[线路知识]铁路线路阻力:钢轨接头阻力

1.接头阻力的定义

在钢轨接头处，两根钢轨端部由夹板通过螺栓和螺帽拧紧，由此产生的阻止钢轨端部伸缩变化的摩阻力称为接头扣件阻力，简称接头阻力。

2.接头阻力的组成

接头阻力由钢轨与夹板之间的摩阻力和螺栓抗剪力组成，为了确保安全，只考虑摩阻力。

3.接头阻力的计算

夹板受力图

摩阻力大小主要取决于接头螺栓拉力P和钢轨与夹板接触面之间的摩擦系数f。接头螺栓拧紧后，螺栓产生拉力P，在上、下接触面上有分力，使接触面之间产生摩擦力F和正压力N, N和F的合力称为全约束反力R，即

R=F+N

由上图可知，全约束反力R与螺栓拉力P之间的关系为

式中

P——一个螺栓被拧紧后产生的拉力( kN );

a—— 夹板接触面(或轨底顶面)倾角，tan a=i ；

φ——摩擦角;

i——轨底顶面接触面斜率，43、60 kg/m钢轨i=1/3；50、75 kg/m钢轨i=1/4。

每个接触面间产生的摩擦阻力F为

接头的两块夹板与钢轨有4个接触面，一个螺栓所对应的4个接触面上产生的摩阻力S为

接头一端有3个螺栓，因此，总接头阻力为

（式5）

螺栓拉力P取决于拧紧螺母的扭矩，扭矩T与P的关系用经验公式表示为

T= K·D·P

（式6）

式中

T——接头螺栓扭矩 (N·m)；

P——螺栓拉力(kN)；

D——螺栓螺杆部分的直径 ( mm )；

K—— 扭矩系数，K=0.18~ 0.23。

5.接头阻力的建议值

北京交通大学通过大量试验，测得在不同技术条件下钢轨的接头阻力值，并根据试验分析结果，提出表中所示的建议值。

表1 接头螺栓的扭力矩与接头阻力

近年来，一些铁路局还研制了高摩擦阻力的接头(又称MG接头)。该接头的最高接头阻力可达1900kN,平顺性和整体性好，对抵抗钢轨纵向温度力有足够的强度。

文章来源：

本文摘抄由刘兴文主编的《铁路轨道》2011年版