无砟轨道无缝道岔应力放散研究--《西南交通大学》2014年硕士论文
无砟轨道无缝道岔应力放散研究
【摘要】：我国高速铁路无砟轨道的铺设里程目前跃居世界第一,而且还在迅速发展,随着区间无缝线路和跨区间无缝线路的开通运营,无缝线路的优越性体现的十分明显,但是由于长钢轨焊接在一起,钢轨内部蕴藏了较大的温度应力,特别是在跨区间无缝线路上的无缝道岔、桥隧及其过渡地段体现的尤其突出。在高铁车站咽喉区,由于养护维修或更换道岔等原因,容易造成某一组道岔的锁定轨温明显高于或低于其他道岔,形成道岔群内温度不均衡现象,进而导致线路不平顺。因此,采取必要的道岔应力放散技术对确保列车运行的安全十分必要。本文的主要工作如下：
(1)结合国内外无缝道岔的应用现状,介绍了无砟无缝道岔现存的主要病害,并就无缝道岔的温度力进行了具体的阐述,从无缝道岔钢轨温度力和位移等影响因素对无缝道岔的病害成因进行了简单探讨。
(2)介绍了无砟轨道无缝道岔的计算模型和计算方法,以及处理计算结果时需要用到的评价标准。
计算结果表明：一组道岔升温,对相邻道岔温度力和位移的影响随着距离的增加而逐渐衰减,而且对位移和温度力的影响趋势是一致的。
(3)以设计锁定轨温为基础,模拟一组道岔在不同锁定轨温下,对相邻几组道岔的影响程度,以此作为依据来确定不同锁定轨温下,在应力放散时截断钢轨的位置；结合放散前后钢轨温度力和位移的变化情况,判断无缝道岔的应力放散效果。
分析表明,一组道岔在不同锁定轨温下,对相邻机组道岔的影响范围是一致的,只是影响的大小不同,锁定轨温差越大,对相邻道岔的温度力和位移的影响也就越大。无砟轨道无缝道岔群应力放散以后,道岔内基本轨、导轨的温度力大大的减小,道岔各结构的钢轨位移量也大大减小,放散达到了很好的效果。
【关键词】：
【学位授予单位】：西南交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：U213.6;U213.9【目录】：
摘要6-7Abstract7-9目录9-12第1章 概述12-29 1.1 高速铁路无砟轨道应用情况12-18
1.1.1 高速铁路的发展趋势13
1.1.2 高速铁路无砟轨道结构类型13-18 1.2 国内外无缝道岔研究现状18-22
1.2.1 国外高速铁路无缝道岔研究现状18-20
1.2.2 国内高速铁路无缝道岔研究现状20-22 1.3 无缝线路应力放散方法现状22-24
1.3.1 无缝道岔的薄弱环节22-24
1.3.2 应力放散方法24 1.4 无缝道岔的病害情况24-26 1.5 本论文的主要工作26-29
1.5.1 研究目标26-27
1.5.2 研究内容27-28
1.5.3 拟解决的关键问题28-29第2章 无缝道岔纵向传力分析理论29-42 2.1 无缝道岔的结构组成29-37
2.1.1 无缝道岔的结构形式29-32
2.1.2 道岔的焊联和铺设32-35
2.1.3 锁定轨温及温度力35-37 2.2 无缝道岔的受力特点37-38 2.3 无缝道岔计算理论38-41
2.3.1 两轨相互作用原理39-40
2.3.2 当量阻力法40
2.3.3 超静定二次松弛法40-41
2.3.4 有限单元法41 2.4 本章小结41-42第3章 无缝道岔有限元模型及轨道参数影响分析42-53 3.1 无缝道岔传力42 3.2 无缝道岔的连接形式42-43 3.3 无缝道岔有限元分析模型43-47
3.3.1 基本假设43-44
3.3.2 无缝道岔计算模型参数44-46
3.3.3 有限元模型建立46-47 3.4 轨道参数对无缝道岔受力的影响47-52
3.4.1 轨温变化幅度对无缝道岔的影响47-49
3.4.2 扣件阻力对无缝道岔的影响49-51
3.4.3 限位器对无缝道岔的影响51
3.4.4 间隔铁对无缝道岔的影响51-52 3.5 本章小结52-53第4章 温度对无缝道岔钢轨应力和位移的影响53-71 4.1 无砟轨道无缝道岔群温度作用分析53-54 4.2 无缝道岔的温度力和位移54-60
4.2.1 4#道岔温度力和位移55-57
4.2.2 8#道岔温度力和位移57-58
4.2.3 10#道岔温度力和位移58-60 4.3 无砟轨道无缝道岔的应力放散60-66
4.3.1 无缝道岔的应力放散方法60-61
4.3.2 不同锁定轨温的影响范围61-64
4.3.3 无缝道岔的应力放散方式的确定64-66 4.4 无缝道岔的应力放散效果66-69
4.4.1 6#道岔的应力放散效果66-68
4.4.2 相邻道岔的的应力放散效果68-69 4.5 本章小结69-71结论与展望71-73 本文的主要研究工作与结论71-72 进一步研究工作及展望72-73致谢73-74参考文献74-77攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果77
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京公网安备75号龙源期刊网http://www.qikan.co；无缝线路应力放散及调整分析；作者：聂文成；来源：《中小企业管理与科技?上旬刊》2014年第；摘要：随着我国交通运输业的快速发展，铁路交通也得；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；如果锁定轨温度上升，钢轨就会伸长，进而需要释放温；应力放散可以看作是释放温度力的过程以及
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无缝线路应力放散及调整分析
作者：聂文成
来源：《中小企业管理与科技?上旬刊》2014年第06期
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
包含各类专业文献、专业论文、外语学习资料、高等教育、应用写作文书、中学教育、文学作品欣赏、行业资料、53无缝线路应力放散及调整分析等内容。　
　线路应力放散及调整 [摘要] 无缝线路技术是重要的轨道结构新技术, 无缝线路应 力放散是工务部门必做的工作 之一,本文对无缝线路应力放散的条 件、方法进行了分析... 　我国大都采用温度应力式无缝线路,无缝线路应力放散和调 1 无缝线路应力放散施工...以下从技术准备、劳力组织、材料机具组织几个方 面,逐项进行分析研究,充分预想... 　无缝线路应力放散 [摘要] 无缝线路技术是重要的轨道结构新技术,无缝线路应 力放散是工务部门必做的工作之一,本文对无缝线路应力放散的条 件、方法进行了分析。 [... 　浅谈无缝线路的锁定轨温与应力放散 无缝线路是铁路...分析锁定轨温变化,按实际锁定轨温, 根据作业轨温...7.8 锁定线路后,要匀好调节区轨缝,改正爬行双测... 　13 无缝线路应力放散锁定作业指导书 一、概述 应力放散和锁定是将已经达到初期稳定状态的线路,重新松开扣件、起 升钢轨、垫上滚筒使钢轨处于自由伸缩状态或自由伸缩... 　通过对无缝线路应力放散的条件、方法、质 量控制、线路锁定的温度时机等进行分析...2 无缝线路应力放散和调整的基本要求 对无缝线路应力放散和应力调整的基本要求是... 　无缝线路应力放散流程图第一步:设备所属工区设好驻站和两头防护。各工区工具人员到位后 清除埋住钢轨的道碴。检查防胀插板、轨距拉杆、地锚拉杆等可能影 响钢轨... 　2.8.4.9.无缝线路应力放散与锁定施工方法及工艺 2.8.4.9.1.施工工艺 钢轨焊联成单元轨后, 对单元轨进行应力放散,并在设计锁定轨温范围内将 单元轨锁定。应力...&& 文章内容
无缝线路应力放散及锁定
[日期：] & 来源：建筑工程质量安全网& 作者：建筑工程质量安全网 & 阅读：491次[字体：
内容提要：无缝线路应力放散及锁定
无缝线路应力放散及锁定
一、无缝线路应力放散及锁定可采用拉伸器滚筒法或滚筒法，应符合下列规定：
1当施工作业时的轨温低于设计锁定轨温时，应采用拉伸器滚筒法施工。拉伸器滚筒法施工基本工艺流程见图1。
图1拉伸器滚筒法施工基本工艺流程
2当施工作业时的轨温在设计锁定轨温范围内时，应采用滚筒法施工。滚筒法施工基本工艺流程见图2。
图2滚筒法施工基本工艺流程
二、无缝线路应力放散及锁定施工主要设备：钢轨拉伸器、撞轨器、锯轨机、滚筒、轨温计、扭力扳手、工地钢轨焊接设备等。
三、钢轨位移观测桩设置应符合下列规定：
1位移观测桩应按设计设置。单元轨节起终点的位移观测桩宜与单元轨节焊接接头对应，纵向相错量不应大于30m。位移观测桩应与电务设备错开。
2位移观测桩应设置齐全、牢固可靠、易于观测和不易破坏。
3跨区间无缝线路的位移观测桩按里程递增方向顺序编号，编号方法为“×－×”横线前数字为单元轨节的顺序号，横线后为单元轨条内的桩号，编号均以阿拉伯数字标注，并在桩号右上方标“#”号。
4观测桩在区间埋设在路肩上，在站内站台侧可设置在站台墙上，观测桩距道床外侧和路肩边缘均应大于0.3m，当路肩宽度不足时，可埋于路肩中心。
5路基上位移观测桩埋设深度应符合设计要求。
6位移观测桩也可利用线路两侧的接触网基础（杆）、线路基标或在其他固定建筑物上设置。
7桥上位移观测桩可设置于桥梁固定支座附近稳固的桥面防撞墙上。标记必须稳固、耐久、可靠，便于观测。
8位移观测桩位置，编号及观测记录应列入竣工资料。
四、无缝线路锁定应具备下列条件：
1按设计要求已设置钢轨位移观测桩。
2施工轨温应在设计锁定轨温范围以内或以下时施工。
3有砟道床应达到初期稳定状态，轨道质量应符合本技术指南第10.3.13条规定。
五、无缝线路应力放散及锁定施工作业应符合下列规定：
1线路锁定前应掌握当地轨温变化规律，根据作业区段的时间间隔，选定锁定线路的最佳施工时间。
2测量轨温时，要对钢轨的不同位置进行多点测量，取其平均值。
3拆除待放散单元轨节的全部扣件，每隔（5～10）m垫入一个滚筒，每隔（300～500）m距离设置一台撞轨器。
4放散应力时，应每隔100m左右设一临时位移观测点观测钢轨的位移量，及时排除影响放散的障碍，达到应力放散均匀、彻底。
5在单元轨节的终端应设置一台拉伸器拉伸钢轨，必要时撞轨，使拉伸量传递均匀。钢轨拉伸器拉伸钢轨前，滚筒应按要求垫放到位。
6钢轨拉伸量由下式计算：
△L=α•L•△t
式中：△L――单元轨节拉伸量（ｍｍ）
α――钢轨线膨胀系数0.0118（mm/m•℃）
L――单元轨节长度（m）
△t――设计锁定轨温与锁定作业轨温之差(℃)。
7钢轨拉伸量达到计算值后，钢轨拉伸器保压，撤出滚筒，安装扣件，锁定线路。这时的锁定作业轨温加上钢轨拉伸换算轨温为实际锁定轨温。
8线路锁定后，应立即在钢轨上设置纵向位移观测的“零点”标记，按规定开始观测并记录钢轨位移情况。
9两股钢轨宜同步锁定，线路锁定后才能撤出钢轨拉伸器。
10拉伸器撤除后，已锁定单元轨节自由端会产生回缩量，下一单元轨节拉伸锁定时，应将该回缩量计入单元轨节拉伸量。
11锁定日期及实际锁定轨温应列入竣工资料。
六、无缝线路缓冲区设置作业应满足下列要求：
1缓冲区接头应方正，左右股轨端相错量不应大于40mm。
2缓冲区应与相邻单元轨节同时锁定，接头预留轨缝应符合设计规定，接头螺栓涂油，安装齐全，螺母扭矩应达到900N•m。
3缓冲区钢轨接头轨面及内侧工作边要求平齐，偏差不超过0.5mm。
七、无缝线路锁定应符合下列规定：
1无缝线路实际锁定轨温应控制在设计锁定轨温范围内。
2无缝线路锁定时应准确确定并记录锁定轨温。相邻单元轨节锁定轨温之差不应大于5℃，左右股锁定轨温之差不应大于3℃，同一区间内的单元轨节最高与最低锁定轨温之差不应大于10℃。
3胶垫应放正无缺损，扣件安装齐全，扣压力符合设计要求。
八、无缝线路有下列情况之一者，应重新放散调整应力后锁定线路，使其符合设计要求，并按实际锁定轨温及时修改有关技术资料和位移观测标记。
1实际锁定轨温超出设计锁定轨温范围。
2不符合本技术指南第16.5.7条第2款规定。
3固定区位移观测桩处最大位移量大于10mm或锁定轨温变化大于±5℃。
4因处理线路故障或施工改变了原锁定轨温，使之超出设计锁定轨温范围。
5施工时因故未按设计锁定轨温锁定线路。
九、无缝线路完工后，应备齐下列资料：
1平面布置图及配轨图表。
2铺轨日期、时间与实际锁定轨温记录。
3工地移动闪光焊机焊接记录表、铝热焊接记录表及工地钢轨焊接接头超声波探伤记录。
4无缝线路单元轨应力放散拉伸情况记录表。
5无缝线路纵向位移观测记录表。
6铺轨编号与焊缝编号对照表。
7无缝线路基本技术状况登记表。
8其他技术资料。铁路论文无缝线路应力放散施工组织-五星文库
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铁路论文无缝线路应力放散施工组织
导读：无缝线路的应力放散或调整，1、无缝线路的应力放散，“准”指重新锁定线路的锁定轨温要准确，长轨条任何一点的实际零应力轨温值，第二节无缝线路应力放散调整的方法，采用温度控制法放散应力，要封锁线路进行，施工单位要了解施工期间的气象情况，选择适合设计锁定轨温的时段要点施工，施工时要备用几对不同长度的合拢轨，首先恢复合拢端的轨枕扣件锁定线路，应组织撞轨调匀，线路全面重新锁定后，施工负责人应全面检查线路，
⑨低温铺设长轨条时，拉伸不到位或拉伸不均匀。
无缝线路的应力放散或调整，应遵循以下要求：
1、无缝线路的应力放散，必须做到匀、准、够。“匀”指放散后要实现温度力分布均匀；“准”指重新锁定线路的锁定轨温要准确；“够”指放散量要够、要到位。
2、重新设定的锁定轨温，长轨条任何一点的实际零应力轨温值，都应落在设计锁定轨温范围内。
3、放散时必须进行匀的检验，确认均匀之后才算完成放散作业，否则应进行调整，调匀为止。
4、原锁定轨温偏低的长轨条，放散时自然轨温不得高于设计锁定轨温之上限，原锁定轨温偏高的长轨条，放散时的自然轨温不得低于设计锁定轨温之下限。
无缝线路应力放散调整的方法
无缝线路的应力放散，应想方设法把轨下的阻力减小到最低限度，使长轨条得以自由伸缩。因此，应采取轨下支垫滚筒与撞轨相结合的方法进行。常用的放散方法有温度控制法、长度控制法两种。
1、温度控制法
温度控制法是在合适的轨温范围内，使钢轨自由伸缩，充分放散钢轨温度力，而后合拢锁定。
采用温度控制法放散应力，要封锁线路进行，而且要采取支垫滚筒与撞轨相结合的作业方法。施工单位要了解施工期间的气象情况，选择适合设计锁定轨温的时段要点施工。
施工时要备用几对不同长度的合拢轨，待放散的长轨条充分均匀伸长或收缩之后，立即挑选一对长度合适的合拢轨做好合拢。安装夹板上好螺栓，并按规定扭矩拧紧，首先恢复合拢端的轨枕扣件锁定线路，此时的轨
温即为放散后的锁定轨温。同时，全面恢复中间扣件，并分析位移观测情况，对位移异常的部位，应组织撞轨调匀。随即移至另股进行放散，待另股放散完毕，线路全面重新锁定后，施工负责人应全面检查线路，确认已恢复正常，方可开通线路。
2、长度控制法
长度控制放散法是根据已知长轨条的实际锁定轨温和计划锁定轨温，计算出计划放散量，这一放散就是放散时应该控制的放散长度。放散作业的合拢组，应按放散长度准备好合拢轨。扣件组沿长轨全长按规定适当拧松扣件螺母。撞轨组各就各位，按施工领导人下达的命令均衡施撞，合拢组注意观测轨端的伸长或缩短，到位后立即合拢，做好接头的连接工作，与此同时扣件组沿长轨条全长拧紧扣件，然后转移另股进行放散。此法的缺点是：其放散量是根据原锁定轨温算出的，准确程度取决于原锁定轨温是否准确，难以做到彻底地放散。最好在封锁线路条件下进行，并采用拉伸与撞轨相结合的方法进行。要点困难时，一般采用列车碾压法，列车限速45km/h通过放散工地，尽量顺列车方向碾压，单向顺重车方向碾压。放散作业与慢行同时开始。作业分准备作业、基本作业、整理作业三个阶段。
（1）准备作业
①现场调查；
②计算放散量及合拢轨长度；
③准备好施工机具及材料，如合拢轨、长孔夹板、短轨头、通讯设备； ④清除影响钢轨伸缩的障碍物；
⑤做好施工组织安排。
（2）基本作业
①根据施工慢行计划和车站下达的指令，按时设好施工防护，列车按45km/h慢行；
②利用列车与温度的共同作用，或适当配合撞轨，克服线路阻力，放散钢轨温度应力；
③设专人测量轨温，每10min测一次，放散时的轨温，若放散为缩短，可略低于设计锁定轨温之下限；若放散为伸长，可略高于设计锁定轨温之上限，但以不超过5℃为限；
④被放散的长轨条始端（固定端）缓冲区及始端50m之扣件要认真按规定拧紧；
⑤沿长轨条每50m设一处位移观测点；
⑥除固定端外，要将扣件螺母拧松，使螺母扭矩松到40―50Nm；
⑦要点更换合拢轨和长孔夹板，安放短轨头及固定螺栓，放散时按钢轨放散量的变化依次更换相应的短轨头，直至合拢；
⑧合拢后要点更换标准夹板，并按900Nm的扭矩拧紧螺母，同时全面拧紧中间扣件螺母；
⑨确认线路恢复正常状态后，取消慢行，列车恢复正常速度；
⑩核定锁定轨温。
（3）整理作业
①测量各观测点位移，分析是否均匀；
②列车以正常速度通过后，按规定标准再全面复拧扣件及夹板螺栓的螺母一遍；
③整理道床，恢复设计标准；
④重新设定位移观测的零点标记；
⑤全面测量测标的初始读数，并以之校核锁定轨温。
3、应力调整
无缝线路固定区钢轨温度力的分布，在理论上是均匀一致的。但在换轨过程中，轨温可能由低向高变化，或由高向低变化，自然形成温度力分
布的不均。在运营中因局部爬行、列车制动，以及一些特殊部位，如桥头、道口、曲线头尾等，容易形成温度力峰的地段，均匀通过应力调整来解决均匀的问题。
在整个固定区进行应力调整时，可将单元长轨条的两端各50―100m及缓冲区的扣件按规定扭矩全部复紧，固定区的扣件全部按60―80Nm拧松。如某一局部调整，则只松局部扣件，同时拧紧其前后各50m的扣件。经通过列车的碾压、振动和温度升降的共同作用，实现应力的调整。调整后按规定标准复紧被松动扣件。
综上所述，长度控制法放散应力，归纳起来有三种作法：一是列车碾压放散，列车慢行通过；二是封锁线路撞轨放散；三是封锁线路拉伸与撞轨相结合放散法。
三种作法的作业程序基本相似。只是封锁线路时，则无需长孔夹板及短轨头等，放散量到位 直接用夹板螺栓连接锁定。拉伸放散时，拉伸器由合拢组掌握。
4、放散量的计算
为实现应力放散，就要使钢轨能够自由伸缩，把被约束的长度放散出来，放散长度或称放散量的计算公式如下：
放散量=0.0118×（计划锁定轨温-原锁定轨温）×轨条长度（m）
轨条长度指的是要放散的那一部分的钢轨长度。计划锁定轨温指的是钢轨温度力放散后，按计划要求重新锁定线路的轨温。
无缝线路应力放散作业指导书
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