《铁道工程》课程设计--无缝线路设计 18页

课程名称：《铁道工程》设计题目：无缝线路设计院系：专业：铁道工程学号：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2012年5月16日 目录第1部分课程设计任务书41.1设计题目41.2设计资料41.2.1轨道条件41.2.2运营条件41.3设计要求41.4设计内容51.4.1锁定轨温51.4.2伸缩区长度51.4.3预留轨缝51.4.4道床及路基面强度检算5第2部分课程设计计算书62.1无缝线路强度设计62.1.1钢轨动弯挠度、动弯矩Md及轨枕反力Rd的计算62.1.2钢轨动弯应力82.1.3无缝线路强度计算92.2稳定性设计102.2.1试算曲线地段值102.2.2试算、112.2.3试算直线地段值112.2.4试算、122.3无缝线路结构设计122.3.1无缝线路结构类型选择122.3.2设计锁定轨温132.3.3伸缩区长度的计算14 2.3.4铺设预留轨缝的计算142.4道床及路基强度检算152.4.1道床强度检算152.4.2路基顶面强度检算16第3部分设计成果汇总163.1锁定轨温163.2伸缩区长度173.3预留轨缝173.4道床及路基面检算结果17参考文献17 无缝线路设计但强强20097392第1部分课程设计任务书1.1设计题目无缝线路设计1.2设计资料1.2.1轨道条件铺设地点：库尔勒轨道类型：P60—U74设计区段最小半径：800m轨下基础刚度D值：（KN/cm）计算钢轨375计算其他750轨枕为S—2型混凝土轨枕，配置数为每千米：18401.2.2运营条件机车类型：6Y2车辆类型：C621.3设计要求为满足无缝线路安全可靠地完成运输任务，必须符合强度条件和稳定性条件的基本要求。为满足无缝线路稳定性，不致在高温条件下发生胀轨跑道现象，必须将轨内温度压力限制在一定范围内。第18页共18页 无缝线路设计但强强200973921.4设计内容1.4.1锁定轨温1.4.2伸缩区长度1.4.3预留轨缝1.4.4道床及路基面强度检算运营条件附表1机车类型轮重KN第一轮中心至前面车钩中心距离（m）第二轮中心至第一轮中心距离（m）第三轮中心至第二轮中心距离（m）第四轮中心至第三轮中心距离（m）第五轮中心至第四轮中心距离（m）第六轮中心至第五轮中心距离（m）后面车钩中心至第六轮中心距离（m）速度Km/hDF4112.82.751.81.88.41.81.82.75120DF8112.81.21.81.812.31.81.81.1100DFH4112.83.691.82.17.872.11.83.69140ND5106.453.152.551.88.21.82.553.105160SS3112.82.942.32.07.82.02.32.941266Y2112.82.8322.3352.3358.0162.3352.3352.832100C62车辆102.5104961.756.951.751.496（第四轮中心至后面车钩中心）第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392第2部分课程设计计算书2.1无缝线路强度设计2.1.1钢轨动弯挠度、动弯矩Md及轨枕反力Rd的计算1）计算k值轨枕间距60kg/m的新轨对水平轴的惯性矩①．计算时：（钢轨）②．计算yd、Rd时：（轨枕）2）计算分别以动1、动2为计算轮，计算，（值是根据值，查表可得），由表中看出，动12轮为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算弯矩的依据。和的excel计算表格可站内留言表2作用位置∑Pμ(N)作用位置∑Pμ(N)轮1109564.828轮11106144.760轮2106151.509轮12109786.576第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392轮3109566.438轮1390786.226轮4109566.375轮1490491.968轮5106153.144轮1590564.144轮6109524.046轮1691233.187轮7109524.046轮1791233.187轮8106153.144轮1890564.143轮9109566.375轮1990519.462轮10109566.629轮2090521.9193）动弯矩静弯矩:6Y2机车计算钢轨轨底弯曲应力时，速度系数为：A、在的曲线上，容许欠超高，计算偏载系数：在的曲线上，横向水平力系数，B、在直线地段上，横向水平力系数，4）计算计算（值是根据值计算可得），由表中看出，动12轮为最大，也就是最不利轮位。第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392表3作用位置∑Pμ(N)作用位置∑Pμ(N)作用位置∑Pμ(N)作用位置∑Pμ(N)轮1109688.3轮6109679.5轮11106486.5轮1697875.6轮2106487.5轮7109679.5轮12109781.7轮1797875.6轮3109688.5轮8106487.7轮1398383.5轮1898305.2轮4109688.5轮9109688.5轮1498270.1轮1998275.9轮5106487.7轮10109688.5轮1598305.2轮2098276.05）计算枕上动压力RdA、曲线不考虑横向水平力系数，则B、直线不考虑横向水平力系数与偏载系数，则6）计算动弯挠度ydA、曲线不考虑横向水平力系数，则B、直线不考虑横向水平力系数与偏载系数，则2.1.2钢轨动弯应力查表：新轨截面模量轨底第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392A、曲线轨底动弯拉应力曲线轨头动弯压应力B、直线轨底动弯拉应力直线轨头动弯压应力2.1.3无缝线路强度计算由于铺设地点为库尔勒，查表5-1有最高轨温Tmax=60.7℃，最低轨温Tmin=-41.5℃，新轨允许应力A、曲线：轨底：轨头：B、直线：轨底：轨头：强度满足要求。第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392允许轨温升降值、计算公式A、曲线轨：B、直线轨：2.2稳定性设计2.2.1试算曲线地段值假设时，，，，，，换算曲率]即：计算得到与原假定不符。设，重新计算。第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392以再次试算，求得,得到与原来的相接近，因此取作为变形曲线长度，作为原始弹性初弯矢度。2.2.2试算、2.2.3试算直线地段值当时，，，，，，换算曲率钢轨断面面积：]即计算得到与原假定不符。设，重新计算第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392以再次试算，求得则该与第二次设的不符，再设，计算，再求得到，则，与原来的相接近，因此取作为变形曲线长度，作为原始弹性初弯矢度。2.2.4试算、2.3无缝线路结构设计2.3.1无缝线路结构类型选择库尔勒当地温差：曲轨：直轨：结论：可采用温度应力式无缝线路类型第18页共18页 无缝线路设计但强强200973922.3.2设计锁定轨温1)锁定轨温上限计算:曲轨：直轨：2)锁定轨温下限计算曲轨：直轨：3)锁定轨温的确定①算锁定轨温曲轨：直轨：②设计锁定轨温的取值曲轨：=直轨：=③核算温度压力峰值是否会引起跑道最大压力峰值不致引起跑道危险。④锁定轨温允许范围通常取第18页共18页 无缝线路设计但强强200973922.3.3伸缩区长度的计算计算参数：设计锁定轨温钢轨接头阻力（扭矩为）钢轨纵向阻力最大温升最大温降取取整为缓冲轨长度的整倍数得2.3.4铺设预留轨缝的计算最大温度压应力:最大温度拉应力:可见大钢轨于铺设后轨温上升至或下降时，从不发生伸长及缩短位移。1）缓冲轨间预留轨缝第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392最佳预留轨缝=2）长钢轨端部预留轨缝最佳预留轨缝2.4道床及路基强度检算2.4.1道床强度检算对于S-2型轨枕，中部不掏空，有效支承长度，轨枕底面平均宽度，因此：①曲线道床顶面压应力：第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392②直线道床顶面压应力：对于碎石道床允许应力，所以道床强度满足要求。2.4.2路基顶面强度检算由原始资料可知，面碴厚为，垫层厚为，因此，道床计算厚度。所以，该轨道路基顶面处于与之间，则路基顶面应力：①曲线地段：②直线地段：对于既有线粘砂土路基，允许应力因此，路基顶面强度满足强度要求。第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392第3部分设计成果汇总3.1锁定轨温曲轨：=直轨：=3.2伸缩区长度伸缩区长度：3.3预留轨缝缓冲轨间预留轨缝长钢缓冲轨间预留轨缝3.4道床及路基面检算结果道床强度，满足要求路基顶面强度，满足要求第18页共18页 无缝线路设计但强强20097392参考文献[1]易思蓉、何华武.铁道工程.北京：中国铁道出版社，2009.4[2]铁道部运输局装备部.铁路机车概要.北京：中国铁道出版社，2009.3[3]王建文.无缝线路钢轨温度力及锁定轨温的测试方法.2002.3第18页共18页