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无缝线路温度压力峰的大小与什么有关

发布时间:2024-02-01 20:52:17

Ⅰ 钢轨的温度

钢轨温度力分布图(distribution fig of rail temperature stress)无缝线路的焊接长钢轨被锁定后,钢轨内产生的温度力沿钢轨长度方向的分布。它的横向坐标轴表示钢轨长度,竖向坐标轴表示钢轨温度力的大小(拉力为正,压力为负)。温度力的大小与轨道阻力、轧温变化幅度和钢轨断面大小等因素有关。伸缩区的温度力还与钢轨温度变化的过程有关。
一条长轨条在同一轨温下被锁定后,即锁定轨温相同,轨温升高或降低时,钢轨不能伸缩而产生温度力。此时温度力首先受到接头阻力与之平衡。在温度力小于或等于接头阻力时,温度力图为矩形(图1中ABB'A')。在温度力超过接头阻力后,长轨端开始伸缩,随着钢轨位移而产生轨道纵向阻力。从长轨端开始以逐根轨枕的纵向阻力来平衡增长的温度力,温度力超过接头阻力愈多,就需要轧枕根数愈多的纵向道床阻力来平衡,这时,纵向道床阻力和接头阻力共同来平衡温度力,直到温度力达到最大值为止(maxPt压表示最大温度压力,maxPt拉表示最大温度拉力)(图1中ABCC'B'A')。图1是锁定轨温为中间轨温时,降温状态的温度力图(升温状态的温度力图为横轴对称的图形)。

图1 温度力布图
由图1可看出,长钢轨中部CC'围的温度力完全被接头阻力和纵向道床阻力所平衡,即在温度力达到最大时,钢轨不能伸缩,此区段叫做固定区。在长轨两端部 BC 和B'C'段,当温度力大于接头阻力后,增大的温度力由纵向道床阻力来抵抗。纵向道床阻力是沿着轨长分布的,其大小是以单位长度道床阻力为斜率而增长,所以不能完全平衡增大的温度力,未被平衡的温度力部分将释放,表现为伸缩变形。长轨两端产生伸缩变形的区段叫做伸缩区。
由图1可知,根据一股钢轨的受力平衡条件可以求得:
最低轨温时钢轨的最大温度拉力:maxPt拉=pj+ιs r
最低轨温时钢轨的最大温度压力:maxPt压=pj+ι's r
伸缩区长度:
式中,pj为一个接头阻力(N);r为单位长度纵向道床阻(N/mm);ιs和ι's分别为钢轨温度拉力和钢轨温度压力引起的伸缩区长度(cm)在锁定轨温为中间轨温条件下:

L=lˊs ,︳maxPt压︳=︳maxPt拉︳
若取锁定温度高于中间轨温,长轨被锁定以后,当轨温随气温发生循环往复变化时,则在轨温变化过程中由于轨道阻力的正反向变作用,在伸缩区的钢轨温度力将有温度力峰值出现。现以无缝线路长轨条一半(其余一半与之对称)的温度力(图2)为例说明如下。

图2 温度双方变化时的温度力图
如钢轨被锁定后,当轨温由t锁下降到最低轨温tmin时,钢轨温度力图为ABCD,然后轨温回升。升高到t1时,此时长轨端的温度力正好等于接头阻力,即Pt1=Pj,钢轨的温度力图为B1OOC1D1,在O点钢轨温度力为零,B1O段的钢轨温度力为压力,OC1D1段的钢轨温度力为拉力。当轨温升高到t2 时,固定区C2D2段的钢轨温度力为零,而伸缩区的温度力分布为AB1B2C2。当轨温达到最高轨温tmax时,温度力分布图为AB1KC3D3,在K点出现温度力峰值Pt峰,此时的温度力图是不对称的,即maxPt压t拉,Pt峰=(maxPt压+maxPt拉)/2
若取锁定温度低于中间轨温,当轨温随气温发生循环往复变化时,其温度力图与上图相反,在低温一侧出现温度力峰值Pt峰,即maxPt压> maxPt拉,同样,Pt峰=(maxPt压+maxPt拉)/2。
综上所述,无缝线路温度力图有如下规律:①当锁定轨温为中间轨温,在轨温变化升到最高轨温和降低到最低轨温时所产生的温度力分布图是对称的,轨温的循环往复变化对最大的和最小的温度力没有影响。②当锁定轨温大于(或小于)中间轨温,在轨温的循环往复变化过程中在轨温变化升到最高轨温和降低到最低轨温时所产生的温度力分布图是非对称的,且在最高轨温一侧(或在最低轨温一侧)出现温度力峰值,P峰的大小亏锁定轨温无关,只与最高轨温和最低轨温有关。③固定区的温度力与轨温变化幅度成正比例增减,伸缩区的温度力与轨温变化过程有关。当轨温循环往复变化到固定区内的温度力为零时。伸缩区内的温度力不一定等于零。

Ⅱ 为什么必须准确掌握无缝线路的锁定轨温

你是说铁路无缝线路吧。轨温即铁路钢轨的温度。以往钢轨预留的轨缝是版为了适应热权胀冷缩而设计的。热胀冷缩是自然规律,不可改变。因此在设计铁路无缝线路时必须根据当地多年的气象资料,计算出一个钢轨受热胀冷缩影响最小的钢轨的温度值,即所谓的锁定轨温。无缝线路施工时,当钢轨的温度值达到锁定轨温(当然允许有一定的正负值)时,该段无缝线路实施全面锁定,使钢轨与轨下基础成为一个牢固的整体,以抗衡钢轨热胀冷缩产生的应力。当然,在无缝线路技术中,还有很多措施用来保证无缝线路在极端气候条件下的稳定性、安全性。

Ⅲ 跨区间无缝线路的基本原理

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。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。一般来说,钢轨温度每改变1℃,每根钢轨就会承受1.645吨的压力或拉力。轨温变化幅度为50℃时,一根钢轨则要承受高达82.25吨的压力或拉力。钢轨伸缩量的计算公式为:
自由伸缩量(m)=0.0000118×温度变化量(℃)×钢轨长度(m)
式中:0.0000118为钢的线膨胀系数。(这个系数是经试验得的,即1m长钢轨,当轨温变化1℃时,钢轨长度的伸缩量为0.0000118米)
如此巨大的温度力力足以破坏铁路。因此在无缝线路上这样大的伸缩量是绝不允许的,必须用防爬设备将两端锁定,以防止其伸缩。物质不灭定律告诉我们,任何一种物质都不会消失,只不过从一种形态转化为另一种形态。力也是如此,钢轨的温度力它不可能消失,是人们在铁路线上采用强大的线路阻力来锁定轨道,限制了钢轨的自由伸缩。
如果我们把钢轨两端固定起来,不让它自由伸缩,那么当轨温变化时,钢轨就受了力,内部就憋了一股劲儿,这个力是由轨温变化引起的,故叫做温度力。具体地说也就是无缝线路经锁定后,夏天温度升高时,钢轨要伸长,但受到约束不能够伸长,内部产生压力;冬天温度降低了,钢轨要缩短,但受到约束也不能够缩短,内部产生拉力。正因为钢轨被这样牢牢锁定在了轨枕上,钢轨才能受到如此大了温度力而不变形,这就是无缝线路的基本原理。

Ⅳ 如果说高铁是用无缝轨道的话,热涨冷缩的问题是如何解决的

原理很简单:无缝轨就是把铁轨因为热胀冷缩导致的温度形变控制在两个轨枕之间。具体做法就是用扣板和螺栓将铁轨死死的摁在轨枕上。以前用的是枕木和道钉,压力不够,无法锁定轨道,所以达不到这样的要求。现在由于钢轨材料的改进,以及预制钢筋混凝土轨枕、高强度轨道扣件(学名叫防爬器)、轨道焊接技术的应用,超长无缝钢轨已经普及了。不光是高铁,普速铁路也是无缝轨了。

施工的时候将长铁轨先铺设好,然后焊接起来,最后锁定轨道温度,扣紧螺栓。做个假设,现在的无缝轨如果把螺栓松掉,必定跟拧麻花一样扭成曲线或者直接拉断掉。

采用无缝轨以后,由于热胀冷缩和其他因素产生的无缝轨应力还是一直存在的,并没有消失,应力被锁定存在于两个轨枕之间。以前有缝轨应力是释放的,释放的空间就是轨缝。这无缝轨道的应力是被控制在安全的范围内的。方法大家也有提到。一是在轨道钢材上下功夫,选热胀冷缩形变较小的材料制造钢轨。二是用优质的轨枕和扣件,压力足够大,将铁轨死死压在轨枕上,在顺着轨道方向上不会位移。所有的形变(应力)被锁定在轨枕之间的一小段铁轨里,不会集中爆发出来。三是充分考虑铁轨当地温度的变化区间,选择适中的温度焊接无缝轨,压紧扣件,专业上俗称锁定轨温。这样温度正负变化所产生的应力都在可控制范围内。

无缝钢轨

钢轨焊接

无缝钢轨

无缝钢轨

无缝钢轨

冷缩

现在解决热涨

冷缩

应力

应力

应力

应力

先来说下轨道,轨道是由钢轨,轨枕,连接零件,道床,道岔和其他附属设备等不同力学性质的材料组成的构筑物。现代的轨道通常用两根专门轧制的工字形截面的钢轨固定在轨枕上而形成的。轨道是一个整体性工程结构,经常处于列车运行的动力作用下,其作用为直接承受车轮传来的巨大压力,并把它传给路基及桥隧建筑物,起着车辆运行的引导作用。

专业工务的给你们普及普及

钢轨因轨温变化而不能自由伸缩产生的力叫钢轨的温度应力。解决了这个力就解决了钢轨热胀冷缩的问题

这个力的大小只与轨温变化幅度有关而与钢轨的长度的无关,这是无缝线路可以铺设很长很长的理论基础

解决的办法通常有两个,一个是设置合理的锁定轨温来减小钢轨热胀冷缩时产生的力,一个是保证扣件,轨枕,倒床的阻力能抵消钢轨的温度应力并能保证轨道的稳定

锁定轨温的意思就是在这个轨温下钢轨内部没有温度应力,完全没有热胀冷缩。这个时候再完成铺设。假如这个地方 历史 最高最低轨温分别是65度和-15度平均轨温就是25度这个25度就可以当做设计锁定轨温再根据最高和最低轨温持续的时间来具体确定实际锁定轨温

现在钢轨铺设好了,锁定轨温也确定了,当轨温变化时钢轨产生的力就要求能被扣件,轨枕,倒床的阻力抵消而且还能保证轨道整体的稳定性如果阻止不了就会发生涨轨跑道,就是轨道变形了
这小哥也是工务的,他在巡道

他们也是,他们在清理划床台并对其涂油

我曾向人问过这个问题,始终解不开这个谜,如有科学结论请您告诉我。谢谢!

钢轨受热弯道半径增大,受冻弯道半径减小,弯道可以轻松解决热胀冷缩问题。

看了上百个无缝铁轨的回答,总结来看不是采用一种技术来克服热胀冷缩的影响,其中我认为比较靠谱的有:铁轨用固件死死摁住迫使其微微凸起来消除直线形变,证据就是弹簧固件,显然这个像蝴蝶一样的弹簧允许铁轨向上微弓,再一个是铁路长度方向微微弯曲,靠弧度变化来吸收形变。我能想到的就是这两种方法来克服热胀冷缩的影响。

一是高强度的扣件进行锁定;二是每年夏季进行放散,就是在固定的位置取掉一节钢轨,放入一段较短的钢轨把钢轨膨胀的应力释放出来。冬季进行收散,在夏季放散的位置把取出较短的钢轨,放入一根较长,解决钢轨冷缩的应力。放散和收散的时间地点都有严格的规定。

铁轨涨冷缩问题存在,但没有那么明显,几百米涨上一厘米就足够了,所以长轨就是五百米一根,而且还要焊接起来。

解决这个问题是可以的,就是在轨道接头处通过结构形状的改变给轨道的伸缩留下一定的空间,这样比硬性限制伸缩更有效,而且还能消除火车轮子过接头产生的噪音。

Ⅳ 什么是无缝线路


无缝线路是指将钢轨焊接起来的线路,称焊接长轨线路,又因长轨中有存在巨大的温度力,故也称温度应力式无缝线路。按焊接长轨条长度不同而有普通无缝线路和跨区间无缝线路。前者的焊接钢轨长度一般为1〜2km左右,在两长轨条之间设置2〜4根标准轨用普通钢轨接头形式与长轨条连起来,形成缓冲区,它虽然减少了钢轨接头,但缓冲区内仍然存在钢轨接头。跨区间无缝线路为焊接长轨条贯穿整个区段,并与车站道岔焊接,桥上铺设无缝线路,自动闭塞地段采用强度高的绝缘接头,取消了介于长轨条与它们之间缓冲区,消灭了钢轨接头,彻底实现了线路的无缝化。上述两种无缝线路的长轨条两端存在具有一定伸缩量的伸缩区,长度一般为50〜100m,中间部分为无伸缩的、温度力最大的固定区。与上述两种无缝线路不同的是放散温度应力式无缝线路,它又分为自动放散和定期放散两种。前者是在焊接长轨条两端设置伸缩调节器自动释放钢轨中的温度力,它主要用在高速铁路和桥梁上的线路。后者是把钢轨内部的温度力每年调整放散1〜2次,放散时,松开焊接长轨条上的全部零件,使它自由伸缩,放散内部的温度力,在一定的轨温条件下把扣件全部扣紧而锁定。它主要适用年轨温差较大的寒冷地区。但由于放散温度应力比较繁杂,故很少采用。

Ⅵ 什么是平均轨温

根据抄长期大量的测量结果,最袭高轨温一般要比当地最高气温高20C左右,最低轨温与当地最低气温大致相同。无缝线路的钢轨温度力大小和分布与轨温变化幅度有直接的关系,而它又是影响无缝线路的强度和稳定性的主要因素,所以钢轨的温度变化幅度就成为无缝线路设计、铺设和维修养护的重要资料。在无缝线路设计时,一般取当地历年最高气温+20C作为当地最高轨温,当地历年最低气温作为最低轨温。在工作中还经常使用的钢轨温度名词还有中间轨温、锁定轨温、设计锁定轨温范围。
中间轨温最高轨温与最低轨温的平均值。
锁定轨温在无缝线路设计时按照强度和稳定条件并考虑施工、养护、管理等因素来选择一个铺设长轨的轨温范围,叫做设计锁定轨温范围。在设计锁定轨温范围内上紧钢轨接头扣件和拧紧中间扣件,把钢轨锁定,此时的轨温叫做锁定轨温。锁定轨温下,钢轨温度力为零。这样可以保证焊接长钢轨在最低轨温时各种应力共同作用下不破坏,在最高轨温时线路不胀轨跑道,使线路能正常运行。这个锁定轨温非常重要,它是管理和维修保养无缝线路的依据。如果不在设计锁定轨温范围进行铺轨,则必须按照设计要求进行调整钢轨内力或放散温度力后重新锁定。

Ⅶ 什么是钢轨温度应力

钢轨温度应力就是钢轨在温度变化时会热胀冷缩,受到扣件的约束,内部产生的作用力专。
温度应力亦称“属热应力”。物体由于温度升降不能自由伸缩或物体内各部分的温度不同而产生的应力。例如,工件焊接时受到局部加热所产生的应力;铁道钢轨的接轨处留有空隙以避免或减低可能发生的温度应力。
温度应力:由于温度变化,结构或构件产生伸或缩,而当伸缩受到限制时,结构或构件内部便产生应力,称为温度应力.

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