铁道工程课程设计

西南交大峨眉分校铁道工程专业课程设计

学号________________________姓名________________________

无缝线路计算任务书

1、 原始资料

1. 1轨道条件 1.1. 1铺设地点 1 2 上海 3 4 5 6 7 8 9 0 ⑴ 北京 库尔勒 锦州 洛阳 济南 兖州 太原` 通化 开封 青岛 ⑵ 长沙 南昌 衡阳 重庆 南宁 厦门 广州 台南 湛江 1.1. 2轨道类型

⑴重型 ⑵次重型

1.1. 3设计区段的最小半径 0 1 2 3 4 400 500 600 700 800

1.1. 4轨下基础刚度D值（KN/cm）

⑴重型

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 计算钢轨 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 计算其他 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

⑵次重型

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 计算钢轨 175 195 215 235 260 285 295 315 335 360 计算其他 350 390 430 470 520 570 590 630 670 720

1

1. 2运营条件

1.2. 1机车类型

⑴东风型内燃机车（DF4） ⑶DFH4

⑸韶山型电力机车（SS2） ⑺6Y2

2车辆类型 车辆（C62）

2、计算内容

2.1锁定轨温 2.2伸缩区长度 2.3预留轨缝

2.4道床及路基面强度检算

运营条件附表一 第一轮中心至机车 类型 轮重KN 前面车钩中心距离（m） ⑴ DF4 ⑵ DF8 ⑶ DFH4 ⑷ ND5 ⑸ SS2 ⑹ SS3 ⑺ 6Y2 C62 车辆 112.8 112.8 112.8 106.45 112.8 112.8 112.8 102.5 2.75 1.2 3.69 3.15 2.94 2.808 2.832 1.496 第二轮中心至第一轮中心距离 （m） 1.8 1.8 1.8 2.55 2.3 2.3 2.335 1.75 第三轮中心至第二轮中心距离 （m） 1.8 1.8 2.1 1.8 2.0 2.0 2.335 6.95 2 第四轮中心至第三轮中心距离 （m） 8.4 12.3 7.87 8.2 7.8 7.2 8.016 1.75 第五轮中心至第四轮中心距离 （m） 1.8 1.8 2.1 1.8 2.0 2.0 2.335 第六轮中心至第五轮中心距离 （m） 1.8 1.8 1.8 2.55 2.3 2.3 2.335 后面车钩中心至第六轮中心距离（m） 2.75 1.1 3.69 3.105 2.94 2.808 2.832 速度 Km/h 120 /100 100 140 /100 160 /120 126 /100 100 100 ⑵DF8 ⑷ND5 ⑹SS3 ⑻前进

1.496 (第四轮中心至后面车钩中心)

运营条件附录二（（8）QJ前进蒸汽机车有关参数（其速度为80km/h））

导轮中心 至 前车钩中心距离1.235m 导轮轮重65KN 第一动轮中心 至 导轮中心距离2.87m、 第一动轮重100KN 第二动轮中心 至 第三动轮中心 至 第四动轮中心 至 第五动轮中心 至 从轮中心 至 煤水车轮一中心 至 煤水车轮二中心 至 煤水车轮三中心 至 煤水车轮四中心 至 煤水车轮五中心 至 煤水车轮六中心 至 后车钩中心 至

第一动轮中心距离1.6m、 第二动轮重100KN 第二动轮中心距离1.6m、 第二动轮重100KN 第三动轮中心距离1.6m、 第二动轮重100KN 第四动轮中心距离1.6m、 第二动轮重100KN 第五动轮中心距离3.05m、 从轮重100KN 从轮中心距离4.46m、 煤水车轮一重98.75KN 煤水车轮一中心距离1.51m、 煤水车轮二重98.75KN 煤水车轮二中心距离1.51m、 煤水车轮三重98.75KN 煤水车轮三中心距离3.18m、 煤水车轮四重98.75KN 煤水车轮四中心距离1.51m、 煤水车轮五重98.75KN 煤水车轮五中心距离1.51m、 煤水车轮六重98.75KN 煤水车轮六中心距离1.656m 3

无缝线路课程设计指示书

基本要求

为保证安全可靠地完成运输任务，无缝线路必须满足强度条件和稳定性条件的基本要求。

1、无缝线路的强度条件： 总 其中，

总dtfd—列车载荷作用下产生的钢轨应力 t—温度应力`

f—附加应力—钢轨容许应力2、无缝线路的稳定性条件：

PtP

其中，

Pt—温度压力

一．无缝线路强度计算

㈠钢轨动弯挠度yd、动弯矩Md及轨枕反力Rd的计算

1. 计算公式：

P—保证无缝线路不失稳的允许温度压力

yd1y0 mm Md1fM0 Nmm Rd1R0 N

其中，

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kP2u1静弯矩M0P4k

ka静反力R0P2静挠度y0弹性地基梁刚比系数k4符号意义：

u4EJ—速度系数，与机车类型及计算内容有关—偏载系数，与未被平衡超高有关f—横向水平力系数，与曲线半径有关P—轮载—挠度影响系数(ekxcoskxsinkx)—弯矩影响系数(ea—枕间距u—钢轨连续支承基础弹性系数E—钢轨弹性模量J—钢轨惯性矩

2. 计算顺序及注意事项

⑴计算刚比系数k值时，u值按两种不同情况取值：

a. 当计算M0时 b. 当计算y0及R0时

⑵J值取钢轨垂直磨耗为3mm或6mm时的Jx ⑶用表格计算 ⑷计算

kx(coskxsinkx))

P、M0、

0

P、yR0

⑸计算Md、yd、Rd

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㈡钢轨动弯应力d的计算 1. 计算公式

d其中，

Md WW—钢轨截面系数，分为轨头截面系数W2及轨底截面系数W1

2. 注意事项 ⑴轨底动弯应力gdMd（MPa） W1Md（MPa） W2⑵轨头动弯应力jd㈢无缝线路强度条件及计算

1. 强度条件表达式

底拉f拉t拉头压f压t压其中，

底拉、头压—轨底拉应力、轨头压应力（MPa）f拉、f压—附加拉、压应力（MPa）

—钢轨允许应力，与材质、工艺有关

2. 允许轨温升降值计算公式

t拉底拉f拉头压f压EE

t压 其中，

—钢轨胀缩系数

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二．稳定性条件及计算 为满足无缝线路稳定性，不致在高温条件下发生胀轨跑道现象，必须将轨内温度压力限制在一定范围内，其表达式为：

PtPt

其中， Pt—允许温度压力 又， PtPN K

式中，

PN—额定温度压力K—安全系数,K1.5㈣额定温度压力PN的计算 1. 计算公式

ffoe4l2EJy3Q2lPN （A） 24lffoe3R22223EJEJ1yyEJy2ffoeQ (B） l2RQR4其中，

Q—等效道床横向阻力1—曲线地段塑性初弯合成曲率Rfoe—弹性初弯矢度f—额定变形矢度

—轨框刚度换算系数Jy—钢轨断面对垂直轴惯性矩l—变形曲线长度2.计算顺序

先假设l4000mm及相应foe及fop等值,按式（B）进行逼近计算变形曲线最终

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长度，然后按式（A）计算PN，最后计算Pt。

㈤满足稳定性条件的允许轨温升高值计算

t稳PtPf2EF

其中，

Pf—附加纵向力F—钢轨断面积

计算注意事项：

1. 合成曲率

1的计算 R111RRRop

8fop12 塑性初弯曲率 Ropl2. 为保证轨道处于弹性工作阶段，f,fop取值2mm 3. F、Jy按垂直磨耗量取值 4. 2～3

5. foe在逼近计算中应逐次修正foe’=foe×(l’2/l2)

三． 无缝线路结构设计

㈥无缝线路结构类型选择

常用类型为温度应力式，需符合下式条件：

tmint，tT10

拉压稳其中，

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T—地区最大轨温差TTmaxTminTmax—地区历史最高轨温Tmin—地区历史最低轨温

㈦锁定轨温ts的确定 1. 锁定轨温上限ts上计算

ts上t拉Tmin

2. 锁定轨温下限ts下计算

t稳 ts下Tmaxmint压，

3. 锁定轨温ts的确定 具体操作如下：

⑴地区中间轨温t中

t中⑴计算锁定轨温t中

1TmaxTmin 2t中tmint压,t稳 1TmaxTmin拉22⑵设计锁定轨温ts的取值

通常高于t中0～5℃，南方地区可偏高些，北方地区可偏低些。 ⑶ts应满足缓冲区轨缝的要求，夏天不挤严，冬天不超过构造轨缝。 ⑷检算温度压力峰值是否会引起跑道

不致引起跑道的条件为:

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t中t稳

其中 ，t中Tmaxt中 或 t中1TmaxTmin 2

4. 锁定轨温允许范围

通常取ts5℃

㈧伸缩区长度l伸计算

1. 计算公式

l伸l缩EFTmaxtsPjr

EFtsTminPjr

其中，

Pj—钢轨接头阻力r—钢轨纵向阻力

2. l伸取值

l伸maxl伸，l缩，并按缓冲轨长度整倍数取整。

㈨铺设预留轨缝预的计算

预值必须合理，以使轨温达到Tmax时，该处轨缝尚未挤严，而当轨温达到Tmin时，该处轨缝尚未达到构造轨缝值。 满足此二条件的表达式：

预总缩构预总伸10

1. 缓冲轨间预留轨缝

总伸总缩预上PjLL2LTmaxtsEF4EFPjLL2LtsTminEF4EF

构总缩1预上预下 2预下总伸最佳预留轨缝 预

2. 长轨与缓冲轨间预留轨缝

伸

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总伸甲伸轨甲乙伸轨乙甲缩预预+ 总缩构乙缩 总伸L2TmaxPjLL22.5FTmaxtsPjts2EF8EF2EF2PjLL22.5FtsTminPjtsTmin总缩22EF2EF8EF1预构总缩总伸2L2

212总伸1EF EF

缓伸缓缓总伸234总缩3EF EF

缓缓缓伸总缩㈩道床及路基面检算

需折算枕底道床应力z和基面道床应力L 1. 枕底道床应力z计算公式

zmRd bem—不均匀系数其中, e—有效支承长度

b—轨枕底宽12

2. 枕底道床应力检算公式

zz=0.5MPa

其中,z—道床允许应力，与材质有关

3. 基面道床应力L计算公式应按轨枕类型和道床厚度选择. 4. 基面道床应力检算公式

ll=0.15MPa

其中,l—基面允许应力，与土质有关 四.设计成果汇总 1. 2. 3. 4.

五.课程设计文件组成及整理 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

封皮 目录 任务书 设计计算书 设计成果汇总 参考文献 封底 锁定轨温ts 伸缩区长度l伸 预留轨缝预

道床及路基面检算结果

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