钢轨的温度和锁定轨温

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2020年5月10日00:50:25
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(1)钢轨的温度

随着气温的变化,轨温也随之变化,轨温与气温的关系受当地的地形、风速、季节、天气等影响。

在夏季,由于太阳辐射热的作用,一般轨温比气温高10 °C~20 °C,在冬季,气温较低,气温与轨温大致相同。设计无缝线路时,一般规定,最高轨温等于气温加20 °C,最低轨温等于最低气温。中间轨温是最高轨温和最低轨温的平均值。

线路上的钢轨由于背阴状况、太阳直射与否等等的影响,轨顶、轨腰和轨底的温度可能都有差别,同一股钢轨不同位置也有不同,因此,在测量轨温时,要多测几个位置,然后取其平均值。
由于大自然气候变化的影响,上表关于轨温的历史资料只能作为参节。

(2)锁定轨温

在无缝线路长轨条始端至终各端全部落槽的条件下,将两端钢轨接头联结零件和所有扣件全部紧固的过程称为锁定。

无缝线路长轨条在锁定的过程中所测得的轨温,称为锁定轨温。

由于长轨条全部锁定的操作,有一个时间过程,所以,铺设 无缝线路时把扣件开始紧固至紧固结束,分三次测量轨温取平均值作为锁定轨温。

当长轨条锁定时,实测轨温就基本是它的锁定轨温此时钢轨完全处于自由状态,既没有受到拉力,也没有受到压力,钢轨内部的内应力为零。因此,对锁定轨温也可以这样描述:

无缝线路的锁定轨温是指长轨条温度应力状态为零时的轨温或称零应力轨温。

无缝线路长轨条,不是在任何轨温条件下都能够锁定的,为防止长轨条在严冬季节不出现过大的拉应力,在炎夏季节不出现过大的压应力而危害设备安全,无缝线路的锁定轨温必须按照温度力的原理进行设计,通常取当地的中间轨温作为锁定轨温的设计值。

铺设无缝线路时,传统的施工方法是在一切准备工作完全就绪的情况下,等待轨温的变化,当轨温达到或接近设计锁定轨温时进行立即锁定。这种方法固然可行,但常常受到自然条件的限制。气温的变化无常,导致轨温的变化无常,锁定轨温的机遇必然受到极大的影响。

现代轨道施工,一般采用拉伸锁定法。

在施工轨温低于设计锁定轨温时,计算施工轨温与设计锁定轨温之间的温差,然后计算本长轨条在获得此温差后的伸长量,这样,就不需要等待设计轨温时间的到来,而是通过机械手段,将长轨条强行拉伸至计划长度,而进行锁定,因为等待长轨条升温后的伸长量与人为强行拉伸时的伸长量是车值,完全可以认为,此时钢轨的锁定轨温就是设计锁定轨温。

根据这样的施工方法,只要是在施工轨温低于设计轨温的任何季节,或一个工作日的任何时间,都可以通过拉伸法对无缝线路进行锁定,可以大大提高施工效率。

当然,当施工轨温高于设计轨温,这种方法是不行的,必须择日进行。

拉伸锁定法,应使用滚简,将全线钢轨架起,然后进行拉伸,这样,整个长轨条内部的应力完全均匀,拉伸的长度是严格按照设计轨温进行计算的,从而,锁定轨温相对比传统施工法准确。

由于胀轨的威胁远远大于断轨的威胁,所以,无缝线路必须锁定在中间轨温略高的范围。有的设计部门,把无缝线路的设计轨温确定在20°C~24 °C,实际上是很不安全的。

超长无缝线路的锁定是一个难题,但我们完全可以剖析超长无缝线路形成的过程,从而制定分步锁定的办法。

第一步:根据长轨列车的条件,通过工厂焊接或基地焊接的方式,将25 m标准轨焊接成100~250 m长度的长轨条。

第二步:将长轨条通过长轨列车运印现场,使用工地小型气压焊的方式,将长轨条焊接。

第三步:以每公里长度划分为一个轨节单元,按工地焊接的进度,每单元轨节进行拉伸锁定。

引用文献:

石蝾,司宝华,何越磊主编. 《城市轨道交通工务管理 高等学校城市轨道交通系列教材》[M]. 2008

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