兰州交通大学毕业设计(论文)11. 绪绪 论论1.11.1 设计线地理位置设计线地理位置包兰铁路自包头至兰州，全长 990 公里。1954 年 10 月开工， 1958 年 7 月通车，1958 年 10 月交付运营。包兰铁路在中卫和干塘 间经过腾格里沙漠，全线有 140 公里在沙漠中穿行，是中国五十年代在沙漠中筑成的铁路。采取的防沙、治沙措施曾获1987 年国家科学技术进步特等奖。自包兰铁路干塘至兰新铁路的武威，于 1965 年建成了干武联络线，长 172 公里，从而缩短了华北到西北地区的运程。这条铁路是华北通往西北的重要干线，对加速内蒙 古宁夏、甘肃的经济建设起着重要作用。包兰铁路基本沿着黄河两岸、乌拉山南麓、卓资山西麓、贺兰山脉西行，在三盛公、三道坎和东岗镇三跨黄河，中经河套平原和银川平原，并在中卫和甘塘之间经过腾格里沙漠边缘，是著名的沙漠铁路。沿线矿藏丰富，有农牧之利，风多而少雨、干燥、属大陆性气候。文物古迹繁多，自然风光绮丽，民风民俗粗犷而豪放，具有浓重的北国情调。沿线土特产品极多，且历史悠久，在国内外享有盛誉。1.21.2 无缝线路无缝线路特点特点无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。它是当今轨道结构的一项重要新技术，世界各国竞相发展。在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于接缝的存在，列车通过是发生冲击和振动，并伴随有打击噪声，冲击力可达到非接头区的三倍以上。接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及连接零件的使用寿命缩短、维修劳动费用的增加。养护线路接头区的费用占养护总经费的 35%以上；钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他部位大 2-3 倍；重伤钢轨 60%发生在接头区。随着列车轴重、行车速度和密度的不断增长,上述缺点更加突出，更不能适应现代高速重载运输的需要。为了改善钢轨接头的工作状态，人们从本世纪三十年代开始至今，一直致力于这方面的研究与实践，采用各种方法将钢轨焊接起来构成无缝线路。这中间首先遇到了接头焊接质量问题；其次就是长轨在列车动力和温度力共同作用下的强度和稳定问题；还有无缝线路设计、长轨运输、铺设施工、养护维修等一系列理论和技术问题。随着上述一系列问题的逐步解决，无缝线路在世界各国得到了广泛的运用。兰州交通大学毕业设计(论文)2无缝线路由于消灭了大量的接头，因而具有行车平稳、旅客舒适，同时机车车辆和轨道的维修费用减少,使用寿命延长等一系列优点。有资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算，无缝线路比有缝线路可节约维修费用 30%70%。在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车轮对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。这些优点在行车速度提高时尤为显著。1.31.3 无缝线路的分类无缝线路的分类无缝线路根据处理钢轨内部温度应力方式的不同，可分为温度应力式和放散温度应力式两种；按轨条长度是否跨越区间、轨条和道岔是否直接连接，可分为跨区间无缝线路和全区间无缝线路。温度应力式无缝线路是一根焊接长钢轨及其两端 2-4 根标准轨组成，并采用普通接头的形式。无缝线路铺设锁定后，焊接长钢轨因受线路纵向阻力的抵抗，两端自由伸缩受到一定的限制，中间部分完全不能伸缩，因而在钢轨内部产生很大的温度力，其值随轨温变化而异。温度应力式无缝线路结构简单，铺设维修方便，因而得到广泛应用。对于直线轨道，铺设 50Kg/m 和 60Kg/m 钢轨，每公里配量 1840 根混凝土枕时，铺设温度应力式无缝线路允许轨温差分别为 100和 108。放散温度应力式无缝线路，又分为自动放散式和定期放散式两种，适用于年轨温较大的地区。自动放散式是为了消除和减少钢轨内部的温度力，允许长钢轨条自由伸缩，在长钢轨两端设置钢轨伸缩接头，为了防止钢轨爬行，在长钢轨中部使用特制的中间扣件。由于结构复杂，已不使用。定期放散温度应力式无缝线路的结构形式与温度应力式相同。根据当地轨温条件，把钢轨内部的温度应力每年春、秋两季调整放散12 次。放散时，封闭线路，松开焊接长钢轨的全部扣件，使它们自由伸缩，放散内部温度应力，应用更换缓冲区不同长度调节轨的办法，保持必要的轨缝。每次放散应力需耗费大量劳力，作业很不方便。放散温度应力式无缝线路曾在前苏联和我国年温差较大的地区试用，目前已不使用。现今世界各国主要采用温度应力式无缝线路。跨区间无缝线路又称为超长无缝线路，是指轨条长度跨越区间，轨条与道岔直接连接的无缝线路。这种无缝线路能够最大程度地减少钢轨接头，从而消除了缓冲区和伸缩区的影响，强化了轨道结构，全面提高线路的平顺性和整体性，有着广阔的发展前景。兰州交通大学毕业设计(论文)3全区间无缝线路指的是只在区间内铺设长轨条，两边留有缓冲区和伸缩区，而且长轨条不与道岔直接连接的无缝线路。这种无缝线路结构简单，铺设维修方便，适宜于铺设在年温差较大地区。本文主要针对包兰线换铺全区间温度应力式无缝线路设计问题进行研究。1.41.4 线路设备大修的主要工作线路设备大修的主要工作1.4.11.4.1 线路设备大修的基本任务线路设备大修的基本任务线路设备大修的基本任务是：根据运输需要及线路设备的损耗规律，周期性的，有计划地对损耗部分进行更新和修理，恢复与增强轨道承载能力，延长设备的使用寿命。线路进行换轨大修的工作分为两阶段，前期工作包括外业勘察，平面曲线整正，纵断面调坡，放大纵断面图设计。换轨施工包括内业配轨设计，外业换轨施工。1.4.21.4.2 线路换轨大修主要工作内容线路换轨大修主要工作内容线路换轨大修主要工作内容有以下几点：1)按设计校正改善线路纵断面和平面。2)全面更换新钢轨及配件。钢轨伸缩调节器以及不合规定的护轮轨，更换绝缘接头及钢轨接续线。3)更换失效的轨枕和扣件，补足轨枕配置根数，修理伤损轨枕，线路上原铺木枕地段，凡有条件的应尽量改铺混凝土枕。4)彻底清筛道床、补充道碴，改善道床断面，原铺砂子或天然级配卵石道床改铺为碎石道床。对基床翻浆冒泥地段进行整治（清筛道床时应包括长岔枕范围内的侧线） 。5)线路大修地段，应同时成组更换道岔和新岔枕，如不需更换时，应整修道岔并抽换失效岔枕。6)安装轨道加强设备。7)铲平或填补路肩，整修路基排水横坡，清理侧沟，清除路堑边坡弃土。8)整修道口。9)因线路大修而需要的抬高邻线上的道岔、道口，抬高桥梁，有碴桥上加高两侧挡碴墙。10)补充、修理和刷新工务管理的线路标志、信号标志钢轨纵向位移观测桩及备用钢轨架。兰州交通大学毕业设计(论文)411)回收旧料，清理场地，设置常备材料。铺设无缝线路的工作内容，重点是焊接铺设钢轨，更换扣件（轨型相同时，只更换失效扣件） ，并按设计锁定轨温范围锁定线路，埋设钢轨纵向位移观测桩。本次设计是根据已有线路外业拉链资料主要完成无缝线路结构及配轨设计工作，绘制配轨设计图，进行工程量统计。兰州交通大学毕业设计(论文)52.2. 设计说明设计说明2.12.1 设计资料设计资料2.1.12.1.1 设计区段设计区段包兰线 K746+614.78K762+294.39 下行线，里程以包兰线下行线 K746+200 米标为起点连续丈量。 （外业拉链资料见附录四。 ）2.1.22.1.2 设计段原有线路概况设计段原有线路概况1）轨道条件钢轨：现有线路使用 60kg/m 普通线路。轨枕:铺设型混凝土枕按 1760 根/公里配置,铺设型混凝土枕按 1840 根/公里配置。道床: 碎石道床。2）道口、曲线、桥梁、隧道道口 0 处 ，曲线 11 段，其最小半径为 695.6 米，桥梁 0 座。3）线路最大坡度本设计段最大坡度为 13。4）线路气温资料包头最高气温为+58.7，最低气温为24。5）线路病害状况路基稳定，无翻浆冒泥，冻害及下沉挤出病害。2.1.32.1.3 设计采用的主要技术标准设计采用的主要技术标准1)采用温度应力式全区间无缝线路，钢轨使用 60kg/mPD3(U75V)淬火钢轨，绝缘接头采用 MT 绝缘接头，长轨条与道岔直接焊接。2)锁定轨温范围：27.15。3)连接零件：钢轨接头采用 10.9 级螺栓及配套垫圈，螺栓扭力矩应达到 900Nm。预应力混凝土枕上用型（型）弹条扣件，大修后正线不得使用型弹条扣件。4)道床：级碎石道床，肩宽 45cm，碴肩堆高 15 cm，厚度应符合线路设备大修规则的规定，边坡为 1：1.75。兰州交通大学毕业设计(论文)65)使用弹条扣件地段一般不设防爬器。半径600m 时，按预算所列数量安装粘接式轨距拉杆。6)无缝线路铺设前应预埋纵向位移观测桩，观测桩的布置是：普通无缝线路 5-7 对（伸缩区始、终点及固定区中心点各一对，其余按对称布置） ，如固定区较长，可适当增加对数。全区间无缝线路，单元轨条长度大于 1200m 时，设置 7 对位移观测桩（单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫点 100m 及 400m 和单元轨条中点各设置 1 对） ；单元轨条长度不大于 1200m 时，设置 6 对位移观测桩（单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫点 100m 及 400m 各设置 1 对） 。在道岔区，每组道岔设置 3 对位移观测桩（道岔前、后，间隔铁或限位器处各设置 1 对） 。观测桩采用隐蔽式防爬桩，大小按长 240宽 240高 600mm 混凝土预制，桩顶预埋废旧鱼尾螺栓，螺栓顶外露，防爬桩埋设在路肩顶面道床坡角处，桩顶露出地面5cm，每对防爬观测桩顶螺栓的十字刻线间的连线尽可能与路线中心垂直。防爬标记设在新轨头的外侧，用红、白铅油做一“”记号作为永久性标记不得任意改动。7）轨枕：轨枕配置按照型混凝土轨枕按 1667 根/公里配置，型混凝土轨枕按1760 根/公里配置，所有的 69 型混凝土轨枕更换为型混凝土轨枕。8）胶垫要全部更换为新胶垫，使用 10mm 厚的新胶垫。9）道口：道口均不加宽，按标准更换道口铺面板（含护轮轨） 。10）桥梁：桥梁按需要加高挡碴墙，护轮轨按规定更换。 2.22.2 主要工作主要工作2.2.12.2.1 主要工作内容主要工作内容1）焊接铺设新钢轨及扣件，更换桥上不符合规定的护轨，焊接铺设胶接绝缘钢轨，按设计规定锁定线路，埋设钢轨纵向位移观测桩。2）整修线路。3）整修道口。4）回收旧料，清理场地，设置常备材料。2.2.22.2.2 注意事项注意事项厂焊、现场焊及铺设施工，养护维修应注意安全，严格遵守铁路线路修理规则 。按铁路线路修理规则的要求：预算是本着节约的精神进行的。在施工过程中，由于各种原因引起的预算总额的变动，或更改设计标准和方案时，应由施工单位提出变更理由，报原设计单位签注意见后，由原批准单位批准后方可变更。兰州交通大学毕业设计(论文)73.3. 外业勘测基本工作外业勘测基本工作外业勘测的基本工作有：3.13.1 既有轨道结构调查既有轨道结构调查1）钢轨类型 60/m2）轨枕 型3）扣件类型 弹条型4）胶垫厚度 10 mm5）既有道床厚度 45cm6）既有轨道类型 7）机车类型 韶山 3 型8）最小曲线半径 700m9）既有线桥涵位置 无10）既有道岔位置 11）气象与水文资料收集 3.23.2 里程丈量里程丈量里程丈量应全线贯通，并与既有桥、隧、车站等建筑物里程核对。直线路段可沿左轨轨面丈量，曲线路段应按线路中心丈量。丈量分两组进行，两组丈量较差，不得大于 1/2000。直线路段每 100m 设百米标；曲线路段每 20m 设加标。车站中心、桥涵中心、桥台胸墙与后缘、隧道进出口、路基防护与加固工程起终点、道口中心、路堑与路堤的最高最低点，以及地形突出变化点等处，都应设置加标，加标应记在专用记录本上。百米标与加标的记号和里程，应标记在左侧钢轨的外腰部。3.33.3 既有线的平面曲线测量既有线的平面曲线测量既有曲线经过运营和维修，必然产生错动。测量的目的