膠新線西夾古哨水庫大橋無縫線路設(shè)計(jì)方案研究

周廣勇,郜現(xiàn)廣

（濟(jì)南鐵路局設(shè)計(jì)所,濟(jì)南 250000）

1 引言

無縫線路能夠消滅大量的鋼軌接頭 ,具有行車平穩(wěn)、機(jī)車車輛及軌道維修費(fèi)用低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 橋上鋪設(shè)無縫線路以后 ,由于減輕了列車車輪的沖擊 ,改善了橋梁的受力狀態(tài) ,因而能延長橋梁使用壽命 ,減少養(yǎng)護(hù)維修工作量。但大部分橋梁在設(shè)計(jì)建造時(shí)并未考慮鋪設(shè)無縫線路的縱向力作用等因素，因此在換鋪無縫線路時(shí)依據(jù)規(guī)范需對鋼軌強(qiáng)度、穩(wěn)定性、斷縫值等指標(biāo)進(jìn)行檢算。

2 線橋概況

本橋?yàn)閱尉€鐵路橋，全長307m。橋跨組成為：膠州方臺＋9-32m混凝土簡支梁＋新沂方臺。固定支座設(shè)置在膠州方。整座橋上線路位于2‰的坡道及R-1600 L-1240.78m l-110m曲線上。橋上既有軌道結(jié)構(gòu)為Ⅱ型砼橋枕，1840根/km配置，Ⅱ型彈條扣件。

3 橋上無縫線路強(qiáng)度和穩(wěn)定性檢算

3.1 允許溫降

依據(jù)《鐵路無縫線路設(shè)計(jì)規(guī)范》及TDS（橋上無縫線路檢算軟件）計(jì)算得到： 綜合動載系數(shù)Kd=(1+α+β)f=2.378，軌底動彎應(yīng)力σd=151.0 MPa。鋼軌允許溫降 [ΔTd]=79.3℃。

3.2 允許溫升

采用不等變形波長理論，計(jì)算中考慮了無縫道岔鋼軌縱向力不均勻性的影響，相當(dāng)于8℃溫度力。用不同的變形矢度f值進(jìn)行疊代，計(jì)算得到：1股鋼軌允許壓力[P]=943.0 kN，允許溫升[ΔTu]=49.1 ℃，臨界溫升ΔTk=95.3 ℃，安全系數(shù) K=1.9。

3.3 鎖定軌溫

最高軌溫Tmax=60℃，最低軌溫Tmin=-16.5℃，允許溫升[ΔTu]=49.1℃，允許溫降[ΔTd]=79.3℃。設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍：28±4℃。校驗(yàn)結(jié)果：最大溫升 ΔTum=36.0 ℃ ≤ [ΔTu]富余：13.1℃，最大溫降 ΔTdm=48.5 ℃ ≤ [ΔTd]富余：30.8℃，合格！

3.4 斷縫檢算

鋼軌類型：60kg/m，鋼軌溫降△Td=48.5℃，有砟軌道，斷縫允許值 [λ]=8cm。

計(jì)算結(jié)果為：左側(cè)斷縫λ1＝3.89cm，右側(cè)斷縫λ2=3.89cm。斷縫λ=λ1+λ2=7.79cm。

4 橋上無縫線路縱向力計(jì)算

根據(jù)梁軌相互作用原理，基于TDS橋上無縫線路計(jì)算軟件，計(jì)算得到膠新線湯河大橋無縫線路縱向力最大值。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，墩頂

（32m簡支梁）縱向伸縮力T1=46.7KN，撓曲力T2=99KN，斷軌力T3=161KN，制動力T4=335.4KN。

5 橋墩檢算

由計(jì)算結(jié)果可知，墩身較高的2號墩（墩身高10.5m）受力最為不利，故需對其進(jìn)行檢算。檢算結(jié)果結(jié)果如表1所示（其中：單線附加力F2僅為一線列車制動力，該項(xiàng)已在橋梁設(shè)計(jì)中檢算通過，在此略）。從中可見，各項(xiàng)指標(biāo)均通過檢算。

表1 墩臺各項(xiàng)檢算指標(biāo)

6 研究總結(jié)

（1）橋上無縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍為：28±4℃，最大溫升幅度36℃，最大溫降幅度48.5℃。（2）采用60kg/m、U75V新鋼軌。（3）橋上軌枕為Ⅱ型鋼筋混凝土橋枕，1840根/km配置，要求所用軌枕狀態(tài)良好。（4）要求橋上道床道砟潔凈，并且密實(shí)、飽滿。線路兩側(cè)設(shè)置道砟板，兩側(cè)的砟肩寬不應(yīng)小于40cm，且砟肩堆高15cm。（5）扣件布置如下： ①橋臺胸墻以內(nèi)設(shè)計(jì)采用石龍橋小阻力扣件+不銹鋼復(fù)合膠墊，扣件扭矩力為60～80N.m。②兩端橋臺胸墻以外300m范圍設(shè)計(jì)采用新Ⅱ型彈條扣件，扣件扭矩力為120～150N.m。

[1]TB 10015-2012.鐵路無縫線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2013.