普通無縫線路設(shè)計.doc

南京工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書題目名稱 普通無縫線路設(shè)計 院 （系） 交通學(xué)院軌道交通系 專 業(yè) 交通工程（城市軌道交通方向） 班 級 軌道1201 學(xué) 號 39041201 姓 名 2015年 1 月 12 日 至 2015 年 1 月 26 日 共 2 周指導(dǎo)教師: 目錄軌道工程無縫線路設(shè)計1一設(shè)計題目：1普通無縫線路設(shè)計1二設(shè)計資料：1三、無縫線路設(shè)計的步驟如下：21、溫度壓力的計算22、軌道穩(wěn)定性允許溫度壓力43、軌道穩(wěn)定性允許溫升44、根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許溫降55、鎖定軌溫計算66、設(shè)計鎖定軌溫77、伸縮區(qū)長度計算：88、無縫線路緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計算：8軌條一端伸縮量的計算：8沖軌一端伸縮量的計算：9預(yù)留軌縫的計算：99、防爬器設(shè)置1010、長軌條布置11軌道工程無縫線路設(shè)計一設(shè)計題目：普通無縫線路設(shè)計二設(shè)計資料：線路鋪設(shè)無縫線路區(qū)段，九江地區(qū)歷年最高軌溫為61,最低軌溫為-10；60kg/m鋼軌無縫線路，曲線半徑R=550m；軌枕：型混凝土軌枕1760根/，鋼軌截面積F=77.45 cm，鋼軌慣性矩I=1048cm,鋼軌彈性模量E=2.110，軌道原始彈性彎曲半波長=720cm,原始彈性彎曲矢度=2.5mm，原始塑性彎曲矢度=2.5mm，軌道彎曲變形矢度=2mm。，軌道框架剛度系數(shù)=1.0，等效道床阻力取=84.3N/cm。線路基本情況：該線路位于XXX線，自K110+000至K123+000橋隧等建筑物位置如下表：起始里程或中心里程既有線橋、隧及道口描述K110+74.4k110+254.33潭口隧道K110+342.962-20.0 1-10.0混凝土拱橋K110+687.5平交道口K111+046.01-40.0 2-20.0混凝土拱橋K113+171.53k113+476.28古龍崗隧道K114+650.812-15.0 4-31.0鋼橋K115+000平交道口K121+163.06平交道口K121+500.6平交道口K121+948.56k122+065.81楊子嶺隧道三、無縫線路設(shè)計的步驟如下：1、溫度壓力的計算根據(jù)軌道設(shè)計規(guī)范（TB100822005 J4482005）的公式計算溫度壓力 計算公式根據(jù)假設(shè)，用勢能駐值原理導(dǎo)出如下基本公式： ， 計算兩根鋼軌溫度壓力（N）；E鋼軌彈性模量，為2.110；兩根鋼軌對豎直中和軸線的慣性矩，60kg/m鋼軌 =2524=1048cm軌道框架剛度系數(shù)，采用1.0；軌道彎曲半波長（cm）；軌道原始彈性彎曲半波長（cm）；軌道原始彈性彎曲矢度（cm）；軌道原始彈性彎曲的相對曲率矢度（），為常量，其值根據(jù)無縫線路現(xiàn)場調(diào)查資料統(tǒng)計分析確定；軌道原始塑性彎曲曲率（）；=軌道彎曲變形矢度，采用0.2cm；曲線軌道半徑（cm）；等效道床橫向阻力； 式中:道床初始阻力常數(shù)（N/cm）；和道床塑性系數(shù)，單位分別為N/ cm和N/ cm；積分常數(shù)；已知：60kg/m鋼軌 =2524=1048cm；E=2.110MPa ；=1.0 ；R=55000cm ； =0.2cm ； =0.25cm； =84.3N/cm ；=0.25cm ；=720cm 60kg/m鋼軌 =2524=1048cm所以: =+ =2.20410 cm=1.02.11010483.14(4.8210+)=722495.36 2、軌道穩(wěn)定性允許溫度壓力 軌道穩(wěn)定性計算溫度壓力 安全系數(shù)。已知:取=1.3 ；=2602364.83N所以：3、軌道穩(wěn)定性允許溫升對于路基上無縫線路： （F鋼軌斷面面積）已知：60kg/m鋼軌 cm 4、根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許溫降軌頭:軌底:軌頭邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值；軌底邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值；無縫線路鋼軌溫度應(yīng)力；鋼軌附加應(yīng)力，取10；經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)所得出的鋼軌鋼屈服強(qiáng)度，根據(jù)國家鋼軌鋼試驗(yàn)資料統(tǒng)計分析結(jié)果，按極限強(qiáng)度的不同等級，的取值不同；安全系數(shù)，新鋼軌，鋁熱焊及再用軌1.35。查軌道工程書得,取U71Mn鋼軌鋼MPa；=457MPa新軌鋁熱焊?。?1.3；=10；E=2.110MPa；= ；=145MPa由： 式中 鋼軌動彎應(yīng)力，取軌底的應(yīng)力，本設(shè)計中取值為145MPa；鋼軌附加應(yīng)力，取10；E鋼軌鋼的彈性模量，為；鋼軌的線膨脹系數(shù)，取。5、鎖定軌溫計算 式中： 設(shè)計鎖定軌溫，在小半徑曲線上宜取偏高值，在年軌溫幅度較大的地區(qū)宜取偏低值；當(dāng)?shù)貧v年最高軌溫（）；當(dāng)?shù)貧v年最低軌溫（）；軌道穩(wěn)定性允許溫差（）；軌道強(qiáng)度允許溫降（）；修正值，一般為05。選定城市：九江 = 61；=-10 ；=71 ；=52.15選取 =-5 6、設(shè)計鎖定軌溫設(shè)計鎖定軌溫上限 （56） 設(shè)計鎖定軌溫下限 （56） 設(shè)計鎖定軌溫上、下限應(yīng)滿足下式條件： 鋼軌溫度力可按下式計算： 式中 ：E鋼軌鋼彈性模量；鋼軌鋼線膨脹系數(shù)（1/）；F鋼軌截面面積（mm）；鋼軌溫差（）。鋼軌最大溫度拉力 鋼軌最大溫度壓力 已知：所以: 設(shè)計鎖定軌溫上限 5=34.08+5=39.08 設(shè)計鎖定軌溫下限 5=34.08-5=29.08 設(shè)計鎖定軌溫上、下限應(yīng)滿足下式條件： =39.08-（-10.0）=49.08=79.31 =61.0-29.08=31.92=52.15已知:E=2.110MPa；F=7745； = 所以:鋼軌最大溫度拉力：鋼軌最大溫度壓力：7、伸縮區(qū)長度計算： =N；查表得型混凝土軌枕1760根/，r =10.9N/mm取=570000N ：所以： = =34120.99mm因?yàn)樯炜s去長度一般取50-100m,且一般去標(biāo)準(zhǔn)軌的整數(shù)倍，所以取伸縮區(qū)長度為50m。8、無縫線路緩沖區(qū)預(yù)留軌縫計算： 軌條一端伸縮量的計算：由上面求得：E=2.110MPa；=941948.76N；F=7745 查表得型混凝土軌枕1760根/r =10.9N/mm取=570000N ，所以： 沖軌一端伸縮量的計算： 由以上求得：=941948.76N；取=570000N；E=2.110MPa；F=7745查表得型混凝土軌枕1760根/；r =10.9N/mm取緩沖區(qū)標(biāo)準(zhǔn)軌長度L=25m，所以： 預(yù)留軌縫的計算：冬季軌縫不應(yīng)超過構(gòu)造軌縫的條件： 夏季軌縫不頂緊的條件： 式中 ：長軌條與緩沖軌之間預(yù)留軌縫值（mm）；相鄰緩沖軌間預(yù)留軌縫值（mm）；鋼軌接頭構(gòu)造軌縫，取18mm；長軌條一端的收縮量或伸長量（mm）；緩沖軌一端的收縮量或伸長量（mm）。有上面可知：； 取=18mm：冬季軌縫不應(yīng)超過構(gòu)造軌縫的條件： 夏季軌縫不頂緊的條件：所以： 因此可以取 =9mm9、防爬器設(shè)置在無縫線路伸縮區(qū)上，因鋼軌要產(chǎn)生伸縮，必須有足夠的接頭阻力和道床阻力與長鋼軌中的溫度力平衡，如果接頭阻力和道床阻力較小，就會造成較長的伸縮區(qū)長度，增加了無縫線路養(yǎng)護(hù)的難度。為充分發(fā)揮道床阻力的作用，在無縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要保證扣件阻力大于道床阻力。如扣件阻力不足，則需安裝防爬器以增