轨道课设实例解析13656.pdf

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1、轨道工程课程设计-1-目录 1.设计目的及意义.3 2.设计参数.3 3.设计理论.8 4.计算过程.22 5.验算过程.28 6.结束语.30 7.参考文献.30 轨道工程课程设计-1-路基上无缝线路课程设计(海滨学院土木工程 1212 班张波，学号:12121467)1.设计目的及意义 铁路轨道是土木工程中的一门重要学科，是从事城市轨道交通和铁路结构设计、施工以及管理等方面的重要基础课。无缝线路是上个世纪开始着手研究的一种轨道线路。与普通线路相比，无缝线路消灭了大量的接头，具有行车平稳、旅客乘坐舒适、机车车辆和轨道的维修费用少、使用寿命长等一系列优点。随着新建铁路路基建筑质量的提高及工后沉

2、降大幅度降低、道床密实度及稳定性达到设计开通速度要求，新线上可以实现一次铺设跨区间无缝线路，消除了普通线路接头的“记忆病害”，大幅度提高了轨道的平顺性。无缝线路课程设计的目的是通过无缝线路的设计，巩固提高已学的理论知识；通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力；学习无缝线路设计的一般过程，并了解设计时的注意事项以及设计之后的检算内容；同时，通过课程的设计，提高运用程序解决有关计算及验算问题的能力。课程设计对于培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力都具有重要的意义。同时，对于提高实际工作能力和综合素质方面亦具有重要的意义。2.设

3、计参数 主要技术指标：贵阳地区某段路基上铺设普通无缝线路，设计其锁定轨温。2.1 轨道所在地区历年最高、最低气温和中间轨温查表 7-2 确定：地区 最高轨温 最低轨温 中间轨温 贵阳 61.3OC 26.8OC-7.8OC 最高轨温应按当地历年最高气温加 20计，长隧道内最高轨温可按当地最高气温计，最低轨温应按当地历年最低气温计。轨道工程课程设计-1-2.2 运营条件：列车运行速度为：75km/h、曲线半径：800m、机车参数：东风 4（DF4）型内燃机车，最高时速 150km/h。表 1：机车计算参数 机车型号 轮轴名称 轮重（kN）轮距（cm）东风 4（DF4）第一 转向架 I 112.8

4、 180 II 112.8 180 III 112.8 840 第二 转向架 I 112.8 II 112.8 180 III 112.8 180 其中：静弯矩；静挠度；轨枕上的静压力。2.3 钢轨条件 钢轨：60kg/m；轨枕：III 型混凝土枕，1667 根/km，轨枕间距 a=60cm；道床：道碴为一级道碴，面砟厚 25cm，底砟厚 20cm。路基填料：沙粘土；钢轨支座刚度：检算钢轨 D=300000（N/cm）检算轨下基础：D=700000（N/cm）曲线最小半径：R=800m 混凝土线路初始弯曲：轨道容许弯曲变形矢度：0.2fcm 原始弹性弯曲矢度：oef0.3cm 原始塑性弯曲矢度

5、：opf0.3cm 轨道工程课程设计-1-附加速度系数：附加速度系数 附加速度系数 速度范围 km/h 电力牵引 内燃机牵引 检算钢轨 120V160 0.6V100 0.4V100 检算钢轨下沉及轨下基础各部件 160h2:h=Rd4h2(tan)2 3.7.3.3 道床及路基强度检算：检算道床及路基面强度时应满足下式：z z l l 式中，z、z分别表示道床的实际应力和允许承压应力。对于碎石道床：z=0.5MPa；对于筛选卵石道床：z=0.4MPa。l、l分别表示路基的实际应力和允许承压应力。对于新建砂粘土路基：l=0.13MPa；对于既有砂粘土路基：l=0.15MPa。4.计算过程：4.

6、1 中和轨温的计算：中和轨温的计算需要考虑历年最高和最低轨温，以及允许升温幅度和允许降温幅度，并考虑锁定轨温上下波动。4.1.1 允许温度压力的计算：由程序 1 对允许温度压力进行计算，程序执行的结果为：4.1.2 根据稳定条件计算允许升温幅度tc：tc=P2Pf2EF=P2EF=1830383.31167722.110110.00774511.8106=47.68 即允许升温幅度为 47.68。4.1.3 钢轨动态响应的计算：钢轨最大动态响应由程序 2 进行计算，程序执行的结果为：4.1.4 根据强度条件确定允许的降温幅度td 计算公式为：td=dfE d=MdW1=56212.202554

7、396 106 106=141.95MPa 轨道工程课程设计-1-=sK2=4571.25=365.6MPa td=dfE=（365.6141.9510）1062.1101111.8106=86.22 即允许降温幅度为86.22。4.1.5 锁定轨温的计算：锁定轨温根据下式确定：te=Tmax+Tmin2+tdtc2 tk 代入数据，得：te=61.020.62+86.2247.682 0=39.47 则锁定轨温上限为：tmax=te+5=44.47 锁定轨温下限为：tmin=te 5=34.47 所以，无缝线路中和轨温图如图 13 所示 中和轨温：te=61.020.62+86.2247.6

8、82 0=39.47 设计锁定轨温：te 5 轨道工程课程设计-1-图 13 钢轨中和轨温图 4.2 预留轨缝的计算：对于预留轨缝，需要计算长轨与缓冲轨之间的预留轨缝a1和缓冲轨与缓冲轨之间的预留轨缝a2。4.2.1 长轨与缓冲轨之间的预留轨缝a1的计算：4.2.2 缓冲轨与缓冲轨之间的预留轨缝a2的计算：5.验算过程：下面分别对钢轨强度、轨枕强度以及道床和路基顶面强度进行检算。由以上计算可知，轨道的最大动态响应为：Md=56212.202554N.m Rd=69033.2126636N 5.1 钢轨强度检算：当曲线半径为 R=800m 时，f=1.45，对于新轨，不考虑垂直磨耗，截面模量为W

9、底=375cm3，W头=291cm3，故：gd=MdW底=56212.202554375 106 106=149.90MPa jd=MdW头=56212.202554291 106 106=193.17MPa 制动附加应力取f=10MPa；钢轨允许应力=sK2=365.6MPa。温度应力t=2.48（39.47+20.6）=148.97Mpa 轨底：底=gd+t+f=149.90+148.97+10=308.87MPa 轨头：头=jd+t+f=193.17+148.97+10=352.07MPa 可知，钢轨强度满足要求。轨道工程课程设计-1-5.2 轨枕强度检算：5.2.1 轨下断面正弯矩检算

10、：Mg=Ks(a122eb8)Rd=1.0 69033.2126636(0.251.90.158)103=7.79kN.m Mg 可知，轨下断面正弯矩检算满足要求。5.2.2 中间断面负弯矩检算：Mc=Ks3l2+4e2 8a1e 12a1l4(3l+2e)Rd =1.032.52+40.95280.50.95120.52.54(32.5+20.95)69033.2126636103 =-6.54kN.m 6.5414，故中间截面负弯矩检算亦满足要求。所以，轨枕强度检算满足要求。5.2 道床顶面压应力检算：bmax=mRdbe=1.669033.21266360.275 1.175 106=0

11、.34MPa z 故道床顶面压应力检算满足要求。5.3 路基基床表面压应力检算：h1=b2cot=27.52cot35。=19.64cm h2=e2cot=117.52cot35。=83.90cm 先道床厚度为 h=45cm，h1 h h2，故有：h=Rd2hetan=69033.21266362 0.45 1.175 tan35。106=0.09MPa l 故路基基床表面压应力检算满足要求。所以，轨道强度的检算满足要求。轨道工程课程设计-1-6.结束语 通过该课程的设计，我加深了对铁路轨道课程中有关理论知识的理解，并且使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学

12、的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。例如，在允许温度压力中，平时理解的不够深刻，课设时又必须重新看几遍。同时，在课程设计的过程中，得到了老师很大的帮助和鼓励，从而解决了设计中所遇到的很多难题。整个设计过程中，我学到了很多东西，培养了独立工作的能力，大大提高了运用程序解决实际问题的能力。在设计过程中所学到的东西是我的最大收获和财富，将使我终生受益。【参考文献】1.轨道工程 高亮主编 2.铁路轨道 谷爱军主编 中国铁道出版社 3.铁路无缝线路 广钟岩主编 中国铁道出版社 4.轨道工程 郝瀛主编 西南交通大学出版社 5.铁路轨道设计规范