轨道工程课程设计--普通无缝线路设计 11页

轨道工程课程设计目录1普通无缝线路设计任务书…………………………………………………(1)1.1设计要求和内容………………………………………………………(1)1.2设计资料………………………………………………………………(1)1.3主要参考书……………………………………………………………(1)1.4应交资料………………………………………………………………(1)2普通无缝线路设计…………………………………………………………(2)2.1温度压力的计算………………………………………………………(2)2.2轨道稳定性允许温度压力的计算……………………………………(5)2.3轨道稳定性允许温升的计算…………………………………………(6)2.4轨道强度确定允许温降………………………………………………(6)2.5设计锁定轨温的计算…………………………………………………(7)2.6钢轨最大应力计算……………………………………………………(8)2.7伸缩区长度计算………………………………………………………(9)2.8无缝线路缓冲区预留轨缝的计算……………………………………(9)2.9防爬器的设置…………………………………………………………(11)2.10长轨条的布置…………………………………………………………(11)11 轨道工程课程设计轨道工程课程设计课程名称：轨道工程课程设计题目一：普通无缝线路设计设计内容：包括设计锁定轨温的确定，伸缩区长度计算，预留轨缝设计，防爬设备的布置和长轨节的长度，无缝线路稳定性检算等。请参考《轨道工程》、《铁路轨道》相关章节及《轨道设计规范》（TB10082—2005J448—2005）等相关规范、标准。已知条件：线路铺设无缝线路区段，南京历年最高轨温为63℃,最低轨温为-14℃；60kg/m钢轨无缝线路，曲线半径R=600m；轨枕：Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞，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11 轨道工程课程设计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：11 轨道工程课程设计式中—计算两根钢轨温度压力（N）；E—钢轨弹性模量，为2.1×10；11 轨道工程课程设计—两根钢轨对竖直中和轴线的惯性矩，50kg/m钢轨=2×377=754cm60kg/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11 轨道工程课程设计式中—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。（3）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cm60kg/m钢轨cm75kg/m钢轨cm（4）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；11 轨道工程课程设计—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128MPa；—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设计锁定轨温计算式中11 轨道工程课程设计—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℃。设计锁定轨温上限设计锁定轨温下限℃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/℃）；11 轨道工程课程设计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；—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11 轨道工程课程设计—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）；11 轨道工程课程设计—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。即选用ω弹条扣件，即，，，根据公式取；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11