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: 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：8轨条一端伸缩量的计算：8冲轨一端伸缩量的计算：9预留轨缝的计算：99、防爬器设置1010、长轨条布置11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：型混凝土轨枕1760根/，钢轨截面积F=77.45 cm，钢轨惯性矩I=1048cm,钢轨弹性模量E=2.110，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+74.4k110+254.33潭口隧道K110+342.962-20.0 1-10.0混凝土拱桥K110+687.5平交道口K111+046.01-40.0 2-20.0混凝土拱桥K113+171.53k113+476.28古龙岗隧道K114+650.812-15.0 4-31.0钢桥K115+000平交道口K121+163.06平交道口K121+500.6平交道口K121+948.56k122+065.81杨子岭隧道三、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（TB100822005 J4482005）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2.110；两根钢轨对竖直中和轴线的惯性矩，60kg/m钢轨 =2524=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；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 =2524=1048cm；E=2.110MPa ；=1.0 ；R=55000cm ； =0.2cm ； =0.25cm； =84.3N/cm ；=0.25cm ；=720cm 60kg/m钢轨 =2524=1048cm所以: =+ =2.20410 cm=1.02.11010483.14(4.8210+)=722495.36 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）已知：60kg/m钢轨 cm 4、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=2.110MPa；= ；=145MPa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05。选定城市：九江 = 61；=-10 ；=71 ；=52.15选取 =-5 6、设计锁定轨温设计锁定轨温上限 （56） 设计锁定轨温下限 （56） 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 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=2.110MPa；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： 轨条一端伸缩量的计算：由上面求得：E=2.110MPa；=941948.76N；F=7745 查表得型混凝土轨枕1760根/r =10.9N/mm取=570000N ，所以： 冲轨一端伸缩量的计算： 由以上求得：=941948.76N；取=570000N；E=2.110MPa；F=7745查表得型混凝土轨枕1760根/；r =10.9N/mm取缓冲区标准轨长度L=25m，所以： 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 ：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 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0