无缝线路

无缝线路（英文：Continuous   welding   track）就是把一些标准长度（25 meters, 50 meters, 100 meters）钢轨焊接成长轨线，在其长轨段消除轨缝，使列车运行平稳，降低轮轨振动和噪声，延长线路设备和机车车辆的使用寿命，减少线路维护工作量，能满足高速行驶的要求，是轨道现代化的发展方向。

目前，我国无缝线路主要有两种一种是常见的无缝线路通常，100米长的钢轨在钢轨焊接基地通过固定闪光焊焊接成500米长的钢轨，然后通过铁路运输到现场并通过移动闪光焊进行焊接、气压焊或铝热焊焊接后，应就地敷设，长度一般为1000 m ~ 2000 m；另一种是跨区间无缝线路，采用移动式焊轨车（闪光焊或气压焊）在线路上，将标准长度的钢轨焊接成设计长度的钢轨，一般可达数百公里，成为跨区间的超长无缝线路。中国 美国的高速铁路都是一次性铺设无缝线路完成的。

强度和稳定性

无缝线路的强度取决于钢轨和接头的强度。无缝线路钢轨的抗拉强度要求不小于880 MPa目前60 kg主要用于客运专线或客货混装无缝线路/m  U71Mn（抗拉强度为880 兆帕）或U75V钢轨(抗拉强度为980 MPa)U75V热处理钢轨 一般用于曲线段；重载货运无缝线路一般使用75 kg/M U75V热处理轨或U78CrV（抗拉强度为1080 兆帕）并对钢轨进行热处理以确保无缝线路强度。一般来说，闪光焊和气动焊接接头的强度比钢轨低80 MPa，铝热焊接接头的强度更低。无缝线路的结构设计必须校核和计算钢轨强度，并符合车轮的动荷载和钢轨的动弯矩、钢轨动弯应力、钢轨最大温度拉伸应力、钢轨的最大附加拉应力、检查和计算钢轨强度的规定。

无缝线路的稳定性关系到铁路交通尤其是高速铁路交通的安全1928年，德国的阿曼等人开始研究它。无缝线路的稳定性主要涉及日本锁定轨的温升和温度应力、苏联、匈牙利、英国和德国先后进行了模型轨道或实际轨道稳定性试验，提出了计算公式，但都是在没有车辆作用的情况下得到的，做了很多假设，不能完全反映实际的轨道稳定性，换算的温升在一定程度上具有实用价值。国内主要采用轨道稳定性校核，采用轨道稳定性校核“无缝线路稳定性计算的统一公式”或“不等波长稳定性的计算公式”计算允许的温升、允许温度压力。

钢轨温度力

无缝线路不像普通线路那样有轨缝，而且钢轨可以 由于钢轨温度的变化而自由收缩，这将在钢轨内部产生应力，这是由钢轨温度的变化引起的，并成为温度力。温度力均匀地作用在钢轨的整个长度上夏季气温高时，钢轨温度升高，导致钢轨内部产生压应力；冬季气温低时，钢轨温度下降，钢轨内部产生拉应力。温度力f=250 t·s（s为钢轨断面积）

铺设无缝线路的关键是尽量克服长钢轨的温度力问题。在求解温度力之前，温度力积累到一定程度后释放应力，即在长轨之间铺设一根短轨，一般在春季、秋季松开短轨上的扣件，释放钢轨应力，解决钢轨伸缩问题，操作麻烦、工程量大，影响正常运输生产。目前采取了加强轨道结构强度的措施，如使用高强度轨枕、高强螺栓、加强扣件/弹性扣压力等，将钢轨紧紧地固定在枕木上，使长钢轨不再自由伸缩。

锁定轨温

铺设无缝线路的关键是尽量克服长钢轨温度变化引起的温度力问题，减小长钢轨的温度应力。铺设无缝线路时，必须选择合适的锁定轨温当导轨被锁定时，（铺设或维修时）的轨温称为锁定轨温。施工锁定轨温度应在设计锁定轨温度的允许变化范围内。确定锁定钢轨温度遵循的原则是钢轨在冬季不会断裂，在夏季不会膨胀和运行。有砟轨道无缝线路锁定轨温的确定方法比较成熟，一般遵循以下公式：

无砟轨道无缝线路锁定轨温的方法尚未统一。德国无砟轨道无缝线路设计锁定轨温范围一般为(Tc+3)用这种方法确定的锁轨温度高于中国标准目前美国客运专线。中国无砟轨道无缝线路中和温度（Tc-3）c，即设计锁定轨温度范围为(Tc-3)士5°C。

钢轨接头类型

焊接接头：钢轨对接接头采用焊接方法连接，包括焊缝和热影响区。一般采用闪光焊、接触压力焊接，例如气压焊接，形成原子级结合。或者采用铝热焊、通过熔焊如电弧焊进行焊接，以形成铸件结构。焊接接头是目前我国无缝线路的主要接头形式，数量最多。

胶接绝缘接头：粘合绝缘接头有两种，一种是工厂制造的粘合绝缘接头，在工厂加热、加压粘合过程中，两个轨道用夹板粘合、绝缘槽板、绝缘端板、绝缘套管、高强度螺栓粘接紧固形成的钢轨接头。一种是现场粘接绝缘接头在施工现场，粘结绝缘夹板用胶粘剂与钢轨粘结，钢轨接头用高强度螺栓紧固。

优点：无缝线路并非完全没有轨缝，但轨缝数量比普通轨道大大减少，轨长也远超传统钢轨。由于接头数量比传统普通线路少得多， 具有减少轮轨摩擦，降低行驶阻力和对轨道的冲击，延长轮轨使用寿命，降低行驶噪声，提高轨道稳定性等优点。

无缝线路类型

根据温度应力的处理方法，可分为温度应力型和辐射应力型无缝线路。温度应力无缝线路设有心轨伸缩装置，可自动释放；辐射应力型无缝线路，定期辐射，寒冷地区每年两次（春、秋季）集中放散。

根据是否跨区间，可分为普通零线和跨区间无缝线路。普通无缝线路为温度应力型，轨道有应力缓冲区。跨区间无缝线路为超长无缝线路，轨温锁定。

无缝线路关键技术

钢轨焊接：无缝线路的钢轨焊接主要有三种类型：闪光焊、目前应用最广泛的是铝热焊和气压焊，其次是气压焊。闪光焊和气动焊接接头是具有良好的强度和韧性以及优异的接头性能的锻造结构，主要用于在轨底焊接长钢轨和现场移动焊接焊接需要大型专用闪光焊机或气动焊接设备，施工组织复杂，但接头质量好，使用效果好。铝热焊是一种接头性能较差的铸造结构，主要用于线路抢修和道岔焊接操作灵活方便，接头质量与操作人员的经验密切相关。

固定闪光焊：固定闪光焊主要用于工厂焊接或打底焊接我国使用最广泛的钢轨长度为100 m，1003356 m长度的钢轨通过工厂焊接或打底焊接成5003356 m长度的钢轨。目前国内使用最多的钢轨厂焊是瑞士施拉特公司生产的GAAS80固定式闪光焊机其特点如下：自动测量和中性及三相平衡供电对电网污染小。其次是乌克兰巴顿焊接研究所的K 系列闪光焊机，其特点是结构紧凑、体积小、重量轻，两相供电，会对电网造成干扰。目前国内钢轨焊接厂共有27台GAAS80系列焊机，3台K1000系列焊机。K 系列钢轨闪光焊机均为交流焊接电源，焊接工艺采用连续闪光焊接工艺或脉动闪光焊接工艺。瑞士GAAS80 系列焊机为固定式DC焊机，焊接工艺多采用预热闪光焊工艺，用于工厂焊接或打底焊接。

移动闪光焊：轨道移动式闪光焊接设备的主要特点是自带发电机或行走机构，大致可分为集装箱式、公路或铁路自行车型和铁路自行车型，移动式闪光焊机用于单元轨节的现场焊接。移动式闪光焊机实现了具有完全知识产权的国产化，并随着技术的不断进步，开发出了槽轨、先进产品包括DC逆变电源闪光焊机和闪光热处理一体机。

无缝线路

铝热焊接：铝热焊和电弧焊用于铁轨现场焊接。铝热焊就是混合铝粉、氧化铁和其他合金添加剂在特殊的反应坩埚中点燃，引发铝热反应，通过铝热反应将两段钢轨焊接成一体。铝热焊一般用于铁路钢轨的现场焊接， 是铺设线路不可或缺的方法，尤其是锁定无缝轨道和修复断裂钢轨。铝热焊具有焊接操作简单施工方便的特点，但其焊缝为粗大的铸态组织，韧性和韧性差、塑性较差时，最好进行焊后热处理以改善焊接接头的性能。

无缝线路阻力：当轨道温度变化时，线路的部件是紧固件、接头、道床产生一个纵向力，阻止钢轨在两端自由延伸。中间扣件和防爬装置抵抗钢轨纵向位移的力。它由钢轨与轨枕垫面之间的摩擦力和扣件与轨底扣面之间的摩擦力组成，其值取决于扣件的扣压力和摩擦系数。钢轨接头防止钢轨纵向位移的阻力称为接头阻力，粘结接头的阻力由钢轨夹板摩擦阻力和螺栓剪切阻力组成。焊接接头的阻力较小，主要是由于接头不规则引起的摩擦和动阻力。道床阻力是指轨道阻力（钢轨和轨枕）纵向位移的力。与道床密实度、道砟粒径、材质等有关。道床阻力是为了抵抗铁轨的膨胀和收缩、防止线路爬行的重要参数。

无缝线路铺设：无缝线路铺设主要涉及长轨运输、现场焊接施工、应力放散、锁定轨温等工序。主要难点在于铺设跨区间无缝线路，比如道岔区、桥梁等特殊地段的无缝线路施工。一般无缝线路施工流程如下：轨排铺设、放散施工、钢轨焊接、人工焊接车间施工流程如下图。

无缝线路的维护：无缝线路在运营过程中，钢轨会受到损伤，轨面会剥落、波浪形磨损、轨头压溃、裂纹和轨面断裂等。在线修复技术，如轮轨润滑，一般用于轻微损坏的钢轨、钢轨打磨、钢轨铣磨、热喷涂表面修复、钢轨堆焊修复等。对于严重损坏的钢轨，一般需要更换钢轨进行维修。