無縫線路

無縫線路（英文：Continuous   welding   track）就是把一些標準長度（25 meters, 50 meters, 100 meters）鋼軌焊接成長軌線，在其長軌段消除軌縫，使列車運行平穩，降低輪軌振動和噪聲，延長線路設備和機車車輛的使用壽命，減少線路維護工作量，能滿足高速行駛的要求，是軌道現代化的發展方向。

目前，我國無縫線路主要有兩種一種是常見的無縫線路通常，100米長的鋼軌在鋼軌焊接基地通過固定閃光焊焊接成500米長的鋼軌，然后通過鐵路運輸到現場并通過移動閃光焊進行焊接、氣壓焊或鋁熱焊焊接后，應就地敷設，長度一般為1000 m ~ 2000 m；另一種是跨區間無縫線路，采用移動式焊軌車（閃光焊或氣壓焊）在線路上，將標準長度的鋼軌焊接成設計長度的鋼軌，一般可達數百公里，成為跨區間的超長無縫線路。中國 美國的高速鐵路都是一次性鋪設無縫線路完成的。

強度和穩定性

無縫線路的強度取決于鋼軌和接頭的強度。無縫線路鋼軌的抗拉強度要求不小于880 MPa目前60 kg主要用于客運專線或客貨混裝無縫線路/m  U71Mn（抗拉強度為880 兆帕）或U75V鋼軌(抗拉強度為980 MPa)U75V熱處理鋼軌 一般用于曲線段；重載貨運無縫線路一般使用75 kg/M U75V熱處理軌或U78CrV（抗拉強度為1080 兆帕）并對鋼軌進行熱處理以確保無縫線路強度。一般來說，閃光焊和氣動焊接接頭的強度比鋼軌低80 MPa，鋁熱焊接接頭的強度更低。無縫線路的結構設計必須校核和計算鋼軌強度，并符合車輪的動荷載和鋼軌的動彎矩、鋼軌動彎應力、鋼軌最大溫度拉伸應力、鋼軌的最大附加拉應力、檢查和計算鋼軌強度的規定。

無縫線路的穩定性關系到鐵路交通尤其是高速鐵路交通的安全1928年，德國的阿曼等人開始研究它。無縫線路的穩定性主要涉及日本鎖定軌的溫升和溫度應力、蘇聯、匈牙利、英國和德國先后進行了模型軌道或實際軌道穩定性試驗，提出了計算公式，但都是在沒有車輛作用的情況下得到的，做了很多假設，不能完全反映實際的軌道穩定性，換算的溫升在一定程度上具有實用價值。國內主要采用軌道穩定性校核，采用軌道穩定性校核“無縫線路穩定性計算的統一公式”或“不等波長穩定性的計算公式”計算允許的溫升、允許溫度壓力。

鋼軌溫度力

無縫線路不像普通線路那樣有軌縫，而且鋼軌可以 由于鋼軌溫度的變化而自由收縮，這將在鋼軌內部產生應力，這是由鋼軌溫度的變化引起的，并成為溫度力。溫度力均勻地作用在鋼軌的整個長度上夏季氣溫高時，鋼軌溫度升高，導致鋼軌內部產生壓應力；冬季氣溫低時，鋼軌溫度下降，鋼軌內部產生拉應力。溫度力f=250 t·s（s為鋼軌斷面積）

鋪設無縫線路的關鍵是盡量克服長鋼軌的溫度力問題。在求解溫度力之前，溫度力積累到一定程度后釋放應力，即在長軌之間鋪設一根短軌，一般在春季、秋季松開短軌上的扣件，釋放鋼軌應力，解決鋼軌伸縮問題，操作麻煩、工程量大，影響正常運輸生產。目前采取了加強軌道結構強度的措施，如使用高強度軌枕、高強螺栓、加強扣件/彈性扣壓力等，將鋼軌緊緊地固定在枕木上，使長鋼軌不再自由伸縮。

鎖定軌溫

鋪設無縫線路的關鍵是盡量克服長鋼軌溫度變化引起的溫度力問題，減小長鋼軌的溫度應力。鋪設無縫線路時，必須選擇合適的鎖定軌溫當導軌被鎖定時，（鋪設或維修時）的軌溫稱為鎖定軌溫。施工鎖定軌溫度應在設計鎖定軌溫度的允許變化范圍內。確定鎖定鋼軌溫度遵循的原則是鋼軌在冬季不會斷裂，在夏季不會膨脹和運行。有砟軌道無縫線路鎖定軌溫的確定方法比較成熟，一般遵循以下公式：

無砟軌道無縫線路鎖定軌溫的方法尚未統一。德國無砟軌道無縫線路設計鎖定軌溫范圍一般為(Tc+3)用這種方法確定的鎖軌溫度高于中國標準目前美國客運專線。中國無砟軌道無縫線路中和溫度（Tc-3）c，即設計鎖定軌溫度范圍為(Tc-3)士5°C。

鋼軌接頭類型

焊接接頭：鋼軌對接接頭采用焊接方法連接，包括焊縫和熱影響區。一般采用閃光焊、接觸壓力焊接，例如氣壓焊接，形成原子級結合。或者采用鋁熱焊、通過熔焊如電弧焊進行焊接，以形成鑄件結構。焊接接頭是目前我國無縫線路的主要接頭形式，數量最多。

膠接絕緣接頭：粘合絕緣接頭有兩種，一種是工廠制造的粘合絕緣接頭，在工廠加熱、加壓粘合過程中，兩個軌道用夾板粘合、絕緣槽板、絕緣端板、絕緣套管、高強度螺栓粘接緊固形成的鋼軌接頭。一種是現場粘接絕緣接頭在施工現場，粘結絕緣夾板用膠粘劑與鋼軌粘結，鋼軌接頭用高強度螺栓緊固。

優點：無縫線路并非完全沒有軌縫，但軌縫數量比普通軌道大大減少，軌長也遠超傳統鋼軌。由于接頭數量比傳統普通線路少得多， 具有減少輪軌摩擦，降低行駛阻力和對軌道的沖擊，延長輪軌使用壽命，降低行駛噪聲，提高軌道穩定性等優點。

無縫線路類型

根據溫度應力的處理方法，可分為溫度應力型和輻射應力型無縫線路。溫度應力無縫線路設有心軌伸縮裝置，可自動釋放；輻射應力型無縫線路，定期輻射，寒冷地區每年兩次（春、秋季）集中放散。

根據是否跨區間，可分為普通零線和跨區間無縫線路。普通無縫線路為溫度應力型，軌道有應力緩沖區。跨區間無縫線路為超長無縫線路，軌溫鎖定。

無縫線路關鍵技術

鋼軌焊接：無縫線路的鋼軌焊接主要有三種類型：閃光焊、目前應用最廣泛的是鋁熱焊和氣壓焊，其次是氣壓焊。閃光焊和氣動焊接接頭是具有良好的強度和韌性以及優異的接頭性能的鍛造結構，主要用于在軌底焊接長鋼軌和現場移動焊接焊接需要大型專用閃光焊機或氣動焊接設備，施工組織復雜，但接頭質量好，使用效果好。鋁熱焊是一種接頭性能較差的鑄造結構，主要用于線路搶修和道岔焊接操作靈活方便，接頭質量與操作人員的經驗密切相關。

固定閃光焊：固定閃光焊主要用于工廠焊接或打底焊接我國使用最廣泛的鋼軌長度為100 m，1003356 m長度的鋼軌通過工廠焊接或打底焊接成5003356 m長度的鋼軌。目前國內使用最多的鋼軌廠焊是瑞士施拉特公司生產的GAAS80固定式閃光焊機其特點如下：自動測量和中性及三相平衡供電對電網污染小。其次是烏克蘭巴頓焊接研究所的K 系列閃光焊機，其特點是結構緊湊、體積小、重量輕，兩相供電，會對電網造成干擾。目前國內鋼軌焊接廠共有27臺GAAS80系列焊機，3臺K1000系列焊機。K 系列鋼軌閃光焊機均為交流焊接電源，焊接工藝采用連續閃光焊接工藝或脈動閃光焊接工藝。瑞士GAAS80 系列焊機為固定式DC焊機，焊接工藝多采用預熱閃光焊工藝，用于工廠焊接或打底焊接。

移動閃光焊：軌道移動式閃光焊接設備的主要特點是自帶發電機或行走機構，大致可分為集裝箱式、公路或鐵路自行車型和鐵路自行車型，移動式閃光焊機用于單元軌節的現場焊接。移動式閃光焊機實現了具有完全知識產權的國產化，并隨著技術的不斷進步，開發出了槽軌、先進產品包括DC逆變電源閃光焊機和閃光熱處理一體機。

無縫線路

鋁熱焊接：鋁熱焊和電弧焊用于鐵軌現場焊接。鋁熱焊就是混合鋁粉、氧化鐵和其他合金添加劑在特殊的反應坩堝中點燃，引發鋁熱反應，通過鋁熱反應將兩段鋼軌焊接成一體。鋁熱焊一般用于鐵路鋼軌的現場焊接， 是鋪設線路不可或缺的方法，尤其是鎖定無縫軌道和修復斷裂鋼軌。鋁熱焊具有焊接操作簡單施工方便的特點，但其焊縫為粗大的鑄態組織，韌性和韌性差、塑性較差時，最好進行焊后熱處理以改善焊接接頭的性能。

無縫線路阻力：當軌道溫度變化時，線路的部件是緊固件、接頭、道床產生一個縱向力，阻止鋼軌在兩端自由延伸。中間扣件和防爬裝置抵抗鋼軌縱向位移的力。它由鋼軌與軌枕墊面之間的摩擦力和扣件與軌底扣面之間的摩擦力組成，其值取決于扣件的扣壓力和摩擦系數。鋼軌接頭防止鋼軌縱向位移的阻力稱為接頭阻力，粘結接頭的阻力由鋼軌夾板摩擦阻力和螺栓剪切阻力組成。焊接接頭的阻力較小，主要是由于接頭不規則引起的摩擦和動阻力。道床阻力是指軌道阻力（鋼軌和軌枕）縱向位移的力。與道床密實度、道砟粒徑、材質等有關。道床阻力是為了抵抗鐵軌的膨脹和收縮、防止線路爬行的重要參數。

無縫線路鋪設：無縫線路鋪設主要涉及長軌運輸、現場焊接施工、應力放散、鎖定軌溫等工序。主要難點在于鋪設跨區間無縫線路，比如道岔區、橋梁等特殊地段的無縫線路施工。一般無縫線路施工流程如下：軌排鋪設、放散施工、鋼軌焊接、人工焊接車間施工流程如下圖。

無縫線路的維護：無縫線路在運營過程中，鋼軌會受到損傷，軌面會剝落、波浪形磨損、軌頭壓潰、裂紋和軌面斷裂等。在線修復技術，如輪軌潤滑，一般用于輕微損壞的鋼軌、鋼軌打磨、鋼軌銑磨、熱噴涂表面修復、鋼軌堆焊修復等。對于嚴重損壞的鋼軌，一般需要更換鋼軌進行維修。