您当前的位置: 首页>> 轨道前沿>> 先进技术
高速铁路设备系列介绍之四——从“无缝线路”原理看高速铁路设备:
时间:2015-04-17  点击量:

 

过去,人们在修筑铁路时,因热胀冷缩现象,为解决钢轨在热胀冷缩时产生的伸缩力,在钢轨接头处都留有一道轨缝,让它有出逃的地方。但一道道接头、轨缝,不仅使列车运行时,产生恼人的“咯噔咔哒”声,而且还造成车轮与钢轨的撞击,缩短设备的使用寿命,影响列车快速安全运行。 
 
如何消灭在铁路线上接头、轨缝? 关键在于解决钢轨在热胀冷缩时产生的伸缩力。按照牛顿作用与反作用原理,人们设想:必须采用强大的线路阻力拉住钢轨的伸缩力,限制钢轨的自由伸缩就能达到锁定轨道目标,来解决钢轨热胀冷缩时产生的伸缩力,来消灭轨道中接头、轨缝。
 
好的理论是实施的指南。所谓无逢线路是钢轨长度在1000m以上,这种轨道是被“锁定”着的,当轨温变化时,钢轨不能自由伸缩,在内部产生一种力,称为温度力。夏天轨温升高,钢轨欲伸长,但因受阻力影响而不能实现,从而转化为压应变,在钢轨内部产生压应力。冬季轨温降低,钢轨欲收缩,但因受阻力影响而不能实现,从而转化为拉应变,在钢轨内部产生拉应力。这就是无缝线路区别于一般线路的根本特点。 
 
“无缝线路”的工艺,实际上是把不钻孔、不淬火的一般只有 12.5 m或25 m长的标准钢轨,在基地工厂用气压焊或接触焊的办法,焊成200m到500m的长轨(现场称轨条),然后运到铺轨地点,焊接成1000m到2000m的长度,铺到线路上再焊接就成为一段段无缝线路。为保证不使钢轨因气温变化自由伸缩,一般采用钢轨联接零件和防爬设备把它们强制性"锁定"在轨枕上。使相当长的一段线路上消灭了钢轨接头,并实现了具有行车平稳、降低维修费用、延长设备使用寿命、适合于高速行车等优点的一种新型线路结构的线路,是铁路轨道现代化的一项重要技术措施,也是当前高速、重载铁路的必需条件,在许多国家得到了广泛应用。我国广大铁路员工早从1957年开始研试,1958年后实施应用,并在在全国许多铁路干线铺设了4000多公里,尤其在武汉、南京长江大桥上也进行了铺设。为此,在设计、铺设、维修及钢轨的焊接、运输等方面都积累了许多宝贵经验。 
 
理论计算和运营实践表明:无缝线路内部的温度力的大小与轨温的变化幅度成正比关系,而与钢轨的长度无关。所以,在一定的温度变化条件下,只要轨道的强度与稳定能够得到保证,无缝线路的长度可以不受限制。但在实际应用中,考虑到自动闭塞区段绝缘接头的设置,桥梁、隧道、道岔的衔接及施工、维修的方便,无缝线路的长度一般为1~2km,两端还铺有短轨作为“缓冲区”,致使此种无缝线路中尚有10%左右的有缝线路。无缝线路铺设关键在于锁定轨温。即,将焊接长钢轨铺在轨枕上,并予以锁定时的钢轨温度。当钢轨全部被锁定时,钢轨内部的温度应力等于零,所以又称“零应力轨温”。选择锁定轨温的原则是以冬季钢轨不折断,夏季不发生涨轨跑道,并根据各个地区的轨温变化情况进行检算和调整,一般以高于本地区的中间轨温比较适宜。例如,中国北京地区最高轨温为62.6℃,最低轨温为-22.8℃,中间轨温就是19.9℃,而设计锁定轨温一般采用24℃。每一根焊接长钢轨的锁定轨温各不相同,必须如实记录,作为技术资料,以便今后计算轨温升降变化幅度时的依据。 
 
 随着列车轴重和速度的增加,高速铁路的大力发展,对轨道线路平顺性的要求也相应提高。因此,延长无缝线路轨条的长度成为各国无缝线路的发展趋势。这些就必须迫切解决胶接绝缘接头技术的问题,桥上无缝线路及无缝道岔设计理论问题,以及无缝线路施工方法与机具的改进等问题,才可能使无缝线路的长轨条得以延长,达到几十、上百公里的超长轨节无缝线路。这种线路有的从一个车站端部到另一个车站端部称为区间无缝线路;有的线路穿行车站、跨越桥隧、采用无缝道岔,称为跨区间无缝线路。为了实现这种超长的无缝线路,就必须采用一系列的先进技术措施:如绝缘接头铺设高强度胶接绝缘接头;道岔焊成无缝道岔;采用重型轨道结构等等办法。详细内容须待以后一一叙述

顶部】 【关闭
山东交通学院轨道交通学院-济南市长清区大学科技园海棠路5001号|管理员入口
电话-80683960,邮编-250357-邮箱jingjix@163.com
Powered by PageAdmin CMS