普通无缝线路设计 13页

南京工业大学课程设计（论文）任务书题目名称普通无缝线路设计院（系）交通学院轨道交通系专业交通工程（城市轨道交通方向）班级轨道1201学号39041201姓名2015年1月12日至2015年1月26日共2周指导教师:12 目录轨道工程无缝线路设计1一．设计题目：1普通无缝线路设计1二．设计资料：1三、无缝线路设计的步骤如下：21、温度压力的计算22、轨道稳定性允许温度压力43、轨道稳定性允许温升44、根据强度条件确定允许温降55、锁定轨温计算66、设计锁定轨温77、伸缩区长度计算：88、无缝线路缓冲区预留轨缝计算：8Ø轨条一端伸缩量的计算：8Ø冲轨一端伸缩量的计算：9Ø预留轨缝的计算：99、防爬器设置1010、长轨条布置1112 轨道工程无缝线路设计一．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，九江地区历年最高轨温为61℃,最低轨温为-10℃；60kg/m钢轨无缝线路，曲线半径R=550m；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12 三、无缝线路设计的步骤如下：1、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：，—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，60kg/m钢轨=2×524=1048cm—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；12 —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；已知：60kg/m钢轨=2×524=1048cm；E=2.1×10MPa；β=1.0；R=55000cm；=0.2cm；=0.25cm；=84.3N/cm；=0.25cm；=720cm60kg/m钢轨=2×524=1048cm所以:=+=2.20410cm=1.02.11010483.14(4.8210+)=722495.3612 2、轨道稳定性允许温度压力—轨道稳定性计算温度压力—安全系数。已知:取=1.3；=2602364.83N所以：3、轨道稳定性允许温升对于路基上无缝线路：（F—钢轨断面面积）12 已知：60kg/m钢轨cm4、根据强度条件确定允许温降轨头:轨底:—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。查轨道工程书得,取U71Mn钢轨钢MPa；=457MPa新轨铝热焊取：=1.3；=10；E=2.1×10MPa；=；=145MPa12 由：式中—钢轨动弯应力，取轨底的应力，本设计中取值为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℃。5、锁定轨温计算式中：—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℃。选定城市：九江=61℃；=-10℃；=71℃；=52.15℃选取=-5℃12 6、设计锁定轨温设计锁定轨温上限（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已知：所以:设计锁定轨温上限5℃=34.08+5=39.08℃设计锁定轨温下限5℃=34.08-5=29.08℃12 设计锁定轨温上、下限应满足下式条件：=39.08-（-10.0）=49.08℃=79.31℃=61.0-29.08=31.92℃=52.15℃已知:E=2.1×10MPa；F=7745；=所以:钢轨最大温度拉力：钢轨最大温度压力：7、伸缩区长度计算：=N；查表得Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞，r=10.9N/mm取=570000N：所以：==34120.99mm因为伸缩去长度一般取50-100m,且一般去标准轨的整数倍，所以取伸缩区长度为50m。8、无缝线路缓冲区预留轨缝计算：Ø轨条一端伸缩量的计算：12 由上面求得：E=2.1×10MPa；=941948.76N；F=7745查表得Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞r=10.9N/mm取=570000N，所以：Ø冲轨一端伸缩量的计算：由以上求得：=941948.76N；取=570000N；E=2.1×10MPa；F=7745查表得Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞；r=10.9N/mm取缓冲区标准轨长度L=25m，所以：Ø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：12 —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）。有上面可知：；取=18mm：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：所以：因此可以取=9mm9、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12 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。10、长轨条布置长轨条布置情况见附图：《钢轨布置图》12