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無縫線路溫度壓力峰的大小與什麼有關

發布時間:2024-02-01 20:52:17

Ⅰ 鋼軌的溫度

鋼軌溫度力分布圖(distribution fig of rail temperature stress)無縫線路的焊接長鋼軌被鎖定後,鋼軌內產生的溫度力沿鋼軌長度方向的分布。它的橫向坐標軸表示鋼軌長度,豎向坐標軸表示鋼軌溫度力的大小(拉力為正,壓力為負)。溫度力的大小與軌道阻力、軋溫變化幅度和鋼軌斷面大小等因素有關。伸縮區的溫度力還與鋼軌溫度變化的過程有關。
一條長軌條在同一軌溫下被鎖定後,即鎖定軌溫相同,軌溫升高或降低時,鋼軌不能伸縮而產生溫度力。此時溫度力首先受到接頭阻力與之平衡。在溫度力小於或等於接頭阻力時,溫度力圖為矩形(圖1中ABB'A')。在溫度力超過接頭阻力後,長軌端開始伸縮,隨著鋼軌位移而產生軌道縱向阻力。從長軌端開始以逐根軌枕的縱向阻力來平衡增長的溫度力,溫度力超過接頭阻力愈多,就需要軋枕根數愈多的縱向道床阻力來平衡,這時,縱向道床阻力和接頭阻力共同來平衡溫度力,直到溫度力達到最大值為止(maxPt壓表示最大溫度壓力,maxPt拉表示最大溫度拉力)(圖1中ABCC'B'A')。圖1是鎖定軌溫為中間軌溫時,降溫狀態的溫度力圖(升溫狀態的溫度力圖為橫軸對稱的圖形)。

圖1 溫度力布圖
由圖1可看出,長鋼軌中部CC'圍的溫度力完全被接頭阻力和縱向道床阻力所平衡,即在溫度力達到最大時,鋼軌不能伸縮,此區段叫做固定區。在長軌兩端部 BC 和B'C'段,當溫度力大於接頭阻力後,增大的溫度力由縱向道床阻力來抵抗。縱向道床阻力是沿著軌長分布的,其大小是以單位長度道床阻力為斜率而增長,所以不能完全平衡增大的溫度力,未被平衡的溫度力部分將釋放,表現為伸縮變形。長軌兩端產生伸縮變形的區段叫做伸縮區。
由圖1可知,根據一股鋼軌的受力平衡條件可以求得:
最低軌溫時鋼軌的最大溫度拉力:maxPt拉=pj+ιs r
最低軌溫時鋼軌的最大溫度壓力:maxPt壓=pj+ι's r
伸縮區長度:
式中,pj為一個接頭阻力(N);r為單位長度縱向道床阻(N/mm);ιs和ι's分別為鋼軌溫度拉力和鋼軌溫度壓力引起的伸縮區長度(cm)在鎖定軌溫為中間軌溫條件下:

L=lˊs ,︳maxPt壓︳=︳maxPt拉︳
若取鎖定溫度高於中間軌溫,長軌被鎖定以後,當軌溫隨氣溫發生循環往復變化時,則在軌溫變化過程中由於軌道阻力的正反向變作用,在伸縮區的鋼軌溫度力將有溫度力峰值出現。現以無縫線路長軌條一半(其餘一半與之對稱)的溫度力(圖2)為例說明如下。

圖2 溫度雙方變化時的溫度力圖
如鋼軌被鎖定後,當軌溫由t鎖下降到最低軌溫tmin時,鋼軌溫度力圖為ABCD,然後軌溫回升。升高到t1時,此時長軌端的溫度力正好等於接頭阻力,即Pt1=Pj,鋼軌的溫度力圖為B1OOC1D1,在O點鋼軌溫度力為零,B1O段的鋼軌溫度力為壓力,OC1D1段的鋼軌溫度力為拉力。當軌溫升高到t2 時,固定區C2D2段的鋼軌溫度力為零,而伸縮區的溫度力分布為AB1B2C2。當軌溫達到最高軌溫tmax時,溫度力分布圖為AB1KC3D3,在K點出現溫度力峰值Pt峰,此時的溫度力圖是不對稱的,即maxPt壓t拉,Pt峰=(maxPt壓+maxPt拉)/2
若取鎖定溫度低於中間軌溫,當軌溫隨氣溫發生循環往復變化時,其溫度力圖與上圖相反,在低溫一側出現溫度力峰值Pt峰,即maxPt壓> maxPt拉,同樣,Pt峰=(maxPt壓+maxPt拉)/2。
綜上所述,無縫線路溫度力圖有如下規律:①當鎖定軌溫為中間軌溫,在軌溫變化升到最高軌溫和降低到最低軌溫時所產生的溫度力分布圖是對稱的,軌溫的循環往復變化對最大的和最小的溫度力沒有影響。②當鎖定軌溫大於(或小於)中間軌溫,在軌溫的循環往復變化過程中在軌溫變化升到最高軌溫和降低到最低軌溫時所產生的溫度力分布圖是非對稱的,且在最高軌溫一側(或在最低軌溫一側)出現溫度力峰值,P峰的大小虧鎖定軌溫無關,只與最高軌溫和最低軌溫有關。③固定區的溫度力與軌溫變化幅度成正比例增減,伸縮區的溫度力與軌溫變化過程有關。當軌溫循環往復變化到固定區內的溫度力為零時。伸縮區內的溫度力不一定等於零。

Ⅱ 為什麼必須准確掌握無縫線路的鎖定軌溫

你是說鐵路無縫線路吧。軌溫即鐵路鋼軌的溫度。以往鋼軌預留的軌縫是版為了適應熱權脹冷縮而設計的。熱脹冷縮是自然規律,不可改變。因此在設計鐵路無縫線路時必須根據當地多年的氣象資料,計算出一個鋼軌受熱脹冷縮影響最小的鋼軌的溫度值,即所謂的鎖定軌溫。無縫線路施工時,當鋼軌的溫度值達到鎖定軌溫(當然允許有一定的正負值)時,該段無縫線路實施全面鎖定,使鋼軌與軌下基礎成為一個牢固的整體,以抗衡鋼軌熱脹冷縮產生的應力。當然,在無縫線路技術中,還有很多措施用來保證無縫線路在極端氣候條件下的穩定性、安全性。

Ⅲ 跨區間無縫線路的基本原理

鋼軌自由放置時,當軌溫變化時就會自由伸縮。夏天受熱會伸長,冬天受冷會縮短,也就是「熱脹冷縮」。將多根鋼軌聯結成軌道,很顯然每隔12.5m或25m就會有一個接頭。接頭之間要留有軌縫,約為6mm。留軌縫就是為了防止鋼軌在熱脹冷縮時產生的溫度力破壞鋼軌。一般來說,鋼軌溫度每改變1℃,每根鋼軌就會承受1.645噸的壓力或拉力。軌溫變化幅度為50℃時,一根鋼軌則要承受高達82.25噸的壓力或拉力。鋼軌伸縮量的計算公式為:
自由伸縮量(m)=0.0000118×溫度變化量(℃)×鋼軌長度(m)
式中:0.0000118為鋼的線膨脹系數。(這個系數是經試驗得的,即1m長鋼軌,當軌溫變化1℃時,鋼軌長度的伸縮量為0.0000118米)
如此巨大的溫度力力足以破壞鐵路。因此在無縫線路上這樣大的伸縮量是絕不允許的,必須用防爬設備將兩端鎖定,以防止其伸縮。物質不滅定律告訴我們,任何一種物質都不會消失,只不過從一種形態轉化為另一種形態。力也是如此,鋼軌的溫度力它不可能消失,是人們在鐵路線上採用強大的線路阻力來鎖定軌道,限制了鋼軌的自由伸縮。
如果我們把鋼軌兩端固定起來,不讓它自由伸縮,那麼當軌溫變化時,鋼軌就受了力,內部就憋了一股勁兒,這個力是由軌溫變化引起的,故叫做溫度力。具體地說也就是無縫線路經鎖定後,夏天溫度升高時,鋼軌要伸長,但受到約束不能夠伸長,內部產生壓力;冬天溫度降低了,鋼軌要縮短,但受到約束也不能夠縮短,內部產生拉力。正因為鋼軌被這樣牢牢鎖定在了軌枕上,鋼軌才能受到如此大了溫度力而不變形,這就是無縫線路的基本原理。

Ⅳ 如果說高鐵是用無縫軌道的話,熱漲冷縮的問題是如何解決的

原理很簡單:無縫軌就是把鐵軌因為熱脹冷縮導致的溫度形變控制在兩個軌枕之間。具體做法就是用扣板和螺栓將鐵軌死死的摁在軌枕上。以前用的是枕木和道釘,壓力不夠,無法鎖定軌道,所以達不到這樣的要求。現在由於鋼軌材料的改進,以及預制鋼筋混凝土軌枕、高強度軌道扣件(學名叫防爬器)、軌道焊接技術的應用,超長無縫鋼軌已經普及了。不光是高鐵,普速鐵路也是無縫軌了。

施工的時候將長鐵軌先鋪設好,然後焊接起來,最後鎖定軌道溫度,扣緊螺栓。做個假設,現在的無縫軌如果把螺栓鬆掉,必定跟擰麻花一樣扭成曲線或者直接拉斷掉。

採用無縫軌以後,由於熱脹冷縮和其他因素產生的無縫軌應力還是一直存在的,並沒有消失,應力被鎖定存在於兩個軌枕之間。以前有縫軌應力是釋放的,釋放的空間就是軌縫。這無縫軌道的應力是被控制在安全的范圍內的。方法大家也有提到。一是在軌道鋼材上下功夫,選熱脹冷縮形變較小的材料製造鋼軌。二是用優質的軌枕和扣件,壓力足夠大,將鐵軌死死壓在軌枕上,在順著軌道方向上不會位移。所有的形變(應力)被鎖定在軌枕之間的一小段鐵軌里,不會集中爆發出來。三是充分考慮鐵軌當地溫度的變化區間,選擇適中的溫度焊接無縫軌,壓緊扣件,專業上俗稱鎖定軌溫。這樣溫度正負變化所產生的應力都在可控制范圍內。

無縫鋼軌

鋼軌焊接

無縫鋼軌

無縫鋼軌

無縫鋼軌

冷縮

現在解決熱漲

冷縮

應力

應力

應力

應力

先來說下軌道,軌道是由鋼軌,軌枕,連接零件,道床,道岔和其他附屬設備等不同力學性質的材料組成的構築物。現代的軌道通常用兩根專門軋制的工字形截面的鋼軌固定在軌枕上而形成的。軌道是一個整體性工程結構,經常處於列車運行的動力作用下,其作用為直接承受車輪傳來的巨大壓力,並把它傳給路基及橋隧建築物,起著車輛運行的引導作用。

專業工務的給你們普及普及

鋼軌因軌溫變化而不能自由伸縮產生的力叫鋼軌的溫度應力。解決了這個力就解決了鋼軌熱脹冷縮的問題

這個力的大小隻與軌溫變化幅度有關而與鋼軌的長度的無關,這是無縫線路可以鋪設很長很長的理論基礎

解決的辦法通常有兩個,一個是設置合理的鎖定軌溫來減小鋼軌熱脹冷縮時產生的力,一個是保證扣件,軌枕,倒床的阻力能抵消鋼軌的溫度應力並能保證軌道的穩定

鎖定軌溫的意思就是在這個軌溫下鋼軌內部沒有溫度應力,完全沒有熱脹冷縮。這個時候再完成鋪設。假如這個地方 歷史 最高最低軌溫分別是65度和-15度平均軌溫就是25度這個25度就可以當做設計鎖定軌溫再根據最高和最低軌溫持續的時間來具體確定實際鎖定軌溫

現在鋼軌鋪設好了,鎖定軌溫也確定了,當軌溫變化時鋼軌產生的力就要求能被扣件,軌枕,倒床的阻力抵消而且還能保證軌道整體的穩定性如果阻止不了就會發生漲軌跑道,就是軌道變形了
這小哥也是工務的,他在巡道

他們也是,他們在清理劃床台並對其塗油

我曾向人問過這個問題,始終解不開這個謎,如有科學結論請您告訴我。謝謝!

鋼軌受熱彎道半徑增大,受凍彎道半徑減小,彎道可以輕松解決熱脹冷縮問題。

看了上百個無縫鐵軌的回答,總結來看不是採用一種技術來克服熱脹冷縮的影響,其中我認為比較靠譜的有:鐵軌用固件死死摁住迫使其微微凸起來消除直線形變,證據就是彈簧固件,顯然這個像蝴蝶一樣的彈簧允許鐵軌向上微弓,再一個是鐵路長度方向微微彎曲,靠弧度變化來吸收形變。我能想到的就是這兩種方法來克服熱脹冷縮的影響。

一是高強度的扣件進行鎖定;二是每年夏季進行放散,就是在固定的位置取掉一節鋼軌,放入一段較短的鋼軌把鋼軌膨脹的應力釋放出來。冬季進行收散,在夏季放散的位置把取出較短的鋼軌,放入一根較長,解決鋼軌冷縮的應力。放散和收散的時間地點都有嚴格的規定。

鐵軌漲冷縮問題存在,但沒有那麼明顯,幾百米漲上一厘米就足夠了,所以長軌就是五百米一根,而且還要焊接起來。

解決這個問題是可以的,就是在軌道接頭處通過結構形狀的改變給軌道的伸縮留下一定的空間,這樣比硬性限制伸縮更有效,而且還能消除火車輪子過接頭產生的噪音。

Ⅳ 什麼是無縫線路


無縫線路是指將鋼軌焊接起來的線路,稱焊接長軌線路,又因長軌中有存在巨大的溫度力,故也稱溫度應力式無縫線路。按焊接長軌條長度不同而有普通無縫線路和跨區間無縫線路。前者的焊接鋼軌長度一般為1〜2km左右,在兩長軌條之間設置2〜4根標准軌用普通鋼軌接頭形式與長軌條連起來,形成緩沖區,它雖然減少了鋼軌接頭,但緩沖區內仍然存在鋼軌接頭。跨區間無縫線路為焊接長軌條貫穿整個區段,並與車站道岔焊接,橋上鋪設無縫線路,自動閉塞地段採用強度高的絕緣接頭,取消了介於長軌條與它們之間緩沖區,消滅了鋼軌接頭,徹底實現了線路的無縫化。上述兩種無縫線路的長軌條兩端存在具有一定伸縮量的伸縮區,長度一般為50〜100m,中間部分為無伸縮的、溫度力最大的固定區。與上述兩種無縫線路不同的是放散溫度應力式無縫線路,它又分為自動放散和定期放散兩種。前者是在焊接長軌條兩端設置伸縮調節器自動釋放鋼軌中的溫度力,它主要用在高速鐵路和橋樑上的線路。後者是把鋼軌內部的溫度力每年調整放散1〜2次,放散時,松開焊接長軌條上的全部零件,使它自由伸縮,放散內部的溫度力,在一定的軌溫條件下把扣件全部扣緊而鎖定。它主要適用年軌溫差較大的寒冷地區。但由於放散溫度應力比較繁雜,故很少採用。

Ⅵ 什麼是平均軌溫

根據抄長期大量的測量結果,最襲高軌溫一般要比當地最高氣溫高20C左右,最低軌溫與當地最低氣溫大致相同。無縫線路的鋼軌溫度力大小和分布與軌溫變化幅度有直接的關系,而它又是影響無縫線路的強度和穩定性的主要因素,所以鋼軌的溫度變化幅度就成為無縫線路設計、鋪設和維修養護的重要資料。在無縫線路設計時,一般取當地歷年最高氣溫+20C作為當地最高軌溫,當地歷年最低氣溫作為最低軌溫。在工作中還經常使用的鋼軌溫度名詞還有中間軌溫、鎖定軌溫、設計鎖定軌溫范圍。
中間軌溫最高軌溫與最低軌溫的平均值。
鎖定軌溫在無縫線路設計時按照強度和穩定條件並考慮施工、養護、管理等因素來選擇一個鋪設長軌的軌溫范圍,叫做設計鎖定軌溫范圍。在設計鎖定軌溫范圍內上緊鋼軌接頭扣件和擰緊中間扣件,把鋼軌鎖定,此時的軌溫叫做鎖定軌溫。鎖定軌溫下,鋼軌溫度力為零。這樣可以保證焊接長鋼軌在最低軌溫時各種應力共同作用下不破壞,在最高軌溫時線路不脹軌跑道,使線路能正常運行。這個鎖定軌溫非常重要,它是管理和維修保養無縫線路的依據。如果不在設計鎖定軌溫范圍進行鋪軌,則必須按照設計要求進行調整鋼軌內力或放散溫度力後重新鎖定。

Ⅶ 什麼是鋼軌溫度應力

鋼軌溫度應力就是鋼軌在溫度變化時會熱脹冷縮,受到扣件的約束,內部產生的作用力專。
溫度應力亦稱「屬熱應力」。物體由於溫度升降不能自由伸縮或物體內各部分的溫度不同而產生的應力。例如,工件焊接時受到局部加熱所產生的應力;鐵道鋼軌的接軌處留有空隙以避免或減低可能發生的溫度應力。
溫度應力:由於溫度變化,結構或構件產生伸或縮,而當伸縮受到限制時,結構或構件內部便產生應力,稱為溫度應力.

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