无缝线路

无缝线路由于消灭了大量钢轨接头，因而具有行车平衡，机车车辆及轨道维修费用低，使用寿命长等优点，是铁路轨道现代化的主要内容之一。但要充分发挥它的优越性，必须同时满足强度和稳定性方面的设计要求。

温度应力及温度力　

钢轨热胀冷缩，在无缝线路上，焊接长钢轨每单位长度的自由伸缩量等于线膨胀系数及轨温变化幅度的乘积。焊接长钢轨一经“锁定”，自由伸缩就受到两端接头阻力及沿线道床阻力的抵抗而不能实现或不能全部实现。此时，未能实现的自由伸缩将转化为数值相等但方向相反的温度应变＝，从而在钢轨内部产生温度应力＝和温度力＝（为钢的弹性模量；为钢轨截面积）。夏季轨温升高，钢轨势必伸长，但因不能实现而转化为压应变，在钢轨内部产生压应力。冬季轨温降低，钢轨势必缩短，但因不能实现而转化为拉应变，在钢轨内部产生拉应力。这种因轨温变化而引起的应力称温度应力，而作用于钢轨截面上的力称温度力。

铺轨轨温及锁定轨温　

最适宜于铺设焊接长钢轨的轨温称铺轨轨温。因为在铺轨过程中，轨温可能有波动，所以确定铺轨轨温时，容许有一个上下波动范围。锁定轨温,也称无应力轨温,是在焊接长钢轨铺设完毕，上紧扣件，装好防爬设备及接头夹板时的轨温。它必须在铺轨轨温的容许波动范围内。锁定轨温一般应略高于当地最高轨温与最低轨温的平均值，防止酷暑季节钢轨温度压力过大，从而减少无缝线路胀轨跑道的潜在危险。当地最高轨温一般要高出最高气温20C，而最低轨温则大致与最低气温相等。锁定轨温是计算轨温变化幅度的依据，必须详实记录，妥善保存，如因线路作业引起变化，应及时更正。

伸缩区、固定区和缓冲区　

焊接长钢轨两端的接头阻力是一个集中力，而沿线道床阻力则是一个分布力，如道床纵向阻力以每米钢轨的阻力（千牛/米）表示，则在离轨端处，两者之和为+。此值随的增大而增大,如焊接长钢轨的长度为，其最大值可达+/2。但是，当地的最高轨温总是有限的，因而最大轨温变化幅度[max1]也将是有限的。所以,要平衡由此而产生的最大温度力[max1]＝[max1],并不需要动用焊接长钢轨上的全部道床阻力,而只要动用靠近轨端长度为的一部分就可以了。此时，温度力和阻力的平衡式为[max1]＝+，由此求取的值。在范围内一部分自由伸缩由于接头阻力及道床阻力的限制而不能实现，从而出现不同程度的限制伸缩。这一区域称为伸缩区。两端伸缩区以外的中间部分，全部自由伸缩被限制，因而处于完全固定的状态，这一区域称为固定区。由此可见，无缝线路上最大温度力出现在固定区，它仅与钢轨的最大轨温变化幅度有关。从理论上说，焊接长钢轨的长度可以不受任何限制，但实际铺设时还应当考虑其他方面的因素。例如，在两个自动闭塞区分界处，长钢轨要断开，以便安装绝缘接头；而在接近车站两端道岔群时，也要把长钢轨中断，以利道岔的养护和维修。在焊接长钢轨中断处，应设缓冲区。缓冲区由2～4或更多根标准钢轨组成。目的是便于调整轨缝，放散应力和修理及更换绝缘接头和道岔。

强度及稳定性　

为防止钢轨断裂，无缝线路应具有足够的强度。无缝线路强度计算的要求是：在列车动力作用下，焊接长钢轨所受的弯曲应力、温度应力及制动力的总和，不超过钢轨钢料的容许应力。

无缝线路除满足强度要求外，还必须满足稳定性要求。实践和理论表明，无缝线路在垂直面上臌曲的可能性是很小的，胀轨跑道总是在水平面上发生，首先在轨道的原始弯曲处开始。当轨温不高,温度压力不大时,轨道的臌曲变形极小;随着轨温及温度压力的继续增大,轨道变形将随之逐渐增加，但不会引起突然破坏；一旦温度压力升高到某一临界值后,如压力稍有增大或受外力干扰时，轨道变形就会突然急剧增加，终于导致稳定性的完全丧失。轨道臌曲的渐变阶段称为胀轨。突变阶段称为跑道。

无缝线路的稳定问题是一个力学平衡问题。平衡因素以温度压力和轨道原始弯曲为一方，轨道框架刚度和道床横向阻力为另一方。前者为破坏稳定的因素，后者为保持稳定的因素,无缝线路的稳定与否,就是双方消长变化的结果。保证无缝线路稳定的基本要求在于尽可能地增加其保持稳定的因素，减少其破坏稳定的因素。主要措施有：提高无缝线路的轨道框架刚度，即采用重型钢轨、混凝土轨枕及强力扣件；提高道床横向阻力；保持线路方向良好；消灭钢轨硬弯，力求焊缝平直；保证路基无翻浆下沉等病害。

用长轨铺设的铁路线路。通常使用的标准钢轨长度为12.5米和25米两种。把10根或20根标准钢轨先在工厂焊接成125－250米的钢轨，再用特别编组的运轨车运到铺设工地，焊接成1000－2000米的长轨铺设在线路上，就成为无缝线路。

　　我们铺设的无缝线路有三种形式，普通无缝线路、区间 无缝线路、跨区间无缝线路。大家知道无缝线路最短是多 少？资料上说无缝线路钢轨焊接长度至少 300m,我们应该从 设计上去理解，固定区最短长度是 50m，单元轨节的长度多 长合适呢？好像没有规定，我想应该从铺设、作业的手段和 能力方面去考虑，比如说一个施工封闭点采用铺轨小车铺 设，封闭时间长、铺设能力也有，轨条就自然铺设的长，但 是轨温不合适需要放散，我想目前各单位的能力若想将 2km 的单元放散达到应力一致尚有难度，所以说这也是一个课 题，近些年来个单位也提出了一些先进的作业方法和研制了 一些先进的作业机具，比方说局部放散、振动放散、应力测 试仪、振动放散机等等，局部放散在路局的管理细则中有这 方面的内容，初始位移的概念、观测桩的复标方法，在铺设 超长无缝线路过程中各单位针对自己的实际后出现了很多 新成果。 3．基本原理 ⑴．与温度相关的几个概念 轨温、锁定轨温、设计锁定轨温、实际锁定轨温、最高 轨温、最低轨温、中和温度、允许温升、允许温降 气温与轨温的关系 a. 夏季太阳直射最高轨温一般高于同一地点的气 温 10-20℃，最高轨温出现在 13-14 点，持续 1

小时左右。 b. 冬季最低轨温于同一地点最

　　度月份生产任务计划时，对无缝线路地段要突 出以下五项重点工作，即： （1）加强线路锁定，提高线路框 架的阻力； （2）整修轨道几何尺寸，特别是拨正线路方向； （3）消灭钢轨硬弯和空吊板； （4）清筛不洁道床； （5）综 合整治钢轨接头和焊缝，全面修理钢轨。 无缝线路应根据季节特点、锁定轨温和线路状态合理安 排全年维修计划。一般在气温较低的季节，安排锁定轨温较 低或薄弱地段进行综合维修；气温较高的季节，安排锁定轨 温较高地段进行综合维修。 高温季节应不安排综合维修和影响线路稳定的作业。如 必须进行综合维修或成段保养时，应有计划地先放散后作 业，以后要在设计锁定轨温范围内，重新做好放散和锁定线 路工作。其它保养和临时补修，可采取调整作业时间的办法进 行。 现在出现了一个新的问题， 天窗点内作业没有办法调整 作业时间，且天窗点位于高温时段，这个问题无法解决。 无缝线路综合维修计划，以单元轨条为单位安排作业。 遇有跨工区的单元轨条时，属于同一领工区管辖范围内的应 由领工区协调安排，属于不同领工区的应由段协调安排。 大桥上、隧道内、曲线、大坡道等薄弱地段的无缝线路 综合维修，应尽量安排在一个工作日或短期内连续完成。 无缝线路保养工作应根据其特点适时安排作业项目，确 保无缝线路设备质量经常处于均衡良好和受控状态。

　　青藏铁路开工建设以来首条无缝线路焊接生产线近日在南山口建成投入使用，标志着“青藏线无缝线路关键技术”取得突破性进展，青藏铁路格拉段配套工程将全面展开。焊轨厂以每天1.5公里的焊轨速度开展工作，并且在纳赤台至玉珠峰23.85公里实验地段投入使用无缝钢轨，为明后两年内青藏铁路格拉段大区段铺设无缝线路奠定良好基础。

无缝线路的优点是接头比普通线路大大减少，不仅节省了大量的接头零件和线路维修工作量，而且减少列车的接缝震动，运行平稳，降低噪声。另一方面，由于减少了在接头处的振动，又能延长线路设备和机车车辆的使用年限。因此，是现代铁道发展的方向。

无缝线路能否正常使用的中心问题是如何控制因气温变化所产生的热胀冷缩现象。为了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。这样就产生了钢轨内的伸长力或缩短力，统称温度力。为了减少温度力，通常采用铁路所在地区的最高气温与最低气温平均值的季节来进行锁定，使钢轨的温度力减少到最低限度。

无缝线路是20世纪30年代开始出现的，但在50年代初期才真正得到发展。现在世界各国无缝线路已超过20万公里，约占世界铁路总长的20%。中国无缝线路是1958年开始铺设的，到1980年底铺里程已达8000多公里，约占正式营业里程的16%。可以预见无缝线路这一新型轨道结构必将得到不断发展。

超长无缝线路的铺设是以单元轨条为一段依次分段焊连施工的。焊连时保证锁定轨温不超限（在设计中和轨温范围）是关键。所以根据施工作业轨温和施工条件一般有两种施工方法，一种叫"连入法"，一种叫"插入法"。

连入法

采用连入法施工时，是在一个天窗时间内把要铺设的单元轨条始端用焊接法与前一天铺设的单元轨条终端焊连，铺设时同时焊接同时放散，做到一步到位。也就是说，在认为锁定轨温相符的条件下，新轨引进换轨车龙门之后，换轨车边前进边进行长轨条的始端焊接。这种施工组织难度较大，一般适用于封闭线路铺设和轨温变化不大，与锁定轨温相同的条件。

插入法

是在一个天窗内，与铺设普通无缝线路一样，在两单元轨条之间设一根缓冲轨（长度不短于6m）。而在另一个天窗时间取出缓冲轨，插入经计算确定的轨长放散应力，然后进行最终焊接。第二次焊接作业，可以选在正在铺设新轨区间或相邻区间铺设新单元轨条时的同一个天窗内来进行。作业地点间隔以相互施工不发生影响，最好不小于三个单元轨条长。这种施工方法原则上可以任意轨温下铺设，施工难度较小，容易做到温度力均匀，符合设计中和轨温要求。

超长无缝线路的基本原理与普通无缝线路相同，因此，普通无缝线路的一切养护维修办法，都适用于超长无缝线路。但超长无缝线路因其轨条特长，也有一些不同于普通无缝线路的特点。

超长无缝线路一经锁定，其锁定状况，因其超长而不易改变。例如，锁定轨温不准、轴向力分布不均时，只能进行局部调整，几乎无法进行整体放散。因此，"锁定轨温要准"对超长无缝线路来说格外重要。为此，必须做好：

跟踪监控。大修换轨时，工务段要派遣分管无缝线路的技术人员，对施工中锁定轨温的设置实行跟踪监控。施工单位确定的锁定轨温之依据是否可靠；新轨的入槽轨温和落槽轨温的测定是否准确适时；低温拉伸时，其拉伸温差和拉伸量的核定是否无误，拉伸是否均匀等等，都要认真监视、检查和记录。

严格验收。工程验交时，有关记录锁定轨温的资料，必须齐全，同时要一一查对核实，如有疑问必须核查清楚。

最终复核。工程验交以后，工务段要对验交区段的轨长表顶进行一次取标测量，去掉可疑点，算出各分段的锁定轨温值。而后将跟踪监控、交验资料、取标测算三方面的情况进行一次最终核查，将查定的锁定轨温作为日后管理的依据。

日常监测。在日常管理中，要对爬行观测桩和轨长标定的设标点进行定期观测，并互相核对。如发现两观测桩之间有位移，则进一步对两观测桩之间的设标点进行取标测量，详查发生位移的实际段落所在。核定后进行局部应力调正，使之均匀。

长钢轨的焊接工作在焊轨厂的接触焊接机上进行。整个焊接工作包括配轨、调直、轨端处理、焊接、清除焊瘤、正火、研磨、矫直及探伤等一系列工艺过程。焊接好的长钢轨由存轨站台装上专用运轨列车后直接驶往铺轨地点。到达工地后，长钢轨从运轨列车最后一辆卸轨车的左右导向滑槽中引出，分别卸在线路轨道的两侧。然后把长钢轨按设计要求在现场用铝热焊焊接成规定的设计长度。

最后在规定的铺轨轨温范围内，把旧的标准钢轨换成新的焊接长钢轨。换轨工作用轨道车牵引的两台换轨小车进行。第一台小车抬新轨、走旧轨，将新轨换入旧轨已被拆除的混凝土轨枕承轨台上。第二台小车抬旧轨、走新轨，将已拆除的旧轨送入轨道的道心。两台小车相距约20米，这样，被抬起的新旧钢轨呈横8字图形随小车向前移动而连续更换。无缝线路在养护维修方面，有其一定的特殊要求。首先，无缝线路必须按轨温进行线路作业。轨温超过或低于锁定轨温20严禁进行一切维修作业。作业过程中要做到不破坏或少破坏道床阻力。同时要根据无缝线路的特点，合理安排作业计划和顺序，确保线路稳定。无缝线路的断轨和胀轨跑道，对行车安全威胁极大，必须事前采取各种有效的预防措施，并在事故发生后，按规章进行及时的处理。

　　桥上无缝线路是无缝线路的一种特殊形式。铺设无缝线路的桥梁，以中跨上承式简支梁桥居多。桥上无缝线路的特点是梁因温度变化而伸缩，并受列车荷载作用而挠曲，致使焊接长钢轨除承受因轨温变化而产生的温度力外，还承受由梁传来的伸缩附加力和挠曲附加力。同时，这两种附加力也反作用于梁并传递到支座和墩台上。在一般情况下，桥梁均位于无缝线路的固定区，且相邻桥梁的固定支座及活动支座位于同一桥墩上。为减小桥梁和焊接长钢轨之间的相互作用力，在无碴桥上通常可采用不同松紧的扣件布置系列，以降低桥上的扣件阻力。计算焊接长钢轨的伸缩附加力时，以一年内一日间可能出现的最大梁温度差作计算依据。因为伸缩附加力和挠曲附加力可以互相放散，计算时不需要进行叠加，只要选取其中最不利者作为焊接长钢轨的附加力，进行强度检算即可。

强制性保养要与大中修进度紧密衔接。以机捣、夯拍为 主要作业手段，尽快稳定线路，整治好几何不平顺，恢复道 床阻力。 季节性保养内容如下： 季节性保养内容如下 春季：应力放散和调整；均匀调整缓冲区轨缝；焊复处 理插入短轨；综合整治接头病害；全面复紧扣件；撤出超厚 垫板、整治几何尺寸超限；打磨轨端飞边；检查和整修不良 绝缘接头。 夏季：扣件点油；补充均匀石碴；夯拍道床；矫直钢轨 硬弯；疏通路基排水设备；整治翻浆冒泥；打磨焊补钢轨， 保持轨面平顺， 。

秋季：放散、调整锁定轨温较高地段；对重伤和断轨处 所做好焊复永久处理；加固处理伤损钢轨；加强防爬锁定， 调整均匀缓冲区轨缝；复紧接头螺栓和扣件，检查和整修不 良绝缘接头。 冬季：加强钢轨检查，及时处理伤损钢轨；综合整治换 冲区接头病害，适时消除大轨缝。 5.作业要求 5.作业要求 维修作业基本原则： 维修作业基本原则： ⑴无缝线路钢轨一旦在设计锁温范围内锁定，则养护维 修作业时不应改变其锁定轨温。 ⑵原锁定轨温一旦变动或与设计锁定轨温范围不符时， 应进行应力放散，重新锁定，恢复原锁定轨温。 ⑶安排养护维修工、断轨记录与分析； 九、切割点的设置及人员、机具配备； 十、按时完成胀轨、断轨、放散、调整等各种技术 资料的分析上报工作。 养路领工区(领工员) 养路领工区(领工员) 领工员每季对无缝线路进行一次位移观测分析，掌 握管内无缝线路技术状态和实际锁温变化情况。 按时添乘机车，经常检查和掌握设备质量变化情 况，对锁定轨温不符合要求，线路爬行超限、方向不良

处所、螺栓扭矩不足、石碴缺少等问题等，及时查明原 因，制定整修措施，组织工区落实。 根据季节特点做好无缝线路应力放散、调整、钢轨 检查、调整轨缝以及防断、防胀演练工作。 深入现场检查工区的技术管理和作业情况，发现问 题采取相应措施限期整改。 领工区掌握以下技术管理资料。 一、无缝线路设备示意图及技术卡片。 二、位移观测分析资料。 三、防胀、防断措施。 四、胀轨、断轨分析记录。 五、应力放散、调整及断轨焊复资料。 养路工区（工长） 养路工区（工长） 工长每月对无缝线路进行一次位移观测分析，掌握 管内无缝线路技术状态和实际锁温变化情况，填写实际 锁定轨温揭示牌。 熟悉掌握管内情况，对重点病害及时进行整修，使 锁定轨温、线路方向、螺栓扭矩、道床断面等经常处于 良好状态。 对每日维修养护工作安排，要明确作业地点、作业 项目、实际锁定轨温及作业要求。每日作业后，组织工 人按照“两清三测四不超”的要求，进行对规。

对大中修施工和应力放散调整地段，工长应及时修 正技术资料。 遇有胀轨、断轨时，应按规定设置防护，立即通知 有关单位，迅速进行抢修，并及时将胀轨、断轨情况报 领工区。 养路工区要掌握以下技术管理资料： 一、管内无缝线路设备示意图； 二、无缝线路技术卡片； 三、无缝线路长钢轨位移观测记录簿； 四、实际锁温计算表； 五、无缝线路实际锁定轨温揭示牌； 六、无缝线路作业日记； 七、无缝线路胀轨情况登记表； 八、无缝线路焊接接头折断登记表； 九、无缝线路应力放散及应力调整实况表； 十、无缝线路破底中修位移观测记录； 十一、钢轨伤损揭示牌； 十二、防胀、防断措施； 十三、无缝线路巡视登记薄。