铁路论文无缝线路应力放散施工组织(2)

2019-06-02 15:53

路干线的主型轨,各线焊接钢轨普遍采用60kg/m钢轨;轨下基础更新步伐加快,69型混凝土枕正逐步被淘汰,Ⅱ型混凝土枕已成为主型轨枕,Ⅲ型混凝土枕已大量上道。我国铁路无缝线路无论是在数量上还是在技术上都有了很大进步。

我国铁路既有线的提速和新建铁路的一次铺设无缝线路,有力地推动了无缝线路的技术进步。大提速推动了超长无缝线路的大发展。截至2003年,超长无缝线路总延长达19151.4km,其中与站内无缝化的提速道岔及其连接钢轨焊联的跨越区间的超长无缝线路为5502.8km、区间两信号机之间的长轨条全部焊联起来的全区间超长无缝线路为13648.6km,超长无缝线路约占无缝线路总延长的49%。超长无缝线路在提速中发挥不可替代的作用。新建高速、客运专线和重要干线铁路一次铺设无缝线路的决策,已纳入有关技术标准和规范。新建高速铁路一次铺设无缝线路的设计与施工方案的优选,是新建铁路在技术上的突破,各项有关科研成果,在秦沈客运专线的设计与施工中得到了体现。

第三节 无缝线路养护维修的主要规定

各国铁路铺设无缝线路的实践经验证明,无缝线路的养护维修必须拟定专门的规定,才能保证无缝线路优越性的充分发挥。无缝线路的养护维修作业,如起道、拨道、捣固、更换轨枕、维修扣件等,必须有所限制,否则,无缝线路抵抗胀轨的阻力将被破坏,会诱发轨道失稳,影响行车安全。因此,各国铁路为保持轨道之稳定,对无缝线路的养护维修作业都制定了一些规定。这些规定起初多侧重对作业轨温的限制。随着实践经验的丰富,这些规定也在不断地充实、完善和改进,主要可归纳为以下几个方面:

(1)在无缝线路上进行可能降低无缝线路的抵抗阻力作业时,对作业必须有所限制,如一次起道量不得超过3cm,一次拨道量不得超过1cm等。

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(2)在起道、拨道之前,应预卸计划补充的道砟,以保证作业后轨枕盒内填满道砟和填足道床肩宽。

(3)在进行降低无逢线路抵抗阻力的维修作业时,应发出列车慢行的通知,限制行车速度。如在48h内通过列车次数少,或线路仍有不稳定情况,需继续延长慢行时间。有的国家规定慢行一直持续到道床阻力恢复到就近原规定值时才解除。有的国家规定作业后立即夯实道床,使其阻力及时恢复。

(4)凡进行降低无缝线路抵抗阻力,或进行松开扣件的维修作业,应尽量安排在接近锁定轨温的温度下进行。超过锁定轨温10—15℃时,禁止起道、拨道和整修。必要时先放散应力,然后作业。

(5)禁止连续更换轨枕,并限制在每根钢轨长度范围内一次换枕根数,限制抽换轨枕的间隔。关于抽换轨枕时对钢轨温度和慢行的要求,同前几项的规定大致相同。

我国铁路为了更好地发展无缝线路,科研部门、大专院校和生产单位广泛地开展了无缝线路的理论研究和科学实验。

第二章 无缝线路的基本要素

第一节 公式

无缝线路与标准轨线路在受力方面的根本区别,在于钢轨承受较大的温度力,因此,研究无缝线路的强度和稳定、铺设与养护问题时,首先要了解钢轨的温度力及其变化规律。钢轨的温度了力是在轨温发生变化,钢轨不能自由伸缩的情况下发生的。如果在轨温为T0时将长度为L,且处于自由状态的钢轨两端完全固定,当钢轨相对T0上升或下降△t时,相当于把这段钢轨压缩或拉伸了一个对应△t的自由伸缩量△L,于是钢轨内产生了纵向温度力Pt。钢轨的自由伸缩量△L,表示为:△L=α×△t×L。

1、在长度被固定的钢轨内所产生的钢轨温度力,仅与轨温变化幅度△

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t有关,而与钢轨本身的长度无关。因此,从理论上讲,无缝线路上的长轨条,可以焊成任意长度,它并不影响钢轨内的温度力。这是发展超长无缝线路的理论根据。

2、长轨条的温度力,即使在一天当中,也是随着昼夜轨温的变化而不断变化的。而锁定轨温是固定不变的,因此,锁定轨温是决定钢轨温度力的基准。所以在无缝线路的管理中,最为重要的是要正确地掌握实际的锁定轨温,只要掌握了实际锁定轨温,就可以知道任何轨温时的轨温变化幅度,以及相应的温度力。

3、所为轨温指的是钢轨断面的平均温度,亦称有效温度。在阳光 下测量轨温时,钢轨断面各点的温度是不均匀的,再加上测温计本身的误差,因此,对轨温变化幅度的实际测量精度,控制在1℃即可。

第二节 钢轨温度与锁定轨温

(一) 钢轨温度

钢轨温度随所处环境温度的变化而变化。环境温度升高时,钢轨温度也升高,环境温度下降时,钢轨温度也下降。轨温的升降,将直接影响无缝线路轨道的强度与稳定。因而,温度是影响无缝线路特性和设计、施工与养护的重要因素。

根据气温与轨温的观测结果分析,气温与轨温之间是有一定规律的。 1、夏季:太阳直射时,最高轨温,一般高出环境气温10℃—20℃,一般不超过20℃;

2、冬季:最低轨温与环境最低气温接近,寒冷地区有时约偏低1℃—2℃,一般可视为相等。

3、在无缝线路设计中,一般采用最高轨温比环境最高气温高20℃,最低轨温与环境最低气温相同。

无缝线路养护维修工作的核心就是锁定轨温,它也是与普通线路养护

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的主要区别。无缝线路的钢轨除两端能少有伸缩外,在温度变化时,其中部分全然不能伸缩,钢轨内产生巨大的温度压力(或拉力),而抵抗此力的最大阻力就是道床的阻力,我们在养护维修作业过程中,线路要受到一定程度的破坏,线路的各种阻力就要相应降低,即使作业后恢复了线路,线路阻力也不能达到作业前的数值,所以为了保证线路在维修作业过程中不致因作业不当而发生胀轨、跑道或断轨事故,要对线路维修作业项目和范围进行适当限制,为了确保线路维修作业中已破坏原状的线路绝对安全,钢轨内的温度不致太大,要严格控制维修作业时的轨温,使其与锁定轨温相差温度不超过允许限度,因此必须严格执行《铁路线路修理规程》中规定的无缝线路维修作业轨温条件。另外,无缝线路作业除必须严格执行“两清、三测、四不超”外,还应注意以下几点:

(1)无缝线路的实际锁定轨温必须准确,因为我们的维修作业都是以此为基础的。

(2)如因起道、更换枕木、清筛等作业破坏道床横断面时必须及时回填补碴、夯拍,保持原设计标准。

(3)无缝线路的轨道几何尺寸要经常保持均匀,应保持在经常保养允许偏差管理值范围内,使线路的纵平面保持平顺,因为线路越平直稳定性越高。

(4)要根据季节特征和气候、轨温变化规律及线路的实际状态有计划地安排组织线路作业。

(5)高温季节必须禁止作破坏线路稳定性的维修工作。

(6)在无缝线路的伸缩区与固定区交界处、道口前后、桥头、曲线头尾、变坡点制动地段等容易出现温度力峰的薄弱处所,应加强线路结构,有关作业要从严要求。

(二) 锁定轨温

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锁定轨温是指钢轨被锁定时的轨温,也可以说是钢轨温度力为零时的轨温。被锁定的长轨条,其钢轨温度力冬季受拉夏季受压,在拉与压之间必然存在温度力为零的轨温,是为零应力轨温。锁定轨温是无缝线路设计、施工、养护的准绳。锁定轨温正确与否直接影响行车安全,因此,必须正确设定,铺设时要严格掌握,日常维修时,要经常保持。以往确定锁定轨温的作法是取中间轨温再加上3℃—5℃。中间轨温等于最高轨温加上最低轨温后被二除。无缝线路是一系统工程,从设计、施工、养护这一整体来看,锁定轨温按运用之不同应分别称之为设计锁定轨温、施工锁定轨温和实际锁定轨温。

1、设计锁定轨温称中和轨温:它是根据轨道结构的具体条件,通过强度和稳定检算所确定的零应力轨温。在无缝线路的施工中,很难在某一设计锁定轨温条件下把整段长轨条锁定。因此,需要决定一个既要满足强度条件,又要满足稳定条件的锁定轨温允许范围。一般按设计锁定轨温±3℃—5℃设定,称之为设计锁定轨温范围。

2、施工锁定轨温:是施工的锁定轨温。施工中一段长轨条的锁定需要一定的时间,因此,施工规定,把长轨条始终端落槽就位时的轨温平均值作为施工锁定轨温,同时要求始终端就位时的轨温必须在设计锁定轨温的允许范围内。

3、实际锁定轨温所强调的是“实际”二字。也就是说在运营中零应力轨温可能发生变化,因此要时刻注意可能引起发生变化的外因,弄清楚变化后的实际锁定轨温,必要时放散应力,务实实际锁定轨温经常处在设计锁定轨温范围之内。

第三节 线路阻力

线路上,控制轨道几何形位,保持轨道状态稳定的阻力主要是道床阻力。阻止钢轨位移的阻力主要是接头阻力和扣件阻力,以及道床纵向阻力。

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