铁道工程设计说明书.doc
课程名称：铁道工程院 系： 土木工程系 专 业： 工程造价 年 级： 2008级 姓 名： ××× 学 号： ×××××× 西南交通大学峨眉校区2010 年 1月 7号目 录1 设计任务 1.1 设计题目 2 1.2 设计内容 2 1.3 设计要求 21.4 设计资料 22 铁道工程数量统计 2.1 钢轨统计 3 2.2 轨枕统计 32.3联接零件统计 32.4 道砟数量统计 4 2.5 工程数量表 43 路基设计 3.1 路基横断面设计 5 3.2 路基土石方统计54 铁道能力检算 4.1 行走时分 6 4.2 通过能力 8 4.3 输送能力检算 95 附件 5.1 附表一 12 5.2 路基规范 5.3 纵断面图 1设计任务为了考察学生对本学科的活学活用能力，希望通过本次课程设计使学生熟练掌握铁路轨道工程数量计算、路基横断面设计及土石方工程数量计算和铁路能力检算等有关内容。1.1 设计题目 题目 铁道工程综合设计 1.2 设计内容 1轨道工程数量计算； 2路基横断面设计； 3路基土石方工程数量计； 4铁路能力检算； 5编写简要说明书，按要求装订成册。1.3 设计要求 说明书要求简要明晰，计算中所采用的所有数据均要说明数据来源，公式中所有符号均应说明含义，并将说明书按照以下顺序装订成册。1 封面2 目录3 说明书正文；（1）设计原始资料（2）轨道工程数量统计（3）路基土石方工程数量统计（4）铁路能力检算4 附件5 封底1.4 设计资料 一、设计线资料 1、设计线为级单线铁路，路段设计行车速度为200km/h； 2、站间平纵断面图见（附件-纵断面图） 3、轨道部分资料 （1）轨道类型：重型，普通线路，轨缝8mm; （2）钢轨；60kg/m （3）轨枕及扣件；型有挡肩轨枕，1667根/km；弹条型扣件； （4）道床；采用级碎石道砟 4、路基部分设计 查相关规范，见附件 5、选线设计部分资料（远期重车方向） （1）运量资料：货运量C要求=12Mt/a, =1.15，通过能力储备数=0.2；客车NK=8对/天；摘挂NZ=2对/天；零担NL=1对/天；快货NKH=1对/天 （2）到发线有效长LYX=650m； （3）信联闭设备为半自动闭塞；tF+t H= 6min （4）每辆火车平均数据为：货车自重22.153t，总重qp=78.998，净载量qj=56.865t，车辆长度Lp=13.914t，净载系数Kj=0.720t/m，列出延米质量q=5.677m，守车质量qs=16t，守车长度Ls=8.8m 2 铁道工程数量统计 （DK101DK102）2.1 钢轨统计采用标准轨25 m，统计量为1 km，故总钢轨量为 (1000/25)×2=80（根）2.2 轨枕统计 根据设计资料已知，采用型有挡肩轨枕，1667根/km，故共1667根轨枕2.3联接零件统计 1、扣件计算 根据设计资料已知，采用弹条型扣件，一个弹条型扣件含有2个螺纹道钉，2个螺母，2个平垫圈，2个弹条，2个轨距挡板，2个挡板座，1个弹性橡胶垫板。又一根轨枕上有2个扣件。螺纹道钉=1667×2×2 = 6668（个）螺母=1667×2×2 = 6668（个）平垫圈=1667×2×2 = 6668（个）弹条=1667×2×2 = 6668（个）轨距挡板=1667×2×2 = 6668（块）挡板座=1667×2×2 = 6668（块）弹性橡胶垫板=1667×2= 3334（块） 2夹板计算根据情况，采用双头式夹板，接头出钢轨内外侧各一个夹板，每个夹板上有螺栓孔6个，并配上夹板螺栓（带螺帽），并在每个接头螺栓和螺母直接垫防止松动的弹簧垫圈 60夹板数量 = 16×10+4 = 164（块） 说明：每100米有16个夹板，加上端部少加的4块 夹板螺栓 = 164×6 = 984（套） 弹簧垫圈 = 夹板螺栓数量=984（个）2.4 道砟数量统计 由图可知，此段为圆曲线段，需设置外轨超高计算公式：h = 7.6 V2max/R （式2-1）式中R本段的曲线半径，R= 4500m Vmax 采用新线设计速度，为200km/h,代入上述数据到（式2-1）中，得：h = 68mm计算点里程道床断面面积S长度（M）体积VD2K101 D2K10234.887100034887V=348872.5 工程数量表名称单位数量标准轨25m根80道砟数量m337.68轨枕根1667螺纹道钉个6668螺母个6668平垫圈个6668弹条个6668轨距挡板块6668挡板座（尼龙座）块6668弹性橡胶垫板块333460夹板块164夹板螺栓套984弹簧垫圈个9843 路基设计（DK93+800DK93+900）3.1 路基横断面设计设计说明：此路段均为路堤，且高程变化不大，地质情况假定为非渗水土，故设置三角形路拱，单线铁路路拱高为0.15m。数据参照路基规范（见附件），详细设计请看A3图纸3.2 路基土石方统计 土石方计算基本公式： （式3-1） 其中V 土石方体积 A1, A2 前后两个断面的面积 L 前后断面之间的距离 路基土石方数量计算表 里程高程m断面积平均面积距离m土石方数量段落小计 备注填填填路堤12345678DK93+8007.4467140.277126.177202522.3413368.46 （DK93+800DK93+900）DK93+8206.450111.857111.952202239.04DK93+8406.457112.047111.142202242.84DK93+8606.464112.237146.266202925.32DK93+8808.453180.294171.946203438.92DK93+9008.049163.5974 铁道能力检算（DK94DK104）4.1 行走时分1、计算公式 T甲-乙 = （ti·Li）+tq+tt （式4 -1） 式中tq、tt起车、停车附加时分，电力、内燃机牵引tq=13min, tt=12min；Li 某一坡段的长度 ti某一坡段的每千米的运行时分（min/km），上坡时ti=60/Vjh，Vjh用均衡速度法查得；下坡时，ti=60/Vx,其中Vx用（式4 -2）计算Vx=85+0.8i （式4 -2）2、计算过程（1） 从DK94前往DK104坡度值确定 根据断面图中设计坡度，找到相关数据如下：L1= 2804.28m i1=0 ； L2=900 m ，i2=0.7； L3= 2100 m i3=-0.8； L4=611.36 m i4=0； L5=2000 m i5=3； L6=800 m i6=0； L7=497.88m i7=6.9速度的确定 根据以上坡度值，利用均衡速度法查得V2=99km/h,V5=94 km/h,V7=72.5 km/h（具体见图4-2）V3= 85+0.8i=85-0.8×0.7=84.36 km/h,当坡度为零时，V=V1=V4=V6=85 km/h起停时分的确定 本设计中机车为电力牵引，tq取1min、tt取1min 计算 将以上数据代入式4 -1，则得 TW = 8.7 min图4-1 SS7型电力机车合力曲线图（2）从DK104返回DK94坡度值确定 根据断面图中设计坡度，找到相关数据如下：L1= 2804.28m i1=0 ； L2=900 m ，i2=-0.7； L3= 2100 m i3=0.8； L4=611.36 m i4=0； L5=2000 m i5=-3； L6=800 m i6=0； L7=497.88m i7=-6.9速度的确定 根据以上坡度值，利用均衡速度法查得V3=98km/h（具体见图4-2）V2=85+0.8i=85-0.8×0.7 =84.44 km/h,V5=85+0.8i=85-0.8×3.0=82.6 km/h,V7=85+0.8i=85-0.8×6.9 =79.48 km/h,当坡度为零时，V=V1=V4=V6=85 km/h起停时分的确定 本设计中机车为电力牵引，tq取1min、tt取1min 计算 将以上数据代入式4 -1，则得 TF = 8.73 min图4-2 SS7型电力机车合力曲线图4.2 通过能力 1、计算公式 （式4 -3）式中TT 日均综合维修“天窗”时间，电力牵引取90 min，内燃机牵引取60 min； tw、tF 站间往返走行时间tB 对向列车不同时到达的时间间隔tH 车站会车间隔时间 2、计算过程 已知 ：tB+ tH = 6 min , TT = 90 min, TW = 8.7 min, TF =8.73 min 将以上数据代入式4 -3，得：N = 57 （对/天）4.3 输送能力检算 1、牵引质量的确定 计算公式 （式4 -4）式中 G 单机牵引质量，舍取10t的整数倍 y 机车牵引力使用系数，取0.9 Fj 机车计算牵引力(N)，查附表一 P 机车计算质量 （t） ix 限制坡度 （） w0，w0计算速度Vj下的机车、车辆单位阻力，可查附表一 计算过程 查附表一，得：Fj = N ，P = 138t ， w0= 2.38 (N/kN)， w0= 1.44(N/kN) , Vj = 48 (km/h)；g = 9.81 纵断面图中已知ix = 7.2； 将以上数据代入（式4 -4），得：G = 3600 t2、牵引质量的检算 启动检算 （式4 -5） 式中Fq 机车计算启动牵引力(N)，SS7型为t Wq 机车单机启动阻力（N/kN），电力机车去5 N/kN Wq 货车的单位启动阻力（N/kN），SS7型为3.5 N/kN iq 启动地段的加算坡度，此路段为平坡， iq = 0数据：Fq = t Wq= 5 N/kN Wq= 3.5 N/kN iq = 0 P = 138t g = 9.81 将以上数据代入（式4 -5），得：Gq = 12576 t G = 3600 t ，故可以启动 车站到发线有效长度检算 （式4 -5） 式中 La 安全距离，一般取30 mLxy 到发线有效长度（m）Lj 机车长度，SS7型为22mNj 列车中机车台数q 列出延米质量，取5.677m已知数据：La = 30 m，Lxy = 850 m，Lj= 22m ，q=5.677m，Nj=1将以上数据代入（式4 -5），得：Gxy = 4530 tG = 3600 t，故牵引质量不受到发线有效长度限制3、货物列车牵引净载Gj的确定 计算公式 （式4 -6）式中qs 守车质量，取16t qp 每辆货车平均总重量，取78.998 t Gj =（n-1）qj （式4 -7） 式中qj为每辆货车的平均净载（t），取56.865t 计算过程 将数据代入式4 -5、式4 -6，得：Gj = 2580 t4、运输能力的计算（1）NH （ 折算的普通货物列车对数）确定 计算公式 （式4 -8）式中NK、NKH、 NL、NZ 旅客、快货、零担、摘挂列车对数 通过能力储备系数，取0.2 K 、KH 、L 、Z 旅客、快货、零担、摘挂列车的扣除系数，可查表获得KH、L、Z 快货、零担、摘挂列车的货物质量与普通货物列车质量的比值，即满轴系数。一般取KH = 0.75 ，L = 0.5，Z = 0.75 计算过程已知数据：K = 1.3，KH = 1.2，L = 1.5，Z = 1.3；KH = 0.75 ，L = 0.5，Z = 0.75 = 0.2； NK=8对/天； NZ=2对/天； NL=1对/天； NKH=1对/天；N = 57 （对/天）将以上数据代入式（式4 -8），得 ：NH = 34 （对/天）（2）运输能力的计算（式4 -9） 式中NH 折算的普通货物列车对数（对/d），按照（式4 -8）计算 Gj 普通货物列车净载 货物波动系数，通常取1.15由上述计算得：NH = 34 （对/天），Gj = 2580 t，则代入（式4 -9），得： C = 27.8 （Mt/a）C要求=12Mt/a附表一SS7 型 电 力 机 车 单 机 牵 引 合 力 曲线 计 算i=12 P=138t G=2260t v=48km/h F=kN h=0.28工况序号项目速度51010.420304044.8464850607080818590100牵引运行1F (kN)440.90 415.20 387.40 372.70 363.60 359.60 353.30 357.40 282.70 242.30 212.00 199.50 188.40 84.00 2Fy=0.9F (kN)396.81 373.68 348.66 335.43 327.24 323.64 317.97 321.66 254.43 218.07 190.80 179.55 169.56 75.60 30(N/kN)1.43 1.47 1.48 1.62 1.83 2.11 2.27 2.31 2.38 2.46 2.88 3.37 3.93 3.99 4.24 4.56 5.26 4P0(N)197.02 203.25 203.85 222.90 252.15 291.01 313.08 318.94 329.02 339.48 397.55 465.23 542.51 550.76 584.75 629.39 725.88 50" (N/kN)0.95 0.98 0.98 1.07 1.18 1.31 1.39 1.41 1.44 1.47 1.66 1.87 2.10 2.13 2.23 2.36 2.65 6G0" (N)2140.50 2215.93 2222.57 2409.16 2658.89 2965.12 3132.18 3175.98 3250.78 3327.85 3747.08 4222.81 4755.04 4811.37 5042.34 5343.77 5989.00 7W0=(P0+G0")10-3g (kN)22.93 23.73 23.80 25.82 28.56 31.94 33.80 34.29 35.12 35.98 40.66 45.99 51.97 52.60 55.20 58.60 65.87 8Fy-W0 (kN)373.88 349.95 322.84 306.87 295.30 289.35 282.85 285.68 213.77 172.08 138.83 124.35 110.96 9.73 9fy-0=(Fy-W0)103/(P+G)g15.89 14.88 13.72 13.04 12.55 12.30 12.02 12.14 9.09 7.31 5.90 5.29 4.72 0.41 惰行100=W0103/(P+G)g (N/kN)0.97 1.01 1.01 1.10 1.21 1.36 1.44 1.46 1.49 1.53 1.73 1.95 2.21 2.24 2.35 2.49 2.80 电阻制动11Bd(kN)150.00 306.00 308.80 311.70 314.60 316.00 227.80 194.40 172.00 53.80 11.10 12bd (N/kN)6.38 13.01 13.13 13.25 13.37 13.43 9.68 8.26 7.31 2.29 0.47 130+0.9bd (N/kN)6.71 12.72 12.91 13.14 13.39 13.53 10.44 9.39 8.82 4.414.55 3.22 空气制动14h0.220 0.191 0.190 0.174 0.167 0.164 0.163 0.163 0.162 0.162 0.161 0.160 0.159 0.159 0.159 0.158 0.158 15b=1000hh (N/kN)61.61 53.62 53.26 48.69 46.88 45.94 45.63 45.56 45.46 45.36 44.97 44.69 44.48 44.46 44.39 44.31 44.18 160+0.5b (N/kN)31.78 27.82 27.64 25.44 24.65 24.33 24.25 24.24 24.22 24.21 24.21 24.30 24.45 24.46 24.54 24.65 24.89 空气电阻制动0.2b+bd+0 (N/kN)19.67 11.73 24.67 23.96 23.84 23.92 24.00 10.57 10.58 10.60 20.41 19.16 11.10 18.44 13.51 11.82 11.64
