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1、铁路轨道,第五章 无缝线路,第一节 概述 第二节 无缝线路基本原理 第三节 无缝线路稳定性分析 第四节 普通无缝线路设计 第五节 桥上无缝线路 第六节 跨区间无缝线路,第一节 概 述,无缝线路铺设意义 消灭大量钢轨接头（CWR） 无缝线路类型 温度应力式 放散温度应力式 自动放散式 定期放散式 无缝线路发展 普通无缝线路 区间无缝线路 跨区间无缝线路,接头焊接质量 长钢轨强度与稳定性,桥上无缝线路,胶接绝缘接头 无缝道岔,新问题 桥上无缝道岔 无碴无缝线路,第二节 无缝线路基本原理,可自由伸缩钢轨，其伸缩量 完全不能伸缩的钢轨，其温度应力 温度力,基本温度力图,固定区,Pt=EAt,伸缩区,伸
2、缩区,接头阻力,接头阻力,扣件或道床纵向阻力,轨温反向变化时的温度力图,拉,压,轨端伸缩量计算,r,线路纵向阻力,轨温变化时，抵抗钢轨两端自由伸缩的阻力 接头阻力PH 钢轨夹板间的摩阻力和螺栓的抗剪力 扣件阻力 钢轨与扣压件以及钢轨与胶垫间的摩阻力 道床阻力 轨枕与道床间的摩阻力和枕木盒内道碴抗推力 扣件阻力与道床阻力间的较小值为r,第三节 无缝线路稳定性分析,一. 稳定性概念 二. 影响无缝线路稳定性的因素 三. 无缝线路稳定性计算公式 四. 稳定性安全储备量分析,一. 稳定性概念,失稳（胀轨跑道） 无缝线路在夏季高温季节，由于钢轨内部存在巨大压力，引起轨道的横向变形，在外来因素（列车动力或
3、人为因素）干扰下，轨道弯曲变形突然增大的现象。,失稳（胀轨跑道）过程,持稳阶段 钢轨温度压力增大，但轨道不变形 胀轨阶段 随轨温增加，钢轨温度压力随之增加，轨道出现微小变形，压力与位移呈现的非线性关系 跑道阶段 当钢轨温度压力达到临界值后，在外部干扰或轨温继续升高时，轨道将会发生突然臌曲,无缝线路结构稳定分析,判别准则 能量法和静力平衡法 能量法 弹性理论的能量变分原理 势能驻值原理 结构物处于平衡状态的充要条件是在虚位移过程中，总势能取驻值,二. 影响无缝线路稳定性因素,压杆在均匀介质中的失稳现象 保持稳定的因素 道床横向阻力 轨道框架刚度 丧失稳定的因素 钢轨温度压力 轨道初始弯曲,1.道
4、床横向阻力,道床抵抗轨道框架横移的阻力,枕端抗推力30% 枕侧摩擦力20%30% 枕底摩擦力50%,道床横向阻力,表示方法 单根轨枕的横向阻力Q 道床单位横向阻力q,道床横向阻力影响因素,道碴：饱满程度、材质、粒径尺寸 道床肩部：堆高、加宽,道床横向阻力影响因素,轨枕：枕底压花、宽轨枕、框架轨枕、双块式轨枕,道床横向阻力影响因素,线路维修作业,，0.043,弯矩,位移，反力,2.轨道框架刚度,反映其自身抵抗弯曲能力的参数 组成 两股钢轨的水平刚度（横向刚度） 扣件阻矩,(二)丧失稳定的因素,钢轨温度压力 无缝线路稳定问题的根本原因，应控制温升幅度 轨道初始弯曲 影响稳定的直接诱因，应控制初始弯
5、曲大小 弹性初始弯曲：温度力和列车横向力作用下产生 塑性初始弯曲：轧制、运输、焊接、铺设过程中产生，占总初弯的58.33%,三.无缝线路稳定性计算公式,无缝线路稳定性统一公式 1977年提出，假定变形曲线波长与初始波长相等，并取变形为2mm时对应的温度压力，除以安全系数，即为保证线路稳定的允许温度压力。 不等波长稳定性计算公式 1990年开始实施，假定变形曲线波长与初始弯曲波长不相等的计算公式。,计算假定,统一公式计算简图,f=2mm，计算P(5-22)、P(5-23)、t(5-24),不等波长公式计算简图,给定f，计算不同l对应的P(5-26)，积分常数 根据不同f时的Pf平衡状态方程，求得
6、临界矢度、波长、温度压力 温度力非均匀性修正及安全系数,稳定性安全储备量分析,初始弯曲的影响 线路结构与状态相同，轨道变形量一定时，对于不同的初弯波长，临界温度力和相应的轨温差是不同的，即存在最不利的初弯波长 60kg/m轨：720cm 50kg/m轨：700cm foe、fop：3mm 允许温差的确定 在无缝线路上由于存在一些不确定的因素，因此不能将稳定计算得到的临界温差作为允许温差使用，应当考虑一定的安全储备量，采用安全系数考虑,安全系数,基本安全系数KA 初弯分布的随机性 道床密实度的不均匀性 扣件拧紧程度的不均匀性 轨温测量的不精确 计算误差 高温下横向变形累积（允许温差设计的基本条件） 附加安全系数KC 纵向力分布不均匀 运营过程中锁定轨温的变化,无缝线路稳定性允许温升,统一公式 由允许温度压力计算确定 不等波长公式 由温度压力确定的温升幅度，考虑纵向力分布不均匀修正与锁定轨温变化修正,下一讲,普通无缝线路设计,