軌道結(jié)構(gòu)基本知識(shí)-工程10.無縫線路

第六章線本講主要內(nèi)概無縫線路穩(wěn)定性分橋上無縫線跨區(qū)間無縫線2四、無縫線路穩(wěn)定3脹軌1、穩(wěn)定3脹軌失穩(wěn)（脹軌跑道

四、無縫線路穩(wěn)定2、失穩(wěn)（脹軌跑道）過程持穩(wěn)階鋼軌溫度壓力增大，但軌道不變脹軌階跑道階44四、無縫線路穩(wěn)定3、無縫線路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析判別準(zhǔn)則：能量法和靜力平衡保持穩(wěn)定的因素：道床橫向阻力、軌道框架剛喪失穩(wěn)定的因素：鋼軌溫度壓力、軌道初始彎55四、無縫線路穩(wěn)定4、道床橫向阻力枕端抗推力枕側(cè)摩擦力枕底摩擦力四、無縫線路穩(wěn)定4、道床橫向阻力表示單根軌枕的橫向阻力qq0Byqq0ByzCy1影響道碴：飽滿質(zhì)、粒徑尺道床肩部：堆高、加線路維修作

作業(yè) 扒 夯拍逆向拔77四、無縫線路穩(wěn)定4、道床橫向阻力反映其自身抵抗彎曲能組兩股鋼軌的水平剛度（橫向剛度EI2EI扣件

MMH10

dc0.250.500.751.00 1.501.75扣件螺母扭矩分別為扣件螺母扭矩分別為100，15088四、無縫線路穩(wěn)定5、喪失穩(wěn)定的因素鋼軌溫度壓無縫線路穩(wěn)定問題的根本原因，應(yīng)控制溫升幅軌道初始彎影響穩(wěn)定的直接誘因，應(yīng)控制初始彎曲大彈性初始彎曲：溫度力和列車橫向力作用下產(chǎn)塑性初始彎曲：軋制 、焊接、鋪設(shè)過程中產(chǎn)生，占初彎的9四、無縫線路穩(wěn)定6、無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式1977年提出，假定變形曲線波長與初始波長相等，并取變形2mm時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度壓力，除以安全系數(shù)，即為保證線路穩(wěn)定的1990年開始實(shí)施，假定變形曲線波長與初始彎曲波長不相等計(jì)算公國外計(jì)算公kerr、英國、法國、俄羅斯 均有相應(yīng)的計(jì)算公四、無縫線路穩(wěn)定6、無縫線路穩(wěn)定性計(jì)算公式計(jì)算假統(tǒng)一公 不等波長公軌 鋪設(shè)于均勻介質(zhì)中的細(xì)長壓初始變軌道壓力下的能量構(gòu)

波長相鋼軌壓縮形變軌道框架彎曲

半波波長四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定性統(tǒng)一公式計(jì)算簡變形總勢(shì)能A由以下部分組成：鋼軌受到軸向壓A1；軌道框架受彎曲產(chǎn)生的形變能A2；道床橫向阻力抵抗軌道向位移做的功A3；扣件抵抗鋼軌轉(zhuǎn)動(dòng)做的功A4AA

A

AA1A2A3

f f f f 四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定性統(tǒng)一公f0e彈性初f0e彈性初始彎曲l0e彈性初始彎曲半波長，取4yf軌道橫向變形量

(l fsin l 8

(l00 0 1 1

y0y0e

y

y0e

f0esin0

四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定A1P·

llTlll (dsdx) 1(y)2dxdx1 llll

(y0)l 1 l 2

(yT)2

2l

A1P2

(f

)4lA1P

( 2

·f0e)

R

2

四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定軌道框架彎曲變形能，忽略扣件扭

2

Mfd

0M0edd ydx y EI

f

f·

EI (f l l 四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定道床變形 A3

0

lq

yZ

y11/

0

Z

N A3

2

BCz

fzCC

nl

2Qlf

Q為等效道床四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定容許溫度EI 5(f 分子為抵抗軌道橫向變分子為抵抗軌道橫向變形的長度抗力，分母為曲P 2l0e (f ) 0e 4l R2EI2EI EI(f )Qyy2l2 Q

步驟1：f＝0.2cm，計(jì)算步步驟1：f＝0.2cm，計(jì)算步驟2：波長不等，計(jì)算步驟3：安全系數(shù)取1.3，計(jì)算

[P]K四、無縫線路穩(wěn)定7、無縫線路穩(wěn)定算相當(dāng)于允許升溫幅度四、無縫線路穩(wěn)定8、無縫線路穩(wěn)定性變波長計(jì)算圖

sin2l0變形yfsin2l四、無縫線路穩(wěn)定8、無縫線路穩(wěn)定性變波長(f) 2 fl

l

(2x－l)A 0·

· 1 2R1

l0

AEI4f

2EI4ff0e

1l

·

(2x－l)—0 0

0

q

G

l

x2(1＋ZA Gf1＋Zl

0 ll0l0 l

11

k lsinx 4 H4

··

· l

1l2 0

·

xl l四、無縫線路穩(wěn)定8、無縫線路穩(wěn)定性變波長容許溫度

di 4EI2

＋0P

l2 1 q

z＋2CKfN0計(jì)算條件

2 軌720cm，比1‰，

2··m m

fl允許溫升考慮允許溫升考慮縱向分布，減去8C，直線及半R≥2000m曲線在設(shè)計(jì)中化，再減去8C

計(jì)算步假定波長，計(jì)算步假定波長，計(jì)算得到Pl22四、無縫線路穩(wěn)定8、無縫線路穩(wěn)定性變波長公四、無縫線路穩(wěn)定9、拓展及直直線軌道，設(shè)初始變形曲線f sin2x，變形曲0vvsin2x，在荷載作用下波長保持一致，道床橫向阻力為常量0signv，軌排橫向抗剛度EI，試求脹軌臨界波長與臨界溫L0LU梁2L4 dx

Lv2EI2 LL 2v U抗剪 L

0vdx22f500臨002WP2Pv'f'f'

f0fo

22L五、無縫線路結(jié)構(gòu)1、設(shè)計(jì)任設(shè) ：確定無縫線路的設(shè)計(jì)與施工鎖定軌設(shè)計(jì)鎖定軌保證最低軌溫時(shí)不斷軌、即使斷軌，斷縫值不影響行車安保證最高軌設(shè)計(jì)根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許根據(jù)斷縫條件確定允許根據(jù)穩(wěn)定條件確定允許畫圖確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫范五、無縫線路結(jié)構(gòu)2、根據(jù)強(qiáng)度條件確定允許升d Etttscs同理，根據(jù)強(qiáng)度條件確定的允許升溫幅tsdcc五、無縫線路結(jié)構(gòu)3、根據(jù)斷軌條件確定允許降保證斷軌后的最大斷縫值小于容許斷縫容許確定原則：行車安全、動(dòng)力一般情況70mm 條件90mm；無砟軌道計(jì)算t

五、無縫線路結(jié)構(gòu)4、根據(jù)穩(wěn)定條件確定允許升保證鋼軌的穩(wěn)定性保證鋼軌的穩(wěn)定性——根據(jù)穩(wěn)定條件（統(tǒng)一公式、不等波長公式、壓彎變形計(jì)算公式求得允許溫度壓力[P]tc無砟軌道目前不作穩(wěn)定性檢算，尚未建立無砟軌道碎彎變形計(jì)算理五、無縫線路結(jié)構(gòu)5、確定設(shè)計(jì)鎖定t]tstmaxetmin2tcKtmte3~tnte3~五、無縫線路結(jié)構(gòu)長軌條伸縮區(qū)緩長軌條伸縮區(qū)緩沖區(qū)預(yù)留防爬五、無縫線路結(jié)構(gòu)7、軌條長長軌條長1000-000200m10m伸縮區(qū)長長度一般取為50-100m，宜取為標(biāo)準(zhǔn)軌llmaxPtsr緩沖區(qū)長2～4同類型標(biāo)準(zhǔn)軌五、無縫線路結(jié)構(gòu)8、預(yù)留軌長軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間預(yù)留軌冬季不超過 長軌與標(biāo)準(zhǔn)軌之間預(yù)留軌冬季不超過 下長短 a上a02 預(yù)留夏季軌縫不預(yù)留

構(gòu)造軌緩沖區(qū)中標(biāo)準(zhǔn)軌間軌縫與普通線路軌縫設(shè)置相五、無縫線路結(jié)構(gòu)8、預(yù)留軌軌端伸縮量計(jì)maxmaxPP2tH長 tHl2短 五、無縫線路結(jié)構(gòu)9、防爬設(shè)線路爬行是造成軌道病害主要原改變無縫線路鎖定軌P防+nP采用混凝土軌枕和配套的彈條型扣件時(shí)，一般可不裝防爬五、無縫線路結(jié)構(gòu)10、拓展與研究實(shí)例某地區(qū)最高年軌溫為-5℃，Ⅲ型混凝土軌枕，等效道床阻力為115Ncm35MPa，計(jì)算得軌底拉應(yīng)力為161Pa，軌頭壓應(yīng)力為208Ma10Ma90m160N/cm，問能否在250m？鋼軌彈性模量2.1×105MPa，截面積77.45cm2解：由強(qiáng)度條件計(jì)算得容許升溫幅為53.6℃，容許降溫幅度72.6由斷縫條件計(jì)算得容許降溫幅度為79.7由穩(wěn)定性條件計(jì)算得容許升溫幅度為34.8確定得設(shè)計(jì)鎖定軌溫為(30.2+37.6)/2+3=36.9≈37鋪設(shè)軌溫范圍為32-42℃，超過了容許降溫幅度，不五、無縫線路結(jié)構(gòu)10、拓展與研究實(shí)例：主要問題是無縫線路穩(wěn)定性解決措施：設(shè)置護(hù)軌、護(hù)軌橫撐桁架、道砟袋支擋、軌枕卡縱連、道砟五、無縫線路結(jié)構(gòu)10、拓展與研究實(shí)建立有限元穩(wěn)定性計(jì)算模型，分析各種解決措施的容設(shè)置護(hù)軌提高-1.2℃、護(hù)軌橫撐桁架提高3.3℃、道砟袋支擋提高15.3℃軌枕卡縱連提高20.6℃、道砟 提高45五、無縫線路結(jié)構(gòu)10、拓展與思考1須有作業(yè)軌溫條件限制，一般在鎖定軌溫15℃2、軌道不平順對(duì)無縫線路穩(wěn)定性的影響如何？方向不平順會(huì)