铁路轨道课程设计任务书-道铁10-普通无缝线路设计 8页

华东交通大学课程设计（论文）任务书题目名称普通无缝线路设计院（系）土木建筑学院专业道路与铁道工程班级道铁2010－1、2、32012年12月31日至2013年1月4日共1周指导教师:张鹏飞教研室主任:李明华7 设计任务书一．设计题目：普通无缝线路设计二．设计资料：线路铺设无缝线路区段，地区历年最高轨温为*℃,最低轨温为*℃（从《轨道工程》表7-2中任选一个城市，南方城市为宜，每人所选城市不得重复）；60kg/m钢轨无缝线路，曲线半径R=600m（一班），R=1000m（二班），R=800m（三班）；轨枕：Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞（一班），Ⅱ型混凝土轨枕1840根/㎞（二班），Ⅲ型混凝土轨枕1667根/㎞（三班）；钢轨截面积F=77.45cm，钢轨惯性矩I=1048cm,钢轨弹性模量E=2.1×10，轨道原始弹性弯曲半波长=720cm,原始弹性弯曲矢度=2.5mm，原始塑性弯曲矢度=2.5mm，轨道弯曲变形矢度=2mm。，轨道框架刚度系数=1.0，等效道床阻力取=84.3N/cm。线路基本情况：该线路位于XXX线，自K110+000至K123+000桥隧等建筑物位置如下表：起始里程或中心里程既有线桥、隧及道口描述K110+74.4~k110+254.33潭口隧道K110+342.962-20.01-10.0混凝土拱桥K110+687.5平交道口K111+046.01-40.02-20.0混凝土拱桥K113+171.53~k113+476.28古龙岗隧道K114+650.812-15.04-31.0钢桥K115+000平交道口K121+163.06平交道口K121+500.6平交道口K121+948.56~k122+065.81杨子岭隧道三、设计内容及要求1、设计锁定轨温的确定2、伸缩区长度计算3、预留轨缝设计4、防爬设备的布置5、长轨节的长度，画长轨条布置图6、无缝线路稳定性检算等。四．参考文献：7 1.《铁路轨道设计规范》（TB10082—2005J448—2005）2.《轨道工程》五．完成文件与要求：1．设计计算书2．长轨条布置图。设计计算书采用统一的封页和计算纸张，按要求填写好任务书，装订后再和图纸一起放入资料袋中。图纸统一采用A3纸张，计算机绘图或手工绘图，要求布局合理，线形粗细必须分明，标注的汉字和数字要字体统一、大小一致、详细清晰，图纸右下方需有绘图单位、比例和其他说明文字。图纸下方需标明设计者和审核者、设计时间、图名、图号、班级和学号等。备注：除了选择题目一的18位同学，其余同学均做题目二。所选城市不能重复。指导教师：张鹏飞附1无缝线路设计的步骤计算步骤如下：⑴温度压力的计算根据《轨道设计规范》（TB10082—2005J448—2005）的公式计算温度压力计算公式根据假设，用势能驻值原理导出如下基本公式：，式中；；—计算两根钢轨温度压力（N）；E—钢轨弹性模量，为2.1×10；—两根钢轨对竖直中和轴线的惯性矩，50kg/m钢轨=2×377=754cm7 60kg/m钢轨=2×524=1048cm75kg/m钢轨=2×665=1330cm—轨道框架刚度系数，采用1.0；—轨道弯曲半波长（cm）；—轨道原始弹性弯曲半波长（cm）；—轨道原始弹性弯曲矢度（cm）；—轨道原始弹性弯曲的相对曲率矢度（），，为常量，其值根据无缝线路现场调查资料统计分析确定；—轨道原始塑性弯曲曲率（）；=—轨道弯曲变形矢度，采用0.2cm；—曲线轨道半径（cm）；—等效道床横向阻力；式中，—道床初始阻力常数（N/cm）；和—道床塑性系数，单位分别为N/cm和N/cm；—积分常数；⑵轨道稳定性允许温度压力式中—轨道稳定性计算温度压力（N），按式（6-4）计算。—安全系数，一般取=1.25～1.3。⑶轨道稳定性允许温升对于路基上无缝线路式中F—钢轨断面面积,50kg/m钢轨cm7 60kg/m钢轨cm75kg/m钢轨cm⑶根据强度条件确定允许温降钢轨的强度条件是要求轨头急轨底的边缘荷载应力的最大可能值，不超过钢轨的屈服强度除以一定的安全系数所得出的容许应力。其表达式如下：轨头轨底式中—轨头边缘荷载应力的最大可能值；—轨底边缘荷载应力的最大可能值；—无缝线路钢轨温度应力；—钢轨附加应力，取10；—经标准拉伸试验所得出的钢轨钢屈服强度，根据国家钢轨钢试验资料统计分析结果，按极限强度的不同等级，的取值不同；—安全系数，新钢轨，铝热焊及再用轨～1.35。计算式为：式中—钢轨动弯应力，取轨底的应力，本设计中取值为128~145MPa；—钢轨附加应力，取10；E—钢轨钢的弹性模量，为；—钢轨的线膨胀系数，取℃。⑸设计锁定轨温计算7 式中—设计锁定轨温，在小半径曲线上宜取偏高值，在年轨温幅度较大的地区宜取偏低值；—当地历年最高轨温（℃）；—当地历年最低轨温（℃）；—轨道稳定性允许温差（℃）；—轨道强度允许温降（℃）；—修正值，一般为0～5℃。⑹设计锁定轨温范围宜为10℃。桥上无缝线路或寒冷地区，当℃时，锁定轨温范围不应小于6℃。设计锁定轨温上限（5～6℃）设计锁定轨温下限（5～6℃）设计锁定轨温上、下限应满足下式条件：钢轨温度力可按下式计算：式中E—钢轨钢弹性模量；—钢轨钢线膨胀系数（1/℃）；F—钢轨截面面积（mm）；—钢轨温差（℃）。钢轨最大温度拉力钢轨最大温度压力⑺伸缩区长度计算无缝线路锁定后，长轨条的两端将随轨温的升降而伸缩，其伸缩范围的长度即为伸缩区长度。式中—钢轨最大温度拉力或压力（N），按式（6-14）和式（6-15）计算；7 —接头阻力（N）；r—一股轨下道床纵向阻力，有碴道床路基上为一股轨下线路纵向阻力⑻无缝线路缓冲区预留轨缝计算①长轨条一端伸缩量的计算式中—钢轨最大温度拉力或压力（N），按式（6-14）和式（6-15）计算；—接头阻力（N）；r—一股轨下道床纵向阻力。②缓冲轨一端伸缩量的计算式中L—缓冲轨长度（m）；其他符号意义同前。③预留轨缝的计算冬季轨缝不应超过构造轨缝的条件：夏季轨缝不顶紧的条件：式中—长轨条与缓冲轨之间预留轨缝值（mm）；—相邻缓冲轨间预留轨缝值（mm）；—钢轨接头构造轨缝，取18mm；—长轨条一端的收缩量或伸长量（mm）；—缓冲轨一端的收缩量或伸长量（mm）。⑼防爬器设置在无缝线路伸缩区上，因钢轨要产生伸缩，必须有足够的接头阻力和道床阻力与长钢轨中的温度力平衡，如果接头阻力和道床阻力较小，就会造成较长的伸缩区长度，增加了无缝线路养护的难度。为充分发挥道床阻力的作用，在无缝线路结构设计时，要保证扣件阻力大于道床阻力。如扣件阻力不足，则需安装防爬器以增大钢轨与轨枕之间的阻力。即7 式中，为一对防爬器的阻力（N）；为一根轨枕上的扣件阻力（N）；R为一根轨枕能提供的道床阻力；n为两对防爬器之间的间隔轨枕数。缓冲区设置的防爬器与伸缩区相同。目前采用弹条扣件的混凝土轨枕，由于扣件的阻力较大，一般不设防爬器。⑽长轨条布置画长轨条布置图在无缝线路中用到的参数值为：，，。表1道床纵向阻力表线路特征单枕的道床纵向阻力/kN一股钢轨下单位道床纵向阻力N/cm1667根/km1760根/km1840根/km木枕线路7.0-6164混凝土枕线路Ⅰ型10.0-8791Ⅱ型12.5-109115Ⅲ型18.3152160-7