轨道结构理论与轨道力学(无缝线路)剖析.ppt

轨道结构理论与轨道力学 第一节 跨区间无缝线路 两种结构型式：第一种为跨越车站与无缝道岔焊联，即常说的跨区间无缝线路。第二种为跨越闭塞分区而不跨越车站的，又称为区间无缝线路。 1980年代，国外跨区间无缝线路开始大量应用。 欧洲铁路规定除小半径曲线或桥隧建筑物，轨条不得不断开外，一般区间都焊联成一体，高速铁路上大量无缝线路贯穿区间，最长无缝线路50km，德国与无缝线路直接焊联的无缝道岔11万组。 日本青函隧道内铺设了长53.78km的无缝线路。 跨区间无缝线路大多铺设在客运专线上，俄罗斯在货运为主的铁路上也铺有跨区间无缝线路。 我国1960年代就曾在广深、胶济线试铺长度8km的无缝线路。 1980~1981年在京山线试铺长度为7.68km和7.64km的无缝线路，但焊接接头折断数量多，胶接绝缘接头短期失效。 1993－1994年在京广、京山、大秦线上试铺了4段20余km的无缝线路，并于1995年10月将高速、重载线路要优先发展跨区间无缝线路作为技术政策。 此后，京广、陇海、秦沈等线路大规模铺设。 一、跨区间无缝线路的结构与优点 　　１.取消了缓冲区，固定区可无限延长轨条穿越桥隧，跨过车站，完全消除了钢轨接头和由短轨组成的缓冲区，固定区可无限延长。 　　2.采用重型轨道结构　　为保证快速重载线路的正常运营，跨区间无缝线路须采用重型轨道结构，以提高无缝线路的强度和稳定性。　　跨区间无缝线路轨道采用60、75kg/m重轨。 　　　4.采用无缝道岔　　长轨条穿越车站时应与无缝道岔焊联，无缝道岔须满足：（1）在承受无缝线路温度力和附加力下正常工作。（2）主要轨件，如尖轨、辙叉、胶接接头等，使用寿命应达到或接近同类型钢轨的使用寿命。（3）扣件应全部采用弹性扣件。（4）利用既有道岔与跨区间无缝线路焊联时，必须对道岔结构进行改造、加强。 　　5.长轨节两端结构跨区间无缝线路可长达几十甚至几百公里，其两端终结处有三种轨端结构。（1）锚固式若站端为尽头线，可把长钢轨两端用钢筋混凝土锚固在站台内。（2）缓冲区式由短轨组成缓冲区，与普通无缝线路相同。放在列车需要停车或慢行的大站站内。（3）伸缩调节器伸缩调节器作为长轨条间的联结部件。特大桥、不能焊连的岔区等特殊地段，需设置钢轨伸缩调节器。 6.跨区间无缝线路的优点 　　（1）提高轨道结构整体性和强度取消或减少了缓冲区，最大限度地消除了钢轨接头，推动无缝道岔技术的开发应用，从而全面提高了轨道的整体结构整体性和强度。 　　（3）改善无缝线路受力及工作性能 　　　　轨条间可以直接传递纵向力和位移，伸缩区和缓冲区的缺点自然消失。（１）温度力峰消失；（２）轨道稳定性加强；（３）轨道防爬能力加强；（４）锁定轨温容易保持。 二、胶接钢轨绝缘接头 以环氧树脂为主要胶接材料的需加热胶接的绝缘接头 以聚合树脂为主要胶接材料的常温胶接绝缘接头 1.胶接绝缘接头结构 　　（1）绝缘垫层接头钢轨的端部与侧面要加垫具有足够强度的绝缘垫层。（2）粘接夹板保留联结螺栓，用胶粘剂把钢轨与夹板胶接在一起。采用特制的大接触面积的夹板。（3）胶粘剂与胶接层胶接层是由胶粘剂和多层玻璃纤维布层积而成。常温固化胶剂的基料是聚合树脂，加热固化胶粘剂的基料为环氧树脂。 在轨腹两侧粘贴夹板，接头仍有螺栓联结，是胶接夹板、胶接绝缘层和螺栓的复合连接。 2.胶接剂 环氧树脂＋室温或加热固化剂 橡胶类。含有羧基的丁腈橡胶与环氧胶反应后，橡胶分子链嵌入胶的结构中，得到较高的胶接强度、抗冲击、抗开裂性能。　　E-51环氧树脂 100g　　端羧基液体丁腈橡胶 20g　　双氰双胺 9g　　咪唑 1g　　气相法二氧化硅 2g 缩醛胶。聚乙烯缩醛的简称。　　配方：E-44环氧树脂 100g　　聚乙烯醇缩甲醛 35g　　聚乙烯醇缩丁醛 35g　　双氰双胺 10g 聚砜胶。 　　　　配方：E-51环氧树脂 100g　　聚砜 20g　　二甲基甲酰胺 25g　　双氰双胺 11g 　　　　3.增强玻璃纤维布与绝缘层厚度　　环氧胶粘剂中采用玻璃纤维布增强，可使树脂体的弹性模量提高到20~30Gpa，与金属弹性模量相近。　　在通常情况下，胶接强度随着胶层厚度的减少而提高。但是胶层愈薄，钢轨同夹板绝缘可靠性愈差。　　钢轨侧面胶层厚度宜为1.5~2mm。　　钢轨端部胶层厚度宜采用4~6mm。 4.绝缘接头技术性能（1）我国绝缘接头技术条件 （2）与其他国家的比较 5.冻结接头 采用高强螺栓和夹板加固，提高接头阻力，实现冻结钢轨接头以消除轨缝。接头阻力可达1700~1900kN。 应用范围（1）锰钢辙叉心前后接头不能进行焊接处理。（2）绝缘接