长轨条是组成
无缝线路钢轨的基本单元,其具体是由12.5m~25m长的短轨进行焊接得到的。
基本介绍
无缝线路(seamless rail)用
焊接长轨条连续铺设的轨道,因为长轨条没有轨缝而得名。
因此按照组成级别来看,短轨-长轨条-无缝线路(包括区间线路、
跨区间无缝线路、全区间无缝线路)。一般情况下,短轨需要组成500~1000m的长轨条后,运输至现场后一次铺设完毕,达标后拆除钢轨再向前铺设,依次循环。
基本原理
影响无缝线路性能发挥的主要的因素为“轨温”。如果轨温控制不当,很容易发生胀轨跑道。
无缝线路安装锁定后,若轨温不高,温度压力很小,轨道将保持原来的状态。随着温度压力的继续增大,轨道就会在一些薄弱地段(一般而言是出厂时的钢轨初始就具有的弯曲地段、在后期道床横向阻力被某些因素削弱的地段)出现较大的弯曲变形。
钢轨自由放置时,当
轨温变化时就会自由伸缩。夏天受热会伸长,冬天受冷会缩短,也就是“热胀冷缩”。将多根钢轨联结成轨道,很显然每隔12.5m或25m就会有一个接头。接头之间要留有轨缝,约为6mm。具体的在预留轨缝时应该综合考虑当地最高轨温与最低轨温,确定路基地段的设计锁定轨温。此外,还对线路两端伸缩区长度及缓冲区预留轨缝进行了计算,对单元轨节长度进行选择,并布置位移观测桩。
留轨缝就是为了防止钢轨在热胀冷缩时产生的温度力破坏钢轨。
基本构成
按照长轨条的长度分为普通无缝线路(也叫温度应力-缓冲式线路)和超长无缝线路(
跨区间无缝线路)。
其中温度应力式无缝线路是由一个焊接后的长轨条与两端的2~4根标准轨构成。
无缝线路安装锁定后,若轨温不高,温度压力很小,轨道将保持原来的状态。温度应力随温度的增大而增大。
由于温度应力式无缝线路结构简单、铺设方便,因此得到广泛应用。
结构性能
无缝线路是一种新型的轨道结构形式,其基本消除了原有有缝线路的大量
接头。因具备行车平稳、旅客舒适、减少了接头的维修养护工作量、延长线路设备以及车轮系统的使用寿命等优点,收到广泛使用;而长轨条作为其基本单元,无论是生产技术还是安装过程均受到了足够的重视。
应用发展
各种轨道结构的应用和发展,主要取决于运营的效果。现代铁路为实现重载、高速运输,而改善轨道结构的最佳措施,当属超长无缝线路的发展与应用。
在二十世纪的50~60年代,无缝线路开始在干线上大量应用,当时主要采用50kg/m级的钢轨,其中50%铺设在木枕和钢枕上。焊接和铺设技术都不够完善,因而长轨条的长度不可能很长。直至70年代以前,欧美等国无缝线路的长轨条长度如下表所示:
70年代以前欧美等国无缝线路长轨条长度(m)
70~80年代多使用60kg/m级钢轨焊接长轨条。
高强度合金轨、耐磨轨的问世,提高了无缝线路在重载、高速铁路上的应用效果。世界各国基地焊接基本上以接触焊为主,焊接接头的各项机械性能和外观检查均能达到钢轨母材的检查标准。铺设与养护技术也日臻完善。这一时期,无缝线路的结构型式以温度应力式为主,长轨条长度等于自动闭塞分区的长度,约为1000~2000m,相邻长轨条之间设置缓冲区或伸缩调节器联接。
80年代以来,高强度、高韧性、长寿命的
胶接绝缘接头在国外铁路上广泛应用。同时,法国在巴黎东南高速铁路和大西洋沿岸高速铁路使用感应式
无绝缘轨道电路,德国在汉诺威——维欠茨堡和曼海姆——斯图加特两线使用音频式无绝缘轨道电路,为取消(或减少)缓冲轨,发展超长无缝线路创造了条件。
目前欧洲铁路无缝线路的轨条设计,除了临近小半径曲线或桥隧建筑物,轨条不得不断开外,一般区间都焊联成一体。就文献资料介绍,英、法、德及日本的无缝线路最长长度如下:英国最长的一段无缝线路从尤斯敦至格拉斯哥645km;法国在巴黎——里昂——马赛,巴黎——勒芒,巴黎——莫城高速铁路上,大量无缝线路贯穿区间,其中最长的一段无缝线路长达50km;德国区间无缝线路与车站道岔焊接,与无缝线路直接焊联的道岔达11万组;日本在全长53.83km的青函隧道内12‰的坡度上,铺设了一段轨条长度达53.78km的无缝线路。各国铁路铺设超长无缝线路大多是客运为主的铁路线上,俄罗斯铁路在货运密度110Mt·km/km货运为主的干线上也铺有超长无缝线路。
在国内,60年代曾在广深、胶济线试铺长度8km的无缝线路,1980一1981年北京铁路局在京山线试铺两段长度各为7.68km和7.64km的无缝线路,后因焊接接头折断数量太多,
胶接绝缘接头短期失效,不得不终止试验。近年来,随着我国铁路现代化的发展,铁道部有关单位在经过较长时间技术准备后,我国主要干线加快了铺设超长无缝线路的步伐。铁路学者李思杨表示,我国铁路起步晚但是发展快,前景令人期待。
安装过程
1、运至现场
长轨条专用运输车抵达现场:
2、安装过渡架
架设长钢轨落地过渡架
3、运输车就位
长轨条运输车对位:
4、准备铺设
长轨条运输车靠自身动力将长轨推向待铺地段,并穿上铁鞋,长钢轨前端在铁鞋的作用下,顺利滑向滚轮
5、长轨条入位
平均每10~15m就设置一个滚轮,以保证500m长轨能顺利落入预定位置。
6、落轨
长钢轨就是靠这个落地过渡架将长轨平稳地从车上卸到轨枕槽内。
7、完成。
这是铺设完成后的情景。一般扣件隔一上一,长轨运输车就可以继续向前铺设了。
病害类型
长轨条的主要病害包括胀轨跑道、钢轨折断、钢轨磨耗、接头病害等。