軌道接頭阻力

軌道阻力為當軌道的鋼軌或軌排沿著軌道縱向或橫向移動時所受到的抵抗阻力。把鋼軌和軌枕用扣件連線在一起構成軌排，把它鋪設在道床中組成的整體稱為軌道。軌道阻力包括軌道接頭阻力、道床阻力和扣件阻力等。無縫線路長軌條兩端接頭的夾板和鋼軌接觸面間阻止鋼軌伸縮的摩擦阻力稱之為軌道接頭阻力。接頭阻力與聯結螺栓個數、螺帽擰緊程度和螺栓抗拉強度有關。

基本介紹

• 中文名：軌道接頭阻力
• 外文名：Track joint resistance
• 學科：力學
• 類別：鐵路

鋼軌接頭形式

由於鋼軌接頭減弱了鋼軌的整體性,魚尾板不可能完全傳遞鋼軌的抵抗力矩,接頭本身結構薄弱,列車通過接頭時,產生的衝擊力較大,使鐵道接頭處受到的破壞比其他部位大,因而在接頭地點所產生的病害較多。

接頭的形式，按其對軌枕的位置，可分為懸接式和承接式兩種；按其在兩股鋼軌上的相互位置分為相對式和相互式兩種。

按對軌枕位置分

1.懸接式接頭

這種接頭如下圖所示。其特點是鋼軌接頭懸於兩軌枕之間，當車通過時，因車輪碾壓後鋼軌撓曲，軌端下落，魚尾板和軌端受力較大。容易使軌道產生低接頭，魚尾板彎曲和斷裂現象。為了加強接頭，在配置軌枕時，可適當地把接頭軌枕間距縮小，以增加接頭的抗撓曲能力，這種接頭的有點是彈性較好。

懸接式接頭

2.承接式接頭

其接頭位於軌枕之上，由一根或兩根軌枕承墊。在鋼軌接頭之下有一根軌枕承接的叫單枕承接式接頭，如下圖所示。在列車通過時，傳到軌枕上的壓力，有先有後，當車輪壓在一側軌頭時，軌頭與其下部軌枕一側發生彈性沉陷，而另一側軌頭與軌枕之間出現空隙，使軌枕搖動，軌枕失去穩定性。

有兩根軌枕承接在接頭之下的叫雙枕承墊式接頭，如下圖所示。兩根軌枕分別承墊在兩個軌頭之下，軌枕之間要有20-30mm的間隙，使軌頭有自由撓曲的可能，並具有彈性。為使軌枕間距不變可夾入木片，用螺栓固定，可以避免單枕承墊的缺點。

雙枕承墊式接頭與懸接式接頭比較，優點是承墊式接頭魚尾板受力輕，因軌枕支持軌頭，接頭處所發生撓曲較小，缺點是接頭較強，搗固作業困難。

懸接式接頭與雙枕承墊式比較，那種優越，還沒有定論。我國準軌和窄軌鐵道採用懸接式接頭。

單枕承接式接頭

雙枕承接式接頭

按兩股鋼軌上的相互位置分

1.相對式接頭

也稱對接，即兩股鋼軌接頭左右相對，如下圖所示。

相對式接頭

2.相互式接頭

又稱錯接，即一般鋼軌接頭與另一股鋼軌中點相對。如下圖所示。

相互式接頭

兩種接頭對比，其相互式接頭的優點是：

（1）衝擊力分散，道床維修工作量少。

（2）兩股鋼軌間斷在不同地方，易於保持曲線的圓順。

相對式接頭的優點是：

（1）在列車通過接頭時，兩股鋼軌的衝擊作用用時發生，因此衝擊次數比錯接（相互式）少一半。

（2）在對接的情況下，所發生的衝擊作用是平衡的，易於保持水平，而在錯接的情況下，所發生的衝擊是時左時右不平衡的。不易保持水平。

（3）對接鋼軌可採用機械成節鋪設，錯接鋼軌只能逐根鋪設。

礦井窄軌鐵道曲線採取錯接，直線採取對接。使用抱枕式人車的斜井鐵道就應該採取錯接。

理論分析

根據鋼軌接頭結構形式進行理論分析計算，接頭上一枚螺栓產生的夾板和鋼軌間的摩擦阻力與它承受的拉力近似相等，螺帽擰得越緊，螺栓受的拉力越大，則接頭阻力越大。中國軌道採用的是高強度螺栓，通過套用測力扳手測定螺帽的扭力矩大小來反映螺帽的擰緊程度，從而確定接頭阻力的大小。扭力矩與螺栓拉力的關係可用以下經驗公式表示：

式中，T為擰緊螺帽時的扭力矩（N·m）；K為扭矩係數，K=018~0.24；P為螺栓拉力（kN），D為螺栓直徑（mm）。

列車通過鋼軌接頭時所產生的振動會使扭力矩下降，接頭阻力降低。據測定，其阻力可下降到靜力測定值的40%~50%。所以，在長期運營過程中，定期檢測接頭螺栓扭力矩，並重新擰緊螺帽，保持一定的接頭阻力，是一項十分重要的措施。