理论教育 控制城市轨道交通系统中温度应力的关键

控制城市轨道交通系统中温度应力的关键

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果钢轨因受阻力不能随轨温变化而自由伸缩时,则将在钢轨内部产生温度应力。由虎克定律可得温度应力为式中 E——钢的弹性模量,E=2.1×105 MPa;εt——钢轨的温度应变。将E、α的值代入式(5 2),则一根钢轨中的温度力为式中 F——钢轨的断面积,cm2。因此,从理论上讲,钢轨可焊成任意长,且对轨内温度力没有影响。控制温度力大小的关键是如何控制轨温变化幅度Δt。

控制城市轨道交通系统中温度应力的关键

无缝线路的特点是轨条长,当轨温变化时,钢轨要发生伸缩,但由于有约束作用,不能自由伸缩,在钢轨内部要产生很大的轴向温度力。

当钢轨因温度变化Δt℃而自由伸缩时,其伸缩量为

图5-47 尖轨接头

式中 α——钢轨的线膨胀系数,取11.8με/℃ (或11.8×10-6ε/℃);

l——钢轨长度,m;

Δt——轨温变化幅度(或称轨温差),℃。

如果钢轨因受阻力不能随轨温变化而自由伸缩时,则将在钢轨内部产生温度应力。由虎克定律可得温度应力为

式中 E——钢的弹性模量,E=2.1×105 MPa;(www.daowen.com)

εt——钢轨的温度应变。

将E、α的值代入式(5 2),则

一根钢轨中的温度力为

式中 F——钢轨的断面积,cm2

由此可得知:

(1)在两端固定的钢轨中所产生的温度力,仅与轨温变化幅度有关,而与钢轨本身长度无关。因此,从理论上讲,钢轨可焊成任意长,且对轨内温度力没有影响。控制温度力大小的关键是如何控制轨温变化幅度Δt。

(2)对于不同类型的钢轨,同一轨温变化幅度产生的温度力大小不同。对于75kg/m、60kg/m、50kg/m钢轨,如轨温变化1℃所产生的温度力分别为23.6kN、19.2kN、16.3kN。

(3)无缝线路钢轨伸长量与轨温变化幅度Δt和轨长l有关,与钢轨断面积无关。

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