[科普中国]-锁定轨温

简介

无缝线路设计时按照强度和稳定条件并考虑施工、养护、管理等因素来选择一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)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。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2。

实际锁定轨温要求施工锁定轨温指的是施工锁定时的轨温。施工中一段长钢轨的锁定需要一定的时间，所以施工规定把长钢轨始终端落槽就位时的轨温平均值作为施工锁定轨温。同时要求始终端就位时的轨温必须在设计锁定轨温允许范围之内。

实际锁定轨温是同一次施工的单元轨条始终端落槽轨温的平均值。实际锁定轨温必须符合如下规定：

①长轨条上任意截而的实际锁定轨温值，都必须在设计锁定轨温范围内；

②沿钢轨长度方向，长轨条上相邻两处的相对轨温差≤5℃；

③左右股相对轨温差≤5℃。

实际锁定轨温强调的是“实际”二字。它既用以区别施工锁定轨温所表示的名义上的零应力轨温，又说明零应力轨温在运营过程中是可能发生变化的。因此，这一术语既说明了事物的客观实际，又反映了人们在实践过程中对零应力轨温认识的深入与提高3。

影响无缝线路锁定轨温变化的主要因素一是铺设时的影响。在铺设无缝线路时，由于受施工时的气温、作业条件、施工队伍素质、责任心等因素的影响，有可能造成钢轨的温度应力不均匀，锁定轨温不准确。因此，对于长轨单元铺设时温度应力不均匀的问题要重新组织应力放散和应力调整，达到长轨单元温度应力均匀，锁定轨温准确。

二是施工及养护维修的影响。这方面因素较为复杂。主要有大、中修路清筛、维修养护方法不当、低温维修、道床不饱满、碴肩不够、石碴不均匀、列车冲击、气温变化、断轨再焊、扣件不密贴、螺栓松动等，都会对无缝线路锁定轨温的改变产生一定的影响，都有可能影响到无缝线路的纵、横向稳定。

三是列车碾压的影响无缝线路因受到列车的长期碾压、冲击，致使钢轨轨头表层产生塑性变形，使钢轨轨头展长，最终造成锁定轨温发生变化。根据有关实验资料表明，这种碾长效应普遍引起锁定轨温的降低，尤其在新铺设后头三个月内表现最为明显，并将持续一年之久3。

测桩法测定实际锁定轨温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。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2。

轨温分类在无缝线路中，锁定轨温在各个方面的运用是各有特点的，因此有所区分。分为设计锁定轨温、施工锁定轨温、实际锁定轨温。

设计锁定轨温

设计锁定轨温又称中和轨温，它是根据线路结构的具体条件，通过轨道强度和稳定性的计算确定的。

施工锁定轨温

施工锁定轨温是指施工锁定时的轨温。施工中一段长轨条的锁定需要一定的时间，所以大修施工规定把长轨条始终端落槽就位时的轨温平均值作为施工锁定轨温。
实际锁定轨温

实际锁定轨温强调的是实际二字，它既用以区别施工锁定轨温所表示的名义上的零应力轨温，又说明零应力轨温在运营过程中是可能发生变化的4。

轨温检测应变法

应变法是指通过测应变来直接测锁定轨温。主要包括形变仪法、观测桩法等。

应力法

钢轨内应力的变化会引起钢轨某些物理参量变化，所以可通过各种测量物理参量变化的钢轨内应力测试仪。用来测量和标定某种物理量与应力之间的定量关系，以此间接测量钢轨温度应力。主要由X射线法、超声波法、磁弹性法、磁噪声法等4。