高速铁路跨区间无缝线路设计

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1、第二章!高速铁路跨区间无缝线路设计第一节!跨区间无缝线路设计概述所谓跨区间无缝线路!即轨条与轨条"轨条与道岔直接焊接!轨条之间直接传递纵向力和位移量#在$?$$!#*"%21&铁路线路术语’中称之为超长无缝线路(OYWBXTLG-(LGEFGYLY‘]B:CBC@8F:$X80,)#跨区间无缝线路的应用!最大限度减少了铁路轨道的钢轨接头!从而为高速列车提供安全"平稳的运行条件#上世纪最后"+年里!欧洲继日本修建新干线后!掀起了高速铁路热!一方面激起铁路系统自身的革新和创造能力!另方面也促进各种新材料"新工艺向铁路行业的渗透#电感式"音频式无绝缘轨道电路和高强度"高韧性钢轨胶接绝

2、缘接头在高速铁路上应用!再加上钢轨焊接技术取得新突破!于是跨区间无缝线路的发展获得良好发展的契机#在法"德"意"西班牙等欧洲国家的高速铁路上!相邻轨道电路闭塞分区采用谐调单元构成电气隔离"不用机械绝缘接头!保证了区间无缝线路的连续性#可动心轨道岔的辙叉用6’(3+7轨或&P’<3+轨组合!可与区间长钢轨焊接!或者用铬基介质将锰钢制造的辙叉与碳钢轧制的钢轨焊联起来!道岔区的绝缘接头用胶接绝缘接头!从而实现真正意义上的连续焊接钢轨((]@)!仅在大跨度超静定连续梁桥或跨谷高架桥上设置伸缩调节器!而调节器的基本轨与尖轨仍然与长钢轨焊接!使无缝线路的轨条长度充分延长#法国巴黎%%%里昂

3、!西班牙马德里%%%布拉莎托塔斯问!最长的轨条长度分别为!*+,.和!3*,.!英国最长一段无缝线路从尤斯敦至格拉斯哥31*,.#日本新干线为减少钢轨接头而大量铺设钢轨伸缩调节器!通常长!4*,.无缝线路设置一组!但在条件适宜的情况下也发展超长无缝线路!如*长*#4M#,.青函隧道"长!#4+!,.棒名隧道的无缝线路长度分别为*#4/M,.和!"42M!,.#我国从!22+年开始研究跨区间无缝线路相关关键技术!近几年来!干线铁路列车提速更促进跨区间无缝线路的发展#目前我国自主研究的(%23

4、@)7第四委员会规定的检验标准(美国!#"@)钢轨胶接绝缘接头检验标准为3*[!+1T9‘合"21M41,5)!达到国际先进水平#有关无缝道岔焊联和锁定的研究初步建立起我国独立的理论体系!其中无缝道岔稳定性计算和道岔群纵向力计算!经铁道科学技术信息研究所科技查新!国外尚无文献论述和报导#我国铁路对各种类型结构桥梁铺设无缝线路进行了系统试验和研究!目前总长超过"++.的桥梁铺设无缝线路约有*++座左右!是桥上铺设无缝线路数量+#’$+最多的国家之一!铺设无缝线路最著名的大桥有九江"南京"武汉"枝城"小南海长江大桥"济南"孙口"长东"洛阳"三道坎黄河大桥"石龙大桥"钱塘江二桥"襄樊

5、大桥等等!此外#锰钢辙叉与高碳钢轨的焊接技术已通过科技成果鉴定#无缝线路钢轨折断原位焊复技术已推广应用!"++!年底统计#我国铁路铺设无缝线路已达#"3234#M,.#跨区间无缝线路#+*24#M,.#最长一段无缝线路""#4!,.!所有这一切为我国修建第一条客运专线<<秦沈线成功铺设跨区间无缝线路$无缝线路最长一段达"++42!M,.%#及我国高速铁路的建设奠定了理论和技术基础!第二节!锁定轨温设计锁定轨温的设计必须保证在最高和最低轨温下无缝线路保持稳定#轨道不出现超应力#为此须作稳定性和强度检算#根据检算结果#计算无缝线路的允许温升&""’和允许温#降&""’#并确定设计锁

6、定轨温及其间隔!$一!稳定性检算无缝线路稳定性计算理论国内外曾进行长期研究!现有计算理论为了简化计算#假定轨道变形波长与初弯波长相等#而试验和理论均证明#无缝线路在变形过程中的变形波长与初始弯曲的波长是不等的#且经计算#发现当无缝线路具有弹性初始弯曲的情况#采用无缝线路变形波长与初弯波长不等的计算模型建立计算公式#能计算求得临界温度力的最小值!!4公式推导稳定性计算#假设轨道为无限长梁#此梁埋置在均匀介质中#道床阻力与扣件阻矩分别为作用于梁上的分布力和弯矩#且具有初始弯曲!通常初始弯曲的边界条件如下(当%Q+或%Q&#’++Q+采用函数("#%’+Q(+‘FG&+能满足上述边界

7、条件!当初始弯曲处于半径等于)的曲线轨道上#则初始弯曲中包含圆曲线在内的线形函数’为*"#%%$&+<%%’*Q’+=’)Q(+‘FG=&+")式中!()轨道初始弯曲矢度*++#’%+&+!轨道弯曲变形波长"在温度压力作用下#轨道产生的弯曲变形可以用与初始弯曲相同的函数表示""#%’Q(‘FG&式中!(!轨道弯曲变形矢度$&!轨道弯曲变形波长"在初始弯曲的处所#轨道产生弯曲变形后#仍保持连续#它的线形与初始弯曲的线形相似#但波长不等#用函数’表示#如图#<"<"