铁路曲线缩短轨配置实例计算

1 曲线缩短轨配置的工作流程

1.1 配轨

调查现场情况,确定换轨范围,分别丈量左右股换轨长度,合理选用选入钢轨,确保钢轨无伤损、硬弯、钢轨断面尺寸和类型符合要求。

1.2 放置新轨

将准备换入的钢轨按顺号运送到换轨地点。曲线地段按规定合理设置缩短轨。

1.3 连接钢轨组

将钢轨连接成一定长度的钢轨组,并根据轨温和钢轨长度合理设置轨缝。钢轨长度一般为300～500 m,直线地段可长一些,曲线地段宜短一点。

1.4 放置钢轨组

钢轨组可放在道心或枕木头上并进行固定,放置时应严格执行《安规》的有关规定。在高温季节放置的钢轨组,应安排专人定时加强巡查,防止钢轨组侵入限界。

1.5 曲线地段放置钢轨组时, 应进行曲线空、搭头的计算, 尽量避免封锁换轨时钢轨组位移量过大

1.6 抽换失效轨枕及中间联接扣件

2 曲线缩短轨配置

2.1 曲线缩短轨配置的原则

线路上两股钢轨接头应当采用相对式,曲线地段里股短于外股长度,如铺设同样长度钢轨,则里股钢轨接头比外股钢轨接头错前。为使接头相对,在曲线里股应适当铺设缩短轨,曲线里股缩短量不得大于缩短轨缩短量的一半。接头容许相错量:正线、到发线40 mm+缩短量的一半;其他站线40 mm+缩短量的一半+20 mm。

我国铁路采用的缩短轨长度为:配合25 m钢轨的有24.96 m、24.92 m、24.84 m三种缩短轨,缩短量分别为40 mm、80 mm、160 mm,配合12. 5 m钢轨的有12.46 m、12.42 m、12.38 m三种缩短轨,缩短量分别为40 mm、80 mm、120 mm。在同一曲线上,应尽可能使用同一种缩短量的缩短轨。

2.2 整个曲线里股缩短量及缩短轨根数的计算

曲线缩短轨的计算要解决两个问题:

一要计算出曲线用几根多少缩短量的钢轨,二要计算缩短轨配置在什么位置。

(1)圆曲线部分的缩短量:

$$缩圆=\frac{两股钢轨中心线的距离d\times 圆曲线长(m)}{曲线半径(m)}$$

(2)一端缓和曲线的缩短量:

$$缩缓=\frac{两股钢轨中心线的距离(mm)\times 一端缓和曲线长(m)}{2\times 曲线半径(m)}$$

(3)缓和曲线里股任意点的缩短量:

$$任意点的缩短量=\frac{两股钢轨中心线的距离d\times 缓和曲线始点至计算点的长度^2(m)}{2\times 曲线半径(m)\times 一端缓和曲线长(m)}$$

轨距+一个轨头宽b+曲线加宽。根据不同钢轨型号、曲线半径而定。如下表1、表2。

(4)整个曲线的缩短量:缩总=缩圆+缩缓1+缩缓2(mm)

(5)缩短轨根数的计算:缩短轨根数=缩总÷一根缩短轨的缩短量一根缩短轨的缩短量根据曲线的半径而定。如（表3）

表1 两股钢轨中心线的距离 d

表2 曲线轨距加宽标准

表3 曲线缩短轨选择表

3 实例计算

3.1 现场调查

(1)地点:肃宁北站下行外包线k404+327 m～ k40 4+791 . 8 m曲线。

(2 )曲线要素:R= 10 00 m, L=12 0 m,Ly=223. 8 m。

注:R为曲线半径(m);L为缓和曲线长度(m);Ly为圆曲线长度(m)。

(3)钢轨:60 kg/m,25 m标准轨。

(4)调查时轨温To为-4 ℃ 。

(5)肃宁地区中间轨温:T_z=1/2(T_max+T_min)=19. 3 ℃;T_max:当地历史最高轨温;T_min:当地历史最低轨温。

根据查询当地的气象资料,肃宁当地历史最高气温为41.1 ℃,当地历史最低轨温为-22. 6 ℃ 。所以最高历史轨温为历史最高气温+20 ℃ ,T_max为61.1 ℃ ,当地历史最低轨温相当于历史最低轨温,T_min为-22.6 ℃。

(6)可以采用24. 960 m(即缩短量为40 mm)、和24.920 m(即缩短量为80 mm)两种缩短轨铺设。

3.2 现场调查数据:见轨缝及钢轨长度调查表

表 4 轨缝及钢轨长度调查表

3.3 根据轨缝计算公式得a₀=0.0118 mm/(m·℃)× 25 m ×(T_z-T_o)+1/2 α_g=0.0118× 25× (19+4)+9
=15.785 mm 取16 mm

注:α_g为构造轨缝,我国采用18 mm。

当地历史最高、最低轨温差不大于85 ℃,可降低1～2 mm,所有计算轨缝可以取14 mm或者。

3 .4 左右股总轨缝的检算

根据《铁路线修路规则》第3.4.8条规定:轨缝应设置均匀,每千米轨缝总误差,25 m钢轨地段不得超过80 mm。

左股:366÷25×40=585.6 mm,与每千米标准轨缝560 mm比较,误差25. 6 mm<80 mm,符合规定。

右股:356÷25×40=569.6 mm,与每千米标准轨缝5 60 mm比较, 误差9. 6 mm<80 mm,符合规定。

4 计算轨缝、缩短轨设置及接头错差(见计算表5)

表5 轨缝、缩短、接头错差计算

续（表 5 ）

备注:60 kg/m钢轨中心线的距离为1508 mm,采用80 mm的缩短量。

其中:

左股:新轨计划轨缝之和=旧轨累计长+旧轨缝之和-新轨累计长

右股:新轨计划轨缝之和=旧轨累计长+旧轨缝之和-新轨累计长

缩短轨配置如（图1）。

图1

4.1 计算

(1)圆曲线的缩短量:缩圆=1508× 244÷1000≈368 mm。

(2)一端缓和曲线的缩短量:缩缓=1508×120÷(2×1000)≈90.5 mm。

(3)整个曲线的总缩短量:曲线总缩短量= 1510×(224+120)÷1000=518.75 ≈519 mm。

(4)选用80 mm缩短轨根数=缩总÷1根缩短轨的缩短量=519÷80=6.48≈6根。

4.2 两个系数的计算

(1)缓和曲线系数=1508÷(2×1000×120)=0.006283。(2)圆曲线系数=1508÷1000=1.508 mm。

4.3 计算表说明

• (1)第1栏轨号:线路上原有的钢轨编号。
• (2)第2、8栏实量轨缝:量取左右股每个轨号的终端接头缝,左右股可任意确定。
• (3)3栏量取线路上左右股钢轨的实际长度。
• (4)第4、10栏计划轨缝:根据轨温等各种因素计算确定。
• (5)第5、11栏新轨长:待换入的左右股钢轨的实际长度。
• (6)第6、12栏新轨换长:左右股待换新轨长度加前轨号的计划轨缝。
• (7)第7、13栏新轨累长:左右股前点新轨累长加本点新轨换长等于本点新轨累长,直线段和曲线段需分别累计,曲线前的直线段和曲线可连续累计,曲线后的直线应另行累计。
• (8)第14栏始端接头错差:量取更换钢轨地段前不换钢轨接头的错差,右股偏向终端为正,反之为负。
• (9)第15栏两股长差:右股新轨累长减左股新轨累长,得数即为更换钢轨后的接头错差,正数为右股偏向终端,负数为右股偏向始端。
• (10)第15栏为曲线上股曲线头尾到计算点的距离和圆曲线每个轨号的长度。
• (11)第17栏计算数据:缓和曲线和圆曲线分别计算出系数再乘以第16栏计算出的长度。
• (12)第18栏缩短量:此栏只用于圆曲线地段,为每段的缩短量,缓和曲线每段不能单独计算,固缓和曲线不使用此栏,计算结果直接填在第19栏。
• (13)第19栏缩短量累计:缓和曲线不用计算,圆曲线地段为前点的缩短量累计加本点的缩短量。
• (14)第21栏曲线地段接头错差:等于第15栏两股长差减第19栏的缩短量累计,正数为曲线下股偏向始端,负数为曲线下股偏向终端。
• (15)第22栏;为曲线上股本轨号后头的位置。

5 当选用缩短量为40 mm的缩短轨

图2

缩短轨的根数=缩总÷1根缩短轨的缩短量=519÷ 40=12.975=13.7≈ 14根,轨缝计算及调整轨缝方法同上,缩短量及缩短轨的配置如表6。

缩短轨配置如图2。

表6

备注:60 kg/m钢轨中心线的距离为1508 mm,采用40 mm的缩短量。

6 钢轨联组空头和搭头长度的计算

新旧轨组钢轨中心线弧线差=轨组长×(新旧轨轨组间距离+新旧轨头平均宽)÷曲线半径计算轨组、曲线半径单位未m,轨组间距离、轨头宽单位均为mm（图3）。

图3

本文中k404+327 m～k404+791.8 m曲线长464.8 m,可以组成2个钢轨组,钢轨组长度一般为300～500 m,直线地段可长一些,曲线地段宜短一点。

7 结语

肃宁北站下行外包线k404+639 m～k404+977 m曲线的实例计算,总结在既有线成段更换曲线,利用钢轨接头错差调整钢轨轨缝,同时比较了两种缩短轨的配置,采用80 mm缩短量的缩短轨,需要6根缩短轨;采用40 mm缩短量的缩短轨,需要13根缩短轨。由计算中得出,采用80 mm缩短量的缩短轨计算简洁,缩短轨根数少,现场配置比较容易。因此,根据现场实际情况选择80 mm缩短量的缩短轨进行配置。

文章来源：

作者 ： 王桂芳

作者单位 ： 朔黄铁路肃宁分公司 河北肃宁 062350

刊 名： 科技资讯

年，卷(期) ： 2013, (2)

在线出版日期 ： 2013年5月27日