[无缝线路应力放散计算]无缝线路应力放散及调整分析.docx

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[无缝线路应力放散计算]无缝线路应力放散及调整分析摘要：随着我国交通运输业的快速发展，铁路交通也得到了突飞猛进的发展。在无缝线路的施工过程中，应力放散以及调整是施工过程中必须要十分重视的问题。接下来，本文将结合笔者多年相关工作经验，详细论述无缝线路应力放散及调整分析。关键词：无缝线路应力放散调整无缝线路就是将标准长度的钢轨进行焊接，从而形成长钢轨线路。无缝线路是现阶段轨道结构中非常重要的一项技术，在世界各国得到了飞速发展。无缝线路有一个重要特点，轨条长度随着温度变化而发生改变，但是，在扣件的约束下，无法进行自由伸缩，进而在内部产生巨大温度力。为了更好的保障无缝线路的稳定与强度，必须充分掌握轨条温度力与变化规律。通过应力放散，进一步消除温度对线路的影响，最大限度的保障线路的稳定性能。1无缝线路应力放散的含义与作用如果锁定轨温度上升，钢轨就会伸长，进而需要释放温度压力，缩短钢轨长度。如果锁定轨温度下降，钢轨就会缩短，进而需要释放温度压力，伸长钢轨长度。为了更好的保障行车安全，若无缝线路的温度过高，必须释放一定温度压力。上述这些情况统称为应力放散。通过应力放散，进一步改变轨条长度，一般情况下，通过改变缓冲轨长度的方式进行调节。应力放散可以看作是释放温度力的过程以及重新锁定轨温过程，应力放散的最终目的是调节无缝线路的锁定轨温，使其温度变得更加合理，进而缓解无缝线路所承担的温度力。通过应力放散，尽可能避免无缝线路钢轨折断、跑道以及胀轨等问题。应力放散及调整的组织施工非常严密，对于技术水平的要求比较高，对钢轨上积累的应力进行有序的、人为性作业。必须全面掌握好施工前期的准备工作以及基本工作、施工要点的分析，结合现场实际情况灵活使用，进一步保障应力放散的均匀、彻底。2无缝线路应力放散的具体情况分析通过大量的研究实践证实，在下面情况发生时，必须进行应力放散：①实际的锁定轨温超过设计的锁定轨温，或者说两股轨条之间的实际温度相差5度以上。②锁定轨温不准确或者不清晰。③全区间以及跨区间的两条相邻单元之间轨条锁定温度超过5度，在同一区间中，最高轨条温度与最低轨条温度相差10度以上。④前期铺设或者后期的维修方式不合理，使得轨条不能进行正常伸缩。⑤在无缝道岔以及固定区域发生严重的位移不均匀情况。⑥线路轨向不良，碎弯比较多。⑦测试结果显示，温度力分布不均匀。⑧施工以及处理线路故障等原因使得原来的锁定轨温发生变化。⑨在低温情况下铺设轨条，拉伸不均匀或者拉伸不到位。从整体上来说，应力放散或者应力调整就是温度力的释放，其最终目的就是改变锁定轨温，使应力保持一致、均匀，尽可能保障轨道行车的安全进行。放散量的计算$L=L.B(TS*-TS)，在公式中，L表示需放散的钢轨长度，B表示钢轨的线膨胀系数，TS*表示应力放散后的锁定轨温，TS*需要在设计轨温范围之内。TS表示原来的锁定轨温，也就是经过列车爬行之后的实际锁定轨温。需注意，如果是超长无缝线路的伸长放散，锯轨量需要在伸长放散量的基础上加上焊缝宽度。如果是缩短放散，则锯轨量需要在伸长放散量的基础上减去焊缝宽度。3无缝线路应力放散的具体方法研究3.1滚筒法控制温度，将滑动摩擦力转变成为滚动摩擦力是滚筒法应力放散的基本特点。应用滚筒法的前提就是放散轨温与设计锁定温度相吻合。滚筒法操作简便，而且应力放散比较均匀，但是，需要中断停车。其基本操作过程如下分析：做好前期的准备工作，安排人员到位，使放散轨温与设计锁定温度相吻合。然后封锁区间，并将全部的防爬器以及扣件松开，在垫板与钢轨底每隔10米插入滚筒，最大限度的使钢轨保持自由伸缩的状态。通过放散前后的阻力差以及轨温差使得自然条件下钢轨自由伸缩。为了更彻底、快速的伸缩，使用撞轨器沿着放散方向撞击钢轨或者使用木锤敲击钢轨，当完成放散量达到放散轨温之后，需要即刻锁定线路。当行车条件满足之后，恢复线路行车。这种方式，一般需要使用特制的滚筒。这种滚筒的制作非常简单，将圆钢截成150毫米的节段就可以。在具体的放散过程中，使用木锤敲击钢轨，能够促进钢轨伸缩，进一步提升放散效率。撞轨器的撞击效果更加满意。如果使用撞轨器放散，如果是伸长放散，可以每隔一公里设置一个撞轨点；如果是缩短放散，可每隔500米设置一个撞轨点。由于上坡地段或者曲线的摩阻力比较大，应该适当减小间隔。3.2列车碾压法控制温度，将静摩擦力转变成为动摩擦力是列车碾压法的基本特点。应用列车碾压法的前提就是放散轨温与设计锁定温度相吻合。列车碾压法施工简便，不用中断行车，但是，放散不彻底、不均匀。集合应力放散的方向，可以将列车碾压法分为三种不同情况：①顺列车方向端放散。在双线地段，充分利用单向行车的应力放散特点，将沿列车方向的始端锁定，换好终端缓冲区的调节轨，将其他路段的正向防爬器松开，并松动中间扣件，通过列车通过时的轨温变化以及震动来放散应力。②逆列车方向端放散。在双线地段，充分利用单向行车的应力放散特点，将沿列车方向的终端锁定，将其他路段的正向防爬器松开，并松动中间扣件，将正向防爬器打紧，通过列车通过时的轨温变化以及震动来放散应力。③两端放散。在双线地段，充分利用单向行车的应力放散特点，将沿列车方向的终端锁定，将一半长度路段的正向防爬器松开，并松动中间扣件，将正向防爬器打紧，通过列车通过时的轨温变化以及震动来放散应力。另一半则将沿列车方向的终端锁定，将这一半路段的正向防爬器松开，并松动中间扣件，将正向防爬器打紧，通过列车通过时的轨温变化以及震动来放散应力。两端放散的应力分散方法比较适合线路较长的地段，而且轨缝累计值与放散长度相差无几。松动部分空间是列车碾压的前提，垫板与轨底之间的摩擦比较大。因此，想要达到预计的放散量，通常情况下，实际轨温要略高。即便如此，放散也不均匀，端部放散比较理想，终端放散效果比较差。特别是离轨道端部500米以上的地段，实际钢轨走动量非常小。正是因为这样的特点，才将撞轨作为一种辅助方式。3.3拉轨法拉轨法顾名思义就是通过控制长度，通过物理机械力量促使钢轨达到放散或拉伸的目的。拉轨法无须受到轨温条件以及季节的变化，但是，放散不彻底，还需要终断行车。通过这种方式封锁线路，可以与滚筒方式相互结合，进一步降低线路阻力，有效提升放散效果。要想有效避免撞拉伸缩与自由伸缩之间的相互抵消，可在滚筒上让长轨自由伸缩，零应力状态下再次撞拉。通过这种方式，可以准确的掌握放散后的轨温。4无缝线路应力调整策略应力调整的方式相对比较简单。通常来说，保持两端伸缩区域不动，按照列车的实际运行方向，全部或部分松开固定区防爬器，对于钢筋混凝土地段，还需要将扣件松开。伴随着列车震动以及温度变化，适当伸缩钢轨，进一步调整应力。要想进一步提升应力调整结果，还可以通过拉轨或者撞轨方式进行。在应力调整完成之后，将扣件与防爬器拧紧，进而恢复行车。这种调整方式比较适合于急于调整且行车密度较大情况。应力调整需要在轨温与锁定轨温相吻合时，如若不然，会导致线路新的受力不均情况。如果在应力调整之后，对原来锁定钢轨的影响比较严重，需要进行适当放散，使其达到设计范围。5结语无缝线路应力放散与调整是一项涉及范围广、学科知识广的系统性工程，任何一个环节都会对施工质量产生严重影响，因此，必须综合考虑多方面因素，加强应力放散分析，更好的保障列车行车安全。参考文献：[1]余俊，蒋云峰，王佳鑫.既有线无缝线路的改造及应力放散[J].科技创新导报，2010(4).[2]全顺喜，王平，陈嵘.钢桁梁梁端横向伸缩对轨道几何形位的影响[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2010（06）.[3]张向民，陈秀方，曾志平，易锦，刘玉祥.青藏铁路无缝线路试验段轨道参数试验[J].铁道科学与工程学报，2005（11）.[4]张向民，陈秀方.考虑剪切变形的无缝线路轨道稳定性分析[J].铁道科学与工程学报，2006（03）.[5]曾志平，陈秀方，赵国藩.温度荷载作用下大跨度桥梁与无砟道岔相互作用研究[J].铁道科学与工程学报，2007（04）.[6]黄海，徐守军.胶济客运专线道床质量状态参数试验研究[J].铁道科学与工程学报，2009（04）.[7]高文.青藏铁路多年冻土地区铺设无缝线路的技术可行性研究[J].铁道科学与工程学报，2010（03）.[8]向俊，陈秀方.浅谈《铁路轨道》课程模块化教学[J].长沙铁道学院学报(社会科学版)，2004（03）.[9]刘涌涛，刘文涛.广州地铁道岔群磨耗的成因研究及治理措施[J].都市快轨交通，2004（14）.[10]李伟强.连续梁桥上无缝线路伸缩附加力的研究[J].都市快轨交通，2009（03）.