Ⅰ 高速铁路 铁轨如何对接
无缝钢轨已经被广泛采用,也就是数百米乃至数千米长的钢轨,中间没有接口缝隙,可以避免因为接口太多造成的大量噪音、以及磨损。
其实,数千米的无缝线路,是由许多普通长度的钢轨焊接起来的长钢轨线路,运到工地,再焊接成设计长度1km或2km,甚至更长。根据钢轨的胀缩系数,每当温度升高1℃,1m长的钢轨,就会比原来长出0.0118mm。数千米的钢轨热胀冷缩的长度是很可观的,冬天可能冷缩而断裂,夏天可能膨胀而崩脱。
解决热胀冷缩的温度应力,靠以下几个方式:
1,完善的温度监控设备。
2,制造工艺上要降低热胀冷缩效应。铺设时也要选择适当温度,使伸缩值最小。
3,把铁轨锁定在枕木上,使其应力被强制锁定。在温差大的地区,还要定期放散应力。据说施工现场的突然放散的应力,声势极为惊人!
铁路线路解决钢轨热胀冷缩的办法一般是采用扣件紧固的办法,就是将弹片扣件换成弹簧扣件(又称弹条扣件),将钢轨紧紧地扣在轨枕上,强行将热胀冷缩产生的能量消化掉,但这样存在一个问题,就是当热胀冷缩产生的能量大于单位距离内轨枕的附着力时,就使钢轨产生涨轨现象,单位距离内轨枕的钢轨出现扭曲变形。为解决这个问题,铁路部门就在一定距离内,在钢轨的轨腰打几个洞来释放热胀冷缩产生的能量,并在一定距离内(1500m左右)保留钢轨接头,来辅助释放热胀冷缩产生的能量,以解决钢轨热胀冷缩的问题。
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Ⅱ 火车的钢轨中为什么要留出空隙
你仔细看过行驶火车的钢轨吗?如果你很细心,就会发现在两条钢轨衔接的地方,都有一点空隙。这个空隙称为“轨缝”。也许你会想:为什么要留出这点空隙呢?怪不得我们乘火车的时候,总是不断听到车轮撞击轨缝发出的那种叫人厌烦的“咯登,咯噔”的声音。
1825年,英国铺设的第一条铁路用的钢轨,是一根连一根地焊接在一起的。这种钢轨到了炎热的夏天就受热膨胀,会七歪八扭,左右弯曲,甚至还会朝上拱起;而到了天寒地冻的冬季,钢轨受冷收缩,竟会冻裂成几段。
金属的热胀冷缩,看来好象变化很小。但是积累起来,就不是一个小数目。用精密的仪器测定,钢轨温度每增减1℃,每一米钢轨就伸缩0.0000118米。假如在一年气温变化中,钢轨的温度上下相差80℃,那么对于1000公里长的铁路来说,就要增长1000000米×0.0000118×80=944米。这样,一条铁路,原来平平整整铺在枕木上,一旦长出那么一大截来,长到哪里去呢?只能互相挤轧,结果就是上面所说的:不是扭曲,就是拱起。
人们接受这个教训以后,再不象过去那样,把钢轨一根紧接一根地焊在一起了,而是象我们通常看到的那样,把每根钢轨用鱼尾板和螺栓连接起来,中间留有适当的轨缝,让钢轨有伸缩的余地。每根钢轨越长,需要的轨缝也就越大。但是为了保证行车安全,轨缝不允许太大,一般不能超过11毫米。因此常见的钢轨的长度一般为12.5米或25米。
轨缝虽然解决了钢轨热胀冷缩的问题,却给列车的运行带来了不少害处。由于轨缝的存在,使列车行驶时产生剧烈的震动,发出“咯噔咯噔”的噪声,不仅影响旅客的休息,而且因为车轮和钢轨的端部不断冲击,轨缝处就产生凹陷现象,使车轮和钢轨的使用寿命大大降低,给养护工作带来了很大的困难。据统计,养护一条铁路,花在接头上的费用要占养护线路全部费用的40%左右。就钢轨破损来说,60%是发生在接头处。因此,轨缝就成了铁路上的一害,长期以来,许多人想方设法,想要改进钢轨的接头方法。
近年来,由于发明了把钢轨强制锁定在枕木上的弹性扣件和防爬设备,采用了特殊稳定的道床以后,出现了用长钢轨铺设成的无缝线路,使轨缝产生的危害得到了初步的解决。
无缝线路实际上也是有缝的。只不过是把每根钢轨的长度增加到125米或250米。把长钢轨铺放到工地上以后,又把几根这样的长轨焊接在一起,成为1公里到2公里长的轨线。再装好特制的弹性扣件和防爬设备。显而易见,无缝线路的接头数目比普通线路的接头数目大大减少;无缝线路1公里或2公里才有一个接头,而普通线路每公里差不多要有80个接头。自然,旅客听到的“咯噔”声也大为减少,甚至已经忽略不注意。
材料热胀冷缩的特点,虽然有时给我们带来麻烦,但是,只要我们掌握了它的规律,还是能替我们服务的。例如机器的转轴在转动部分磨损较快,如果把整根轴换掉又太可惜,有时采用套的办法。在套在时候,就是根据金属热胀冷缩的原理,把套上去的轴套孔比轴做得小一些,让它烧热胀后套上去,冷却以后就能紧紧地包在轴上,永远不会脱掉。相反,在架设高压线或是其他架空线的时候,都要保持电线有一定的弧形下垂,绝对不能拉得很紧,否则,在低温时,就会绷断。
Ⅲ 铁轨每隔一段距离,都要断开一点,为什么断口处,会不会被车轮磨陷
你所说的断开点,专业称做无缝线路(长轨条),普通无缝线路每隔一段距离(有1公里、2公里或者几百米的),在长轨条与长轨条相接处都有几个钢轨街头(也就是轨缝),这些轨缝预留都是根据长轨条的长短,当地铺设时的气温所预留的。 由于养路工区养路时作业不当,会造成局部出现应力,长时间以来就会出现涨轨跑道或断轨现象。这就需要技术人员及时观测长轨条爬行情况,超出爬行规定时,就要进行应力放散。
现在我国铁路好多主要线路都实现了全区间无缝线路和无缝道岔,使长轨条达到几百公里都没有轨缝,大大提高运行速度。减少对线路的破坏。
在普通短轨线路上,(它们都是标准轨)都有一个轨缝,这些轨缝可以满足它的伸缩,(当然扣件的压力达到时,就不会有太多的伸缩。拧紧扣件压力是有标准的)。所以在短轨地段一般不会出现涨轨跑道或断轨现象。钢轨的轨端(断口处)是经过特殊处理的,正常保养维修是不会塌陷的,除非出现接头病害没有及时处理,经车轮长期撞击就会形成马鞍接头,造成轨头压塌。
Ⅳ 高铁钢轨几百公里没有缝,怎么铺设出来的如何克服热胀冷缩
高铁采用的无缝线路,目前常用的是温度应力式,在两段长钢轨轨道之间设置2~4对标准长度钢轨组成缓冲区。也就是说钢轨不是整段长度都是无缝的,会有一段距离存在可以伸缩的钢轨,或者是钢轨焊接胶结,存在一定位移空间的,不是的无缝。
无砟轨道铺设钢轨时,自紧螺丝、纽扣、塑料垫板等都会值接将钢轨锁死在枕木板上,相当于用一部分力量作为钢轨的内应力抵消热胀冷缩产生的应力,就是强制性不让钢轨发生形变。 此外,还会在钢轨腰部打孔的方式释放热胀冷缩,避免涨轨。也会在大桥、相对稳定的路段设置观测站,有效地监测形变量值,以便于及时采取人工措施释放能量。