7 无缝线路技术 - 基本原理课件讲解.pptx

二、无缝线路基本原理;（一）伸缩位移、温度力与轨温变化关系;式中：E—钢轨的弹性模量，E＝2.1×105MPa；

εt—钢轨的温度应变。;轨温不等同于气温。影响轨温的因素比较复杂，它与气候变化、风力大小、日照强度、线路走向和所取部位等均有密切关系。

根据多年观测，最高轨温Tmax要比当地最高气温高18～25℃，最低轨温Tmin比当地最低气温低2～3℃。计算时通常取最高轨温等于当地最高气温加20℃，最低轨温等于最低气温。;锁定轨温;设计时通过计算确定的锁定轨温称为设计锁定轨温；铺设无缝线路中，将长轨条始终端落槽就位时的平均轨温称为施工锁定轨温；无缝线路运行过程中处于温度力为零状态的轨温称为实际锁定轨温。施工锁定轨温应在设计锁定轨温允许变化范围之内，常说的锁定轨温发生变化是指施工锁定轨温发生变化。

一旦设计和施工完成记入技术档案，作为日后线路养护维修的依据，设计和施工锁定轨温不允许随意改变。锁定轨温是决定钢轨温度力水平的基准。因此，根据强度、稳定条件确定锁定轨温是无缝线路设计的主要内容。;①锁定轨温理论上讲是“零应力轨温”。在中间扣件和接头扣件拧紧之前，钢轨处于自由伸缩状态，随着轨温的变化，伸缩变形已经完成。因而在扣件全部拧紧时，钢轨断面所受温度力为0。此时，无缝线路具备最安全的轨温条件。锁定之后，只要轨温等于锁定轨温，钢轨断面上承受的温度力均为0。;②计算钢轨温度力和伸缩量时，应将锁定轨温作为计算轨温变化度数的依据。所谓“轨温变化度数”，就是实际轨温与锁定轨温的差值。如某无缝线路的锁定轨温是27℃，某时实测轨温是57℃，则轨温变化度数为57-27=+30℃；某时实测轨温是-8℃，则轨温变化度数为-8-27=-35℃。其中“+”、“-”分别表示轨温上升和下降。;锁定轨温的性质;锁定轨温的高低，直接决定钢轨承受温度力的大小，因而直接决定无缝线路的稳定性。一个地区只有一个最高轨温和一个最低轨温。

如果锁定轨温定得过高，夏天无缝线路承受的温度压力倒是不大，但是到了冬天最低轨温时，无缝线路将承受较大的温度拉力而影响其稳定性。

如果锁定轨温定得过低，冬天最低轨温时无缝线路承受的温度拉力倒是不大，但是到了夏天最高轨温时，无缝线路将承受较大的温度压力，同样影响其稳定性。;锁定轨温与温度变化关系;解：

最大温升幅度：max△T1=63.0－20.0=43.0℃

最大温降幅度：max△T2=30.0－(－17.9)=47.9℃

最大温度压力：

maxPt1=2.48max△T1F=2.48×43.0×7745＝825.9kN

最大温度拉力：

maxPt2=2.48max△T2F=2.48×47.9×7745＝920.0kN;轨温变化时，影响钢轨两端自由伸缩的原因是来自线路纵向阻力的抵抗，它包括接头阻力、扣件阻力及道床纵向阻力。;14;15;接头阻力取决于螺栓拧紧后的张拉力和钢轨与夹板之间的摩擦系数。根据对夹板受力状态的分析表明，一根螺栓的拉力接近它所产生的接头阻力，则接头阻力的表达式可写为PH＝n·P。;接头阻力的特点：

（1）其本质是摩擦力，只有存在相对运动或相对运动趋势时才产生；

（2）钢轨首先要克服接头阻力，然后才能伸长或缩短；

（3）钢轨从伸长转入缩短或从缩短转入伸长状态要克服两倍接头阻力。;中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向位移的阻力，称扣件阻力。为了防止钢轨爬行，要求扣件阻力必须大于道床纵向阻力。扣件阻力是由钢轨与轨枕垫板面之间的摩阻力和扣压件与轨底扣着面之间的摩阻力所组成。摩阻力的大小取决于扣件扣压力和摩擦系数的大小。;扣压力P与螺栓所受拉力P拉的大小有关。以扣板式扣件为例，按右图可得P的算式如下：;扣件阻力与摩擦系数相关。根据铁科院试验结果，若采用橡胶垫板，扣板式和弹条式扣件的摩擦系数为μ1+μ2=0.8。

在一定的扭矩下，扣件阻力随钢轨位移的增加而增大。当钢轨位移达到某一定值之后，钢轨产生滑移，阻力不变。

垫板压缩和扣件局部磨损将导致扣件阻力下降。

列车通过时的振动会使螺帽松动、扭矩下降，导致扣件阻力下降。;3、道床纵向阻力;表7.4道床纵向阻力;温度力沿长钢轨的纵向分布，常用温度力图来表示，故温度力图实质是钢轨内力图。

温度力图的横坐标表示钢轨长度，纵坐标表示钢轨的温度力（拉力为正，压力为负）。

钢轨