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艮东联络线铺设无缝线路设计分析

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摘要:通过轨道强度和轨道稳定性的计算,分析艮东联络线中小半径曲线地段是否具备铺设无缝线路的技术条件,提出半径350m曲线地段铺设有缝线路、半径450m曲线地段铺设无缝线路的设计方案。

关键词:小半径曲线;无缝线路;轨道强度;轨道稳定性

随着铁路高速化、重载化的发展,无缝线路技术日益成熟,无缝线路的作用越来越重要,无缝线路已逐步取代普通有缝线路。无缝线路与普通线路相比,不仅消灭了大量的钢轨接头和接头病害,节省了大量的接头零件和线路维修养护的工作量,而且减少了列车车轮对接头处钢轨的撞击,使列车运行更平稳,降低了噪声,同时又延长了线路设备、机车车辆的使用年限和维修周期,因此无缝线路是线路大修改造的优先选择。但是无缝线路钢轨内部随着轨温的变化会产生巨大的温度压力,温度压力的存在会对无缝线路的轨道稳定性造成影响。因此铺设无缝线路时应根据具体情况对轨道强度和轨道稳定性进行计算,以判断线路是否具备铺设无缝线路条件。本文主要针对艮东联络线小半径曲线地段是否能够铺设无缝线路进行强度和稳定性计算分析。

1线路概况

艮东联络线位于浙江省杭州地区,南起杭州东站普速场,北至艮山门线路所,是连接杭州东站的一条重要联络线,电气化线路。该线路有曲线5条,曲线半径分别为350m、350m、450m、1100m、1400m;桥梁6座,其中带护轨桥2座;线路上轨枕以Ⅱ、XⅡ型铪枕为主,桥梁区段为Ⅱ型或XⅢ型铪桥枕,轨枕配置:Ⅱ型枕地段为1760根/km,Ⅲ型枕地段为1667根/km;扣件类型为Ⅱ型弹条扣件;碎石道床,道床肩宽0.4m,碴肩无堆高。

2轨道强度和稳定性计算

2.1强度计算

为防止钢轨断裂,无缝线路钢轨应具有足够的强度。无缝线路强度计算的要求:在列车动力作用下,要求钢轨所承受的各种应力的总和不超过规定的容许值。即长钢轨的动弯应力、温度应力及其他附加应力的总和不超过钢轨的容许应力。

2.2稳定性计算

无缝线路得最大特点是夏季高温季节在钢轨内部存在巨大的温度压力,容易引起轨道横向变形。在列车动力或人工作业等干扰下,轨道弯曲变形有时会突然增大,这一现象常称为胀轨跑道(也称膨曲),理论上称为丧失稳定。无缝线路稳定性计算的主要目的就是研究轨道膨曲的发生规律,分析其产生的力学条件,计算出保证线路稳定的允许温度压力,防止无缝线路失稳。

3铺设无缝线路分析

查表可知杭州地区最高轨温为62.1℃,最低轨温为-10.5℃。该地区能否铺设无缝线路,主要决定于轨道的允许温升[△Tu]与允许温降[△Td]之和是否大于该地区的年轨温变化幅度。

4无缝线路前期整治

无缝线路铺设前,应对线路进行综合整治,以满足铺设条件。要求路基稳定,无道床翻浆、路基冒浆,线路排水状态良好;补充道床石碴,道床应保持饱满、均匀和整齐,道床顶面宽度应达到3.4m,R≤600m曲线外侧道床应加宽0.1m,碴肩堆高0.15m,边坡坡度1:1.75;更换线路上的失效轨枕,对锈蚀严重及失效的螺杆进行改锚。

5结论及建议

(1)R=450m小半径曲线上铺设无缝线路,由于允许温差值较小,建议采取补强措施,以提高该曲线地段线路的稳定性。一是提高道床的横向阻力。该曲线地段Ⅱ型铪枕应增加配置数量至每千米1840根;采用一级碎石道碴,道床横断面尺寸应符合《铁路线路修理规则》中道床顶面宽度及边坡坡度的规定。二是提高轨道整体框架刚度。铺设无缝线路时,在曲线上设置一定数量的绝缘轨距拉杆,建议每隔5m设置一根。

(2)高温季节应加强对小半径曲线地段无缝线路的监护,建议在曲线头尾增设位移观测桩,加强线路位移观测。

(3)从延长钢轨维修周期,节约维修成本角度出发,该曲线宜铺设全长淬火钢轨。

(4)在铺设无缝线路时,应严格按照设计锁定轨温幅度范围进行施工。对于超长轨条相邻单元轨节的锁定轨温差不得超过5℃,左右股锁定轨温差不得超过5℃,整根超长轨条内锁定轨节的最高、最低锁定轨温差不得超过10℃。

作者:黄兵 单位:上海铁路局工务处

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