地铁轨道施工概述.ppt

地铁轨道工程概述及铺轨工艺一、地铁的发展城市轨道交通的发展经历了曲折的过程，大致分为以下几个阶段：初步发展阶段（1863—1924年）在这一阶段，欧美的城市轨道交通发展较快，期间13个城市建成了地铁，还有许多城市建成了有轨电车。20世纪20年代，美国、日本、印度和中国的有轨电车有了很大的发展。2．停滞萎缩阶段（1924—1949）第二次世界大战的爆发和汽车工业的发展，促使了城市交通的停滞和萎缩。汽车的灵活、便捷和可达性，一度成为城市交通的宠儿，得到飞速发展。而轨道交通因投资大、建设周期长，一度失宠。这一阶段只有五个城市发展了地铁。3.高速发展阶段（1970年至今）世界各国城市化的趋势，导致人口高度集中，要求轨道交通高速发展以适应日益增加的客流运输、各种技术的发展也为轨道交通奠定了良好的基础。俄罗斯地铁站法国里尔地铁无人驾驶的全自动列车新加坡地铁东京地铁线路图二、我国地铁发展三、轨道结构的形式轨道是铁路线路的组成部分，这里所指的轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等。作为一个整体性工程结构，轨道铺设在路基之上，起着列车运行的导向作用，直接承受机车车辆及其荷载的巨大压力。在列车运行的动力作用下，它的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性，保证列车按照规定的最高速度，安全、平稳和不间断地运行。钢轮钢轨系统2、轨道结构的组成2-1钢轨（1）钢轨接头和轨缝接头轨道上钢轨和钢轨之间用夹板和螺栓连接，称为钢轨接头。接头处的轮轨动力很大，接头时轨道结构的薄弱环节。轨缝为适应钢轨热胀冷缩的需要及便于更换钢轨，需要在街头处预留轨缝预留轨缝的条件：（1）当轨温达到当地最高轨道温度时，轨缝应大于或等于零，使轨端不受挤压力，以防止温度压力太大而胀轨跑到。（2）当轨温达到当地最低轨道温度时，轨缝应小于或等于构造轨缝，使接头螺栓不受剪力，以防止接头螺栓拉弯或者拉断。（构造轨缝是指受钢轨，接头夹板和螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大的缝隙值）。钢轨连接现场（2）无缝线路Longweldedrail无缝线路技术为了改善钢轨接头的工作状态，人们从本世纪三十年代开始至今，一直致力于这方面的研究与实践,采用各种方法将钢轨焊接起来构成无缝线路。这中间首先遇到了接头焊接质量问题；其次就是长轨在列车动力和温度力共同作用下的强度和稳定问题；还有无缝线路设计、长轨逐步解运输、铺设施工、养护维修等一系列理论和技术问题。随着上述一系列问题的决，无缝线路在世界各国得到了广泛的运用。缝线路由于消灭了大量的接头，因而具有行车平稳、旅客舒适，同时机车车辆和轨道的维修费用减少,使用寿命延长等一系列优点。有资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算，无缝线路比有缝线路可节约维修费用30%~70%。在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。这些优点在行车速度提高时尤为显著。无缝线路原理一根长度为l可自由伸缩的钢轨，当轨温变化Δt℃时，其伸缩量为ΔL=α·L·Δt(5-1)式中α--钢轨的线膨胀系数，取11.8×10-6/℃；L--钢轨长度(mm)；Δt--轨温变化幅度（℃）。如果钢轨两端完全被固定，不能随轨温变化而自由伸缩，则将在钢轨内部产生温度应力。根据虎克定律，温度应力σt为σt=E·εt=E·α·Δt(5-2)式中E——钢的弹性模量，E=2.1×105Mpa；εt——钢的温度应变。将E、α之值带入式（5-2），则温度应力为：σt=2.1×105×11.8×10-6=2.48Δt（5-3）一根钢轨所受的温度力Pt为：Pt=σt·F=2.48ΔtF（5-4）式中F--钢轨断面积(mm)。公式（5-1、5-2、5-4）即为无缝线路温度应力和温度力计算的基本公式。由此可知：1．在两端固定的钢轨中所产生的温度力，仅与轨温变化有关，而与钢轨本身长度无关。因此，从理论上讲，钢轨可以焊成任意长，且对轨内温度力没有影响，控制温度力大小的关键是如何控制轨温变化幅度Δt。2．对于不同类型的钢轨，同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同。如轨温变化1℃所产生的温度力。对于75、60、50kg/m轨分别是23.6、19.2、16.3kN。3．无缝线路钢轨伸长量与轨温变化幅度Δt，轨长l有关，与钢轨断面积无关。为降低长轨条内的温度力，需选择一个适宜的锁定轨温，又称零应力状态的轨温。在铺设无缝线路中，将长轨条始终端落槽就位时的平均轨温称为施工锁定轨温。施工锁定轨温应在设计锁定轨温允许变化范围之内。锁定轨温是决定钢轨温度力水平的基准，因此根据强度、稳定条件确定锁定轨温是无缝线路设计的主要内容。钢轨温度不同于气温。影响轨温的因素比较复杂，它与气候变化、风力大小、日照强度、线路走向和所取部位等有密切关系。根据多年观测，最高轨温Tmax