1、 無縫線路設計第一節 無縫線路基本技術要求一、 無縫線路結構形式和鎖定軌溫無縫線路的基本結構形式為溫度應力式。鋪設50kg/m和60kg/m鋼軌無縫線路，鎖定軌溫范圍，可參照由鐵路局規定的鋪設無縫線路容許溫度差表。二、無縫線路鋪設地段和位置無縫線路的鋪設地段和位置，應符合下列條件：1、軌下基礎穩定，線路沒有翻漿冒泥、下沉擠出大于15mm的凍害。2、半徑為800m以及以下的曲線地段，應盡量采用全長淬火軌或耐磨軌。3、橋梁有淺基、孔徑不足、偏心超限、載重等級不足或支座、墩臺等嚴重病害和下承板梁上，鋪設無縫線路須嚴格進行檢查。4、橋上鋪設無縫線路，除符合下列條件者外，均應檢查鋼軌、墩臺的受力狀態、軌

2、道防爬能力及鋼軌低溫斷縫值等：（1）在無碴橋上，年最大軌溫幅度為8690地區，橋跨總長為65m及以下的50kg/m鋼軌、橋跨總長為100m及以下的60kg/m鋼軌；年最大軌溫幅度為85及以下地區，橋跨總長為200m及以下的50kg/m鋼軌、橋跨總長為165m及以下的60kg/m鋼軌。（2）在有碴橋上，跨度為32m以下（包括單跨和多跨）、橋全長在無縫線路固定區內、年最大軌溫幅度超過80的地區，橋上應鋪設混凝土枕或木枕分開式扣件。5、在隧道長度為1000m及以上時，鋪設無縫線路宜將隧道內單獨鋪設一段長軌，伸縮區設于隧道洞口內方，緩沖區盡量設置在隧道洞口外。隧道長度小于1000m，可不單獨鋪設。三、

3、無縫線路結構組成溫度應力式無縫線路包括固定區、伸縮區和緩沖區。1、伸縮區長度根據計算確定。2、固定區為長軌減去兩端伸縮區的長度。每段長軌的長度，應根據線路情況和施工條件決定，原則上應與自動閉塞區段的長度一致。如受條件限制，固定區也不應短于50m。3、緩沖區一般由24節標準軌或廠制縮短軌組成，有絕緣接頭時為4節。四、緩沖區和伸縮區的設置緩沖區應設在下列地點：1、兩段長軌之間；2、道岔與長軌之間；3、自動閉塞和軌道電路地段的絕緣接頭，一般應不止在緩沖區的中間；4、其他必要的地點。緩沖區和伸縮區不得設置在平交道口和不作單獨設計的無碴橋上，不宜設在曲線上。困難條件下，緩沖區盡量避免設在緩和曲線上。五、

4、緩沖區鋼軌接頭緩沖區鋼軌接頭，應采用10.9級高強度接頭螺栓及平墊圈，接頭螺栓扭力矩應達到900N·m。緩沖區軌縫尺寸，應根據計算確定。六、工廠焊接長鋼軌工廠焊接長軌條，可采用接觸焊，、或氣壓焊，按經批準的工藝標準進行焊接。焊接成的長軌，必須嚴格檢查，不得有硬彎，以1m直尺測量，其矢度不超過0.5mm，對每個焊縫應按照焊接技術要求及驗收標準進行外觀及探傷檢驗，填寫焊接記錄等技術資料。七、工地焊接長鋼軌長軌聯合接頭的焊接，應盡量使用移動式氣壓焊。用鋁熱焊時，氣溫不得低于0，焊接后須經探傷檢查，對不符合標準的接有必須重焊。聯合接頭應成對接，相錯不大于100mm，距橋臺擋碴墻不小于2m，并

5、不得置于道口及無碴橋上。鋁熱焊縫距軌枕邊緣不得小于40mm。八、兩股長軌鎖定軌溫鋪設無縫線路時，左右兩股長軌的鎖定軌溫應基本相同，如不同時，不得超過5。第二節 鐵路線路分類及結構型式鐵路線路，是指供機車車輛組成的列車運行的有軌道和路基、橋涵、隧道等建筑物等設備的統稱。我國新建和改建的鐵路，根據起在鐵路網中的作用、性質和遠期客貨運量的不同分成等級。鐵路的等級不同，鐵道線路及其工程結構物都有不同的要求。一、 鐵路軌道類型鐵路軌道是鐵道線路結構的上部建筑，有鋼軌及接頭配件，軌枕及中間扣件、道床及道岔設備等組成的一個整體的工程結構物。鐵路線規GB5009099表規定，正線軌道類型分為特重型、重型、次重

6、型、中型和輕型等五種類型。而站線軌道類型則在鐵路車站及樞紐設計規范GB5009199中明確規定。軌道類型，按年通過總重而不是按年運量確定，道理是非常明顯的，因為軌道在鐵路運輸過程中實際所作的功是通過總重與運距的乘積而不僅為年運量與運距的乘積。年通過總重包括凈重、機車和車輛的重量。單線按往復總重計算 ，雙線或多線按每一條線路分別計算。年通過總重可由年折算運量乘以車皮系數來確定。二、鐵路線路結構形式鐵路線路結構，按其鋪用鋼軌長度分為普通線路和無縫線路兩種主要結構形式。普通線路鋪用的是標準長度的鋼軌，而無縫線路鋪用的是焊接長鋼軌。無縫線路按鋪用焊接長鋼軌的長度又分為普通無縫線路、區間無縫線路和跨區間

7、無縫線路。普通無縫線路的焊接長鋼軌長度往往受鋼軌絕緣接頭、道岔等因素限制，一般為；區間無縫線路的焊接長鋼軌長度，受相鄰車站進出站道岔的限制可達數公里；而跨區間無縫線路的焊接長鋼軌的長度能貫穿若干個區間，能達到數十公里或數百公里。 無縫線路與普通線路相比，具有顯著的綜合技術經濟效益。經驗表明，隨著鐵路任務日益繁重，鐵路運營條件不斷發展，線路上鋼軌實現重型化、長型化，昔日線路上的主型鋼軌43軌和50軌已由今日的60軌和75軌代替；鋼軌長度已由標準長度和發展到數百米、數千米，以至數百千米。所有這些軌道結構加強措施，都能帶來節省線路養護費用，改善輪軌間相互作用的條件的好處，此外，無縫線路特別是跨區間無

8、縫線路的行車平順性得到非常明顯的提高，從而降低了線路的基本行車阻力，節省列車牽引能耗，也降低了機車車輛的維修費用，還大大提高了鐵路旅客的旅行舒適度。因此，加速推廣60軌以至75軌無縫線路，加強軌下基礎以提高鐵道線路的整體強度和穩定性，將是長期內一個不可稍有忽視的重要任務。鐵路線規GB5009099規定，新建鐵路采用特重型、重型軌道結構的地段，路基寬度應按鋪設無縫線路的要求設計；改建既有線時，特重型、重型軌道在既有路基地段應采用無縫線路，有條件宜采用跨區間無縫線路；次重型軌道宜采用無縫線路。第三節 無縫線路的計算一、確定正線軌道類型1、年通總重 ；根據線規規定：正線軌道類型為重型2、確定正線軌道

9、結構：根據線規GB5009099規定，改建既有線時，重型應采用無縫線路二、強度計算1、軌道條件 DF4機車前后有兩個轉向架，每個轉向架為三個軸，前后轉向架最近軸距為8.4，當軸距大于5m以上時，相鄰輪子影響很小，可以不計。因此，尋找引起最大彎矩的最不利輪位時，只要用一個轉向架的三個軸分別做為計算輪來求最不利輪位。而且，還應注意到轉向架的三個軸輪重一樣，軸距亦相同，所以1、3輪引起的彎矩應當相同，只要考慮其中一個即可。這樣，只要在1、2輪中找最不利輪。計算時列表進行。見下表：（1）計算k值型鋼筋混凝土枕：根鋼軌支座剛度D：檢算鋼軌軌枕間距，因此：這里新軌對水平軸的慣性矩。（2）計算分別以動1、動

10、2為計算輪，計算，（值是根據值，查表可得）列表進行（見表31），由表中看出，動1（或動3）輪為最大，也就是最不利輪位，以它作為計算彎矩的依據 表31計算輪項目輪位P(N)動1動2動3動1P(N)11281511281511281594967.67x(mm)018003600kx02.1064.2121-0.16450.0063P(N)112815-18558.1710.7345動2P(N)11281511281511281575698.87x(mm)180001800kx2.12402.124-0.16451-0.1645P(N)-18558.1112815-18558.1（3）計算靜彎矩M0

11、（4）計算動彎矩Md 內燃機車計算鋼軌軌底彎曲應力時，速度系數為： A、在的曲線上，容許欠超高，計算偏載系數： 在的曲線上，橫向水平力系數， B、在直線地段上，橫向水平力系數， （5）計算動彎應力 新軌截面模量 A、曲線軌底動彎拉應力 軌頭動彎壓應力 B、直線軌底動彎拉應力 軌頭動彎壓應力 （6）鋼軌強度檢算 已知無縫線路鋼軌的溫度應力；對于U74鋼軌，屈服極限，安全系數，因此，允許應力 A、曲 線 軌 底 軌 頭 B、直 線 軌 底 軌 頭 所以東風4型機車通過改曲線時，鋼軌強度滿足要求。2、混凝土枕強度檢算 （1）計算k值 計算軌枕彎矩、道床應力，用 （2）計算 列表（見表32）計算，動輪

12、1為最大，是最不利輪位。表32計算輪項目輪位Pu(N)動1動2動3動1P(N)112815112815112815109543.4x(mm)018003600kx02.5925.1841-0.0272-0.0018P(N)112815-3068.57-203.067動2P(N)112815112815112815106677.9x(mm)180001800kx2.62802.628-0.02721-0.0272P(N)-3068.57112815-3068.57由上表可得： （3）計算枕上動壓力Rd 東風4型內燃機車，計算枕上壓力時，速度系數及偏載系數為： A、曲線不考慮橫向水平力系數，則 B

13、、直線不考慮橫向水平力系數，則 （4）軌枕彎矩計算 軌下截面正彎矩 枕中截面負彎矩 對于S-2型軌枕軌的軌底寬，代入上式：A、曲線地段 ( B、直線地段 ( 3、道床頂面強度檢算 對于S-2型軌枕，中部不掏空，有效支承長度，軌枕底面平均寬度 為，因此：A、曲線道床頂面壓應力 B、曲線道床頂面壓應力 對于碎石道床允許應力，所以道床強度滿足要求。 4、路基頂面強度檢算由原始資料可知，面碴厚為，墊層厚為，應次，道床計算厚度。所以，該軌道路基頂面處于與之間，則路基頂面應力：A、曲線地段B、直線地段對于既有線粘砂土路基，允許應力，因此，滿足強度要求：三、無縫線路結構計算參數1、無縫線路結構計算參數因為

14、，安全系數則A、在R為的曲線制動地段 B、在直線制動地段 2、無縫線路穩定性條件計算（1）試算曲線地段值當時，換算曲率 計算得到與原假定不符。設，重新計算； 以再次試算，求得 則 該與第二次設的不符，再設，計算；，再求得到，則 ，基本上與原來的 相接近，因此取： 作為變形曲線長度，作為原始彈性初彎矢度。（2）求PN、P（3）試算直線地段值當時，換算曲率 計算得到與原假定不符。設，重新計算； 以再次試算，求得 則 該與第二次設的不符，再設，計算；，再求得到，則 ，基本上與原來的 相接近，因此取：作為變形曲線長度，作為原始彈性初彎矢度。（2）求PN、P 3、無縫線路類型：計算參數：無縫線路鋪設地點

15、在徐州，其地區歷史最大軌溫差： （1）、 曲線地段 結論：可采用溫度應力式無縫線路類型（2）、 直線地段 結論：可采用溫度應力式無縫線路類型三、設計鎖定軌溫 1、 設計鎖定軌溫：設計鎖定軌溫范圍：2、 溫度壓力峰檢算： 能滿足的條件，最大壓力峰值不致引起跑道危險。四、伸縮區長度的計算 計算參數： 設計鎖定軌溫 鋼軌接頭阻力 （扭矩為） 鋼軌縱向阻力 最大溫升 最大溫降 取取整為緩沖軌長度的整倍數得五、施工預留軌縫最大溫度應力 最大溫度拉力 =而接頭阻力，可見大鋼軌于鋪設后軌溫上升式下降至或時，從不發生伸長及縮短位移1、緩沖軌間預留軌縫 最佳預留軌縫2、長鋼軌端部接頭 3、緩沖軌間接頭預留軌縫 4、長軌軌端接頭預留軌縫 5、計算結果匯總設計鎖定軌溫： 伸縮區長度： 施工預留軌縫： 第三節 無縫線路的設置一、絕緣接頭的位置里程，二、無縫線路長軌配軌表表33編號起點里程終點里程單元軌配置N21K139+790.250K141+767.251977.0001977.0001977.007×250+130×2N22K142+201.408K142+951.573750.165750.165750.1652×250+140×2N23K143+484.320K145+450.3201966.00019