高速列车讲座.doc

课程名称：高速列车讲座 设计题目： 无缝线路的铺设 院 系： 电气工程系 专 业： 电力机车 年 级： 2011级 姓 名： 刘宇珂 指导教师： 丁菊霞 西南交通大学峨眉校区 2014年 12月 24 日 高铁新技术:无缝线路的铺设 摘要：无缝线路既是轨道结构进步的重要标志，也是高速、重载轨道结构的最优选择。本文介绍了目前国内无缝线路铺设的主要步骤并详细介绍了各个步骤的施工工艺。? 关键词：焊接；长钢轨。 1、无缝线路的概念? 将每根12.5m或25m长的钢轨联结成轨道，很显然每隔12.5m或25m就会有一个接头。接头之间还有一道轨缝，大约为6mm。留轨缝的道理很简单，是为了防止钢轨在热胀冷缩时产生的温度力。不要小看这个温度力，但钢轨温度每改变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。如此巨大的力足以将钢轨顶得歪七八扭，造成轨道不平顺，影响列车快速安全运行。? 所谓“无缝线路”，就是把不钻孔、不淬火的25m长的钢轨，在基地工厂用气压焊或接触焊的办法，焊成200m到500m的长轨，然后运到铺轨地点，再焊接成1000m到2000m的长度，铺到线路上就成为一段无缝线路。如果没有加工、运输、施工上的困难，从理论上讲，“无缝线路”可以无限长。这种彻底消灭轨缝的办法，我国铁路正在一些主要干道上采用。? 由于无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小和轨温的变化有直接关系，所以我们锁定钢轨时必须正确、合理地选定锁定轨温，以保证无缝线路钢轨冬天不被拉断，夏天不致胀轨跑道，危及行车安全。就北京地区来说，最高轨温为摄氏62.2℃，最低轨温为零下22℃度，中间轨温为19.9℃。根据无缝线路强度和稳定性计算得出的结果，北京地区最佳锁定轨温为24℃，实际允许锁定轨温为19℃~29℃。? 无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著。据有关部门方面统计，与普通线路相比，无缝线路至少能节省15%的经常维修费用，延长25%的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。 2.一次性铺设无缝线路技术? 我国既有线路无缝线路铺设是在路基、道床稳定条件下，将工厂焊接的长钢轨（250~500）运至工地焊联成1~2㎞的单元轨节，再再既有轨的基础上利用换轨小车换铺到轨道上，经过应力放散、焊联锁定成为无缝线路.?? 无缝线路的焊接方法 3.1?钢轨闪光对焊? ? 闪光对焊是各国铁路无缝线路中使用最广泛、也是最主要的钢轨焊接方法，其焊接质量优良、力学性能接近钢轨母材。闪光焊有连续闪光焊、预热闪光焊和脉动闪光焊三种方式。??????轨端面连续闪光，焊接电流产生的热量加热钢轨端头，最后实现挤压(顶锻)形成焊头。 连续闪光焊的焊缝中出现“灰斑”缺陷的几率多、面积和数量也较多，焊接高强耐磨轨的使用焊接性受到限制。? ?过程中，主要通过钢轨端面短路预热电流产生的热量加热钢轨端头，因此需要大功率的焊接电源。? ?闪光对焊的主要特征是:送进油缸油压脉动，脉动加热过程闪光火花飞溅少。与连续闪光焊相比较，脉动闪光焊焊缝中出现，’灰斑”缺陷的几率低，适用焊接高强耐磨钢轨。? 3.2?移动气压焊? ?日本铁路长轨条焊接主要使用移动气压焊，我国铁路也在使用。气压焊接是人工操作气压焊设备、用氧一乙炔火焰加热焊接轨端头并施工加顶锻挤压力，使其产生塑性凸起、轨头出现“镜面熔池”，随之高压顶锻形成接头。? ?良好的气压接头力学性能接近钢轨母材，但对焊接技术要求较高。焊接质量的稳定性和外观平顺性与焊工素质、压接机质量及焊接工况紧密相关。? ?“光斑”和“未焊合”是气压焊接头结合面上出现的主要缺陷，大面积“光斑”易造成线路上焊头断裂。??3.3?电弧焊? ?焊工使用电焊条或焊丝与钢轨端面产生电弧电热熔化，冷却后形成对焊焊头，是熔化焊方法。目前只有日本铁路干线上使用电弧焊，日本钢管(NKK)称其为强迫成型电弧焊，用于单元轨节的焊接。这种方法不仅焊接时间长，而且对焊接工艺、焊工技术要求很高，焊接质量稳定性较差。?? 3.4?铝热焊? ?常用于线路上钢轨对焊，其实质是冶金铸焊，焊头力学性能与交光焊相比较，各项检验指标均较低。法国TGV铁路2001年统计，自1983年开通运营后断轨80起，焊缝断裂占30%，其中90%是铝热焊头。各国铁路对铝热焊使用的情况不