定。

焊好长轨条后，封锁线路（开天窗），用换轨车来完成旧

连入铺设法

插入铺设法

每个作业时间内完成铺设的长钢轨的的长度

铺设作业轨温与设计锁定轨温范围相符合时，所采用的铺设方法。

跨区间或区间无缝线路釆用连入铺设法时，本次正要铺设的单元长钢轨的锁定和上次已铺设的单元长钢轨的焊连同时完成，因此又叫“一步法”O

在任意轨温下施工。

本次铺设的单元长钢轨的锁定与上次已铺单元长钢轨的焊连分别进行.因此又叫“两步法”

连入法和插入法的比较

连入铺设法

施3膜量：

温度力分布均匀。

施3天窃：

时间较长。

旌3多罕性：

适宜春、秋季，轨温状态稳定，容易获得适宜的施工天窗。

施工厲量：

温度力分布不均.

插入铺设法

施3天宙：

总时间加长，行车也大为干扰。

施工多罕性：

夏、冬两季。

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长钢轨焊接工艺

电接触焊

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气压焊接缺陷的原因及防治

钢轨的焊接，有时会产生外形或内在的缺陷。

一、外形缺陷外形缺陷主要有：

前后不直，如硬弯、错牙、扭曲等；打磨不平，如不圆顺、打磨过量、打磨欠量等。

外形缺陷产生的原因有二：

（1）挑选钢轨不严，使对接钢轨断面的尺寸误差大于

规定标准，或对接时未严格执行工艺要求，对接时形成较大

偏差。

（2）对锂头、打磨、调直的工艺掌握不严，没有达到规定标准。

二、内在缺陷内在缺陷主要有：

光斑、过烧、凹陷等。

■I•光斑

光斑属未焊透现象，它是常见的一种缺陷。

光斑处手感光滑，呈银灰色，焊道出现光斑的钢轨抗冲击性能显著下降.另一种光斑呈半焊接状，其断面呈灰色，手感不光滑，且有一定强度。

产生光斑的原因如下：

（1）钢轨端面处理不洁，或受油、烟、水、尘、锈污染；

（2）顶锻力不足或过大，顶锻与加热温度配合不当等；

（3）加热器火孔不标准或摆动偏移，以致加热不均匀；

（4）火焰使用不当，有烟或氧化火焰；

（5）火孔受堵，气流不正常或不稳定，或气体中含有杂质；

（6）对接的钢轨材质不同。

过烧多出现在轨底两脚，严重者可烧穿C其外形呈裂

缝或蜂窝状，重者可目视分辨，轻者用放大镜观察。

轨脚处产生缺陷，将使钢轨强度显著降低。

其成因如下:

（1）加热器局部火孔扩大，超出标准;

（2）加热器安装不正，加热时间过长;

（3）火焰气流调节不当，形成气化性火焰或气体压力过大。

因如下:

co加热时间过长;

（2功口热器位置不正，或火孔不正常；

（3）对接时钢轨不平直，原钢轨有低头未经调直。

4.其他缺陷

如热裂、气孔、切亏、横纹、焊道晶粒粗大等。

产生原因如下：

（1）工艺不严格，打磨操作不当等；

（2）加热温度高、时间长，加热器位