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15.跨区间无缝线路

15.1概述

15.1.1基本原理

目前，在我国铁路上铺设的无缝线路均为温度应力式无缝线路。

众所周知，长钢轨被锁定后所产生的纵向温度力Pt压，拉为：

Pt压，拉=F?E?α?Δt升，降

=248F?Δt升，降（N）(15.1)

可见，长钢轨温度压力Pt压或温度拉力Pt拉，仅与温度变化幅度Δt升或Δt降直接有关，而与钢轨长度无关。因此，从理论上讲，无缝线路上的长轨条可以焊联成任意长度，它并不影响钢轨内的温度力，这就是发展跨区间无缝线路的理论依据。

15.1.2既有线两项关键技术

但若实现铺设跨区间无缝线路，就必须处理和解决好自动闭塞分区轨道电路绝缘和道岔无缝化这两项关键技术。

（1）普通无缝线路

我国既有铁路干线信号系统采用的是自动闭塞制式，自动闭塞区段一般为1.5~2.0km。因此在未解决轨道电路绝缘技术之前，无缝线路在此不得不断开，一般是在长轨条之间设置2~4根缓冲轨作为缓冲区，以利长轨条的伸缩和设置绝缘接头。这就是所谓的普通无缝线路，长轨条长也只能1.5~2.0km，即无缝线路中含有有缝线路，未能充分发挥无缝线路的优越性。

（2）区间无缝线路

由于钢轨胶接绝缘接头的成功研制及其应用，解决了闭塞分区轨道电路的绝缘技术问题，因而取消了缓冲区，可使长轨条长度延伸至全区间，于是便出现了所谓的全区间无缝线路。

（3）跨区间无缝线路

又由于对道岔区无缝钢轨受力特点和变形规律的正确把握，焊接接头与冻结接头技术的成功运用，于是从1993年起出现了所谓的跨区间无缝线路，彻底地消灭了钢轨接头，取消了缓冲区，消除了伸缩区，构成了名符其实的“无缝”线路。

15.1.3新建客运专线跨区间无缝线路

ZPW2000高频谐振式无绝缘轨道电路，取消了传统的地面通过信号制式，因而也就不需配置胶接绝缘钢轨。

因此，设计暂规规定新建客运专线正线轨道应按一次铺设跨区间无缝线路设计，所谓一次铺设跨区间无缝线路就是为了达到新线建成后即可按设计规定速度运行的目标。

为达此目标，在诸如轨道结构、路基构筑、施工装备与工艺等技术上都提出了更高的标准和更严格的要求。因此，应正确把握跨区间无缝线路设计的相关规定、设计内容与文件组成、设计理论与方法、施工技术与装备。

15.2锁定轨温设计

15.2.1基本原理

如前所述，锁定轨温是决定钢轨温度力水平的基准。因此，正确合理地设计锁定轨温是保证无缝线路运营安全的前提。

这里Pt压∝Δt升

Pt拉∝Δt降

为保证夏季高温时不胀轨跑道，确保无缝线路的稳定条件，就必须控制允许升温幅度Δt升；又为保证冬季低温时不断轨，确保无缝线路联合接头的强度条件，就必须控制允许降温幅度Δt降。要控制Δt升、Δt降，就应根据当地气温条件设计锁定轨温，合理地搭配胀轨与断轨的可靠度，均衡地利用标准所规定的允许温升和允许温降，经认真研究后慎重确定。

由图15.1可得设计锁定轨温T锁设为：

(15.2)

图15.1设计锁定轨温的确定图

显然，在T铺上与T铺下的范围内铺设与锁定无缝线路时，都能满足轨道的强度和稳定条件。为施工方便，一般实际铺设时，是在T铺上与T铺下之间选一合适温度T锁作为设计锁定轨温（即中和轨温），而设计锁定轨温范围为：

T锁上=T锁＋0~5

T锁下=T锁－0~5

并满足下列条件：

Δt升max=Tmax－T锁下≤Δt稳允升

Δt降max=T锁上－Tmin≤Δt强允降

跨区间无缝线路设计锁定轨温，还应综合考虑路基上、岔区及桥上无缝线路的稳定性和强度等计算结果，综合研究确定线路统一的设计锁定轨温。为防止发生胀轨跑道，可采用增大T锁设值，T锁设可选择偏高一些，而对于年轨温差较大，Tmax出现次数又少，持续时间又很短，低温季节又较长的地区，T锁设可选择偏低一些。

由以上分析，不难理解，设计锁定轨温T锁设除与当地最高轨温Tmax和最低轨温Tmin有关外，起决定作用的是由强度条件确定的允许温降Δt强允降和稳定条件确定的允许温升Δt稳允升。

15.2.2允许温降Δt强允降

无缝线路的允许温降一般由强度条件计算确定。

Δt强允降=(15.3)

式中——钢轨允许应力（MPa）

其中——钢轨屈服极限（MPa）

国产热轧轨/淬火轨的力学性能

钢轨

类型

力学

性能

U74

U71Mn

PD2

PD3

稀土轨

屈服强度(MPa)

≥405/784

≥561/800

≥561/800

≥880/880

≥－/785

抗拉强度(MPa)

≥785/1177