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4.4.5 位移观测桩的布置
位移观测桩是分析研究无缝线路长钢轨锁定轨温变化的重要依据，也是安排线路作业轨温范围的重要依据。因此，正确设置位移观测桩是跨区间无缝线路设计和施工的重要内容。
无缝线路位移观测桩的设置应符合下列规定：
(1)线路应按单元轨节设置位移观测桩，其设置规定见图4-3。
(2)位移观测桩必须预先埋设牢固，在单元轨节两端就位后立即进行标记，标记应明显、耐久、可靠。
· ·
× · ·
100 (L-200)/2 · ·
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(L-200)/2 100 单元轨节长度L
图4-3 单元轨节位移观测桩的设置(单位：m)
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第5章 桥上无缝线路设计
5.1 设计原则
在桥上铺设无缝线路，可以减小列车动力作用，改善桥梁运营条件，减少轨道维修工作量，延长轨道部件和桥梁的使用寿命。
在跨度大于24m的桥梁上铺设无缝线路时，都必须做单独设计。本设计含有两座桥梁，一座单跨15m，不作单独设计；一座双跨32m，要进行单独设计。桥上无缝线路设计分为跨度为24m～40m的中跨度桥及跨度超过40m的大跨度两种。本设计只涉及中跨度。
桥上无缝线路的设计应遵循以下原则：
(1)无缝线路设计要最大限度地减小轨道和桥梁所承受的附加纵向力，使桥上线路具有广泛铺设无缝线路的可能性。
(2)无缝线路的结构设计，既要满足轨道强度和稳定的要求，又要使桥梁受力合理，以保证桥梁和轨道运营安全。
(3)尽可能增加焊接轨条的长度，减少桥梁及其附近的钢轨接头，提高轨道的整体性和平顺性，以适应高速和重载运输的需要。
(4)无缝线路的结构设计，要考虑便于线路的养护维修。
5.2 设计要点
桥上无缝线路结构设计要点：
(1)一般中、小跨度桥，应将桥上无缝线路设计为固定区。伸缩区设在桥上时，长轨条之间应设缓冲区或钢轨伸缩调节器。
(2)为防止钢轨爬行，可将长轨条分段锁定，或在长轨条的两端锁定。锁定区的线路纵向阻力，一般不低于区间无缝线路伸缩区的纵向阻力值，或按单独设计确定。
(3)为减小梁、轨相互作用力和钢轨折断时的轨缝值，要选好桥上钢轨扣件的纵向阻力值和布置方式。钢结构桥上钢轨扣件的布置，可采取均匀降低螺帽扭矩，以降低扣压力，或采取有松有紧的布置序列。桥上钢轨扣件的松紧序列一般采用1-n-1，即隔一个扣紧轨底的扣件，放松n个不扣紧的扣件。桥上轨道使用的扣件，有K型分开式扣件和其他专门设计的扣件。本设计采用的是扣板式Ⅰ型弹条扣件。
(4)桥上无缝线路的联合接头，不得采用铝热焊，联合接头要严格执行正火和打
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磨工艺的要求。
(5)在钢梁桥的明桥面上，为便于抽换桥枕，可在桥枕与扣件垫板之间，垫入厚1～2cm的垫层。
(6)在有碴桥上，桥面宽度不足时应设挡碴板，保持道床肩宽直线不小于400mm，曲线按规定加宽，并尽量采用混凝土桥枕。
(7)伸缩调节器钢轨接头，如不焊接，则距梁端或挡碴墙不得小于2m。
5.3 桥上伸缩力计算
5.3.1 附加伸缩力计算原理
桥梁位于无缝线路固定区，固定区钢轨是不动的，而梁却因温度变化而伸缩，这样要带动钢轨，给钢轨一个纵向力，把这附加力称为附加伸缩力。为了简化计算，做如下假设：
(1)梁的伸缩不受轨道的约束，而且伸缩变形不是累积的。 (2)桥上和路基上纵向阻力为常量。
根据第一项假设，梁的自由伸缩，只考虑梁的当天最大温差引起的伸缩，即梁的某截面的位移为：
?lx??lx?t (5-1) 式中，?——钢梁的线膨胀系数，取11.8?10?6/℃；
?lx?t——梁的固定端至计算截面的距离；
——一天内梁的最大温差，对于钢梁取25℃，混凝土梁取15℃。
无碴桥上线路纵向阻力即扣件阻力。桥上钢轨，根据设计要求，不是全部扣紧，而是采用“紧—松—紧”的形式。
表5-1 桥上线路纵向阻力(kN/m/轨)
拧紧情况 无碴桥
全紧 22.50
1-2-1 8.60
1-3-1 6.80
1-4-1 5.80
1-6-1 4.60
1-9-1 3.60
全松 1.50
5.3.2 计算伸缩力
(1)计算条件
2×32m上承式钢板梁，桥上扣件采用1-4-1，桥上线路纵向阻力r =58N/cm，路基上线路纵向阻力r0?64N/cm，60kg/m钢轨。
(2)计算步骤
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计算附图如下：
19.8m
N C PK2=20.18kN B’ B K2 r P3=126.50kN 图5-2 伸缩力计算示意图 6.71m D PB=18.74kN r Pk1=146.15kN r PA=125.44kN r0 K1 3.57m A 19.6m M
图5-1 双跨梁示意图 32m 32m
△C=0.060cm r0
△N=0.007cm △K2=0.192cm 图5-3 钢轨位移示意图
两跨梁上有两个位移相等的点，?K1??K1，?K2??K2，其中，?代表钢轨位移，
?代表梁位移。
计算从第一跨固定端开始，取l0?1960cm。 则P1?r0l0?64?1960?125.44kN 在K1点：
?K1??MA??AK1
?r0l022EF??2P1?rlK1?lK12EF△B=0.192cm ??K1???tlK1 (5-2)
将已知数据代入式(5-2)，得：
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△K1=0.081cm △A=0.078cm 石家庄铁道学院毕业设计
58lK1?708725.5lK1?245862400?02
解得：lK1?357cm
所以，PK1?P1?rlK1?146.15kN
?K1?64?1960?(2?14615?58?357)?3572?21?10?77.4562?0.081cm
在B点：
P2?PK1?r?46150?58?(32?00?L?lK?11?B??K1??KD??DB??K1?2压力) 43?57?)kN (18.7P?2EFr212K1?P22??0.081?146150?(?18740)62?21?10?77.45?58?0.192cm
在B?点：
PB?0'
P22?B??B??2EFr
1874062?0.192?2?21?10?77.45?58?0.190cm
P18740?lB?2??323cm
r58?B???tlB?11.8?10???6?25?323?0.095cm
所以，在B?点处?B???B?，梁轨位移相等的点K2应在B?点左侧，PK2应取正值设B点至K2点的距离为lK2，根据平衡条件?K2??K2，则
?K2??B??PK222EFr???tlK2 (5-3)
将相关数据代入式(5-3)，并整理方程得：
58lK2?959605.5lK2?618051000.1?02
解得：lK2?671cm 在K2点：
PK2?P2?rlK2??18740?58?671?20.178kN
?K2??B??PK222EFr?0.190?20178622?21?10?77.45?58?0.192cm
在C点：
P3?PK2?r(L?lK2)?20178?58?3200?671???126.504kN (压力)
?C??K2?
PK222EFr?P322EFr
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