城市轨道交通概论无缝线路.pptx

第五节 无缝线路 钢轨接头是轨道结构中薄弱的环节，它使轨道交通车辆钢轨接头是轨道结构中薄弱的环节，它使轨道交通车辆的振动加剧，导致使用寿命缩短，修理费用增大。无缝线的振动加剧，导致使用寿命缩短，修理费用增大。无缝线路是一项铁路现代化轨道技术，它具有良好的运营功能和路是一项铁路现代化轨道技术，它具有良好的运营功能和明显的经济效益。根据美国明显的经济效益。根据美国AREA统计无缝线路比普通统计无缝线路比普通线路的钢轨寿命延长约线路的钢轨寿命延长约40；日本铁路发现，采用无缝线；日本铁路发现，采用无缝线路的钢轨路的钢轨(50 kg/m型型)更换周期由原来的更换周期由原来的400 Mt延长到了延长到了500 Mt。原苏联统计，通过总重。原苏联统计，通过总重500 Mt以后的钢轨以后的钢轨(P65型型)抽换数，降低了三倍。我国的统计数字表明，无缝线抽换数，降低了三倍。我国的统计数字表明，无缝线路轨道的钢轨使用寿命延长路轨道的钢轨使用寿命延长1.25倍。世界各国在高速与快倍。世界各国在高速与快速客运线路上均铺设无缝线路。速客运线路上均铺设无缝线路。无缝线路是指将钢轨焊接无缝线路是指将钢轨焊接起来的线路、所以义称为焊接长钢轨线路。起来的线路、所以义称为焊接长钢轨线路。焊接长钢轨因焊接长钢轨因温度变化会引起伸缩，按处理此种伸缩的方法不同，无缝温度变化会引起伸缩，按处理此种伸缩的方法不同，无缝线路分线路分温度应力式温度应力式和和放散温度应力式放散温度应力式两种。两种。温度应力式无缝线路的钢轨由一根焊接长轨条及温度应力式无缝线路的钢轨由一根焊接长轨条及其两端其两端24根标准轨组成，并采用普通钢轨接头根标准轨组成，并采用普通钢轨接头的形式，如图的形式，如图3-45所示。无缝线路铺设后，焊接所示。无缝线路铺设后，焊接长轨条围受扣件及道床纵向阻力的抵抗，两端自长轨条围受扣件及道床纵向阻力的抵抗，两端自由伸缩受到一定的限制，中间自由伸缩受到完全由伸缩受到一定的限制，中间自由伸缩受到完全的限制，因而在钢轨内产少温度应力，共值随随的限制，因而在钢轨内产少温度应力，共值随随温受化而异。这种无缝线路结构简单，铺设养护温受化而异。这种无缝线路结构简单，铺设养护比较方便，故得到广泛的采用。但因钢轨承受很比较方便，故得到广泛的采用。但因钢轨承受很高的温度应力，因此必须满足强度及稳定性方面高的温度应力，因此必须满足强度及稳定性方面设计的要求。设计的要求。放散温度应力式无缝线路又分为自动放散和定放散温度应力式无缝线路又分为自动放散和定期放散两种。前者是在焊接长轨条两端设置钢期放散两种。前者是在焊接长轨条两端设置钢轨伸缩调节器轨伸缩调节器(如尖轨接头如尖轨接头)来自动释放钢轨内来自动释放钢轨内的温度应力，如图的温度应力，如图3-46所示。这种形式的无缝所示。这种形式的无缝线路主要用在桥梁线路主要用在桥梁(尤其是大桥尤其是大桥)上。后者是把上。后者是把钢轨内部的温度应力每年调整放散钢轨内部的温度应力每年调整放散12次。放次。放散时，松开焊接长轨条的全部扣什，使其自由散时，松开焊接长轨条的全部扣什，使其自由仲缩，放散内部的温度府力，在一定的温度条仲缩，放散内部的温度府力，在一定的温度条件下把扣件全部扣紧。件下把扣件全部扣紧。按焊接长轨条的长度不同而有普通无缝线路和超长无缝线路之分。前者的焊接钢轨的长度一般为1-2 km，超长无缝线路为焊接长轨条贯通区间，并与车站道岔焊接，取消了缓冲区，彻底实现了线路的无缝化，从而全面提高了线路的平顺性，也为列车运行条件的平稳与舒适提供了良好的条件。在发展超长无缝线路时，必须解决无缝线路与锰钢辙叉的绝缘联接及焊接的技术难题。我国钢轨焊接技术最早是采用电弧焊，后来采均铝热焊、气压焊、电接触焊等焊接方法其中以电接触焊接的长钢轨，质量好，效率高。长轨条的焊接方法一般是在焊轨厂将钢轨焊接长轨条的焊接方法一般是在焊轨厂将钢轨焊接成一定长度成一定长度250m)250m)的长钢轨，然后运往工地，用的长钢轨，然后运往工地，用铝热焊接或小型气压焊接成设计长度的长轨条，铝热焊接或小型气压焊接成设计长度的长轨条，目前出现了用移动焊接列车在线路上焊接长轨条，目前出现了用移动焊接列车在线路上焊接长轨条，就地焊接就地铺设。就地焊接就地铺设。为防止轨道断裂，无缝线路的焊接长钢轨应为防止轨道断裂，无缝线路的焊接长钢轨应有足够的强度。无缝线路强度计算的要求是，在有足够的强度。无缝线路强度计算的要求是，在轨道交通车辆的动力作用下，焊接长钢轨所受的轨道交通车辆的动力作用下，焊接长钢轨所受的动弯应力、温度拉动弯应力、温度拉(压压)力及制功力的总和，不超力及制功力的总和，不超过钢轨材料的许用应力。在镐线路上还应考虑由过钢轨材料的许用应力。在镐线路上还应考虑由于梁的伸缩及绕曲而引起的附加伸缩力和挠曲力。于梁的伸缩及绕曲而引起的附加伸缩力和挠曲力。应根据具体情况进行必要的验算。应根据具体情况进行必要的验算。无缝线路除满足强度要求外，更重要的是还无缝线路除满足强度要求外，更重要的是还必须满足稳定性的要求。必须满足稳定性的要求。线路设备大修工作内容线路设备大修工作内容1 1）校正、改善线路纵断面和平面校正、改善线路纵断面和平面2 2）全面更换新钢轨及配件，更换桥上钢轨伸缩调节器及不符全面更换新钢轨及配件，更换桥上钢轨伸缩调节器及不符合规定的护轨，更换绝缘接头及钢轨接续线合规定的护轨，更换绝缘接头及钢轨接续线3 3）更换失效轨枕、严重伤损的混凝土枕及扣件，补足轨枕配更换失效轨枕、严重伤损的混凝土枕及扣件，补足轨枕配置根数，有条件时应将线路上木枕地段成段更换为混凝土枕置根数，有条件时应将线路上木枕地段成段更换为混凝土枕4 4）清筛道床，补充道碴，改善道床断面，改换天然级配卵石清筛道床，补充道碴，改善道床断面，改换天然级配卵石道床或砂道床为碎石道床。整治基床翻浆冒泥地段道床或砂道床为碎石道床。整治基床翻浆冒泥地段5 5）成组更换新道岔和新岔枕成组更换新道岔和新岔枕6 6）安装轨道加强设备安装轨道加强设备7 7）整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土8 8）整修道口整修道口9 9）抬高因线路大修需要抬高的邻线道岔、桥梁，加高有碴桥抬高因线路大修需要抬高的邻线道岔、桥梁，加高有碴桥挡碴墙挡碴墙1010）补充、修理并刷新由工务部门管理的各种线路标志、信号补充、修理并刷新由工务部门管理的各种线路标志、信号标志、钢轨纵向位移观测桩及备用轨架标志、钢轨纵向位移观测桩及备用轨架1111）回收旧料，清理场地，设置常备材料回收旧料，清理场地，设置常备材料 一、一、线路换轨大修主要工作内容线路换轨大修主要工作内容1 1）校正、改善线路纵断面和平面校正、改善线路纵断面和平面 2 2）抽换轻伤持续发展的钢轨及配件抽换轻伤持续发展的钢轨及配件3 3）均匀轨缝，螺栓涂油，整修、补充防爬设备，锁定线路均匀轨缝，螺栓涂油，整修、补充防爬设备，锁定线路 4 4）更换失效轨枕、严重伤损的混凝土枕及扣件，补充轨枕配置更换失效轨枕、严重伤损的混凝土枕及扣件，补充轨枕配置根数，有条件时应将线路上木枕地段成段更换为混凝土枕根数，有条件时应将线路上木枕地段成段更换为混凝土枕5 5）清筛道床，补充道碴，改善道床断面，改换天然级配卵石道清筛道床，补充道碴，改善道床断面，改换天然级配卵石道床或砂道床为碎石道床。整治基床翻浆冒泥地段床或砂道床为碎石道床。整治基床翻浆冒泥地段 6 6）整修道岔整修道岔7 7）整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土 8 8）整修道口整修道口 9 9）抬高因线路大修需要抬高的邻线道岔、桥梁，加高有碴桥挡抬高因线路大修需要抬高的邻线道岔、桥梁，加高有碴桥挡碴墙碴墙 1010）补充、修理并刷新由工务部门管理的各种线路标志、信号补充、修理并刷新由工务部门管理的各种线路标志、信号标志、钢轨纵向位移观测桩及备用轨架标志、钢轨纵向位移观测桩及备用轨架 1111）回收旧料，清理场地，设置常备材料回收旧料，清理场地，设置常备材料 二、二、铺设无缝线路前期工程主要工作内容铺设无缝线路前期工程主要工作内容 1 1）焊接、铺设新钢轨及扣件，更换桥上钢轨伸缩焊接、铺设新钢轨及扣件，更换桥上钢轨伸缩调节器及不符合规定的护轨，焊接、铺设胶结绝调节器及不符合规定的护轨，焊接、铺设胶结绝缘钢轨和无缝线道岔并按设计锁定轨温锁定线路，缘钢轨和无缝线道岔并按设计锁定轨温锁定线路，埋设钢轨纵向位移观测桩埋设钢轨纵向位移观测桩2 2）整修线路（调整轨距，整正扣件，方正接头轨整修线路（调整轨距，整正扣件，方正接头轨枕），安装轨道加强设备枕），安装轨道加强设备3 3）整修道口整修道口 4 4）回收旧料，清理场地，设置常备材料回收旧料，清理场地，设置常备材料 三、三、铺设无缝线路工程主要工作内容铺设无缝线路工程主要工作内容 1 1）校正线路纵断面和平面校正线路纵断面和平面2 2）清筛道床，补充道碴，改善道床断面，改换天然级配卵石清筛道床，补充道碴，改善道床断面，改换天然级配卵石道床或砂道床为碎石道床。整治基床翻浆冒泥地段道床或砂道床为碎石道床。整治基床翻浆冒泥地段3 3）抽换轻伤持续发展的钢轨及失效联结零件，抽换轻伤持续发展的钢轨及失效联结零件，均匀轨缝，均匀轨缝，螺栓涂油，整修、补充防爬设备，锁定线路螺栓涂油，整修、补充防爬设备，锁定线路 4 4）对无缝线路进行应力放射，按设计锁定轨温锁定线路并做对无缝线路进行应力放射，按设计锁定轨温锁定线路并做好记录好记录 5 5）更换失效轨枕及失效扣件，修理伤损轨枕更换失效轨枕及失效扣件，修理伤损轨枕 6 6）整修道岔，抽换失效岔枕整修道岔，抽换失效岔枕 7 7）整修道口整修道口 8 8）整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土整修路肩、路基面排水坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土 9 9）补充、修理并刷新由工务部门管理的各种线路标志、信号补充、修理并刷新由工务部门管理的各种线路标志、信号标志、钢轨纵向位移观测桩及备用轨架标志、钢轨纵向位移观测桩及备用轨架 1010）回收旧料，清理场地，设置常备材料回收旧料，清理场地，设置常备材料 四、四、线路中修工作主要内容线路中修工作主要内容 线路维修线路维修铁路线路维修分为铁路线路维修分为综合维修综合维修、经常保养经常保养和和临时补临时补修修。综合维修综合维修是根据线路变化的规律和特点，以全面是根据线路变化的规律和特点，以全面改善轨道弹性、调整轨道几何形位和更换、整修改善轨道弹性、调整轨道几何形位和更换、整修失效零部件为重点，按周期、有计划地对线路进失效零部件为重点，按周期、有计划地对线路进行综合修理，以恢复线路的标准技术状态。行综合修理，以恢复线路的标准技术状态。经常保养经常保养是根据线路变化情况，全年度在线路全是根据线路变化情况，全年度在线路全长范围内进行有计划、有重点地养护，以保持线长范围内进行有计划、有重点地养护，以保持线路质量处于均衡状态。路质量处于均衡状态。临时补修临时补修是及时整修超过临时补修容许偏差管理是及时整修超过临时补修容许偏差管理值及其他不良处所的临时修理，以保证行车平稳值及其他不良处所的临时修理，以保证行车平稳和安全。和安全。一、线路（含道岔）综合维修基本内容一、线路（含道岔）综合维修基本内容 1 1）根据线路状态适当起道，木枕地段全面捣固；混凝土枕地根据线路状态适当起道，木枕地段全面捣固；混凝土枕地段，撤除调高垫板，全面捣固或重点捣固；混凝土宽枕地段，撤除调高垫板，全面捣固或重点捣固；混凝土宽枕地段，垫碴与垫板相结合整平轨道段，垫碴与垫板相结合整平轨道2 2）改道、拨道，调整线路、道岔各部尺寸，全面拨正曲线改道、拨道，调整线路、道岔各部尺寸，全面拨正曲线 3 3）清筛轨枕盒不洁道床和边坡土垄，处理道床翻浆冒泥，补清筛轨枕盒不洁道床和边坡土垄，处理道床翻浆冒泥，补充道碴和整理道床充道碴和整理道床4 4）更换、方正和修理轨枕更换、方正和修理轨枕5 5）调整轨缝，整修、更换防爬设备，整治线路爬行，锁定线调整轨缝，整修、更换防爬设备，整治线路爬行，锁定线路、道岔路、道岔6 6）矫直钢轨硬弯，焊补、打磨钢轨，综合整治接头病害矫直钢轨硬弯，焊补、打磨钢轨，综合整治接头病害7 7）整修、更换和补充联结零件，并有计划地涂油整修、更换和补充联结零件，并有计划地涂油 8 8）整修路肩，疏通排水设备，清除道床杂草和路肩杂草整修路肩，疏通排水设备，清除道床杂草和路肩杂草9 9）整修道口及其排水设施，修理、补充和刷新标志，收集旧整修道口及其排水设施，修理、补充和刷新标志，收集旧料料 1010）其他预防和整治病害工作其他预防和整治病害工作 1 1）根据轨道几何尺寸超过经常保养容许偏差管理值的状态，根据轨道几何尺寸超过经常保养容许偏差管理值的状态，成段地整修线路成段地整修线路2 2）处理道床翻浆冒泥，均匀道碴和整理道床处理道床翻浆冒泥，均匀道碴和整理道床3 3）更换和修理、轨枕更换和修理、轨枕4 4）调整轨缝，锁定线路调整轨缝，锁定线路5 5）更换伤损钢轨，焊补、打磨钢轨和整治接头病害更换伤损钢轨，焊补、打磨钢轨和整治接头病害6 6）有计划地成段整修扣件，进行扣件和接头螺栓涂油有计划地成段整修扣件，进行扣件和接头螺栓涂油7 7）进行无缝线路应力放散和断缝原位焊复或插入短轨焊复进行无缝线路应力放散和断缝原位焊复或插入短轨焊复 8 8）整修防沙、防雪设备和整治冻害整修防沙、防雪设备和整治冻害9 9）整修道口，疏通排水设备，清除道床杂草和路肩杂草整修道口，疏通排水设备，清除道床杂草和路肩杂草 1010）季节性工作、周期短于综合维修的单项工作和其他工作季节性工作、周期短于综合维修的单项工作和其他工作 二、线路（含道岔）经常保养基本内容二、线路（含道岔）经常保养基本内容 1 1）整修轨道几何尺寸超过临时补修容许偏差管理值整修轨道几何尺寸超过临时补修容许偏差管理值的处所的处所 2 2）更换重伤钢轨和达到更换标准的伤损夹板，更换更换重伤钢轨和达到更换标准的伤损夹板，更换折断的接头螺栓和护轨螺栓折断的接头螺栓和护轨螺栓 3 3）调整严重劣化的轨缝调整严重劣化的轨缝 4 4）进行无缝线路地段钢轨折断、重伤钢轨和重伤焊进行无缝线路地段钢轨折断、重伤钢轨和重伤焊缝的处理缝的处理 5 5）疏通严重淤塞的排水设备，处理严重冲刷的路肩疏通严重淤塞的排水设备，处理严重冲刷的路肩和道床和道床 6 6）整修严重劣化的道口设备整修严重劣化的道口设备 7 7）垫入或撤出冻害垫板垫入或撤出冻害垫板 8 8）其他需要临时补修的工作其他需要临时补修的工作 三、三、线路（含道岔）临时补修的主要内容线路（含道岔）临时补修的主要内容（1 1）轨道几何形位检测的作用：）轨道几何形位检测的作用：为了保证列车运为了保证列车运行的平稳性、舒适性和安全性，必须对轨道几何行的平稳性、舒适性和安全性，必须对轨道几何形位实行严格地控制，其主要措施是有计划地进形位实行严格地控制，其主要措施是有计划地进行线路修理。为了实现线路修理工作的科学管理，行线路修理。为了实现线路修理工作的科学管理，必须采取有效的检测手段，及时掌握轨道几何形必须采取有效的检测手段，及时掌握轨道几何形位的变化，以便在分析轨道形位变化的基础上，位的变化，以便在分析轨道形位变化的基础上，合理安排轨道的修理工作，使轨道经常处于良好合理安排轨道的修理工作，使轨道经常处于良好的运营状态。的运营状态。轨道几何形位的检测与管理轨道几何形位的检测与管理 轨道几何形位检测轨道几何形位检测（2 2）检测分类及其内容：）检测分类及其内容：检测分类：检测分类：静态检测、动态检测静态检测、动态检测静态检测项目：静态检测项目：线路的轨距、水平、高低、方向、线路的轨距、水平、高低、方向、三角坑。三角坑。动态检测项目：动态检测项目：除静态检测项目外，还需要检测车除静态检测项目外，还需要检测车体垂向振动加速度和横向振动加速度。体垂向振动加速度和横向振动加速度。（3 3）检测制度）检测制度静态检测：静态检测：养路工长养路工长对管内正线、到发线的对管内正线、到发线的线路和道岔，应每月检查两次（凡当月有线路和道岔，应每月检查两次（凡当月有轨检车检查线路可减少一次）。对其他线轨检车检查线路可减少一次）。对其他线路和道岔，每月检查一次，并填写记录。路和道岔，每月检查一次，并填写记录。养路领工员养路领工员对管内线路、道岔每季度至少对管内线路、道岔每季度至少应全面检查一次，并填写记录。工务段长、应全面检查一次，并填写记录。工务段长、副段长和主任领工员每季度应有计划地检副段长和主任领工员每季度应有计划地检查线路、道岔和其他设备，并着重检查重查线路、道岔和其他设备，并着重检查重点地段和薄弱环节。点地段和薄弱环节。动态检测：动态检测：轨道检查车的检查，是线路动态质量检轨道检查车的检查，是线路动态质量检查的主要手段。铁道部基础设施检测中心轨道查的主要手段。铁道部基础设施检测中心轨道检查车，应根据铁道部运输局安排，对容许速检查车，应根据铁道部运输局安排，对容许速度大于度大于120km/h120km/h的线路及其他主要繁忙干线进行的线路及其他主要繁忙干线进行定期检查。铁路局轨道检查车，对容许速度大定期检查。铁路局轨道检查车，对容许速度大于于120km/h120km/h的线路每月检查不少于的线路每月检查不少于2 2遍（含铁道遍（含铁道部基础设施检测中心轨道检查车检查），对年部基础设施检测中心轨道检查车检查），对年通过总重不小于通过总重不小于80Mt80Mtkm/kmkm/km的正线的正线151530d30d检查检查1 1遍，对年通过总重为遍，对年通过总重为252580Mt80Mtkm/kmkm/km以内的正以内的正线每月检查线每月检查1 1遍，对年通过总重小于遍，对年通过总重小于25Mt25Mtkm/kmkm/km的正线每季检查的正线每季检查1 1遍，对状态较差的线路，可适遍，对状态较差的线路，可适当增加检查遍数。当增加检查遍数。7.5.2 7.5.2 轨道几何形位管理轨道几何形位管理线路动态不平顺管理方式及评定标准线路动态不平顺管理方式及评定标准1 1）管理方式：）管理方式：我国的线路不平顺管理采取我国的线路不平顺管理采取静态不静态不平顺管理与动态不平顺管理相结合平顺管理与动态不平顺管理相结合的方法。日常的方法。日常养护维修是保持线路静态平顺性的手段，而线路养护维修是保持线路静态平顺性的手段，而线路静态平顺性是保证行车条件下线路动态平顺性的静态平顺性是保证行车条件下线路动态平顺性的基础。因此，必须做好线路的静态检查和养护维基础。因此，必须做好线路的静态检查和养护维修工作。线路的动态检查由轨道检查车来实现。修工作。线路的动态检查由轨道检查车来实现。按照轨道检查车检测数据分析与运用方法的不同，按照轨道检查车检测数据分析与运用方法的不同，线路动态不平顺的管理方式分为两类：线路动态不平顺的管理方式分为两类：峰值管理峰值管理和和均值管理均值管理。2 2）评定标准：）评定标准：（A A）峰值管理：）峰值管理：按照线路动态检测评定的七按照线路动态检测评定的七个项目（轨距、水平、高低、轨向、三角个项目（轨距、水平、高低、轨向、三角坑、车体垂直振动加速度和横向振动加速坑、车体垂直振动加速度和横向振动加速度），各项划分为三个偏差等级，并制定度），各项划分为三个偏差等级，并制定相应的扣分标准：相应的扣分标准：级为保养标准，每处级为保养标准，每处超限扣超限扣1 1分；分；级为舒适度标准，每处扣级为舒适度标准，每处扣5 5分；分；级为临时补修标准，每处扣级为临时补修标准，每处扣100100分。分。各级偏差管理值（峰值）见表各级偏差管理值（峰值）见表3 34 4（b b）。）。每每kmkm线路扣分总数在线路扣分总数在5050分以内的为优良；分以内的为优良；5151300300分为合格；分为合格；301301分以上为失格。分以上为失格。（B B）均值管理：）均值管理：均值管理是评价线路整个区均值管理是评价线路整个区段整体质量的方式。线路区段整体不平顺段整体质量的方式。线路区段整体不平顺（均值管理）的动态质量用轨道质量指数（均值管理）的动态质量用轨道质量指数（TQI）评定。在检查中，每）评定。在检查中，每250mm采集采集高低（左右股）、轨向（左右股）、轨距、高低（左右股）、轨向（左右股）、轨距、水平、三角坑等七项偏差数据，由计算机水平、三角坑等七项偏差数据，由计算机按单元区段长（按单元区段长（200m）算出各项偏差的均）算出各项偏差的均方值，七项标准差之和即为轨道质量指数方值，七项标准差之和即为轨道质量指数(TQI)。