7 无缝线路技术 - 稳定性课件讲解.pptx

三、无缝线路的稳定性;无缝线路在高温夏季钢轨内部存在巨大的温度压力，在列车动力或人工作业等干扰下，轨道弯曲变形有时会突然增

大,这一现象称为胀轨跑道，在理论上称为丧失稳定。;研究温度压力和轨道原始不平顺、道床横向阻力以及轨道框架刚度之间的关系，了解胀轨跑道的发生机理，分析其力学条件和主要影响因素，计算出保证线路稳定的允许温度压力。;涨轨跑道总是从轨道的薄弱地段（即具有原始弯曲的不平顺）开始，依横向位移随钢轨温升的变化特征，曲线变化可分为三个阶段见图。图中纵坐标为钢轨温度压力Pt，横坐标为轨道弯曲变形矢度f0+f，f0为轨道原始弯曲矢度。;通过大量调查发现，很多次的胀轨跑道事故并非温度压力过大所致,而是由于对无缝线路起稳定作用的因素认识不足，在养护维修中破坏了这些因素而发生的。因此，需要研究丧失稳定和保持稳定两方面的因素。;道床横向阻力的构成：由轨枕两侧及底部与道砟接触面之间的摩阻力，和枕端砟肩阻止横移的抗力组成。其中，道床肩部的阻力占20～30%，轨枕两侧占20～30%，轨枕底部占50%左右。为使道床横向阻力达到设计要求，不仅要求道床断面符合标准尺寸，还应捣固紧密，其道床密实度应达到1700kg/m3。;标准道床对每根轨枕的横向阻力Q0与道床单位横向阻力q具有下列关系：;;道砟材质与粒径：不同材质道砟提供的横向阻力不一样，砂砾石道床比碎石道床阻力低30～40％；道床粒径较大提供的横向阻力较大，如粒径由25～65mm减小到15～30mm，横向阻力将降低20～40％。

道床饱满程度：根据美国和英国铁路试验研究，在同类轨道的条件下，经过长期运营密实稳定的道床饱满程度最好、横向阻力最大，机械捣固后道床饱满程度降低、阻力显著减小。

线路维修作业：维修作业中，凡扰动道床，如起道捣固、清筛等改变道砟间或道砟与轨枕间的接触状态，都会导致道床阻力的下降。

列车动荷载：在列车的动荷载作用下，每根轨枕所提供的横向阻力是不同的。这是因为轨道框架在轮载作用下会产生正挠曲，而距轮载一定范围内则会出现负挠曲，使两转向架之间的轨道框架最大抬高量可达0.1～0.3mm，从而大大削弱这一范围内轨枕所提供的横向阻力。;道床肩宽：适当的道床肩宽可以提供一定的横向阻力，但不是肩宽越大，横向阻力就总会增大。轨枕端部的横向阻力是轨枕横移挤动砟肩道砟棱体时的阻力，并最终形成破裂面，砟肩的宽度必须覆盖这一破裂面，以保证具有较大的阻力。

破裂面的顶宽用下式计算：;据有关测试比较，与30cm的肩宽相比，肩宽增加到50cm时，阻力值可增加16%，若再加宽，阻力将不再增加。我国普通线路砟肩宽度为30cm，无缝线路砟肩宽度为40～50cm。

道床肩部堆高：国内外的试验表明，道床肩部堆高也可提高道床横向阻力。砟肩堆高比砟肩加宽效果更明显，并可节约道砟。这项措施为国内外无缝线路广泛采用。我国铁路砟肩一般堆高15cm。;轨道框架刚度越大，抵抗横向弯曲变形的能力就越强。轨道框架刚度在水平面内等于两股钢轨的横向水平刚度及钢轨与轨枕节点间（扣件）的阻矩抵抗横向弯曲能力的总和。;2.丧失稳定的因素;轨道结构的工作特点是荷载的重复性与随机性，加上自然条件的影响,使得轨道存在各种不平顺，不得不对线路进行经常或定期的修理，线路状态的变化会降低无缝线路的稳定性。因此，无缝线路对其稳定性需要考虑一定的安全储备量。;允许温差设计，把限制轨道累积变形作为基本条件，有利于提高无缝线路的稳定性。通常取f＝0.2cm所对应的轨温差作为稳定性允许温差。

考虑在轨道弯曲变形范围内纵向力分布不均匀，计算时修正锁定温度8℃，即将稳定性允许温差减去8℃。

在直线及半径R≥2000m曲线区段上，为保证有充裕的养护维修作业时间，考虑高温季节也可安排必要的养护维修作业，因此在允许铺轨温差中，再减去8℃。

在半径R2000m曲线区段上，锁定轨温差异在作业安排的轨温差中加以修正，而允许铺轨温差不作修正。;无缝线路稳定性统一计算公式

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。《铁路轨道设计规范》仍采用统一公式。

无缝线路稳定性不等波长计算公式

我国在1990年5月1日开始实施的《无缝线路铺设及养护维修方法》，稳定性计算采用铁科院卢耀荣等提出的变形波长与初始弯曲波长不相等的计算公式（以下简称“不等波长公式”。;Page17;统一计算公式;统一计算公式;统一计算公式;统一计算公式;Page22;Page23;统一计算公式;统一计算公式;统一计算公式