90
上
海铁道科
技
2009
年第
2
期
刘见见上海
铁路
局
上
海
职
工
培
训
基
地
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我国铁路习惯称零应力轨温(零应力轨温即长度被固定的钢轨当温度力为零时的轨温1为锁定轨温但在铺设施工时由于长轨条既长且重各个区段很难做到都处于自由伸缩无温度力状态因此长轨条各个截面的实际锁定轨温与原施工时的锁定轨温不同如果实际锁定轨温比原锁定轨温高很多在冬季由于气温降低钢轨内部温度拉应力增大可能发生断轨反之如果实际锁定轨温比原锁定轨温低很多在夏季由于气温升高钢轨内部温度压应力增大可能发生胀轨因此掌握实际锁定轨温的变化规律对保证无缝线路的运营安全具有重要意义目前铁路上应用的监测无缝线路实际锁定轨温的方法主要有两种：应力法和应变法应力法由于设备计算等都比较复杂较难推广应用管理部门对无缝线路实际锁定轨温的监测大都是通过测应变来直接测定实际锁定轨温主要采用观测桩法l观测桩法原理对于某特定长度为L的钢轨当轨温变化幅度为At时其自由伸缩量为△L￡?ALttzL△t△tTTo式中a钢轨的线膨胀系数即轨温每变化l℃钢轨所产生的伸缩应变(0L△w(△tL)△Lt／L为应变当AtIC时d约为118×101℃)；△t钢轨相对零应力轨温的变化幅度(℃)以升温为正反之为负；R零应力轨温；卜任温度力不为零时的轨温无缝线路长轨条因中间接头被焊接钢轨两端被扣件及防爬设备扣紧不能自由伸缩当轨温升高△t时相当于被压缩了个△LI这△Lt亦可称之为未能实现的伸长量用△Lr来表示它在量值上等于△Lt但符号相反所以有△Lr△Lt0正△t从而可得用应变法求名义锁定轨
温
11D
的严
格
理
论
公
式
即
：
ToT+△LrA
r
L
式中0【钢轨的线
膨胀系数约
为
11
8x10
6
／
C
；
△
I
r
未能实现的伸长量
；
△
t
相对零应力轨温的轨温
变化幅度
(
℃
)
以
升
温
为
正
反
之
为
负
；
n
零应力轨
温
(
℃
)
对于未能实现的
伸长量或者说钢轨处于受
压
状态时
只有轨温下降才能达到零应力轨温
因
此上
式中
△
Lr
应取
负值相反的情况则取正值如
已
知△h则在轨温为T时钢
轨未能实现的应变￡r△h几由此可知如果
轨温变化
￡
r／
仅
则钢轨的温度应力将变为零或
者说温度
应力为零
因
此
零应力轨温等于T+8r，0c这就是应变法的
基本原
理
2
观测桩法测定实际锁定轨温
21
观测桩法布桩方法
观测桩法是在长轨条铺设之前先期按设计位置
即
长
轨条伸缩始终点长轨条
中央及规定位置处的两侧路肩
上埋
设位移观测桩在长轨条铺设锁定之后立即在与各观测桩
相对应的钢轨上做好标记(零点)作为观测钢轨爬行的观测
点
22
观测桩及观测标尺的设
置
22
1
普
通
无缝线路位移观
测桩
的设置
浅谈无缝线路实际锁定轨温的监测方法 ９１
ｆ１）设置数量：
Ｌ≤５００ｍ 设置３对
５００ｍ＜Ｉ ≤１００１３ 设置５对
Ｌ＞ｌＯ００ｍ 设置７对
注：当两观测桩之问距离大于２４０ｍ时加一对辅助观测
桩
（２、设置方法：
Ｌ≤５００ｍ地段：采用平均桩距；
Ｌ＞５ＯＯｍ地段：两头桩距由８５ｍ，１７０ｍ依次往中间推，中
间一桩与相邻桩距采用剩余轨节长度的平均值。
２．２．２区间无缝线路位移观测桩的设置
当Ｌ≤１２００ｍ时，没置９对，此时桩距为８５，８５，１７０，ａ，ａ，
１７０，８５，８５ｍ。
当Ｌ＞１２００ｍ时，设置１ １对，此时桩距为８５，８５，１７０，１７０，
ａ，ａ，１７０，１７０，８５，８５ｍ。
其中：ａ＝ｆＬ一６８０）／２或ａ＝ｆＬ一１０２０）／２．为中央桩至前后两桩
的间隔距离。
２．２．３位移观测标尺的设置
（１）在无缝线路铺设锁定时，用准直仪在钢轨上找到零
点，用冲子在轨腹部冲印，作为粘贴观测标尺的零点。
ｆ２）防爬观测桩的编号：顺列车运行方向（单线顺计算里
程方向）顺序编号，编号为“ｘ—Ｙ”。ｘ为该单元轨条编号，Ｙ为
该单元轨条内的观测桩编号。观测桩编号与“初始位移量”要
标注在标尺前方轨腰上。标注顺序为“ｘ—Ｙ—Ａ”，Ａ为初始位
移量，红底白字。两个相邻单元轨条的共用观测桩，分成上下
两排分别标注相关数据。
２．３位移观测组织
各线路车间成立技术员负责的无缝线路位移观测小组，
负责对车间管内无缝线路每月观测一次，并填写“无缝线路
位移观测记录”。观测时，如发现爬行异常，当即复测，并认真
分析原因；负责观测桩及标尺破损后的修复，粘贴应力放散
或调整后的标尺。
２．４位移观测分析
２－４．１观测位移量的分析
伸缩区位移量大于２０ｍｍ，固定区位移量大于ｌＯｍｍ，以
及伸缩区位移量较上月比较大于７ｍｍ，固定区位移量较上月
比较大干３ｍｍ的地段要重点分析原因，比如是否为维修、机
捣、中修、清筛、更换轨枕后的地段，或者扣件扣压力不达标，
同时加强巡视。
２．４．２通过观测到的位移计算实际锁定轨温
例如：某长轨条２００８年４月份观测到的位移量如表１
所示：（原施ｌ丁时锁定轨温：３０℃）
对于１＃＿２＃观测桩之间的截面，发生的位移为一
２ｒａｍ，由公式ＡＬｒ＝ａＬ￣ｔ可求得１＃一２＃桩段的变化锁定轨
温：
Ａｔ＝ＡＬｒ／ａＬ＝－２ｘｌＯ－３／（１Ｉ．８ｘｌＯ－６ｘ８５）＝－２℃
则ｌ＃一２＃桩段的实际锁定轨温为３０℃＋（一２℃）＝２８ｑＣ
表１
位移观测桩编号 １＃ ２＃ ３＃ ４＃ ５＃ ６＃ ７＃ ８＃ ９＃ ｌＯ＃ ｌｌ＃
位移观测桩距离 ８５ ８５ １７０ ｌ ７０ ｌ５８ １ ５８ １７０ １７０ ８５ ８５
（ｍ）
主股位移量（ｒａｍ） ９ ７ ８ ９ ４ ５ ４ １ ２ ５
位移量差（ｍ） 一２ ｌ —ｌ ２ —５ ｌ ｌ 一３ ｌ ３
８５
右股位移麓（ｒａｍ） ｌ１ ９ ８ ６ ９ ６ ６ ５ ０ ３ ６
位移量差（１Ｉ洲） 一２ 一ｔ 一２ ３ —３ ０ —１ —５ ３ ３
同样可以计算出长轨条其它各个截面的实际锁定轨温。
２．４－３实际锁定轨温分析
对于长轨条左右股实际锁定轨温差大于５℃及相邻桩段
实际锁定轨温差大于８℃的无缝线路地段，可以进行有计划
地应力放散或调整。
通过以上分析可以看出，利用观测桩法可以测得长轨条
爬行量的大小，以及在较长距离范围内因钢轨的伸缩位移引
起的锁定轨温的平均变化。但是，如原施工时锁定轨温不明、
不准，用这种方法并不能给出实际的锁定轨温，还需用应力
放散的方法检测原锁定轨温，并重新设定锁定轨温。
３观测桩法的应用优势
与应力法监测无缝线路实际锁定轨温相比较，对于工务
维修部门来讲，观测桩法具有明显的优势。
（１）理论简单易懂，适合广大一线职工学习应用；
（２）观测仪也较为简便。作为主要观测仪器的准直仪，相
当于一个简化的经纬仪，稍有测量常识的人均可操作；
（３）计算分析简单，即使不懂其原理，也可根据位移量对
无缝线路实际锁定轨温进行分析，找出存在的问题，确定无
缝线路状态，为养护维修提供依据，非常适合一线使用。
４观测桩法应进一步改进的方面
观测桩法最大的不足是其观测精度不够高，由于测量仪
器、观测桩和轨温测量精度等条件的限制，对位移量的掌握
只能精确到毫米。虽可满足日常养护维修的需要，但精度方
面的不足已大大影响了该方法的应用范围。如何在观测桩的
设置、仪器精度等方面进行改进，是目前该法推广使用中一
个还需进一步研究的课题。
责任编辑：万宝安
来稿时间：２Ｏ０９一ｏ２—１Ｏ