图1 单向钢轨伸缩调节器示意图通过基本轨与尖轨之间的纵向相对位移,大幅度减小桥梁与无缝线路纵向相互作用力(图1、图2、图3)。
钢轨伸缩调节器主要应用于铺设在大跨度连续梁桥上的无缝线路区段。由于温度变化,桥梁将产生量值很大的纵向位移,例如在年温度变化幅度△t=70℃的地区,温度跨度l=100米的钢梁,温度变化引起的梁端伸缩位移就达80毫米。铺设在桥上处于无缝线路固定区的钢轨,由于扣件和轨下基础的阻力,将阻碍梁的纵向位移,从而在轨道和桥梁之间产生很大的梁轨纵向水平力。这个纵向力不仅会影响无缝线路的稳定性,而且会加大桥梁支座、墩台的纵向荷载。图2 单向钢轨伸缩调节器的结构组成示意图
钢轨伸缩调节器安装时,在桥头一端将无缝线路的钢轨断开,将桥梁一侧的钢轨与伸缩调节器的基本轨焊联,将区间一侧的钢轨与伸缩调节器的尖轨焊联,当钢桥纵向伸缩时,就会带动桥上无缝线路的钢轨及与之焊联的伸缩调节器基本轨相对于与区间钢轨焊联的调节器尖轨纵向相对移动,从而减轻桥上无缝线路钢轨对钢桥桥梁纵向伸缩位移的约束,并降低梁轨之间的纵向水平力。
钢轨伸缩调节器最重要的设计参数:①调节器设计伸缩量,该伸缩量不应小于所铺设梁端梁缝的年最大变化量。②调节器应采用基本轨伸缩,尖轨锁定的结构,基本轨伸缩过程中的轨距变化应满足安全行车要求。图3 轨撑示意图中国《客运专线钢轨伸缩调节器》(TB/T 3401—2015)对上述两参数的规定是:①调节器设计伸缩量最小范围为±200毫米。②基本轨伸缩过程中的轨距变化应符合表中所列要求。
设计速度 | 200≤ | 250< |
极限偏差/mm | ±2 | ±1 |
铺设在混凝土桥上的无缝线路,由于混凝土的热胀系数仅为钢热胀系数的1/60,故混凝土桥的梁端伸缩位移通常较小,在一般情况下,混凝土桥上的无缝线路可不设钢轨伸缩调节器。但在下述情况下,需经验算确定是否需要安装钢轨伸缩调节器:①大跨度混凝土连续梁桥。②高墩混凝土简支梁桥。③柔性墩混凝土梁桥。