无缝线路锁定轨温研究.pdf

第10卷第4期
石家庄铁路职业技术学院学报
VOL10 No4
2011年12月
JOURNAL OF SHIJLAZEUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY
Dec. 207
无缝线路锁定轨温研究
李锐
朔黄铁路发展有限责任公司河北淰州061000)
摘要:依托朔黄铁路原平分公司管内跨区间无缝线路工程,结合几年来的现场实践经验,就神
池南工务工队75kgm无缝线路位移观测及实际锁定轨温计算方面存在的间题进行深入探讨,通过
观测桩法和锁定轨温测试仪测试数据进行对比,提出存在的问题,并给出可行的改进措施,对今后
类似工程提供一些借鉴。
关键词:无缝线路锁定轨温位移观测
中图分类号:U213.9
文献标识码:A
文章编号:1673-1816(2011)04-0013-06
随着科学技术的不断应用,在运营线广泛采用了高新技术,这些技术在无缝线路铺设中的应用
加大了无缝线路的科技含量,全区间无缝线路和跨区间无缝线路正在逐渐取代普通无缝线路。加强
对无缝线路的认识和管理已经刻不容缓,现就目前对无缝线路锁定轨温的认识进行分析。
1锁定轨温的定义
锁定轨温就是在钢轨内部没有应力时,对钢轨进行锁定时的轨温,也叫零应力轨温。根据现场
实际工作经验,主要是将长钢轨入槽轨温与落槽轨温的平均值加上拉伸轨温的增加值定义为铺设无
缝线路的锁定轨温。无缝线路是一个系统工程,从设计、施、养护这一整体来看,锁定轨温在各
方面的运用是各有特点的。因此,在称呼上亦有所区别,分别称之为设计锁定轨温、施工锁定轨温
和实际锁定轨温。
设计锁定轨温亦称中和轨温,它是根据线路结构的具体条件,通过轨道强度和稳定性的检算所
确定的零应力轨温。由于在无缝线路的铺设施工中,很难在某一设计锁定轨温下把整段长钢轨锁定。
因此,这就需要确定一个既满足强度条件,又满足稳定条件的锁定轨温允许范围。考虑到现场实际
铺设时锁定轨温不能与设计完全一致,所以在保证基本条件的前提下,设计锁定轨温范围为设计锁
定轨温士5℃。
施工锁定轨温指的是施工锁定时的轨温。施工中一段长钢轨的锁定需要一定的时间,所以施工
规定把长钢轨始终鏋落糟就位时的轨温平均值作为施工锁定轨温。同时要求始终端就位时的轨温必
须在设计锁定轨温允许范围之内。
实际锁定轨温是同一次施工的单元轨条始终端落槽轨温的平均值。实际锁定轨温必须符合如下
规定:①长轨条上任意截而的实际锁定轨温值,都必须在设计锁定轨温范围内;②沿钢轨长度方向,
长轨条上相邻两处的相对轨温差≤5℃;③左右股相对轨温差≤5℃。实际锁定轨温强调的是“实
收稿日期:2011-10-25
作者简介:李锐(1982-),男,回族,湖北成丰人,助理工程师,研究方向土木工程
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际”二字。它既用以区别施工锁定轨温所表示的名义上的零应力轨温,又说明零应力轨温在运营过
程中是可能发生变化的。因此,这一术语既说明了事物的客观实际,又反映了人们在实践过程中对
零应力轨温认识的深入与提高。
2影响无缝线路锁定轨温变化的主要因素
是铺设时的影响。在铺设无缝线路时,由于受施工时的气温、作业条件、施工队伍素质、责
任心等因素的影响,有可能造成钢轨的温度应力不均匀,锁定轨温不准确。因此,对于长轨单元铺
设时温度应力不均匀的间题要重新组织应力放散和应力调整,达到长轨单元温度应力均匀,锁定轨
温准确。
二是施工及养护维修的影响。这方面因素较为复杂。主要有大、中修路淸筛、维修养护方法不
当、低温维修、道床不饱满、碴肩不够、石碴不均匀、列车神击、气温变化、断轨再焊、扣件不密
贴、螺栓松动等,都会对无缝线路锁定轨温的改变产生一定的影响,都有可能影响到无缝线路的纵
横向稳定。
三是列车碾压的影响无缝线路因受到列车的长期碾压、冲击,致使钢轨轨头表层产生塑性变形,
使钢轨轨头展长,最终造成锁定轨温发生变化。根据有关实验资料表明,这种碾长效应普遍引起锁
定轨温的降低,尤其在新铺设后头三个月内表现最为明显,并将持续一年之久。
3观測桩法測定实际锁定轨温
3.1观测桩法原理
对于某一特定长度为L的钢轨,当轨温变化幅度为t时,其自由伸缩量为:
△Lt=QL△t△t=T
式中a钢轨的线膨胀系数,即轨温每变化1℃钢轨所产生的伸缩应变,当△た1℃时,a
约为1.8×10/℃;
△r-钢轨相对零应力轨温的变化幅度(℃),以升温为正,降温为负
T石一一零应力轨温
Tー任一温度力不为零时的轨温
无缝线路长轨条,因中间被焊接,钢轨两端被扣件及防爬设备扣紧,不能自由伸缩。当轨温升
高△t时,相当于被压缩了一个At,这一△Lr,亦可称之为未能实现的伸长量,用△r来表示。
它在量值上等于ALt,但符号相反,所以有△Lr=ーALtr=-aLAr
从而可得用应变法求名义锁定轨温的严格理论公式,即:
T〃。=7+△Lr/aL
式中:a钢轨的线膨胀系数,约为1.8×10-6/℃;
△Crー一未能实现的伸长量;
T一零应力轨温;
Tー一任一温度力不为零时的轨温
对于未能实现的伸长量,或者说钢轨处于受压状态时,只有轨温下降,才能达到零应力轨温,
因此上式中的△Lr应取负值,相反情况取正值。如果已知△Lr,则在轨温T时钢轨未能实现的应变
r=△Lr/L。由此可知,如果轨温变化一r/a,则钢轨的温度应力将变为零,或者说温度应力为
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