°C，最低轨 溫为-25.7°C，根据现有的设计锁定轨溫计算公式得到钢轨的设计锁定轨溫为(20±5)°C。 现将设计锁定轨溫分别提高和降低1~5°C，即W30，29，28，27，26，14，13，12，11，10为设定 溫度来检算隧道口附近无缝线路冬季的强度和夏季的稳定性是否满足要求。
[0113] 根据隧道内外无缝线路轨溫和气溫的变化规律，考虑最不利情况，即夏季隧道内 比隧道外轨溫低3(TC，冬季隧道内比隧道外轨溫高8°C，同时认为钢轨已经或将要产生爬 行，即溫度力变化梯度大于或等于道床纵向单位阻力，暂不考虑通风等自然条件的影响。图 6和图7为最不利情况下钢轨锁定轨溫为20°C时冬季隧道口内外的轨溫图。
[0114] 隧道口溫度过渡段长度的理论计算公式为：
[0116] 式中：E-钢轨钢的弹性模量；
[0117] F-钢轨的横截面积；
[0118] a-钢轨钢的线膨胀系数；
[0119] At-隧道口钢轨内外溫差；
[0120] r-道床纵向阻力；
[0121] 1-隧道口溫度过渡段长度。
[0122] 图8为隧道内外溫度过渡段理论计算图示。其中，横坐标为轨道长度，纵坐标为轨 道所受的压力（或拉力）。倾斜部分线段表示过渡段长度的钢轨所受的压力（或拉力），其左 边是隧道内的钢轨所受的压力(或拉力），右边是隧道外的钢轨所受的压力(或拉力）。
[0123] 通过理论计算公式得出夏季隧道内外轨溫差为30°C时溫度过渡段长度为47. Im, 冬季轨溫差为8°C时溫度过渡段长度为12.6m。图6为锁定轨溫为20°C，最不利情况时隧道口 内外夏季和冬季的轨溫。图9和图10分别为设计锁定轨溫调整后冬季和夏季隧道桐口无缝 线路溫度力图，设计锁定轨溫调整后钢轨冬季的最大拉力和夏季的最大压力的主要计算结 果见表5。
[0124] 表5:不同锁定轨溫下隧道口钢轨最大拉(压)力值
[0125]
[0126] 由表5可知，设计锁定轨溫调整后无缝线路的强度和稳定性均满足要求，且存在较 大的安全余量，但是在计算溫度过渡段长度时仅考虑了钢轨溫差和道床纵向阻力的影响。
[0127] 实施例5
[0128] 为了进一步研究溫度过渡段长度变化对隧道桐口无缝线路强度和稳定性的影响， 本实施例仍W神朔铁路霍家梁隧道为例，取轨溫差最大的夏季并且过渡段长度分别为10m， 20m，30m、40m和50m进行分析。图U和图12分别为锁定轨溫为1 (TC时夏季溫度不同过渡段长 度时隧道桐口附近钢轨溫度力和位移图，锁定轨溫调整后钢轨夏季的最大压力和纵向位移 值的主要计算结果见表6。
[0129] 表6:不同过渡段长度夏季钢轨的最大溫度力和纵向位移
[0131]由表6可知，夏季在相同锁定轨溫条件下，溫度过渡段长度从50m减小到IOm时，钢 轨的最大溫度力由1099.9KN增加到1117KN，钢轨纵向位移由2.07mm增加到3.17mm。溫度过 渡段长度的变化对钢轨溫度力影响较小，但对钢轨纵向位移影响较大。由于溫度过渡段长 度的不确定性，如果隧道口处冬季断轨问题突出，可W考虑将设计锁定轨溫下调1~5°C，但 为保持线路夏季的稳固状态，减少或消除过渡段钢轨的伸缩位移，应进行防爬检算，必要时 设置防爬设备。
[0132] 相应地，本发明还提供一种无缝线路锁定轨溫的确定装置，如图13所示，所述确定 装置包括:模型建立模块21，根据无缝线路参数建立模型;溫度获取模块22，获得所述无缝 线路运行环境的最高溫度和最低溫度；W及处理模块23,将设定溫度输入至所述模型中，获 取在所述最高溫度时钢轨的压力P和在所述最低溫度时钢轨的拉力F，根据所述最高溫度时 钢轨的压力P和所述最低溫度时钢轨的拉力F确定所述设定溫度能够作为锁定轨溫。如此能 够准确反映重载铁路无缝线路合理的锁定轨溫，极大地降低了轨道断轨的情况。
[0133] 其中，如果所述压力P小于所述钢轨的最大压力且所述拉力F小于所述钢轨的最大 拉力，则所述处理模块确定所述设定溫度能够作为锁定轨溫。
[0134] 为了缩小设定溫度的范围，W提高效率，所述确定装置还包括:常规锁定轨溫获取 模块，获取平直无缝线路在运行环境下的常规锁定轨溫；W及设定溫度选择模块，W所述常 规锁定轨溫为基础选择所述设定轨溫。
[0135] 其中，所述无缝线路参数包括W下至少一者：曲线参数、桥梁参数及隧道口溫度过 度段长度。
[0136] 另外，在所述无缝线路为桥上无缝线路的情况下，所述处理模块还用于根据钢轨 断缝修正所述锁定轨溫。其中所述处理模块根据钢轨断缝修正所述锁定轨溫包括:所述锁 定轨溫与最低溫度的差值小于或等于所述钢轨断缝所允许的最大降溫幅度。
[0137] W上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可W对本发明的技术方案进行多种简 单变型，运些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0138] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可W通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0139] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可W进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1. 一种无缝线路锁定轨温的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括： 根据无缝线路参数建立模型； 获得所述无缝线路运行环境的最高温度和最低温度； 将设定温度输入至所述模型中，获取在所述最高温度时钢轨的压力P和在所述最低温 度时钢轨的拉力F;以及 根据所述最高温度时钢轨的压力P和所述最低温度时钢轨的拉力F确定锁定轨温。2. 根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，如果所述压力P小于所述钢轨的最大 压力且所述拉力F小于所述钢轨的最大拉力，则确定所述设定温度能够作为锁定轨温。3. 根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述确定方法还包括： 获取平直无缝线路在运行环境下的常规锁定轨温；以及 以所述常规锁定轨温为基础选择所述设定温度。4. 根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述无缝线路参数包括以下至少一 者：曲线参数、桥梁参数及隧道口温度过度段长度。5. 根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，在所述无缝线路为桥上无缝线路的情 况下，根据钢轨断缝修正所述锁定轨温。6. 根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，根据钢轨断缝修正所述锁定轨温包 括:所述锁定轨温与最低温度的差值小于或等于所述钢轨断缝所允许的最大降温幅度。7. -种无缝线路锁定轨温的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括： 模型建立模块，根据无缝线路参数建立模型； 温度获取模块，获得所述无缝线路运行环境的最高温度和最低温度；以及 处理模块，将设定温度输入至所述模型中，获取在所述最高温度时钢轨的压力P和在所 述最低温度时钢轨的拉力F，根据所述最高温度时钢轨的压力P和所述最低温度时钢轨的拉 力F确定所述设定温度能够作为锁定轨温。8. 根据权利要求7所述的确定装置，其特征在于，如果所述压力P小于所述钢轨的最大 压力且所述拉力F小于所述钢轨的最大拉力，则所述处理模块确定所述设定温度能够作为 锁定轨温。9. 根据权利要求7所述的确定装置，其特征在于，所述确定装置还包括： 常规锁定轨温获取模块，获取平直无缝线路在运行环境下的常规锁定轨温；以及 设定温度选择模块，以所述常规锁定轨温为基础选择所述设定轨温。10. 根据权利要求7所述的确定装置，其特征在于，所述无缝线路参数包括以下至少一 者：曲线参数、桥梁参数及隧道口温度过度段长度。11. 根据权利要求10所述的确定装置，其特征在于，在所述无缝线路为桥上无缝线路的 情况下，所述处理模块还用于根据钢轨断缝修正所述锁定轨温。12. 根据权利要求11所述的确定装置，其特征在于，所述处理模块根据钢轨断缝修正所 述锁定轨温包括:所述锁定轨温与最低温度的差值小于或等于所述钢轨断缝所允许的最大 降温幅度。
【专利摘要】本发明涉及无缝线路领域，公开了一种无缝线路锁定轨温的确定方法和装置，所述确定方法包括：根据无缝线路参数建立模型；获得所述无缝线路运行环境的最高温度和最低温度；将设定温度输入至所述模型中，获取在所述最高温度时钢轨的压力P和在所述最低温度时钢轨的拉力F；以及根据所述最高温度时钢轨的压力P和所述最低温度时钢轨的拉力F确定锁定轨温。如此能够准确反映重载铁路无缝线路合理的锁定轨温，极大地降低了轨道断轨的情况。
【IPC分类】E01B35/00
【公开号】CN105648859
【申请号】
【发明人】李瑞俊, 韩治平, 常晓东, 魏朝雄, 高亮, 肖宏, 林超, 王璞
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 中国神华能源股份有限公司神朔铁路分公司, 北京交通大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月31日