无缝线路基础知识

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1、2a3a4a5a第一章第一章 无无缝线路根本知路根本知识 6a 作为一种新型轨道结构，无缝线路以其高速行车、运行平稳和便于养护维修的显著优越性，正日益取代普通线路。越来越多的工区，也正在或即将面临怎样养护维修好无缝线路的新课题。而要让无缝线路的养护维修到达?铁路线路维修规那么?的标准要求，保证行车平安，就必须了解无缝线路的根本原理，以将按章程操作化为自觉的行动，同时有意识地把普通线路和无缝线路的养护维修方法区别开来。7a 2 开展概况：开展概况：1926年，德国年，德国铺设铺设了世界最早的一条无了世界最早的一条无缝线缝线路，当路，当时长时长轨轨条条长长120m。我国于。我国于1957年开始年开

2、始铺设铺设，现现最最长长一条一条长轨长轨条达条达303km，在我国，在我国的沪宁的沪宁线线上。上。9a2 2、优缺点缺点 、行、行车平平稳，减少了噪音，旅客舒适度提，减少了噪音，旅客舒适度提高；高； 、节省了接省了接头材料，降低了材料，降低了维修修费用；用； 、减少了行、减少了行车阻力，提高了行阻力，提高了行车速度；速度；、延、延长了了线路路设备和机和机车车辆的使用寿命的使用寿命。 优点点冬冬夏夏产生生较大大的的温温度度应力力，不不易易保保持持必必要要的的强度和度和稳定性。定性。缺点缺点10a3 3、分、分类： 1 1 、按、按结结构划分：温度构划分：温度应应力式无力式无缝线缝线路和放散温度路

3、和放散温度应应力式无力式无缝线缝线路。路。 2 2 、按按其其长长钢钢轨轨长长度度划划分分：跨跨区区间间无无缝缝线线路路、全全区区间间无无缝缝线线路路和和普普通通无无缝缝线线路路。 又又叫叫区区段段无无缝缝线线路路，以以下下介介绍绍均均为为温度温度应应力式普通无力式普通无缝线缝线路。路。 11a 利利用用线路路上上强大大的的阻阻止止钢轨移移动的的阻阻力力来来锁定定线路路，限限制制钢轨的的自自由由伸伸缩。因因而而尽尽管管钢轨的的温温度度发生生了了变化化，但但并并不不发生生钢轨长度度的的自自由由伸伸缩，只只是是钢轨的的应力力，随着温度的随着温度的变化而化而发生了生了变化。化。4 4、根本原理：、根

4、本原理： 12a 温温度度应力力式式无无缝线路路由由一一对焊接接长轨条条和和两两端端各各2 24 4对标准准轨组成成。钢轨用用扣扣件件锁定定，长短短轨间和和短短轨间均均用用夹板板连接接，预留留轨缝，如如图1 11 1所所示示( (图中中l l、2 2分分别为长短短轨间和矩和矩轨间轨缝) )。5 5、组成成13a14a 长轨条用扣件锁定后不能自由伸缩。轨温升高到一定程度时，限制伸长量传递至接头1处，由轨缝1调节；轨缝1不够，传递至轨缝2调节。如锁定不良伸长量太大，那么将一对标准轨适量锯短或换短，以满足伸长量和预留轨缝的要求。相反，限制缩短量也可通过轨缝1、2调节。如锁定不良，缩短量太大，使轨缝超

5、限，可将一对标准轨换长，以满足缩短量和预留轨缝的要求。因为两长轨条之间的24对标准轨具有这种不可无视的功能，所以我们又把它叫做“调节轨或“缓冲轨。 15a 一般情况下，如果无一般情况下，如果无缝线路路处于于稳定定状状态，又按，又按规定定预留了留了轨缝，仅轨缝1 1就就可可满足足钢轨伸伸缩的需要，而且不会出的需要，而且不会出现瞎瞎缝和超限大和超限大轨缝。调节轨之所以要配之所以要配2 24 4对，是，是为了留有余地和在中了留有余地和在中间轨缝处设置置绝缘接接头。16a 放散温度应力式无缝线路又分为：定期放散和自动放散。 定期放散式：1、组成，在结构上同温度应力式无缝线路。2、优缺点：适用于温差幅度

6、较大地区大于90，但每年放散应力工作量太大，问题较多。 自动放散式：1、组成，在长轨条两 二、放散温度二、放散温度应力式无力式无缝线路路 17a 端端设置置钢轨伸伸缩调节器器即即伸伸缩接接头，随随时释放放钢轨内温度内温度应力。力。2 2、缺缺点点，限限制制了了每每一一节轨节的的长度度，而而且且线路路构构造造复复杂，铺设及及养养护非非常常不不便。便。3 3、实用范用范围，多用于特大，多用于特大桥上。上。 18a 普普通通线路路的的接接头会会产生生很很多多病病害害。无无缝线路路在在相相当当长的的一一段段距距离离内内消消灭了了接接头，但但不不能能完完全全消消灭钢轨的的热胀冷冷缩。为了了适适应长轨条条

7、的的限限制制伸伸缩，在在无无缝线路路的的两两端端设置置2 24 4根根调节轨并并预留留轨缝。这就就是是温温度度应力力式式无无缝线路路的的结构构特特点点和采用和采用这种种结构的原因。构的原因。 小小 结 19a思考与思考与练习题 1 1 1 1什么叫无什么叫无什么叫无什么叫无缝线缝线路路路路? ? ? ? 2 2 2 2温度温度温度温度应应力式无力式无力式无力式无缝线缝线路有哪些路有哪些路有哪些路有哪些优优缺点缺点缺点缺点? ? ? ? 3 3 3 3 为为什么年温差超什么年温差超什么年温差超什么年温差超过规过规定定定定值值的寒冷地区不的寒冷地区不的寒冷地区不的寒冷地区不宜宜宜宜铺设铺设温度温度

8、温度温度应应力式无力式无力式无力式无缝线缝线路路路路? ? ? ?4 4 4 4无无无无缝线缝线路怎路怎路怎路怎样样分分分分类类? ? ? ? 20a 一、一、钢轨的自由伸的自由伸缩量和限制伸量和限制伸缩量量 在在上上一一节中中，我我们提提到到了了钢轨的的自自由由伸伸缩和和限限制制伸伸缩。现在在我我们来来看看看看它它们的的伸伸缩量。量。 第二第二节 温度温度应力和温度力和温度力力 21a 1 1钢轨的自由伸的自由伸缩量量 钢轨不不受受任任何何阻阻碍碍的的伸伸缩叫叫自自由由伸伸缩。自自由由伸伸缩量量同同钢轨的的长度度和和轨温温变化化度度数数成成正正比比。据据测定定，1m1m长的的钢轨，当当轨温温

9、变化化ll时，其其自自由由伸伸缩量量为。据据以以得得出出钢轨自由伸自由伸缩量的量的计算公式是：算公式是： 22a =tt式中式中 钢轨的自由伸的自由伸缩量量(mm)(mm)； 钢的的线膨膨胀系系数数，亦亦即即钢轨的的单位自由伸位自由伸缩量量m.)m.)； 钢轨长度度(m)(m)； tt轨温温变化度数化度数()()。 23a 例例1 11 1 一一根根不不受受任任何何阻阻碍碍的的钢轨，在在早早晨晨轨温温为1919时测定定的的长度度是是，中中午午轨温升高到温升高到4949，钢轨的的长度是多少度是多少? ? 解解 中中 午午 的的 轨轨 温温 变变 化化 度度 数数 是是 49-49-19=3019

10、=30。 那么那么该钢轨该钢轨的自由伸的自由伸缩缩量：量： =tt = = = =0.011825.00430=8.859(mm)0.011825.00430=8.859(mm) 此此时钢轨的的长度度为： 十十24a 例例1-2 1-2 某某无无缝线路路长轨条条长1000m1000m时的的轨温温是是4545，在在轨温温变化化到到1212时，松松开开接接头扣扣件件、中中间扣扣件件和和防防爬爬器器，钢轨应缩短多少毫米短多少毫米? ? 解解 据据题题意意，我我们们认认为为此此时时的的长长轨轨条条处处于于自由自由缩缩短状短状态态。那么。那么长轨长轨条条缩缩短量短量 =t t =0.01181000(4

11、5-12) =0.01181000(45-12) =11.833389(mm) =11.833389(mm) 这个个缩短短量量是是十十分分惊惊人人的的，它它将将使使无无缝线路完全路完全丧失行失行车条件。条件。25a 2钢轨的限制伸缩量 无缝线路钢轨在充分锁定状态下的伸缩叫限制伸缩；而锁定，那么指钢轨扣件的锁固状态。 由于已被强力锁定，自由伸缩量的相当一局部不能实现，故无缝线路钢轨的限制伸缩有如下特点： 26a 只只有有当当轨温温变化化到到相相当当程程度度时才才会会产生生限限制制伸伸缩。如如60kg60kgm m长轨条条，当当轨温温变化化2323时，才才开开始始产生生的的限限制制伸伸缩；50kg

12、50kgm m、25m25m标准准轨，如如采采用用钢筋筋混混凝凝土土枕枕，当当轨温温变化化2828时，才才开开始始产生生的的限限制制伸伸缩。 27a 限限制制伸伸缩量量比比自自由由伸伸缩量量小小得得多多。如如前前述述例例2 2，当当轨温温下下降降3333时，长轨条条的的自自由由缩短短量量为389mm389mm，而而限限制制缩短短量量仅有。有。 28a 限限制制伸伸缩量量同同长轨条条的的长度度无无关关，即即任任何何长度度的的长轨条条的的限限制制伸伸缩量量，在在轨温温变化化相相同同度度数数时都都是是一一致致的的。无无缝线路路未未充充分分锁定定或或道道床床抵抵抗抗轨枕枕沿沿线路路方方向向移移动的的阻

13、阻力力不不够，钢轨的的限限制制伸伸缩量量将将会会增增大大，甚甚至至接接近近自自由由伸伸缩量量，这将将对无无缝线路路产生生巨巨大大的的破破坏坏性性影影响响。无无缝线路路长轨条条和和标准准轨的的一一端端限限制制伸伸缩量量如如表表1-11-1、表表1-21-2，单位位为mmmm。 29a轨温差轨温差轨温差轨温差t(t(t(t() ) ) )长长长长 轨轨轨轨12.512.512.512.5米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨25252525米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土枕枕枕枕木枕木

14、枕木枕木枕钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土枕枕枕枕262626260 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0272727270.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10 0 0 00 0 0 0282828280.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.10.10.10.10.20.20.20.20 0 0 0292929290.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.20.20.20.20.30.30.30.30.20.20.

15、20.2303030300.50.50.50.50.40.40.40.40.30.30.30.30.30.30.30.30.50.50.50.50.30.30.30.3313131310.70.70.70.70.50.50.50.50.40.40.40.40.40.40.40.40.60.60.60.60.50.50.50.5323232320.90.90.90.90.60.60.60.60.50.50.50.50.40.40.40.40.80.80.80.80.60.60.60.6333333331.21.21.21.20.80.80.80.80.60.60.60.60.50.50.50.5

16、0.90.90.90.90.80.80.80.8343434341.41.41.41.41.01.01.01.00.60.60.60.60.60.60.60.61.11.11.11.10.90.90.90.9353535351.71.71.71.71.21.21.21.20.70.70.70.70.70.70.70.71.21.21.21.21.11.11.11.1363636362.12.12.12.11.51.51.51.50.80.80.80.80.70.70.70.71.41.41.41.41.21.21.21.2373737372.52.52.52.51.71.71.71.70.90

17、.90.90.90.80.80.80.81.51.51.51.51.41.41.41.4383838382.92.92.92.92.02.02.02.00.90.90.90.90.90.90.90.91.71.71.71.71.51.51.51.5393939393.33.33.33.32.32.32.32.31.01.01.01.01.01.01.01.01.81.81.81.81.71.71.71.7404040403.83.83.83.82.62.62.62.61.71.71.71.71.01.01.01.02.02.02.02.01.81.81.81.8414141414.34.34.

18、34.33.03.03.03.01.21.21.21.21.11.11.11.12.12.12.12.12.02.02.02.0424242424.84.84.84.83.43.43.43.41.21.21.21.21.21.21.21.22.32.32.32.32.12.12.12.1434343435.35.35.35.33.83.83.83.81.31.31.31.31.31.31.31.32.42.42.42.42.32.32.32.3表表表表1-1 50kg/m1-1 50kg/m钢轨钢轨,1840,1840根根根根/km/km轨轨枕枕枕枕时时, ,钢轨钢轨一端限制伸一端限制伸一端限

19、制伸一端限制伸缩缩量表量表量表量表30a轨温差轨温差轨温差轨温差t()t()t()t()长长长长 轨轨轨轨12.512.512.512.5米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨25252525米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕444444445.95.95.95.94.24.24.24.21.41.41.41.41.31.31.31.32.62.62.62.62.42.42.42.4454545456.56.56

20、.56.54.64.64.64.61.41.41.41.41.41.41.41.42.72.72.72.72.62.62.62.6464646467.27.27.27.25.15.15.15.11.51.51.51.51.51.51.51.52.92.92.92.92.72.72.72.7474747477.97.97.97.95.55.55.55.51.61.61.61.61.61.61.61.63.03.03.03.02.92.92.92.9484848488.68.68.68.66.06.06.06.01.71.71.71.71.61.61.61.63.23.23.23.23.03.03

21、.03.0494949499.39.39.39.36.66.66.66.61.71.71.71.71.71.71.71.73.33.33.33.33.13.13.13.15050505010.110.110.110.17.17.17.17.11.81.81.81.81.81.81.81.83.53.53.53.53.33.33.33.35151515110.910.910.910.97.77.77.77.71.91.91.91.91.91.91.91.93.63.63.63.63.53.53.53.55252525211.711.711.711.78.28.28.28.22.02.02.02.

22、01.91.91.91.93.83.83.83.83.63.63.63.65353535312.612.612.612.68.98.98.98.92.02.02.02.02.02.02.02.03.93.93.93.93.83.83.83.85454545413.513.513.513.59.59.59.59.52.12.12.12.12.12.12.12.14.14.14.14.13.93.93.93.95555555514.414.414.414.410.110.110.110.12.22.22.22.22.22.22.22.24.24.24.24.24.04.04.04.05656565

23、615.415.415.415.410.810.810.810.82.32.32.32.32.22.22.22.24.44.44.44.44.24.24.24.25757575716.316.316.316.311.511.511.511.52.32.32.32.32.32.32.32.34.54.54.54.54.34.34.34.35858585817.417.417.417.412.212.212.212.22.42.42.42.42.42.42.42.44.74.74.74.74.54.54.54.55959595918.418.418.418.412.912.912.912.92.5

24、2.52.52.52.52.52.52.54.84.84.84.84.64.64.64.6续续上表上表上表上表31a轨温差轨温差轨温差轨温差t(t(t(t() ) ) )长长长长 轨轨轨轨12.512.512.512.5米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨25252525米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕222222220 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 02323

25、23230.10.10.10.10.10.10.10.10 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0242424240.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.10.10.10.10.20.20.20.20.10.10.10.1252525250.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.30.20.20.20.20.30.30.30.30.20.20.20.2262626260.50.50.50.50.40.40.40.40.30.30.30.30.30.30.30.30.50.50.50.50.40.40.40.42727

26、27270.70.70.70.70.50.50.50.50.40.40.40.40.40.40.40.40.60.60.60.60.50.50.50.5282828281.01.01.01.00.70.70.70.70.50.50.50.50.40.40.40.40.80.80.80.80.70.70.70.7292929291.31.31.31.30.90.90.90.90.60.60.60.60.50.50.50.50.90.90.90.90.80.80.80.8303030301.61.61.61.61.11.11.11.10.60.60.60.60.60.60.60.61.11.11.

27、11.11.01.01.01.0313131311.91.91.91.91.41.41.41.40.70.70.70.70.70.70.70.71.21.21.21.21.11.11.11.1323232322.32.32.32.31.61.61.61.60.80.80.80.80.70.70.70.71.41.41.41.41.31.31.31.3333333332.72.72.72.71.91.91.91.90.80.80.80.80.80.80.80.81.51.51.51.51.41.41.41.4343434343.23.23.23.22.32.32.32.30.90.90.90.9

28、0.90.90.90.91.71.71.71.71.61.61.61.6353535353.73.73.73.72.62.62.62.61.01.01.01.01.01.01.01.01.81.81.81.81.71.71.71.7363636364.24.24.24.23.03.03.03.01.11.11.11.11.01.01.01.02.02.02.02.01.91.91.91.9373737374.84.84.84.83.43.43.43.41.11.11.11.11.11.11.11.12.12.12.12.12.02.02.02.0383838385.45.45.45.43.83

29、.83.83.81.21.21.21.21.21.21.21.22.32.32.32.32.12.12.12.1393939396.16.16.16.14.34.34.34.31.31.31.31.31.31.31.31.32.42.42.42.42.32.32.32.3表表表表1-2 60kg/m1-2 60kg/m钢轨钢轨,1840,1840根根根根/km/km轨轨枕枕枕枕时时, ,钢轨钢轨一端限制伸一端限制伸一端限制伸一端限制伸缩缩量表量表量表量表32a轨温差轨温差轨温差轨温差t(t(t(t() ) ) )长长长长 轨轨轨轨12.512.512.512.5米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨

30、25252525米标准轨米标准轨米标准轨米标准轨木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕木枕木枕木枕木枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕404040406.76.76.76.74.74.74.74.71.41.41.41.41.31.31.31.32.62.62.62.62.42.42.42.4414141417.57.57.57.55.25.25.25.21.41.41.41.41.41.41.41.42.72.72.72.72.62.62.62.6424242428.28.28.28.2

31、5.85.85.85.81.51.51.51.51.51.51.51.52.92.92.92.92.72.72.72.7434343439.09.09.09.06.36.36.36.31.61.61.61.61.61.61.61.63.03.03.03.02.92.92.92.9444444449.89.89.89.86.06.06.06.01.71.71.71.71.61.61.61.63.23.23.23.23.03.03.03.04545454510.710.710.710.77.57.57.57.51.71.71.71.71.71.71.71.73.33.33.33.33.23.23.

32、23.24646464611.611.611.611.68.18.18.18.11.81.81.81.81.81.81.81.83.53.53.53.53.33.33.33.34747474712.512.512.512.58.88.88.88.81.91.91.91.91.91.91.91.93.63.63.63.63.53.53.53.54848484813.513.513.513.59.59.59.59.52.02.02.02.01.91.91.91.93.83.83.83.83.63.63.63.64949494914.514.514.514.510.210.210.210.22.02

33、.02.02.02.02.02.02.03.93.93.93.93.83.83.83.85050505015.515.515.515.510.910.910.910.92.12.12.12.12.12.12.12.14.14.14.14.13.93.93.93.95151515116.616.616.616.611.711.711.711.72.22.22.22.22.22.22.22.24.24.24.24.24.14.14.14.15252525217.717.717.717.712.412.412.412.42.32.32.32.32.22.22.22.24.44.44.44.44.24

34、.24.24.25353535318.818.818.818.813.313.313.313.32.32.32.32.32.32.32.32.34.54.54.54.54.44.44.44.4545454542020202014.114.114.114.12.42.42.42.42.42.42.42.44.74.74.74.74.54.54.54.55555555521.221.221.221.214.914.914.914.92.52.52.52.52.52.52.52.54.84.84.84.84.74.74.74.75656565622.522.522.522.515.815.815.8

35、15.82.62.62.62.62.52.52.52.55.05.05.05.04.84.84.84.85757575723.823.823.823.816.716.716.716.72.62.62.62.62.62.62.62.65.15.15.15.15.05.05.05.05858585825.125.125.125.117.717.717.717.72.72.72.72.72.72.72.72.75.35.35.35.35.15.15.15.15959595926.526.526.526.518.618.618.618.62.82.82.82.82.72.72.72.75.45.45.

36、45.45.35.35.35.3续续上表上表上表上表33a 无缝线路锁定之后，较大的自由伸缩量变成了较小的限制伸缩量。那么，未实现的那一局部伸缩量到哪里去了呢? 二、温度二、温度应力和温度力力和温度力 34a 钢轨未未能能实现的的伸伸缩量量，以以温温度度应力力的的形形式式积蓄蓄于于钢轨内内部部。很很明明显，轨温温变化化越越大大，应力力就就越越大大。因因此此，我我们把把在在无无缝线路路上上，由由于于轨温温变化化引引起起的的钢轨伸伸缩因因受受到到限限制制而而转化化到到钢轨内内部部的的力力叫叫温温度度应力。力。 夏夏天天轨温温上上升升，钢轨欲欲伸伸长时受受到到的的温度温度应力是力是压应力。力。 冬冬

37、天天轨温温下下降降，钢轨欲欲缩短短时受受到到的的温度温度应力是拉力是拉应力。力。 35a 据据测算算，经锁定定的的钢轨，当当轨温温升升降降11时，每每平平方方厘厘米米钢轨断断面面上上产生生的的压应力力或或拉拉应力力是是(N(N，牛牛顿，力力的的单位位，1kg=9.8N10N)1kg=9.8N10N)。由由此此得得出出温温度度应力力的的计算公式是：算公式是： t=247.8t(t=250t)t=247.8t(t=250t) 式中式中 tt温度温度应力力(N)(N)； tt轨温温变化度数化度数()()。36a 温度温度应力力= =钢的的弹性模量性模量钢轨长度度变化率化率) ) =E =E伸伸缩量量

38、/ /长轨长=ELt/L =ELt/L =2.110 =2.1107 70.0000118t0.0000118t =247.8 t (N) =247.8 t (N)37a 温温度度应应力力只只表表示示每每平平方方厘厘米米钢钢轨轨断断面面上上受受到到的的力力。50kg/m50kg/m钢钢轨轨和和60kg/m60kg/m钢钢轨轨的的全全断断面面分分别别为为和和2 2，那那么么当当轨轨温温变变化化11时时，这这两种两种钢轨钢轨全断面上受到的全断面上受到的应应力分力分别为别为： cmcm2222=16 305N =16 305N cmcm2222=19 192N=19 192N 38a 我我们把把无无

39、缝线路路钢轨全全断断面面上上受受到到的的温度温度应力叫温度力力叫温度力。 温度力的温度力的计算公式是：算公式是： 式中式中 F F钢轨断面断面积(cm(cm2 2) )； Pt Pt温度力温度力(N)(N)。39a 例例1-3 1-3 某某无无缝线路路铺设60kg60kgm m钢轨，设其其钢轨断断面面在在2525时受受到到的的温温度度力力为0(0(此此时钢轨不不产生生伸伸缩) )，试求求当当轨温温升升高高到到6060时钢轨断面受到的温度力。断面受到的温度力。 解解 轨温升高到温升高到6060时，升高了，升高了60-60-25=3525=35，故，故钢轨断面受到的温度断面受到的温度压力力 P P

40、t t=t tF=247.83577.45=1919235F=247.83577.45=1919235 =671720(N) =671720(N) 这个个约67 172kg67 172kg，接近于，接近于68t68t的温度的温度压力，力，必必须靠无靠无缝线路自身的阻力来克服、平衡。路自身的阻力来克服、平衡。40a 从从上上两两式式可可以以得得出出两两个个重重要要的的结论： 、温度力的大小和、温度力的大小和钢轨长度无关；度无关； 、温度、温度应力与温度力与温度变化度数成直化度数成直线比例关系比例关系。41a 现在在，我我们已已经引引出出了了无无缝线路路的的两两个个十十分分重重要要的的概概念念温温

41、度度应力力和和温温度度力力。无无缝线路路的的钢轨，随随轨温温的的变化化要要 承承受受巨巨大大的的温温度度力力，这是是无无缝线路路区区别于于普普通通线路路的的一一个个非非常常重重要要的的特特点点，也也是是无无缝线路路维修修养养护工工作作中中必必须考考虑的的一一个个特特殊殊问题。42a小小 结 当当轨温温发生生变化化时，钢轨不受任何阻不受任何阻碍的伸碍的伸缩叫自由伸叫自由伸缩。钢轨未未经锁定定时的的伸伸缩都可看作是自由伸都可看作是自由伸缩。自由伸。自由伸缩量的量的计算公式是算公式是=t=t。无。无缝线路路钢轨在充分在充分锁定状定状态下的伸下的伸缩叫限制伸叫限制伸缩。限。限制伸制伸缩量与量与长轨条条

42、长度无关。无度无关。无缝线路的路的钢轨被被锁定，自由伸定，自由伸缩量不能量不能实现的局部的局部转化化为钢轨的的应力。力。43a小小 结 无无缝线路路钢轨全断面上受到的温度全断面上受到的温度应力叫温度力。温度力的力叫温度力。温度力的计算公式是；算公式是；对于于50kg/m50kg/m和和60kg/m60kg/m钢轨而言，那么分而言，那么分别是是Pt=16 305Pt=16 305和和Pt=19 192Pt=19 192。温度力的大小和。温度力的大小和钢轨长度无关，所以从理度无关，所以从理论上上讲，无，无缝线路可以路可以铺得无限得无限长。 44a思考与思考与练习题 1 1 1 1熟熟熟熟知知知知如

43、如如如下下下下定定定定义义：自自自自由由由由伸伸伸伸缩缩、限限限限制制制制伸伸伸伸缩缩、温温温温度度度度应应力、温度力。力、温度力。力、温度力。力、温度力。 2 2 2 2某普通某普通某普通某普通线线路路路路进进行行行行单单根更根更根更根更换钢轨换钢轨作作作作业业。早晨。早晨。早晨。早晨7 7 7 7点点点点轨轨温温温温12121212时时，测测得旧得旧得旧得旧轨轨的的的的长长度度度度为为，两端，两端，两端，两端轨缝轨缝分分分分别为别为4mm4mm4mm4mm和和和和8mm8mm8mm8mm，同，同，同，同时备时备下新下新下新下新轨轨的的的的长长度走。但到中午度走。但到中午度走。但到中午度走。

44、但到中午12121212点点点点换轨换轨时时，轨轨温已升至温已升至温已升至温已升至56565656，试经过计试经过计算判断新算判断新算判断新算判断新轨轨能否能否能否能否换换入。入。入。入。 3 3 3 3某某某某无无无无缝缝线线路路路路锁锁定定定定时时的的的的轨轨温温温温为为23232323。到到到到了了了了冬冬冬冬天天天天，当当当当它它它它的的的的轨轨温温温温下下下下降降降降到到到到零零零零下下下下15151515时时，钢钢轨轨断断断断面面面面上上上上受受受受到到到到多多多多大大大大的温度拉力的温度拉力的温度拉力的温度拉力? (50kg? (50kg? (50kg? (50kgm m m m

45、钢轨钢轨) ) ) )45a 一、一、轨 温温 轨温就是温就是钢轨温度温度。 轨温温是是一一个个变量量，它它随随气气温温的的变化化而而跟跟着着变化化。铺设无无缝线路路时，为了了适适应最最不不利利的的轨温温变化化情情况况，以以确确定定无无缝线路路可可能能承承受受的的最最大大温温度度力力，须考考虑当当地地的的最最高高气气温温和和最最低低气气温温，以以求求得得最最高高轨温温和和最最低低轨温。温。 第三第三节 轨温、温、锁定定轨温和温和轨温温变化度数化度数 46a 一一般般认认为为：当当地地最最高高轨轨温温等等于于当当地地历历年年最最高高气气温温加加2020；当当地地最最低低轨轨温温等等于于当当地地历

46、历年最低气温。年最低气温。 而而当当地地历历年年最最高高、最最低低气气温温，那那么么必必须须根据根据该该地近地近3030年的气象年的气象记录记录确定。确定。47a 包包括括最最高高、最最低低轨轨温温在在内内的的任任何何时时候候的的现现场场轨轨温温，都都必必须须用用专专用用仪仪器器( (如如数数字字式式钢钢轨轨测测温温计计) )测测量量确确定定；切切忌忌靠靠气气温温表随意臆表随意臆测测，以免，以免给给施工施工带带来不良影响。来不良影响。 我我国国主主要要地地区区最最高高、最最低低轨轨温温见见表表1-31-3 单单位：位： 48a地名地名地名地名最高最高最高最高轨温轨温轨温轨温最低最低最低最低轨温

47、轨温轨温轨温地名地名地名地名最高最高最高最高轨温轨温轨温轨温最低最低最低最低轨温轨温轨温轨温地名地名地名地名最高最高最高最高轨温轨温轨温轨温最低最低最低最低轨温轨温轨温轨温地名地名地名地名最高最高最高最高轨温轨温轨温轨温最低最低最低最低轨温轨温轨温轨温北京北京北京北京62.662.662.662.6-22.8-22.8-22.8-22.8开封开封开封开封63.063.063.063.0-15.0-15.0-15.0-15.0杭州杭州杭州杭州62.162.162.162.1-10.5-10.5-10.5-10.5乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐60.760.760.760.7-41.5-41.5

48、-41.5-41.5天津天津天津天津65.065.065.065.0-22.9-22.9-22.9-22.9许昌许昌许昌许昌61.961.961.961.9-17.4-17.4-17.4-17.4福州福州福州福州59.859.859.859.8-2.5-2.5-2.5-2.5沈阳沈阳沈阳沈阳59.359.359.359.3-33.1-33.1-33.1-33.1石家庄石家庄石家庄石家庄62.762.762.762.7-26.5-26.5-26.5-26.5信阳信阳信阳信阳61.061.061.061.0-20.0-20.0-20.0-20.0厦门厦门厦门厦门58.558.558.558.5-2

49、.0-2.0-2.0-2.0丹东丹东丹东丹东57.857.857.857.8-31.9-31.9-31.9-31.9唐山唐山唐山唐山63.363.363.363.3-22.6-22.6-22.6-22.6武汉武汉武汉武汉61.361.361.361.3-17.3-17.3-17.3-17.3南京南京南京南京63.063.063.063.0-14.0-14.0-14.0-14.0抚顺抚顺抚顺抚顺58.358.358.358.3-35.2-35.2-35.2-35.2秦皇岛秦皇岛秦皇岛秦皇岛57.257.257.257.2-22.2-22.2-22.2-22.2岳阳岳阳岳阳岳阳59.059.059

50、.059.0-11.8-11.8-11.8-11.8苏州苏州苏州苏州61.061.061.061.0-12.0-12.0-12.0-12.0锦州锦州锦州锦州57.357.357.357.3-24.2-24.2-24.2-24.2保定保定保定保定63.363.363.363.3-23.7-23.7-23.7-23.7长沙长沙长沙长沙63.063.063.063.0-9.5-9.5-9.5-9.5徐州徐州徐州徐州63.363.363.363.3-18.9-18.9-18.9-18.9鞍山鞍山鞍山鞍山58.458.458.458.4-30.4-30.4-30.4-30.4邢台邢台邢台邢台61.761

51、.761.761.7-22.4-22.4-22.4-22.4衡阳衡阳衡阳衡阳61.361.361.361.3-7.0-7.0-7.0-7.0合肥合肥合肥合肥61.061.061.061.0-20.6-20.6-20.6-20.6大连大连大连大连56.156.156.156.1-19.9-19.9-19.9-19.9邯郸邯郸邯郸邯郸62.562.562.562.5-19.0-19.0-19.0-19.0韶关韶关韶关韶关62.062.062.062.0-4.3-4.3-4.3-4.3蚌埠蚌埠蚌埠蚌埠64.564.564.564.5-19.4-19.4-19.4-19.4长春长春长春长春59.559

52、.559.559.5-36.5-36.5-36.5-36.5承德承德承德承德61.561.561.561.5-23.0-23.0-23.0-23.0广州广州广州广州58.758.758.758.7-0.3-0.3-0.3-0.3济南济南济南济南62.562.562.562.5-19.7-19.7-19.7-19.7四平四平四平四平56.256.256.256.2-38.7-38.7-38.7-38.7张家口张家口张家口张家口60.960.960.960.9-26.2-26.2-26.2-26.2昆明昆明昆明昆明52.352.352.352.3-5.4-5.4-5.4-5.4青岛青岛青岛青岛56

53、.656.656.656.6-20.5-20.5-20.5-20.5延吉延吉延吉延吉60.360.360.360.3-37.1-37.1-37.1-37.1太原太原太原太原61.461.461.461.4-29.5-29.5-29.5-29.5贵阳贵阳贵阳贵阳59.559.559.559.5-9.5-9.5-9.5-9.5德州德州德州德州63.463.463.463.4-27.0-27.0-27.0-27.0哈尔滨哈尔滨哈尔滨哈尔滨59.159.159.159.1-41.1-41.1-41.1-41.1阳泉阳泉阳泉阳泉60.260.260.260.2-18.9-18.9-18.9-18.9南宁

54、南宁南宁南宁60.460.460.460.4-2.1-2.1-2.1-2.1泰安泰安泰安泰安60.860.860.860.8-22.4-22.4-22.4-22.4牡丹江牡丹江牡丹江牡丹江57.557.557.557.5-45.2-45.2-45.2-45.2大同大同大同大同58.058.058.058.0-30.5-30.5-30.5-30.5桂林桂林桂林桂林59.759.759.759.7-5.0-5.0-5.0-5.0兖州兖州兖州兖州60.760.760.760.7-18.6-18.6-18.6-18.6佳木斯佳木斯佳木斯佳木斯56.456.456.456.4-39.6-39.6-39.

55、6-39.6呼和浩特呼和浩特呼和浩特呼和浩特58.058.058.058.0-36.2-36.2-36.2-36.2成都成都成都成都60.160.160.160.1-4.6-4.6-4.6-4.6西安西安西安西安65.265.265.265.2-20.6-20.6-20.6-20.6安达安达安达安达59.559.559.559.5-44.3-44.3-44.3-44.3包头包头包头包头59.559.559.559.5-32.8-32.8-32.8-32.8重庆重庆重庆重庆64.064.064.064.0-2.5-2.5-2.5-2.5兰州兰州兰州兰州59.159.159.159.1-23.3-

56、23.3-23.3-23.3齐齐哈尔齐齐哈尔齐齐哈尔齐齐哈尔57.557.557.557.5-39.5-39.5-39.5-39.5新乡新乡新乡新乡62.762.762.762.7-21.3-21.3-21.3-21.3西昌西昌西昌西昌59.759.759.759.7-6.0-6.0-6.0-6.0酒泉酒泉酒泉酒泉58.458.458.458.4-31.6-31.6-31.6-31.6嫩江嫩江嫩江嫩江58.158.158.158.1-47.3-47.3-47.3-47.3郑州郑州郑州郑州63.063.063.063.0-17.9-17.9-17.9-17.9南昌南昌南昌南昌60.660.660

57、.660.6-7.7-7.7-7.7-7.7西宁西宁西宁西宁52.452.452.452.4-26.6-26.6-26.6-26.6洛阳洛阳洛阳洛阳64.264.264.264.2-20.0-20.0-20.0-20.0上海上海上海上海60.360.360.360.3-12.1-12.1-12.1-12.1银川银川银川银川59.359.359.359.3-30.6-30.6-30.6-30.6表表表表1-3 1-3 我国主要地区最高、最低我国主要地区最高、最低我国主要地区最高、最低我国主要地区最高、最低轨轨温表温表温表温表49a 二、二、锁锁定定轨轨温温 1 1锁锁定定轨轨温的定温的定义义 前

58、前面面已已屡屡次次出出现现“锁锁定定这这个个词词。所所谓谓“锁锁定定，就就是是用用中中间间扣扣件件( (包包括括防防爬爬设设备备) )把把无无缝缝线线路路钢钢轨轨紧紧扣扣在在轨轨枕枕上上，用用接接头头扣扣件件把把轨轨端端充充分分夹夹紧紧，使使之之不不能能自由伸自由伸缩缩。 50a 无无缝缝线线路路锁锁定定时时的的轨轨温温叫叫锁锁定定轨轨温温。我我们们通通常常把把无无缝缝线线路路全全部部扣扣件件螺螺栓栓包包括括接接头头螺螺栓栓拧拧紧紧时时的的轨轨温温作作为为锁锁定定轨轨温温。如如果果此此间间轨轨温温有有波波动动，那那么么在在“长长轨轨始始端端落落槽槽时时应应测测定定一一次次轨轨温温，到到长长轨轨

59、末末端端合合拢拢，拧拧紧紧全全部部扣扣件件螺螺栓栓，再再测测一一次次轨轨温温，以以两两次次平均平均值值，作，作为该为该段无段无缝线缝线路的路的锁锁定定轨轨温。温。 51a 2 2锁锁定定轨轨温的性温的性质质 锁锁定定轨轨温温是是“零零应应力力轨轨温温。显显然然，在在中中间间扣扣件件和和接接头头扣扣件件拧拧紧紧之之前前，钢钢轨轨处处于于自自由由伸伸缩缩状状态态，随随着着轨轨温温的的变变化化，该该伸伸的的已已经经伸伸足足了了，该该缩缩的的已已经经缩缩足足了了。因因而而在在将将扣扣件件拧拧紧紧的的那那个个短短暂暂的的时时间间，无无缝缝线线路路钢钢轨轨断断面面受受到到的的温温度度力力等等于于0 0。故

60、故国国外外铁铁路路又又把把锁锁定定轨轨温温叫叫做做“零零应应力力轨轨温温。此此时时无无缝缝线线路路具具备备最最平平安安的的轨轨温温条条件件。锁锁定定之之后后，只只要要轨轨温温等等于于锁锁定定轨轨温温，无无缝缝线线路路钢轨钢轨断面上承受的温度力都等于断面上承受的温度力都等于0 0。 52a 锁锁定定轨轨温温是是轨轨温温变变化化度度数数的的依依据据。计计算算温温度度力力和和钢钢轨轨限限制制伸伸缩缩量量时时，应应把把锁锁定定轨轨温温作作为为基基数数去去求求取取轨轨温温变变化化度度数数。所所谓谓“轨轨温温变变化化度度数数，就就是是实实际际轨轨温温与与锁锁定定轨轨温温的的差差数数。如如某某无无缝缝线线路

61、路的的锁锁定定轨轨温温是是2727，某某时时实实测测轨轨温温是是5757，那那么么轨轨温温变变化化度度数数就就是是5727=+305727=+30；某某时时实实测测轨轨温温是是-8-8，那那么么轨轨温温变变化化度度数数就就是是-8-27=-8-27=-3535。(“+(“+、“分分别别表表示示轨轨温温上上升升和和下下降降) )离离开开了了锁锁定定轨轨温温这这个个基基数数，轨轨温温变变化化度度数数就就无无从从谈谈起起，温温度度力力和和钢钢轨轨限限制制伸伸缩缩量也就无从算起。量也就无从算起。 53a 锁锁定定轨轨温温和和钢钢轨轨长长度度是是相相关关统统一一的的。设设计计无无缝缝线线路路时时，锁锁定

62、定轨轨温温定定下下来来了了，钢钢轨轨长长度度也也就就随随之之定定下下来来了了。无无缝缝线线路路铺铺好好锁锁定定之之后后，要要想想保保持持锁锁定定轨轨温温不不变变，就就必必须须保保持持钢钢轨轨长长度度不不变变。如如果果钢钢轨轨伸伸长长了了，就就意意味味着着锁锁定定轨轨温温升升高高了了；钢钢轨轨缩缩短短了了，那那么么意意味味着着锁锁定定轨轨温温降降低低了了。一一旦旦锁锁定定轨轨温温偏偏离离了了设设计计范范围围，就就会会给给无无缝缝线线路路的的受受力力状状况况带带来来不不良良影影响响。这这一一点点，我我们们在在下下一个一个问题问题中就要中就要讲讲到。到。 54a 据据测算算，每每100m100m长的

63、的无无缝线路路钢轨，每每伸伸长，相相当当于于锁定定轨温温升升高高了了11；缩短短，相相当当于于锁定定轨温降低了温降低了11。 55a 3 3 3 3锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温确温确温确温确实实实实定定定定 锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温的的的的上上上上下下下下，直直直直接接接接决决决决定定定定无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路承承承承受受受受温温温温度度度度力力力力的的的的大大大大小小小小，因因因因而而而而直直直直接接接接决决决决定定定定无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性。一一一一个个个个地地地地区区区区只只只只有有有有一一一一个个个个最最最最高高高高轨轨轨轨温温

64、温温和和和和一一一一个个个个最最最最低低低低轨轨轨轨温温温温。如如如如果果果果锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温定定定定得得得得过过过过高高高高，夏夏夏夏天天天天无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路承承承承受受受受的的的的温温温温度度度度压压压压力力力力倒倒倒倒是是是是不不不不大大大大，但但但但是是是是到到到到了了了了冬冬冬冬天天天天最最最最低低低低轨轨轨轨温温温温时时时时，无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路将将将将承承承承受受受受较较较较大大大大的的的的温温温温度度度度拉力而影响其拉力而影响其拉力而影响其拉力而影响其稳稳稳稳定性。定性。定性。定性。56a 如如果果锁锁定定轨轨温温定定得得过过低低，冬

65、冬天天最最低低轨轨温温时时无无缝缝线线路路承承受受的的温温度度拉拉力力倒倒是是不不大大，但但是是到到了了夏夏天天最最高高轨轨温温时时，无无缝缝线线路路将将承承受受较较大大的的温温度度压压力力，同同样样影影响响其其稳稳定定性性。所所以以，锁锁定定轨轨温温确确实实定定，必必须须同同时时兼兼顾顾一一个个地地区区可可能能出出现现的的最最高高、最最低低轨轨温温，使使之之到到最最高高、最最低低轨轨温温的的变变化化幅幅度度都都不不是是很很大大，产产生生的的温温度度力力无无缝缝线线路路都都能能承承受受。如如图图1-21-2所示：所示： 57a58a 下下面面我我们们就就来来看看看看温温度度应应力力式式无无缝缝

66、线线路路锁锁定定轨轨温确定的大概方法：温确定的大概方法： 首首先先根根据据地地区区的的最最高高、最最低低轨轨温温算算出出中中间间轨轨温温。地地区区最最高高、最最低低轨轨温温代代数数和和的平均的平均值值叫做中叫做中间轨间轨温。温。 62+(-6) 62+(-6) 如上例：中如上例：中间轨间轨温温= =28= =28 2 2 这这里里要要注注意意，中中间间轨轨温温不不等等于于轨轨温温差差的平均的平均值值 59a 确确确确定定定定锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温范范范范围围围围：考考考考虑虑虑虑到到到到铺铺铺铺设设设设温温温温度度度度应应应应力力力力式式式式无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路的的的的地

67、地地地区区区区冬冬冬冬天天天天最最最最低低低低轨轨轨轨温温温温不不不不是是是是很很很很低低低低，主主主主要要要要的的的的危危危危险险险险不不不不是是是是来来来来自自自自温温温温度度度度拉拉拉拉力力力力而而而而是是是是温温温温度度度度压压压压力力力力，所所所所以以以以我我我我们们们们通通通通常常常常把把把把锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温定定定定得得得得比比比比中中中中间间间间轨轨轨轨温温温温略略略略高高高高一一一一些些些些, , , ,即即即即设设设设计计计计锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温加加加加5555作作作作为为为为锁锁锁锁定定定定 轨轨轨轨 温温温温 范范范范 围围围围 。 仍仍仍仍

68、如如如如 上上上上 例例例例 ,28+2+5=35, ,28+2+5=35, ,28+2+5=35, ,28+2+5=35, 28+2-5=2528+2-5=2528+2-5=2528+2-5=25那那那那么么么么2323232333333333即即即即为为为为该该该该地地地地区区区区锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温范范范范围围围围，南方可取中，南方可取中，南方可取中，南方可取中间轨间轨间轨间轨温加温加温加温加2-3 2-3 2-3 2-3 。 60a 确确确确定定定定锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温：如如如如果果果果该该该该地地地地区区区区某某某某条条条条无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路锁锁

69、锁锁定定定定时时时时的的的的轨轨轨轨温温温温是是是是此此此此范范范范围围围围之之之之内内内内的的的的任任任任意意意意一一一一值值值值，那那那那么么么么将将将将此此此此轨轨轨轨温温温温作作作作为为为为该该该该无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路的的的的合合合合理理理理锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温。仍仍仍仍如如如如上上上上例例例例，我我我我们们们们将将将将30303030作作作作为该为该为该为该无无无无缝线缝线缝线缝线路的路的路的路的锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温。温。温。温。 显显然，然，对对于一个地区而言，于一个地区而言，锁锁定定轨轨温是一个范温是一个范围围；对对于某一条无于某一条无缝线缝线路而路

70、而言，言，锁锁定定轨轨温那么是此范温那么是此范围围内的一个内的一个单单一的特定一的特定值值。 而且，从理而且，从理论论上上讲讲，一条无，一条无缝线缝线路只路只允允许许有一个有一个锁锁定定轨轨温，且两股温，且两股钢轨应钢轨应根本根本相同。相同。 61a 例例1-4 1-4 西西昌昌地地区区最最高高轨温温为59.759.7，最最低低轨温温为-6-6，求求该地地区区的的锁定定轨温温范范围，并并为某某条条无无缝线路路选择一一个个合合理理的的锁定定轨温。温。 27+3+5=35 27+3-5=25 27+3+5=35 27+3-5=25 解解 59.7+(-6) 59.7+(-6) t t中中= =27

71、= =27 2 2 35352525即即为该地地区区的的锁定定轨温温范范围。可可以以选择t t锁= = 3030作作为某某条条无无缝线路路的的合合理理的的锁定定轨温。温。62a 小小小小 结结结结 无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路锁锁锁锁定定定定时时时时的的的的轨轨轨轨温温温温叫叫叫叫锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温。锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温是是是是“零零零零应应应应力力力力轨轨轨轨温温温温，是是是是轨轨轨轨温温温温变变变变化化化化度度度度数数数数的的的的基基基基数数数数。锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温和和和和钢钢钢钢轨轨轨轨长长长长度度度度是是是是相相相相关关关关统统统统一一一一的

72、的的的，钢钢钢钢轨轨轨轨长长长长度度度度发发发发生生生生变变变变化化化化，锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温跟跟跟跟着着着着发发发发生生生生变变变变化化化化。锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温定定定定得得得得过过过过高高高高，冬冬冬冬天天天天最最最最低低低低轨轨轨轨温温温温时时时时容容容容易易易易发发发发生生生生钢钢钢钢轨轨轨轨被被被被拉拉拉拉断断断断的的的的事事事事故故故故；锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温定定定定得得得得过过过过低低低低，夏夏夏夏天天天天最最最最高高高高轨轨轨轨温温温温时时时时容容容容易易易易发发发发生生生生胀胀胀胀轨轨轨轨、跑跑跑跑道道道道。设设设设计计计计锁锁锁锁定定定定轨

73、轨轨轨温温温温是是是是合合合合理理理理的的的的锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温，超超超超出出出出设设设设计计计计锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温范范范范围围围围的的的的锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温是是是是不不不不合合合合理理理理的的的的锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温。不不不不允允允允许许许许随随随随意意意意改改改改动动动动设设设设计计计计锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温。不合理的温。不合理的温。不合理的温。不合理的锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温必温必温必温必须须须须加以改正。加以改正。加以改正。加以改正。 63a思考与思考与练习题 1 1 1 1熟熟熟熟知知知知以以以以下下下下定定定定义义义义；锁

74、锁锁锁定定定定、锁锁锁锁定定定定轨轨轨轨温温温温、轨轨轨轨温温温温变变变变化化化化度度度度数数数数、中中中中间轨间轨间轨间轨温。温。温。温。2 2 2 2锁锁定定定定轨轨温定得温定得温定得温定得过过高、高、高、高、过过低低低低对对无无无无缝线缝线路有什么危害路有什么危害路有什么危害路有什么危害? ? ? ? 3.3.3.3.某某某某无无无无缝缝线线路路路路铺铺设设50kg50kg50kg50kgm m m m轨轨，锁锁定定定定轨轨温温温温为为13131313，当当当当地地地地最最最最高高高高轨轨温温温温为为61616161，试试求求求求最最最最高高高高轨轨温温温温时时无无无无缝缝线线路路路路受

75、受受受到到到到的的的的温温温温度度度度力力力力。( ( ( (提提提提示示示示：无无无无缝缝线线路路路路受受受受到到到到的的的的温温温温度度度度力力力力应应为为钢钢轨轨断断断断面受到的温度力乘以面受到的温度力乘以面受到的温度力乘以面受到的温度力乘以2 2 2 2，因，因，因，因为线为线路的路的路的路的钢轨钢轨是两根。是两根。是两根。是两根。) ) ) )64a第四第四节 轨道框架道框架刚度和度和线路阻力路阻力 65a 一、一、轨道框架道框架刚度度 1 1轨道框架的受力特点道框架的受力特点 在在线路路上上，用用中中间扣扣件件把把钢轨与与轨枕枕联接起来的架体叫接起来的架体叫轨道框架。道框架。 轨道

76、道框框架架的的受受力力特特点点是是钢轨、轨枕和道床群体受力。枕和道床群体受力。 我我们把把轨道道框框架架抵抵抗抗弯弯曲曲变形形的的能力叫能力叫轨道框架道框架刚度度。 66a 2 2轨道框架道框架刚度的决定因素度的决定因素 轨道道框框架架刚度度的的大大小小由由以以下下因因素素决定：决定： 钢轨刚度。度。钢轨本身具有抵抗本身具有抵抗弯曲的能力。越是重型的弯曲的能力。越是重型的钢轨，横截，横截面面积越大，越大，刚度也就越大，形成的度也就越大，形成的轨道框架的道框架的刚度也就越大。度也就越大。67a 中中间扣扣件件的的强度度和和拧紧状状态。中中间扣扣件件的的强度度越越大大，拧得得越越紧，对钢轨的的扣扣

77、压力力就就越越大大，轨道道框框架架的的整整体体性性就就越越强，轨道道框框架架刚度度就就越越大大。据据测算算，扣扣件件拧紧产生生的的轨道道框框架架刚度度，比比两两股股钢轨本本身身的的刚度度之之和和还要要大大5050以以上上。所所以以，提提高高轨道道框框架架刚度度的的有有效效措措施施之之一一，就就是是按按规定定的的扭扭力力矩矩拧紧中中间扣件。扣件。 68a 二、二、线路阻力路阻力 1 1温度力和温度力和线路阻力的关系路阻力的关系 线路路阻阻止止钢轨和和轨道道框框架架纵、横横向向移移动的力叫的力叫线路阻力。路阻力。 在在无无缝缝线线路路上上，温温度度力力和和线线路路阻阻力力是是矛矛盾盾的的统统一一体

78、体。无无缝缝线线路路因因为为锁锁定定才才产产生生温温度度力力；反反过过来来，温温度度力力又又必必须须靠靠强强有有力力的的锁锁定定产产生生的的阻阻力力来来克克服服，“解解铃铃还还须须系系铃铃人人。温温度度力力和和线线路路阻阻力力的的大大小小相相等等，方方向向相相反反。也也就就是是说说，温温度度力力一一经经产产生生，就必就必须须有相等的有相等的线线路阻力去平衡、克服它。路阻力去平衡、克服它。69a 线线线线路路路路阻阻阻阻力力力力小小小小于于于于温温温温度度度度力力力力，就就就就会会会会导导导导致致致致轨轨轨轨道道道道的的的的横横横横向向向向变变变变形形形形和和和和纵纵纵纵向向向向爬爬爬爬行行行行

79、。所所所所以以以以，无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路“储储储储藏藏藏藏的的的的线线线线路路路路阻阻阻阻力力力力，必必必必须须须须在在在在最最最最高高高高、最最最最低低低低轨轨轨轨温温温温等等等等最最最最不不不不利利利利条条条条件件件件下下下下都都都都大大大大于于于于、至至至至少少少少等等等等于于于于温温温温度度度度力力力力。无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路的的的的全全全全部部部部养养养养护护护护维维维维修修修修工工工工作作作作，都都都都是是是是为为为为了到达了到达了到达了到达这这这这个要求。个要求。个要求。个要求。 从从从从理理理理论论论论上上上上讲讲讲讲，无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路设设

80、设设备备备备本本本本身身身身到到到到达达达达这这这这个个个个要要要要求求求求是是是是绰绰绰绰绰绰绰绰有余的。有余的。有余的。有余的。 70a 2 2线路阻力的分路阻力的分类分析分析 纵向向阻阻力力：无无缝线路路阻阻止止钢轨及及轨道道框框架架纵向向移移动的的阻阻力力叫叫纵向向阻阻力力。纵向向阻阻力力包包括括接接头阻阻力力、道道床床纵向阻力和扣件阻力。向阻力和扣件阻力。 71a 接接头头阻阻力力：钢钢轨轨或或轨轨道道框框架架要要发发生生纵纵向向位位移移，首首当当其其冲冲的的是是接接头头。接接头头阻阻力力可可以以看看成成是是由由钢钢轨轨与与夹夹板板之之间间的的摩摩阻阻力力及及夹夹板板螺螺栓栓的的抗抗

81、弯弯力力和和抗抗剪剪力力组组成成。在在巨巨大大的的温温度度力力面面前前，夹夹板板螺螺栓栓的的抗抗弯弯力力和和抗抗剪剪力力显显得得很很小小，因因此此我我们们把把它它作作为为一一种种平平安安余余量量而而忽忽略略不不计计。剩剩下下的的就就是是钢钢轨轨与与夹夹板板之之间间的的摩阻力。摩阻力。72a ? ? ? ?维维维维规规规规? ? ? ?规规规规定定定定，无无无无缝缝缝缝线线线线路路路路缓缓缓缓冲冲冲冲区区区区接接接接头头头头必必必必须须须须采采采采用用用用六六六六孔孔孔孔双双双双 头头头头 夹夹夹夹 板板板板 ， 级级级级 高高高高 强强强强 度度度度 螺螺螺螺 栓栓栓栓 ， 螺螺螺螺 栓栓栓栓

82、 扭扭扭扭 矩矩矩矩 应应应应 到到到到 达达达达 ，PH=460KN=46tPH=460KN=46tPH=460KN=46tPH=460KN=46t。 是是是是目目目目标标标标值值值值, , , ,应应应应按按按按这这这这个个个个值值值值拧拧拧拧紧紧紧紧, , , ,并并并并保保保保持持持持在在在在700N.M)700N.M)700N.M)700N.M)。采采采采用用用用1m1m1m1m长长长长的的的的加加加加力力力力扳扳扳扳手手手手，90kg90kg90kg90kg的的的的力力力力拧拧拧拧紧紧紧紧即即即即到到到到达达达达要求。要求。要求。要求。73a 如如果果铺60kg60kgm m钢轨，

83、460kN460kN接接头阻阻力力克服的温度力折算成的克服的温度力折算成的轨温温变化度数是：化度数是： PHPH 460 460 tH= = tH= = 24() 24() 光光接接头阻阻力力就就可可以以克克服服如如此此大大的的温温度度力力，何何况况，我我们还没没有有动用用道道床床纵向向阻阻力力和扣件阻力。和扣件阻力。 74a 道道床床纵纵向向阻阻力力：当当全全部部接接头头阻阻力力都都缺缺乏乏以以克克服服温温度度力力时时，道道床床纵纵向阻力就开始向阻力就开始发挥发挥作用了。作用了。 道道床床抵抵抗抗轨轨枕枕沿沿线线路路方方向向移移动动的阻力叫道床的阻力叫道床纵纵向阻力。向阻力。75a 第第二二

84、，道道床床纵纵向向阻阻力力随随轨轨枕枕位位移移的的增增加加而而增增长长，但但位位移移到到达达一一定定值值时时，阻阻力力就就不不再再增增加加。通通常常采采用用轨轨枕枕位位移移2mm2mm时时的的道道床床纵纵向向阻阻力力作作为计为计算常量。算常量。 第一，其大小同第一，其大小同线路状况有直接路状况有直接关系。关系。76a 第第三三，只只有有当当扣扣件件阻阻力力大大于于道道床床纵纵向向阻阻力力时时，钢钢轨轨才才能能带带动动轨轨枕枕作作纵纵向向位位移移而而产产生生道道床床纵纵向向阻阻力力。反反之之，扣扣件件阻阻力力小小于于道道床床纵纵向向阻阻力力，钢钢轨轨就就不不能能带带动动轨轨枕枕作作纵纵向向位位移

85、移，道道床床纵纵向向阻阻力力将将不不发发挥挥作作用用。此此时时，随随着着轨轨温温的的进进一一步步变变化化，钢钢轨轨本本身身将将沿沿垫垫板板作作纵纵向向位位移移，造造成成钢钢轨轨爬爬行行。所所以以，无无缝缝线线路路的的中中间间扣扣件件一一定定要要拧拧紧紧，使使扭扭力力矩矩到到达达8080；尽尽量量不不采采用用道道钉钉扣扣件件，必必要要时时，还还要安装防爬要安装防爬设备设备。 77a 第第四四，道道床床纵向向阻阻力力的的作作用用顺序序是是从从轨端端向向无无缝线路路中中部部渐次次延延伸伸，到到最最高高、最最低低轨温温、最最大大温温度度力力时为止。止。 在在正正常常的的线路路状状态下下，查取取道道床床

86、纵向阻力向阻力值可采用表可采用表1-41-4。 78a线路特征线路特征线路特征线路特征每根轨枕每根轨枕每根轨枕每根轨枕道床纵向道床纵向道床纵向道床纵向阻力阻力阻力阻力P P P P （N N N N）每公里每公里每公里每公里1840184018401840根根根根轨枕时，道床轨枕时，道床轨枕时，道床轨枕时，道床单位纵向阻力单位纵向阻力单位纵向阻力单位纵向阻力P P P P （N/cmN/cmN/cmN/cm）每公里每公里每公里每公里1760176017601760根根根根轨枕时，道床轨枕时，道床轨枕时，道床轨枕时，道床单位纵向阻力单位纵向阻力单位纵向阻力单位纵向阻力P P P P（N/cmN/

87、cmN/cmN/cm）木枕线路木枕线路木枕线路木枕线路70007000700070006464646461616161钢筋混凝钢筋混凝钢筋混凝钢筋混凝土枕线路土枕线路土枕线路土枕线路100001000010000100009191919187878787表表1-4 道床道床纵向阻力向阻力值表表 79a 扣扣件件阻阻力力：中中间扣扣件件和和防防爬爬设备抵抵抗抗钢轨纵向向位位移移的的阻阻力力叫叫扣扣件件阻力。阻力。 如如前前所所述述，扣扣件件阻阻力力必必须大大于于道道床床纵向向阻阻力力。表表1-51-5的的扣扣件件阻阻力力值可可供参考。供参考。80a扣件及防爬设备类型扣件及防爬设备类型扣件及防爬设

88、备类型扣件及防爬设备类型单单单单 位位位位阻力阻力阻力阻力（KNKNKNKN）穿销式防爬器穿销式防爬器穿销式防爬器穿销式防爬器个个个个20202020钢筋混凝土枕扣板式扣件钢筋混凝土枕扣板式扣件钢筋混凝土枕扣板式扣件钢筋混凝土枕扣板式扣件每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨6.06.06.06.0钢筋混凝土枕拱形弹片式钢筋混凝土枕拱形弹片式钢筋混凝土枕拱形弹片式钢筋混凝土枕拱形弹片式扣件扣件扣件扣件每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨10.110.110.110.1钢筋混凝土枕弹条式扣件钢筋混凝土枕弹条式扣件钢筋混凝土枕弹条式扣件钢筋混凝

89、土枕弹条式扣件每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨11.911.911.911.9分开式扣件分开式扣件分开式扣件分开式扣件每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨15151515普通道钉普通道钉普通道钉普通道钉每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨每根轨枕两股钢轨0.040.040.040.04表表1-5 扣件阻力扣件阻力值表表81a 横横向向阻阻力力：线路路横横向向阻阻力力包包括括轨道道框架框架刚度和道床横向阻力。度和道床横向阻力。 道道床床抵抵抗抗轨道道框框架架横横向向位位移移的的阻阻力力叫叫道床横向阻力道床横向阻力。 道道床床

90、横横向向阻阻力力是是防防止止胀轨跑跑道道、保保持持线路路稳定定的的重重要要因因素素。根根据据前前苏联的的试验，稳定定轨道框架道框架6565的力是由道床提供的。的力是由道床提供的。 82a 道道床床横横向向阻阻力力与与以以下下因因素素有有关关：道道床床纵纵向向阻阻力力、道道床床断断面面的的大大小小、轨轨枕枕端端部部道道碴碴的的多多少少、轨轨枕枕盒盒内内道道碴碴的的饱饱满满和和夯夯实实程程度、度、轨轨枕重量和底都粗糙度等。枕重量和底都粗糙度等。 增增大大道道床床肩肩宽是是提提高高道道床床横横向向阻阻力力的的一一个个重重要要手手段段。但但是是肩肩宽超超过定定数数值，横横向向阻阻力力就就不不再再显著著

91、增增加加，这个个数数值是是：木木枕枕线路路450mm450mm，钢筋混凝土枕筋混凝土枕线路路550mm550mm。83a 在在轨轨枕枕端端部部堆堆高高石石碴碴，做做成成特特种种断断面面道道床床，也也是是增增大大道道床床横横向向阻阻力力的的有有效效措措施施。据据试试验验，采采用用特特种种断断面面道道床床，钢钢筋筋混混凝凝土土枕枕无无缝缝线线路路的的横横向向阻阻力力可可提提高高26%26%，木木枕枕无无缝缝线线路路的的横横向向阻阻力力可可提提高高20%20%。特特别别是是在在高高温温季季节节，无无缝缝线线路路出出现现胀胀轨轨迹迹象象时时，特特种种断断面面道道床床更更能能显显著著地地阻阻止止轨轨道道

92、弯弯曲曲变变形形的的进进一一步步扩扩大大。在在小小半半径径曲曲线线上上、桥桥梁梁上上做做成成特特种种断断面面道道床床，也也非非常常必必要要。如如图图1-31-3为为特种断面道床例如特种断面道床例如 单单位：位：mmmm 84a85a小小 结 轨道框架道框架刚度和道床横向阻力是防止度和道床横向阻力是防止胀轨跑道、保持跑道、保持线路路稳定的重要因素。增定的重要因素。增大大轨道框架道框架刚度的有效措施是充分度的有效措施是充分拧紧中中间扣件，使扭力矩到达扣件，使扭力矩到达8080。温度力和。温度力和线路阻力是矛盾的路阻力是矛盾的统一体。无一体。无缝线路养路养护维修的宗旨是提高修的宗旨是提高线路阻力，到

93、达路阻力，到达设计标准，准，使之足以抵抗最大温度力。提高无使之足以抵抗最大温度力。提高无缝线路路的的线路阻力，包括提高其路阻力，包括提高其纵向阻力和横向向阻力和横向阻力。阻力。86a 提高提高纵纵向阻力的方法是向阻力的方法是拧紧拧紧接接头头扣扣件，使扭力矩到达件，使扭力矩到达900N.m,900N.m,以提高接以提高接头头阻力；按阻力；按规规定定标标准做好道床作准做好道床作业业，以提，以提高道床高道床纵纵向阻力；充分向阻力；充分拧紧拧紧中中间间扣件，扣件，以使扣件阻力大于道床以使扣件阻力大于道床纵纵向阻力。提高向阻力。提高横向阻力的主要措施是：横向阻力的主要措施是：拧紧拧紧中中间间扣件，扣件，

94、以提高以提高轨轨道框架道框架刚刚度、提高度、提高纵纵向阻力、向阻力、增大道床肩增大道床肩宽宽和将道床做成特种断面。和将道床做成特种断面。87a思考与思考与练习题 1 1 1 1熟熟熟熟知知知知以以以以下下下下概概概概念念念念：轨轨轨轨道道道道框框框框架架架架刚刚刚刚度度度度、线线线线路路路路阻阻阻阻力力力力、线线线线路路路路纵纵纵纵向向向向阻阻阻阻力力力力、道床道床道床道床纵纵纵纵向阻力、扣件阻力、道床横向阻力。向阻力、扣件阻力、道床横向阻力。向阻力、扣件阻力、道床横向阻力。向阻力、扣件阻力、道床横向阻力。 2 2 2 2轨轨道框架的受力特点是什么道框架的受力特点是什么道框架的受力特点是什么道

95、框架的受力特点是什么? ? ? ? 3 3 3 3温度力和温度力和温度力和温度力和线线路阻力的关系是什么路阻力的关系是什么路阻力的关系是什么路阻力的关系是什么? ? ? ? 4 4 4 4道床道床道床道床纵纵向阻力的特点是什么向阻力的特点是什么向阻力的特点是什么向阻力的特点是什么? ? ? ? 5 5 5 5为为什么在什么在什么在什么在钢钢筋混凝土枕地段的无筋混凝土枕地段的无筋混凝土枕地段的无筋混凝土枕地段的无缝线缝线路采用路采用路采用路采用弹弹条式扣件条式扣件条式扣件条式扣件时时，可以不安装防爬可以不安装防爬可以不安装防爬可以不安装防爬设备设备? ? ? ? 6 6 6 6计计算：当接算：当

96、接算：当接算：当接头头阻力等于阻力等于阻力等于阻力等于400KN400KN400KN400KN时时，它克服的温度力折算成的，它克服的温度力折算成的，它克服的温度力折算成的，它克服的温度力折算成的轨轨温温温温变变化度数是多少化度数是多少化度数是多少化度数是多少( ( ( (包括包括包括包括50kg50kg50kg50kgm m m m钢轨钢轨和和和和60kg60kg60kg60kgm m m m钢轨钢轨)?)?)?)?设设重重重重庆庆地区某无地区某无地区某无地区某无缝线缝线路路路路( ( ( (铺设铺设60kg60kg60kg60kgm m m m钢轨钢轨) ) ) )的的的的锁锁定定定定轨轨温

97、是温是温是温是32323232，在最低，在最低，在最低，在最低轨轨温条件下，温条件下，温条件下，温条件下，600kN600kN600kN600kN的接的接的接的接头头阻力能否抵抗温度拉力阻力能否抵抗温度拉力阻力能否抵抗温度拉力阻力能否抵抗温度拉力? ? ? ?如果不如果不如果不如果不够够，要，要，要，要动动用多少根用多少根用多少根用多少根钢钢筋混凝土枕的道床筋混凝土枕的道床筋混凝土枕的道床筋混凝土枕的道床纵纵向阻力向阻力向阻力向阻力? ? ? ?88a第五第五节 根本温度力根本温度力图和伸和伸缩区区长度度计算算 89a 一、根本温度力一、根本温度力图图 现现在在，凭凭借借前前几几节节学学到到的

98、的知知识识，我我们们可可以以读读懂懂无无缝缝线线路路的的根根本本温温度度力力图图了。了。 温温度度力力与与线线路路阻阻力力平平衡衡关关系系的的示示意意图图叫叫根根本本温温度度力力图图。通通过过读读懂懂根根本本温温度度力力图图，如如图图1-41-4所所示示，我我们们可可以以加加深深对对无无缝线缝线路的路的认识认识。 90a91a 1 1图图例例 纵纵坐坐标标：表表示示轨轨温温和和温温度度力力。它它是是一一个个线线段段而而不不是是射射线线，原原点点t t锁锁即即锁锁定定轨轨温温，终终点点mintmint和和maxPtmaxPt表表示示最最低低轨轨温和最大温度力。温和最大温度力。 横横坐坐标标：表表

99、示示长长轨轨条条全全长长。原原点点在横坐在横坐标标上又表示上又表示长轨长轨条左端。条左端。 a a、b b、c c、d d：为为表表达达方方便便作作为为图图中各中各线线段定的代号。段定的代号。 92a 根本温度力根本温度力图对图对于中于中轴线对轴线对称。称。 当当轨轨温温下下降降到到锁锁定定轨轨温温以以下下至至最最低低轨轨温温时时，根根本本温温度度力力图图在在横横坐坐标标上上侧侧，当当轨轨温温上上升升到到锁锁定定轨轨温温以以上上至至最最高高轨轨温温时时，根根本本温温度度力力图图在在横横坐坐标标下下侧侧。 93a 2 2分析分析 当当轨温温t t等等于于锁定定轨温温t t锁时，钢轨断面受到的温度

100、力断面受到的温度力P Pt t等于等于0 0，钢轨不伸不伸缩。 当当轨轨温低于温低于t t锁锁，但，但轨轨温温变变化度数又化度数又末到达接末到达接头头阻力阻力PHPH折算成的折算成的轨轨温温变变化度数化度数tHtH时时，因接，因接头头被被锁锁定，定，钢轨钢轨伸伸长长受阻，受阻，从而在从而在钢轨钢轨全全长长范范围围内内产产生温度力。生温度力。该该温温度力度力PtPt，并沿，并沿a a线线随随tt的上升而增加，随的上升而增加，随时时与接与接头头阻力阻力PHPH达成平衡。达成平衡。94a 轨温温继续下下降降，当当轨温温变化化度度数数等等于于ttH H时，最最大大接接头阻阻力力maxPmaxPH H与

101、与温温度度力力持持平平，即即P Pt t=maxP=maxPH H，接接头阻力已全都被温度力克服。阻力已全都被温度力克服。 95a 轨轨温温进进一一步步下下降降，钢钢轨轨在在实实现现限限制制伸伸长长的的过过程程中中带带动动轨轨枕枕作作纵纵向向位位移移，道道床床纵纵向向阻阻力力开开始始克克服服温温度度力力。轨轨温温降降得得愈愈低低，温温度度力力愈愈大大，道道床床纵纵向向阻阻力力就就愈愈大大，产产生生纵纵向向阻阻力力的的道道床床长长度度就就愈愈长长，并并从从轨轨端端处处开开始始向向无无缝缝线线路路中中部部延延伸伸。单单位位道道床床纵纵向向阻阻力力为为P P，道道床床长长度度为为，那那么么该该长长度

102、度道道床床产产生生的的纵纵向向阻阻力力为为PP，被被平平衡衡的的温温度度力力PtPt那那么么等等于于PP。随随着着tt的的逐逐步步降降低低，PtPt随随之之逐逐步步增增大大，PP亦亦随随之之逐逐步步增增大大，以以同同PtPt平平衡衡。这这样样，就就在在图图中中构构成成了了斜斜线线c,c,其其斜斜率率( (由由倾倾角角决决定定，tan=P)tan=P)因因线线路路状状况况的的不同而不同。不同而不同。 96a 轨轨温温降降至至最最低低轨轨温温mintmint，产产生生最最大大温温度度力力maxPtmaxPt，此此时时产产生生最最大大纵纵向向阻阻力力的的道道床床到到达达最最长长 ，最最终终完完成成了

103、了线线路路阻阻力力与与温温度度力力的的平平衡衡。我我们们把把这这一段叫做伸一段叫做伸缩缩区。区。 97a 长长轨轨条条两两端端范范围围之之间间的的局局部部d d，随随着着轨轨温温的的升升降降，始始终终承承受受最最大大而而且且均均衡衡的的温温度度力力。我我们们把把d d这这一段叫做固定区。一段叫做固定区。 98a 从从理理论论上上讲讲，当当mintmint和和maxPtmaxPt呈呈单单纯纯上上升升趋趋势势时时，d d随随之之向向下下平平行行推推移移并并逐逐步步延延长长，表表示示固固定定区区增增长长，伸伸缩缩区区变变短短。当当mintmint和和maxPtmaxPt上上升升至至maxPHmaxP

104、H点点时时，根根本本温温度度力力图图呈呈一一矩矩形形，此此时时已已无无实实际际意意义义上上的的伸伸缩缩区区。当当mintmint和和maxPtmaxPt升升至至原原点点时时，全全长长范范围围内内长长轨轨条条的的温温度度力力都都等等于于0 0。此此时时根根本本温温度度力力图图成成一一直直线线，可可以以像像普普通通线线路路一一样样对对待。待。 99a 二、伸二、伸缩缩区和固定区区和固定区 从从温温度度力力图图可可知知，伸伸缩缩区区钢钢轨轨从从轨轨端端向向里里承承受受的的温温度度力力越越来来越越大大，到到和和固固定定区区的的交交界界处处，承承受受最最大大的的温温度度力力。既既然然已已经经克克服服了了

105、全全部部接接头头阻阻力力，在在伸伸缩缩区区，温温度度力力必必然然迫迫使使钢钢轨轨带带动动轨轨枕枕发发生生纵纵向向位位移移，从从而而产产生生与与之之等等同同的的道道床床纵纵向向阻阻力力。但但是是道道床床纵纵向向阻阻力力的的产产生生有有一一个个过过程程，就就是是说说，要要待待轨轨枕枕移移动动相相当当距距离离时时，道道床床纵纵向向阻阻力力值值才能到达最大。才能到达最大。100a 换句句话说，道道床床纵向向阻阻力力的的产生生是是以以轨枕枕轨道道框框架架的的微微小小的的纵向向位位移移为代代价价的的。这种种位位移移由由外外向向里里逐逐根根轨枕枕积累累起起来来而而形形成成长轨一一端端的的限限制制伸伸缩。也也

106、正正因因为如如此此，我我们才把才把这一段叫做伸一段叫做伸缩区。区。 101a 无无缝线路路长轨条条两两侧，在在温温度度力力作作用用下下发生生限限制制伸伸缩的的区区段段叫叫伸伸缩区区。伸伸缩区区长度度根根据据年年轨温温差差幅幅值、道道床床纵向向阻阻力力、钢轨接接头阻阻力力等参数等参数计算确定，一般算确定，一般为5050100m100m。 102a 而而在在无无缝线路路长轨条条中中部部，因因为不不存存在在道道床床纵向向阻阻力力克克服服温温度度力力的的问题，最最大大温温度度力力只只是是均均衡衡地地积存存于于钢轨内内部部，所所以以轨道道框框架架并并不不发生生纵向向位位移移。也也正正因因为如如此此，我我

107、们才把才把这一段叫做固定区。一段叫做固定区。 103a 无无缝线路路长轨条条中中部部均均衡衡承承受受最最大大温温度度力力，但但轨道道框框架架不不发生生纵向向位位移移的的区区段段叫叫固固定定区区。固固定定区区长度度不不得得短于短于50 m50 m。 前前文文已已述述，无无缝线路路长轨条条两两端端以以外外，用用来来调节钢轨和和轨道道框框架架限限制制伸伸缩的的2 24 4根根标准准轨叫叫缓冲区。冲区。 104a 三、伸三、伸缩缩区区长长度度计计算算 从从根根本本温温度度力力图图上上可可以以看看出出：伸伸缩缩区区的的任任一一长长度度乘乘以以单单位位道道床床纵纵向向阻阻力力P P，即即为为该该长长度度上

108、上的的道道床床纵纵向向阻阻力力值值PP，而而那那么么等等于于相相应应纵纵坐坐标标上上的的温温度度力力减减接接头头阻阻力力。于于是得出一个关系式：是得出一个关系式：105a P P=P=Pt t P PH H 将将此此式式变换一一下下，并并用用表表示示伸伸缩区区长度：度： P Pt tP PH H = = P P 式中式中 伸伸缩区区长度度(cm)(cm)， P Pt t轨温温变化化产生生的的温温度度力力(kN)(kN)， P PH H接接头阻力阻力(kN)(kN)； P P单位道床位道床纵向阻力向阻力(kN(kNcm)cm)。106a 例例1-5 1-5 西西昌昌地地区区某某无无缝线路路，采采

109、用用60kg60kgm m钢轨、直直径径24mm24mm一一级螺螺栓栓、6 6孔孔夹板板、18401840根根kmkm钢筋筋混混凝凝土土枕枕。锁定定轨温温2828，求求轨温等于温等于3838时的伸的伸缩区区长度度。 计算算至至此此，可可以以看看出出温温度度力力422kN422kN小小于于接接头阻阻力力460kN460kN，该无无缝线路路此此时并并无无实际意意义上的伸上的伸缩区，故区，故=0=0。 解解 P Pt tP PH H 19.192(50-28)-46019.192(50-28)-460 = = = = 422422107a 例例1-6 1-6 北北京京地地区区某某无无缝线路路采采用用

110、60kg60kgm m钢轨，一一级螺螺栓栓，6 6孔孔夹板板，铺设18401840根根kmkm钢筋筋混混凝凝土土枕枕。锁定定轨温温2020，求，求轨温等于温等于-20-20时的伸的伸缩区区长度度。 解解 P Pt tP PH H = = P P 19.19220-(-20)-460 19.19220-(-20)-460 = = 0.091 0.091 = 3381(cm) 34m= 3381(cm) 34m108a 提提示示：1 1计计算算50kg50kgm m钢钢轨轨和和60kg60kgm m钢钢轨轨的的温温度度力力时时，可可直直接接分分别别用用和和乘乘以以轨轨温温变变化度数。化度数。 2

111、2计计算算轨轨温温变变化化度度数数时时，最最好好不不带带表表示示轨轨温温升升降降的的 “+“+、“号号，以以免免产产生生误误解，取解，取变变化化绝对值绝对值即可。即可。 3 3单单位位道道床床纵纵向向阻阻力力值值在在本本章章第第四四节节单单位道床位道床纵纵向阻力表向阻力表( (表表1-4)1-4)中中查查取。取。 109a 4 4计算算结果果单位位cmcm化化为m m。 5.5.长度取度取2525米的整数倍，米的整数倍，L L伸伸取取5050米。米。 上上例例这种种根根据据具具体体线路路状状况况和和现场轨温温变化化计算算出出来来的的伸伸缩区区长度度叫叫实际伸伸缩区区长度度。我我们可可以以算算出

112、出任任何何一一条条无无缝线路路在在任任何何轨温温条条件件下下有有无无实际伸伸缩区区以以及及实际伸伸缩区的区的长度。度。110a 与与实际伸伸缩区区长度度这个个概概念念相相对的的概概念念，是是设计伸伸缩区区长度度。设计伸伸缩区区长度度的的计算算依依据据是是最最高高、最最低低轨温。温。 很很明明显，实际伸伸缩区区长度度是是一一个个变量量，它它随随轨温温和和线路路条条件件的的变化化而而变化化；实际伸伸缩区区和和固固定定区区之之间，是是没有一个固定的分界点的没有一个固定的分界点的。111a 但但是是，养养护维修修工工作作又又要要求求我我们把把伸伸缩区区和和固固定定区区明明确确、固固定定地地区区分分开开

113、来来，以以便便针对不不同同的的线路路特特点点采采取取不不同同的的养养护维修修措措施施，同同时也也便便利利于于观测、检查；另另外外，为了了给伸伸缩区区长度度留留出出相相当当的的余余地地，以以保保适适应最最不不利利的的情情况况，同同时考考虑到到现场的的线路路阻阻力力难免免要要打打一一定定的的折折扣扣现场无无缝线路路标定定的的伸伸缩区区长度度，总要要比比用用最最高高、最最低低轨温温计算算出出来来的的伸伸缩区区长度度长一一些些，一一般般为5050100m100m，钢筋筋混混疑疑土土枕枕地地段段多多为505075m75m，木木枕枕地地段段多多为7575100m100m。我我们把把这种种现场标定定的的伸伸

114、缩区区长度度叫叫做做设计伸伸缩区区长度。度。112a小小 结 无无缝线路温度力和路温度力和线路阻力平衡关系路阻力平衡关系的示意的示意图叫根本温度力叫根本温度力图。读懂根本温度懂根本温度力力图，可以加深我，可以加深我们对无无缝线路的路的认识。温度力大于接温度力大于接头阻力，阻力，产生道床生道床纵向阻力，向阻力，随之随之产生伸生伸缩区和固定区。伸区和固定区。伸缩区的温度区的温度力从力从轨端向里越来越大，限制伸端向里越来越大，限制伸缩那么由那么由里向里向轨端越来越大，并通端越来越大，并通过伸伸缩释放掉一放掉一局部温度力。局部温度力。 固定区固定区钢轨不不发生伸生伸缩，且均衡承受，且均衡承受最大温度力

115、。最大温度力。 113a思考与思考与练习题 1 1 1 1熟熟熟熟知知知知以以以以下下下下定定定定义义义义：根根根根本本本本温温温温度度度度力力力力图图图图、伸伸伸伸缩缩缩缩区区区区、固固固固定定定定区区区区、缓缓缓缓冲冲冲冲区区区区、实际实际实际实际伸伸伸伸缩缩缩缩区区区区长长长长度。度。度。度。 2 2 2 2表达根本温度力表达根本温度力表达根本温度力表达根本温度力图图图图表示的温度力与表示的温度力与表示的温度力与表示的温度力与线线线线路阻力的平衡路阻力的平衡路阻力的平衡路阻力的平衡过过过过程，并程，并程，并程，并说说说说明伸明伸明伸明伸缩缩缩缩区区区区长长长长度度度度计计计计算公式的由来

116、。算公式的由来。算公式的由来。算公式的由来。 3 3 3 3伸伸伸伸缩缩区和固定区的特点是什么区和固定区的特点是什么区和固定区的特点是什么区和固定区的特点是什么? ? ? ? 4 4 4 4北京地区某无北京地区某无北京地区某无北京地区某无缝线缝线路路路路锁锁定定定定轨轨温温温温为为22222222，采用，采用，采用，采用60kg60kg60kg60kgm m m m钢轨钢轨，钢钢筋温凝土枕，筋温凝土枕，筋温凝土枕，筋温凝土枕，1 1 1 1级级螺栓，六孔螺栓，六孔螺栓，六孔螺栓，六孔夹夹板，求当板，求当板，求当板，求当轨轨温下降到零下温下降到零下温下降到零下温下降到零下22222222时时的的

117、的的实际实际伸伸伸伸缩缩区区区区长长度，并度，并度，并度，并查查表求出此表求出此表求出此表求出此时长轨时长轨一端的限制伸一端的限制伸一端的限制伸一端的限制伸缩缩量是多少。量是多少。量是多少。量是多少。 114a本章本章总结 一、学一、学习习思路思路 要使无要使无缝线缝线路具路具备备行行车车条件，必条件，必须锁须锁定定线线路。路。锁锁定使无定使无缝线缝线路路钢轨钢轨不能自由伸不能自由伸缩缩而只能限制而只能限制伸伸缩缩。未能。未能实现实现的自由伸的自由伸缩缩量使量使钢轨发钢轨发生生应变应变而而产产生温度力，温度力那么生温度力，温度力那么对轨对轨道道产产生破坏作生破坏作用用,使其使其丧丧失行失行车车

118、条件。条件。为为了了终终止止这这种种恶恶性循性循环环，使无，使无缝线缝线路有能力平衡温度力，以保行路有能力平衡温度力，以保行车车平安，必平安，必须须采取以下措施：采取以下措施： 115a 1 1选择合理的合理的锁定定轨温，使无温，使无缝线路路对最高、最低最高、最低轨温温产生的温度力都承生的温度力都承受有余。受有余。 2 2提高无提高无缝线路的路的纵向阻力和横向向阻力和横向阻力。阻力。实现这一目一目标的主要措施是的主要措施是拧紧扣件螺栓，按扣件螺栓，按规定做好道床作定做好道床作业。 116a 无无缝线缝线路温度力和路温度力和线线路阻力的平衡路阻力的平衡过过程可用根本温度力程可用根本温度力图图表示。表示。 根本温度力根本温度力图还图还能能显显示无示无缝线缝线路三路三区的形成区的形成过过程和各自的特点。程和各自的特点。117a