无缝线路课件.docx
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无缝线路课件
第一节无缝线路的基本概念
无缝线路：
是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路。
无缝线路轨条长度不应短于200m，特殊地段不应短于150m。
长钢轨：
焊轨工厂将焊接钢轨按工厂承轨台的可容长度，焊成长250～500m的长轨，这种厂焊钢轨叫做长钢轨。
长轨条：
将工厂焊好的长钢轨运抵铺轨工地，在工地用小型气压焊机按设计长度把它焊接起来，这种在工地焊联起来的钢轨叫做长轨条。
单元轨条：
一个封锁点内铺设的长轨条叫单元轨条。
无缝线路的优点：
因减少了接头，所以减少了接头扣件的费用，降低了维修的工作量，提高了设备的使用寿命，增加了旅客的舒适感。
第二节无缝线路的分类
一、按钢轨受力情况可分为温度应力式无缝线路和放散应力式无缝线路。
（一）温度应力式无缝线路：
一般由固定区、伸缩区和缓冲区三部分构成。
1、结构形式：
在长轨之间用几根普通标准长度的钢轨连接，以便于调节轨缝，这一区段叫缓冲区；长轨本身仅在两端约数十米长度范围内容许伸缩，容许伸缩的段落叫伸缩区；长轨中间不能伸缩的部分叫固定区。
固定区长度不得短于50m。
伸缩区长度一般为50～100m。
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缓冲区伸缩区固定区伸缩区缓冲区
2、缓冲区和伸缩区的设置条件：
缓冲区和伸缩区不应设置在道口或不作单独设计的桥上。
有碴桥跨度不大于16m时，伸缩区可设置在桥上，但轨条接头必须在护轨范围以外。
3、缓冲区的作用：
⑴保护绝缘接头；
⑵便于调节长轨伸缩；
⑶便于放散应力；
⑷使长轨的伸缩不直接影响道岔。
（二）放散应力式无缝线路：
1、分类：
自动放散和定期放散
2、缺点：
由于每年放散应力工作量太大，这种形式的无缝线路有被淘汰的趋势。
二、按结构可分为全区间无缝线路和跨区间无缝线路。
（一）全区间无缝线路：
两相邻车站咽喉道岔之间的无缝线路，取消了缓冲区，其长轨条贯穿整个区间，这样的无缝线路叫做全区间无缝线路。
（二）跨区间无缝线路：
全区间无缝线路上的长轨条与车站内的道岔和线路全部焊联成一体，道岔焊成无缝道岔。
也就是说，整个区段的无缝线路彻底地取消了钢轨接头，这样的无缝线路叫做跨区间无缝线路。
第三节无缝线路的基本原理
一、无缝线路的几种轨温
1、轨温：
轨温指的是钢轨断面的平均温度，不只是钢轨表面或内部某点的温度，通过在钢轨的轨头、轨腰，用向光、背光几种方式所测数值的平均值，作为钢轨的实际温度。
2、零应力轨温：
钢轨内部温度力为零时的轨温叫做零应力轨温。
也就是说，对于被锁定的长轨条，必然存在这样的一个轨温，在此轨温下，钢轨处于自由状态，其内部的温度力为零。
3、中间轨温：
即当地最高轨温与最低轨温的平均值
T中＝（Tmax+Tmin）/2
轨温差＝Tmax-Tmin
4、设计锁定轨温：
设计锁定轨温亦称为中和轨温，它是根据线路的具体条件，通过轨道强度和稳定性检算确定的零应力轨温。
以往T设＝T中+（3～5）℃
现在T设＝T中+（△t降-△t升）/2+（3～5）℃
△t降------允许温降，它是相对于锁定轨温，允许轨温下降的幅度，是根据轨道的强度条件决定的；
△t升------允许温升，它是相对于锁定轨温，允许轨温上升的幅度，是根据轨道的稳定条件决定的。
5、实际锁定轨温：
所谓锁定轨温，理论上就是把处于自由状态的长轨条将其两端接头螺栓拧紧并扣结于轨枕使之锁定时的轨温，也就是现场长轨条的始端、终端落槽时测得的轨温平均值。
6、设计锁定轨温范围：
无缝线路的铺设很难在设计锁定轨温下把整段长轨条锁定，因此需要决定一个既满足强度条件，又满足稳定条件的锁定轨温范围，一般按锁定轨温±5℃设定，称之为设计锁定轨温范围。
二、无缝线路的各种阻力
在无缝线路上，阻止钢轨及轨道框架移动的阻力有：
纵向阻力、横向阻力、竖向阻力。
1、道床的纵向阻力：
是指阻止钢轨及轨道框架纵向位移的阻力。
包括：
接头阻力、扣件阻力、道床纵向阻力
⑴接头阻力：
接头夹板阻止钢轨纵向位移的阻力，一般应达到900N·m～1000N·m。
⑵扣件阻力：
各种扣件及防爬设备阻止钢轨相对于轨枕纵向位移的阻力。
轨枕扣件保持正、靠、紧，扭矩达到100～150N·m（特殊设计除外）。
⑶道床纵向阻力：
道床抵抗轨道框架纵向位移的阻力。
2、道床的横向阻力：
道床抵抗轨道框架横向位移的阻力。
包括：
接头阻力、扣件阻力、道床横向阻力
3、道床的竖向阻力：
道床抵抗轨道框架竖向（垂直）方向的阻力。
4、影响道床阻力的因素：
⑴道床的饱满程度
⑵道床的肩宽（负担道床的横向阻力）
⑶道床的肩部堆高（堆高比加宽肩部效果好）
⑷道碴的各类及内径尺寸
⑸线路维修作业的影响
三、温度应力与温度力：
1、温度应力：
钢轨被完全固定，不能随轨温变化而自由伸缩时，其内部就会产生应力，这种由于轨温变化而在钢轨内部产生的应力，叫做温度应力。
公式：
бt＝250△t（N/cm2）
бt-----温度应力（N/cm2）
△t-----钢轨温度变化值（℃）
描述：
当轨温每升高或降低1℃时，在钢轨内每1cm2的断面上，将产生250N的压应力或拉应力。
2、温度力：
当轨温变化时，整个钢轨断面所承受的拉力或压力，称为温度力。
公式:
Pt＝бtF＝250F△t（N）
Pt-----温度力（N）
F-----钢轨断面积（cm2）
50kg/mF＝60kg/mF＝
3、结论：
бt＝250△t及Pt＝250F△t可以看出:
⑴无缝线路钢轨锁定后，钢轨中部所承受的温度力的大小与长度无关，只要轨温变化一样，钢轨断面相同，长的钢轨和较短的钢轨所承受的温度力大小是一样的。
⑵钢轨锁定后，所承受的温度应力和温度力的大小，与轨温变化大小有密切关系，一定地区下的最高轨温和最低轨温是一定值，因此，锁定轨温的高低直接影响无缝线路温度力的大小，选择无缝线路锁定轨温是一件十分重要的工作，如果锁定轨温偏高，到了冬天，钢轨承受的温度拉力过大，就可能造成钢轨折断，反之，如果锁定轨温偏低，到了夏天，钢轨承受的温度压力很大，就可能发生胀轨跑道，造成事故。
第四节伸缩区长度及预留轨缝的计算
一、伸缩区长度的计算：
伸缩区长度根据轨温升降的最大值、钢轨接着阻力和道床纵向阻力，按下式计算：
L=（Pmax-PH）/ρ=250F△tmax-PH/ρ（cm）
L------伸缩区的长度（cm）
Pmax---最大的温度力（拉力或压力）（N）
PH------钢轨接头的阻力（N）
△tmax---从锁定轨温起轨温的最大变化值（℃）
（△tmax压=Tmax-t锁下△tmax拉=t锁上-Tmin）
F------钢轨的断面积（cm2）
ρ------道床纵向阻力（单位长度）
注：
L取25米钢轨的整倍数，现场取100m
二、缓冲区预留轨缝计算：
预留轨缝应能保证夏季轨缝不顶严，冬季轨缝不大于构造轨缝。
1、长轨条与标准轨之间的预留轨缝：
⑴当轨温达到当地最低轨温时，轨缝不超过最大构造轨缝，以免拉弯或拉断接着螺栓，为此，长钢轨与标准轨之间的预留轨缝应满足:
δ预≤λp-（λ长缩+λ短缩）
λp-----构造轨缝（mm）
λ长缩---长轨条（缓冲区）一端从锁定轨温到最低轨温时的缩短量（cm）
λ短缩---缓冲区标准轨一端从锁定轨温到最低轨温时的缩短量（cm）
⑵当轨温达到当地最高轨温时，此处的轨缝也不能顶严，即预留轨缝应满足：
δ预＞λ长伸+λ短伸
λ长伸---由锁定轨温到最高轨温时长轨条一端的伸长量
λ短伸---由锁定轨温到最高轨温时标准轨一端的伸长量
对于长短轨间的预留轨缝具体要求为：
λ长伸+λ短伸＜δ预≤λp-（λ长缩+λ短缩）
对于短轨间的预留轨缝应保证：
2λ短伸＜δ预≤λp-2λ短缩
故：
无缝线路伸缩区长轨一端的伸缩量
λ长伸（缩）＝（Pt-PH）2/2EFρ
无缝线路伸缩区标准轨一端的伸缩量
λ短伸（缩）＝（Pt-PH）L/2EF-ρL2/8EF
第五节无缝线路的应力放散与调整
应力放散或调整：
是把没有在设计允许的锁定轨温范围内锁定的无缝线路，以及运营中锁定轨温发生了变化的无缝线路，经放散或调整后，重新锁定，使锁定轨温处在设计允许范围内。
应力放散与调整的区别：
无缝线路应力放散要改变长轨条的长度，必须想方设法使长轨条自由伸缩来实现。
无缝线路应力调整则不需要改变原长轨条的长度，只是将长轨条内局部应力大的与应力小的地段调整均匀。
一、应力放散或调整的条件：
1、实际锁定轨温不在设计锁定轨温范围以内，或左右股轨条的实际锁定轨温相差超过5℃；
2、锁定轨温不清楚或不准确；
3、跨区间和全区间无缝线路的两相邻单元轨条的锁定轨温差超过5℃，同一区间内单元轨条的最低、最高锁定轨温相差超过10℃；
4、铺设或维修作业方法不当，使轨条产生不正常的伸缩；
5、固定区或无缝道岔出现严重的不均匀位移；
6、夏季线路轨向严重不良，碎弯多；
7、过测试，发现温度力分布严重不匀；
8、因处理线路故障或施工改变了原锁定轨温；
9、低温铺设轨条时，拉伸不到位或拉伸不均匀。
二、应力放散的方法：
滚筒配合撞轨法或滚筒结合拉伸配合撞轨法
滚筒配合撞轨法：
是指在接近设计锁定轨温的条件下，松开扣件、防爬器，在长钢轨下每隔10～15m垫入滚筒，并配合以适当的撞轨，使钢轨正常伸缩，当达到预定锁定轨温时，立即取下滚筒重新锁定线路。
滚筒结合拉伸配合撞轨法：
是指在轨温比较低的情况下，在利用滚筒放散的同时，用拉伸器拉伸并配合以适当的撞轨，但原锁定轨温不清楚或不准确时，必须在滚筒放散的基础上，通过计算后再用拉伸器
三、应力调整的方法：
列车碾压法：
是指在调整地段适当松动扣件（松到60～80N/m），利用列车碾压振动和轨温变化（也可以辅助以适当的撞轨），将温度应力调整均匀。
因应力调整不改变原轨条长度，故需在轨温接近实际锁定轨温的条件下进行。
在进行应力调整之前，应将长轨条两端伸缩区牢固锁定。
四、计算放散量和锯轨量：
1、计算放散量：
△L＝αL△t＝αL（t放后-t原锁）
式中△L---长钢轨的放散量（mm）
α-----钢轨的膨胀系数，
L-----需放散应力的长钢轨长度（m）
t放后---放散后的锁定轨温（℃）
t原锁---原来的锁定轨温（℃）
2、计算靠近缓冲区端预留轨缝：
λ长伸（缩）＝（Pt-PH）2/2EFρ
λ短伸（缩）＝（Pt-PH）L/2EF-ρL2/8EF
（详细说明见上节内容）
3、计算锯轨量：
K＝ΔL+（Σλ预-Σλ原）±α
K-----锯轨量
ΔL---放散量
Σλ预---放散后缓冲区预留轨缝的总和
Σλ原---放散前缓冲区预留轨缝的总和
α---整治线路爬行时钢轨的移动量，如与应力放散相反为+，相同为-。
五、应力放散的步骤：
1、进行现场调查，特别注意锁定轨温是否有变化、线路是否有爬行、轨缝有无不正常情况，确定放散地段后，要制定施工组织方案及安全措施，要进行详细的分工，要成立施工领导组、施工筹备组、施工技术组、施工筹备组、锯轨、钻孔、焊轨组、拉伸组、终端换轨及撞轨组、扣件组及防护组。
其中，各组人员任务要明确，分别为：
施工筹备组：
⑴、按照放散量、锯轨量、轨缝量及封锁计划，制定各段施工作业方案；
⑵、安排落实作业机具材料的到位情况；
⑶、安排各段施工作业进行分工，确定各参加施工区段的职责范围；
⑷、检查施工作业前的各项准备工作，确定锯轨、钻孔、拉伸器和方枕的位置；
⑸、安排施工车辆；
⑹、提报次日作业地点。
施工技术组：
⑴、调查缓冲区钢轨长度及轨缝量；
⑵、放散前计算放散量及锯轨量，确定缓冲区轨缝量；
⑶、放散后记录锁定时轨温；
⑷、施工前在长轨条上每50～100米设１个观测点，放散后观测各点位移，计算是否均匀。
⑸、施工后重新粘贴标尺，填写放散卡片。
锯轨、钻孔、焊轨组：
⑴施工前，全面检查锯轨机、钻孔机、铝热焊设备，备好油料、工具，做好各项人员准备；
⑵到达现场后，根据需要确定锯轨、钻孔机、铝热焊设备的位置；
⑶封锁给点后，按预定方案锯轨、钻孔、焊轨。
拉伸组：
⑴、施工前一日全面检查拉伸器，确保正常使用，并做好工具、油料、人员准备；
⑵、到达现场后，组装并检修拉伸器；
⑶、封锁给点后，由终端组解开拉伸器位置的钢轨接头，待撞轨组撞轨、锯轨组锯轨或缓冲区换轨、均匀轨缝完毕后，装设拉伸器；
⑷、终端组全面锁定缓冲区钢轨，扣件组按预定方案松开扣件并上好滚杠后实施拉伸；
⑸、长轨条拉伸到位后，由终端组实施接头联接；
⑹、接头联接完毕，扣件组拧紧终端附近100米长轨条的全部扣件后，撤除拉伸器，转向另股钢轨；
⑺、两股钢轨拉伸完毕后，撤除拉伸器，恢复轨枕位置。
终端换轨及撞轨组：
⑴、根据预定方案，凡需更换缓冲区钢轨或均匀轨缝的工作，预先做好准备；
⑵、封锁给点后，更换钢轨及均匀轨缝，使用撞轨器负责龙口撞轨；
⑶、配合拉伸组松解或上紧龙口处接头螺栓，锁定缓冲区扣件。
扣件组：
按施工领导组安排，划分工作量，负责扣件、滚杠、震（敲）轨作业；并派人复紧缓冲区扣件和松动、复紧始端一端接头螺栓。
⑴、到达现场后按照30根枕木2对滚杠的原则，预先确定滚杠位置，并散出滚杠。
⑵、按１人30根枕木原则，负责扣件、滚杠作业。
⑶、每100米范围内设一兼职小组长，负责作业指挥和安全，监视放散情况并在撞轨时用锤敲击钢轨，使轨条均匀伸缩。
⑷、封锁给点前，半径＞800米的曲线和直线地段扣件隔1松2；半径≤800米曲线地段隔3松1。
⑸、封锁给点后，按预定方案松开一股全部扣件，并在上滚杠位置撤下胶垫，安装滚杠。
剩余时间全部松开另一股扣件。
⑹、拉伸到位后，听指挥撤下滚杠、上好整正胶垫，并隔１紧１上紧扣件，统一转向另一股钢轨作业。
⑺、两股钢轨全部拉伸后，及时拧紧全部扣件。
⑻、在列车通过后，全部复紧扣件螺栓。
防护组：
由无缝线路应力放散地段所在工区负责，防护员由5－6人组成，车站行车室、区间电话柱、施工地点及两侧各一人，必要时增设一名联络员。
⑴、检查并备齐防护用品。
⑵、设置施工防护，注意要点。
整理作业一般由作业地段工区工长负责：
⑴、改正轨距，整理串动胶垫，全面复紧接头和中间扣件。
⑵、整理道床断面。
⑶、集工具、材料。
2、确定放散的轨温及放散的方法，计算放散量、缓冲区的预留轨缝、锯轨量。
3、按分工及时准备机具，组织施工，消除阻止钢轨移动的障碍物，做好放散前的一切准备工作。
4、设置临时观测点，随时掌握长钢轨的应力放散情况，通常每50～100m设置一个临时观测点，其观测点自由伸缩量为：
ΔLn=ΔL/N·n
ΔLn---某观测点钢轨的计算伸缩量
ΔL----计划放散量
N------设立的观测点数
n------某观测点的号数
5、放散时，按规定设好防护信号，在缓冲区插入预先锯好的短轨，顶好轨缝，轨缝大于50mm时，插入短轨头，允许列车慢行通过。
6、放散时松开调整地段全部扣件后，应用敲击方法尽量使其自由伸缩。
轨温在20度以下，用拉伸器配合调整。
滚杠应设在与拉伸或撞轨方向相反一侧的轨枕面上。
7、通常应在实际放散量较计划值小5～10m时，即锁定线路，因为，此时的扣件尚不密贴，通过几次通车后，还将稍有伸长，通过第一趟列车后，可再次上紧扣件，并于第二天在实际锁定轨温±５℃范围内再全面复紧接头螺栓和中间扣件。
8、放散时，如发现长轨前一端伸缩量大，后一端（即靠锁定端）方向不动或伸缩量很小的现象，检查清除影响钢轨放散的障碍，如这样还放散不出来，可用木锤敲击钢轨或撞轨的方法加速钢轨的伸缩。
9、锁定线路后，要匀好缓冲区轨缝，改正爬行观测桩标志锁定轨温。
无缝线路应力放散施工流程图
开始
车站要点设置慢行防护，按指定位置散滚杠,并全部卸下施工地段所有拉杆
技术组设置临时观测点
人、机、料及各项准备工作全部到位
撞轨组运送撞轨器到指定位置
扣件组按规定隔1松2或隔3松1,处理死扣件
驻站员按规定进行登记，车站下达封锁命令
给点开始
封锁线路，安设回流线
0～3分钟
按既定方案在左（右）股上锯轨、换轨，扣件组松扣件、垫滚杠
4～35分钟
撞轨、计算拉伸量、拉伸器拉伸左（右）股钢轨到位（轨温在20度以下使用）
36～75分钟
连接左（右）股钢轨（或焊接），撤滚杠、整正胶垫、上紧扣件
76～130分钟
按既定方案在右（左）股上锯轨、换轨，扣件组松扣件、垫滚杠
36～75分钟
撞轨、计算拉伸量、拉伸器拉伸右（左）股钢轨到位并焊接（轨温在20度以下使用）
76～130分钟
整正胶垫、上紧施工地段扣件
131～170分钟
施工负责人现场回检后，防护员拆除回流线，消点开通，恢复线路使用
170～180分钟
按规定放行列车，复紧扣件
六、应力放散的注意事项：
１、现场施工领导人必须按《铁路工务安全规则》第条规定办理施工手续。
2、为在限定的时间内开通线路，恢复设备使用，要求做到迅速、安全、优质，配备足够的劳力和工具，合理组织、精心施工。
3、施工负责人要严格按行车调度员的命令，确认封锁和慢行命令无差错，方可发布施工命令。
4、施工负责人要随时掌握施工进度和质量，消除不安全因素，保证按时开通线路，并经常保持与防护员之间的联系。
5、防护员、机具使用人员必须由经过考试合格的人员担任。
6、封锁施工使用移动停车信号的防护办法应按《铁路工务安全规则》第、、条执行。
7、使用减速信号的防护办法应按《铁路工务安全规则》第条执行。
8、在移动减速信号牌上，要注明规定的慢行速度。
9、各参加施工区段必须组织参加施工人员进行行车、人身安全教育，学习安全措施，实行“三控”（自控、互控、他控）以防发生人身、安全方面的问题，确保人身安全。
10、各参加施工区段必须根据任务、条件制定详细的施工方案，合理分工，工具齐备。
11、各参加施工区段在施工当日到达现场后，按规定进行施工准备，把零配件提前松开涂油复紧，以避免在封锁施工中存在锈死螺栓。
12、如需信号、供电部门配合，应在施工协调会上通知相关单位。
工区在施工前1天填好配合通知单通知相关信号、供电工区。
13、根据施工负责人下达的任务，区段主管、工长、职工要尽职尽责，做好所分项目工作，要服从指挥，严格执行各项安全规章制度，严格执行作业程序及作业标准。
14、当日施工完毕后按规定进行验收，确保达到放行列车条件和当日施工安全。
15、所有参加施工人员必须服从施工总指挥的命令，禁止违章蛮干。
施工如遇特殊情况，施工现场所有人员应全力以赴协同抢修，无条件的服从现场总指挥的调度，以保证当日任务的完成，正点开通。
16、切割机、打眼机、拉伸器必须由专业人员使用，在使用过程中严格按章程操作，其他无关人员不得靠近。
17、采用铝热焊时，插入短轨长度等于切除钢轨长度减去2倍预留焊缝值。
先焊好一端，焊接另一端时，先张拉钢轨，使断缝两侧标记的距离等于原丈量距离减去断缝值后再焊接。
放行列车时，焊缝温度应低于300℃。
18、开通后要及时进行复紧各部零配件，处理几何尺寸超限，待现场总指挥发布收工命令后方准撤离。
19、所有施工工具、材料，当天作业完后必须全部收回。
第六节无缝线路各种表格的填写
无缝线路应力放散关键问题卡控表
序号
部门
关键问题
责任人
备注
1
施工总负责
施工总体负责
2
安全负责
现场安全事宜
3
现场负责
施工现场负责
4
技术负责
各项技术事宜
5
终端及撞轨组
换轨、锯轨、撞轨、拉伸等事宜
6
扣件组
扣件松紧、滚杠上下胶垫整正等事宜
7
机械动力负责
拉伸器、锯轨机、钻孔机、铝热焊设备等机具使用
8
防护组
施工现场防护
无缝线路技术卡片
工区线kmm至kmm轨条编号：
年月日
平面示
意图
设备特征
铺设
日期
锁定
轨温
无缝
线路长
缓冲
区长
轨枕
道床
扣件
伸缩区
防胀插板
固定区
防胀插板
厂焊
接头
现场焊接头
坡度
观测桩
记
事
（胀轨、断轨、放散及主要病害情况）
无缝线路应力放散调整和病害处理实况表
铺设地段
区间：
铺设日期
年月日
无缝线路长度
全长：
m
缓冲轨
始端：
m
里程：
长轨：
m
终端：
m
锁定轨温
原来
℃
锯轨量
左：
mm
终端靠长轨的实铺短轨长度
左：
m
放散当时温度
气温：
℃
放散
℃年月日
右：
mm
右：
m
轨温：
℃
长轨条
放散量
左：
mm
当时终端爬行
左：
mm
新放与原爬行长度合计
左：
mm
断轨伸缩量
左：
mm
右：
mm
右：
mm
右：
mm
右：
mm
说明
施工时间
年月日
时分
至
时分
施工时钢轨动态示意图
无缝线路位移观测桩距表
工区线别：
长轨条编号及长度
观测桩编号
里程
桩间距
观测桩变动（倒桩）情况
里程
桩间距
填表日期：
铝热焊气压焊接头地点表
：
工区
第段
第段
轨号
左
右
里程
焊轨日期
轨号
左
右
里程
焊轨日期
轨号
左
右
里程
焊轨日期
轨号
左
右
里程
焊轨日期
填法：
1、7#-8#轨间气压焊在轨号栏中填“8”
2、铝热焊或气压焊可在焊轨
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