钢轨温度力分布图

　　钢轨温度力分布图（distributionfigofrailtemperaturestress）无缝线路的焊接长钢轨被锁定后，钢轨内产生的温度力沿钢轨长度方向的分布。它的横向坐标轴表示钢轨长度，竖向坐标轴表示钢轨温度力的大小（拉力为正，压力为负）。温度力的大小与轨道阻力、轧温变化幅度和钢轨断面大小等因素有关。伸缩区的温度力还与钢轨温度变化的过程有关。

　　一条长轨条在同一轨温下被锁定后，即锁定轨温相同，轨温升高或降低时，钢轨不能伸缩而产生温度力。此时温度力首先受到接头阻力与之平衡。在温度力小于或等于接头阻力时，温度力图为矩形（图1中ABB＇A＇）。在温度力超过接头阻力后，长轨端开始伸缩，随着钢轨位移而产生轨道纵向阻力。从长轨端开始以逐根轨枕的纵向阻力来平衡增长的温度力，温度力超过接头阻力愈多，就需要轧枕根数愈多的纵向道床阻力来平衡，这时，纵向道床阻力和接头阻力共同来平衡温度力，直到温度力达到最大值为止（maxPt压表示最大温度压力，maxPt拉表示最大温度拉力）（图1中ABCC＇B＇A＇）。图1是锁定轨温为中间轨温时，降温状态的温度力图（升温状态的温度力图为横轴对称的图形）。

　　图1温度力布图

　　由图1可看出，长钢轨中部CC＇围的温度力完全被接头阻力和纵向道床阻力所平衡，即在温度力达到最大时，钢轨不能伸缩，此区段叫做固定区。在长轨两端部BC和B＇C＇段，当温度力大于接头阻力后，增大的温度力由纵向道床阻力来抵抗。纵向道床阻力是沿着轨长分布的，其大小是以单位长度道床阻力为斜率而增长，所以不能完全平衡增大的温度力，未被平衡的温度力部分将释放，表现为伸缩变形。长轨两端产生伸缩变形的区段叫做伸缩区。

　　由图1可知，根据一股钢轨的受力平衡条件可以求得：

　　最低轨温时钢轨的最大温度拉力：maxPt拉=pj+ιsr

　　最低轨温时钢轨的最大温度压力：maxPt压=pj+ι＇sr

　　伸缩区长度：

　　式中，pj为一个接头阻力（N）；r为单位长度纵向道床阻（N/mm）；ιs和ι＇s分别为钢轨温度拉力和钢轨温度压力引起的伸缩区长度（cm）在锁定轨温为中间轨温条件下：

　　L=lˊs，︳maxPt压︳=︳maxPt拉︳

　　若取锁定温度高于中间轨温，长轨被锁定以后，当轨温随气温发生循环往复变化时，则在轨温变化过程中由于轨道阻力的正反向变作用，在伸缩区的钢轨温度力将有温度力峰值出现。现以无缝线路长轨条一半（其余一半与之对称）的温度力（图2）为例说明如下。

　　图2温度双方变化时的温度力图

　　如钢轨被锁定后，当轨温由t锁下降到最低轨温tmin时，钢轨温度力图为ABCD，然后轨温回升。升高到t1时，此时长轨端的温度力正好等于接头阻力，即Pt1=Pj，钢轨的温度力图为B1OOC1D1，在O点钢轨温度力为零，B1O段的钢轨温度力为压力，OC1D1段的钢轨温度力为拉力。当轨温升高到t2时，固定区C2D2段的钢轨温度力为零，而伸缩区的温度力分布为AB1B2C2。当轨温达到最高轨温tmax时，温度力分布图为AB1KC3D3，在K点出现温度力峰值Pt峰，此时的温度力图是不对称的，即maxPt压t拉，Pt峰=（maxPt压+maxPt拉）/2

　　若取锁定温度低于中间轨温，当轨温随气温发生循环往复变化时，其温度力图与上图相反，在低温一侧出现温度力峰值Pt峰，即maxPt压>maxPt拉，同样，Pt峰=（maxPt压+maxPt拉）/2。

　　综上所述，无缝线路温度力图有如下规律：①当锁定轨温为中间轨温，在轨温变化升到最高轨温和降低到最低轨温时所产生的温度力分布图是对称的，轨温的循环往复变化对最大的和最小的温度力没有影响。②当锁定轨温大于（或小于）中间轨温，在轨温的循环往复变化过程中在轨温变化升到最高轨温和降低到最低轨温时所产生的温度力分布图是非对称的，且在最高轨温一侧（或在最低轨温一侧）出现温度力峰值，P峰的大小亏锁定轨温无关，只与最高轨温和最低轨温有关。③固定区的温度力与轨温变化幅度成正比例增减，伸缩区的温度力与轨温变化过程有关。当轨温循环往复变化到固定区内的温度力为零时。伸缩区内的温度力不一定等于零。