畢業(yè)設計--線路軌道設計

1、<p><b>　　線路軌道設計</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　城市交通問題是城市發(fā)展的生命線。地鐵因其運量大，快速正點、低能耗、少污染、安全舒適方面等優(yōu)點被稱為“綠色交通”。它經過近150年的發(fā)展，在機車車輛、自動控制、通信信號等技術方面有了很大的進步，它很多方面代表了當今高等科技發(fā)展的水平。世

2、界范圍內的的人口向城市集中，城市化步伐加快，大中型城市出現(xiàn)人口密集，住房緊缺，交通阻塞，環(huán)境污染，能源匱乏等所謂的“城市病”。發(fā)達國家的經驗表明，只有發(fā)展大運量、快速、污染少、少占城市用地、能耗少、安全、準時、舒適的城市軌道交通才是解決城市交通問題的最佳途徑。地鐵以無法比擬的優(yōu)越性，解決了生活時間集中，客流量大的城市交通問題,地鐵像奔流在地下的動脈，晝夜不息地為城市注入生機和活力。地鐵給人詮釋“距離不是距離，時間才是距離”的區(qū)位概念。在

3、1863年倫敦率先建成世界上第一條地鐵，此后地鐵像雨后春筍般地涌現(xiàn)在世界的每一個角落。作為中國的首都北京，面對日益發(fā)展的快速，經濟和文化的發(fā)展與交通的便利是不可分離的。地鐵的四通八達給北京的交通也給北京帶來便利，北京地鐵15號線就是促進北京發(fā)展和滿足百姓生活需要所設計的一條地鐵線路。15號線規(guī)劃起步較晚，初定位為一條服務順義</p><p>　　關鍵詞：線路設計；軌道強度計算；道床結構；鎖定軌溫</p>

4、;<p>　　Track Design of Beishatan to Xiangjiang North Road </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　City traffic problem is the lifeline of city development.The subway because of its

5、 large volume, fast, punctual, low energy consumption, less pollution, safety and comfort etc. is known as the "green traffic".It after nearly 150 years of development, has made great progress in the vehicle, a

6、utomatic control, communication and signal technique, it represents the development of advanced science and technology in many aspects of today's level.The population of the world into the city, to accelerate</p&g

7、t;<p>　　Keyword：Circuit design；Track strength analysis；Track structure；Temperature of rail</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractI

8、I</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.1.1 中國地鐵發(fā)展前景1</p><p>　　1.1.2北京地鐵的發(fā)展前景1</p><p>　　1.2 工程概況2</p&g

9、t;<p>　　第二章 線路平面設計標準3</p><p>　　2.1 一般規(guī)定3</p><p>　　2.2 線路平面3</p><p>　　2.3 線路縱斷面5</p><p><b>　　2.4 安全線6</b></p><p>　　2.5 線路里程及標示6<

10、/p><p>　　2.6 設計補充說明8</p><p>　　2.7 平面曲線要素計算8</p><p>　　2.7.1 緩和曲線常數(shù)計算8</p><p>　　2.7.2 緩和曲線上的任意點切線支距計算9</p><p>　　2.7.3 切線支距在圓曲線上的計算10</p><p>　　

11、2.7.4 曲線在無緩和曲線時圓曲線切線支距的計算10</p><p>　　2.8 平面要素算例11</p><p>　　第三章 區(qū)間無縫線路設計內容16</p><p>　　3.1 區(qū)間無縫線路軌道類型16</p><p>　　3.2 軌道強度計算16</p><p>　　3.3 無縫線路穩(wěn)定性檢算19&

12、lt;/p><p>　　3.4 伸縮區(qū)長度計算22</p><p>　　3.5 無縫線路緩沖區(qū)預留軌縫23</p><p>　　3.6 線路計算總結24</p><p>　　第四章 混凝土道床設計25</p><p>　　4.1 道床設計原則25</p><p>　　4.2 道床設計25

13、</p><p>　　4.3 道床和軌枕尺寸26</p><p>　　4.4 無碴軌道板的設計基本原理和方法28</p><p>　　4.4.1 軌道縱向彎曲變形和內力計算28</p><p>　　4.4.2 最大軌道壓力30</p><p>　　4.4.3 軌道板底部縱向最大應力31</p>

14、<p>　　4.4.4 軌道板橫向截面計算31</p><p>　　4.5 軌道板設計荷載計算32</p><p>　　4.6 軌道板配筋計算32</p><p>　　4.6.1 計算理論32</p><p>　　4.6.2 計算方法35</p><p>　　4.6.3 配筋計算35</p&

15、gt;<p>　　4.6.4 截面應力檢算38</p><p>　　4.7 軌道板縱向作用力和配筋計算分析39</p><p>　　4.7.1 軌道板縱向作用溫度力分析39</p><p>　　4.7.2 由扣件傳遞到軌道板上的縱向作用力和配筋面積計算分析40</p><p>　　4.7.3 縱向配筋面積計算41<

16、;/p><p>　　4.8 軌道板配筋圖43</p><p>　　第五章 減振軌道的設計44</p><p>　　5.1 振動的產生原因44</p><p>　　5.2 軌道減振設計原則44</p><p>　　5.3 軌道減振設計方法45</p><p>　　5.4 減振軌道結構45&

17、lt;/p><p>　　5.5 軌道綜合性減振措施48</p><p><b>　　5.6 結論49</b></p><p><b>　　致謝50</b></p><p><b>　　參考文獻51</b></p><p><b>　　第一章

18、 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　1.1.1 中國地鐵發(fā)展前景</p><p>　　經濟的不斷發(fā)展和進步，我國城市軌道交通進伴隨著我國社會經入快速發(fā)展階段，不同類型的軌道交通也進入了并行發(fā)展時期，呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢，開始注重軌道交通與城市環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。</p>&

19、lt;p>　　許多城市在規(guī)劃建設地鐵的同時，在次繁忙客運通道上、區(qū)域之間以及在居民住宅小區(qū)與主客運通道或客運樞紐間規(guī)劃建設輕軌或快速軌道交通系統(tǒng)，以形成合理的軌道交通網。有些城市根據當?shù)氐牡匦螚l件正在建設跨座式單軌運行系統(tǒng)(如重慶市)；有些城市正在探索建設直線電機軌道交通系統(tǒng)；在一些大城市之間也開始規(guī)劃建設大城市之間的快速軌道線；北京、上海廣州等大城市開始建設近郊和遠郊的市郊鐵路，以促進城市和城市邊緣城鎮(zhèn)的發(fā)展。</p>

20、;<p>　　國內地鐵設備企業(yè)應當抓住目前的有利時機，大力提高生產技術水平，盡快縮短與國際先進水平的差距。同時，政府相關部門應加大對國內生產企業(yè)的扶持，加強和完善地鐵裝備制造體系的生產鏈條。鼓勵企業(yè)積極參與地鐵建設，使地鐵裝備產業(yè)發(fā)展成為經濟新的增長點。有理由相信，地鐵建設的熱潮必將帶動機械、電氣等產業(yè)的升級換代，從而為我國機電設備制造業(yè)的發(fā)展提供強勁動力。</p><p>　　1.1.2北京地鐵的

21、發(fā)展前景</p><p>　　北京地鐵是服務于中國北京市的城市軌道交通系統(tǒng)。截至2013年5月，北京地鐵共有17條運營線路。它包含16條地鐵線路、1條機場軌道，組成覆蓋北京市11個市轄區(qū)，擁有270座運營車站、總長456千米運營線路的軌道交通系統(tǒng)。</p><p>　　北京地鐵的規(guī)劃始于1953年，工程始建于1965年，最初試運營于1969年，是中國大陸乃至大中華地區(qū)的第一個地鐵系統(tǒng)。目前

22、，北京地鐵由一家國有企業(yè)—北京市地鐵運營有限公司和一家公私合營企業(yè)—北京京港地鐵有限公司分別運營不同線路，京港地鐵公司運營的4號線也是中國大陸第一條采用公私合營模式建設和運營的軌道交通線路。</p><p>　　截至2012年底，以運營里程計算，北京地鐵是世界上規(guī)模最大的城市地鐵系統(tǒng)。以客運量計算，北京地鐵亦是中國大陸最繁忙的城市軌道交通系統(tǒng)。目前北京地鐵工作日的日均客運量在800萬人次以上。</p>

23、<p>　　目前，北京地鐵正在進行大規(guī)模建設。預計到2016年底，北京地鐵運營總里程將達到660千米以上。在遠景規(guī)劃中，到2020年時，運營總里程將超過1000千米</p><p><b>　　1.2 工程概況</b></p><p>　?、北竟こ虨槟车罔F線路DK7+828.618～DK21+989.351，雙線鐵路，全長14.1607km主要技術標準：

24、設計最高速度≤80km/h、限制坡度30‰、最小曲線半徑550m（困難地段可以適當?shù)母淖?，選取可以參照《地鐵設計規(guī)范》）。</p><p>　?、曹壍乐饕夹g標準：</p><p>　　列車軸重：≤14t；</p><p>　　曲線地段最大超高h=120mm，超高采用取外軌抬高h/2,內軌降低h/2的方式設置；</p><p><b&g

25、t;　　軌道高度：</b></p><p>　　一般區(qū)間、車站矩形隧道：580mm；減振區(qū)間、車站矩形隧道：620mm；</p><p>　　一般區(qū)間、車站馬蹄形隧道：580mm+f；減振區(qū)間、車站馬蹄形隧道：620mm+f；（f為軌道結構底部至隧道底部的矢高）</p><p>　　一般區(qū)間圓形隧道（限界5200mm）：780mm，減振區(qū)間、車站圓形隧道

26、：820mm。</p><p>　?、充撥墸翰捎?0kg/m，25m定長。鋼軌質量應符合TB/T2645-2004《熱處理鋼軌技術條件》。</p><p>　?、纯奂?正線及輔助線扣件一般地段采用單趾彈簧扣件及彈條III型扣件，見附件。除道岔及減振地段外，一般地段（直線及曲線R>400m，或線路坡度i<20‰）采用單趾彈簧扣件。道岔區(qū)減振推薦采用科隆蛋減振扣件。</p&g

27、t;<p>　　⒌軌枕：地下線及輔助線除道岔外，采用短枕埋入式整體道床，參考圖見附件。軌枕按1600根/km等間距布置，特殊地段保證扣件間距不小于500mm。</p><p>　?、兜来步Y構設計：道床采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)場澆注。</p><p>　　地下線道床連續(xù)澆注，線路軌道中心距道床邊緣距離為1200mm，軌枕下成軌面高出道床面30～40mm，枕下道床厚度應滿足《地鐵設

28、計規(guī)范》（GB50157-2003）要求。</p><p>　　床面設計3%的“人”字排水橫坡，縱向排水溝的坡度一般與線路坡度一致。</p><p>　　一般地段每25m設一處基座道床伸縮縫，在距離洞口40m內，按每5m設置1處伸縮縫，在遇結構沉降縫或伸縮縫時，道床結構伸縮縫應增設1處，且應適當調整軌枕間距。道床伸縮縫采用1～2cm瀝青防腐處理的木板。矩形、馬蹄型隧道整體道床，基地與道床連

29、接可用YG2型M14×150膨脹螺栓，設置時避開結構鋼筋位置，錨入深度為30mm，露出部分和道床綁扎，每2.5m設置4個。</p><p><b>　?、返来膊牧?lt;/b></p><p>　　混凝土所用水泥，砂石等材料應符合《鐵路混凝土與砌體工程施工質量驗收標準》（TB10424-2003）.粗骨料宜采用碎石，碎石粒徑應符合《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》（

30、TB10210-2001）規(guī)定。</p><p>　　道床鋼筋采用HR335級鋼筋，鋼筋直徑為14mm，應符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB1499-1998）規(guī)范要求。道床基礎混凝土最低保護層厚度不小于35mm，應符合《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002）要求。</p><p>　　第二章 線路平面設計標準</p><p><b>　　2

31、.1 一般規(guī)定</b></p><p>　?、钡罔F線路按其在運營中的作用，應分為正線、輔助線和車場線。輔助線包括折返線、渡線、聯(lián)絡線、停車線、出入線、安全線等。</p><p>　?、驳罔F線路的選定應根據城市軌道交通線網規(guī)劃進行。</p><p>　?、车罔F的線路鋪設方式，應根據城市總體規(guī)劃和地理環(huán)境條件因地制宜地選擇，一般在城市中心地區(qū)宜采用地下線，其

32、他地區(qū)條件許可時宜采用高架線或地面線。</p><p>　?、吹罔F的線路平面位置和高程應根據城市現(xiàn)狀與規(guī)劃的道路、地面建筑物、管線和其他構筑物、文物古跡保護要求、環(huán)境與景觀、地形與地貌、工程地質與水文地質條件、采用的結構類型與施工方法，以及運營要求等因素，經技術經濟綜合比較后確定。</p><p>　　⒌地鐵的線路宜按獨立運行進行設計。根據客流需要并通過論證，線路可按共線運行設計，但其出岔

33、站匯入方向的線路應設平行進路。</p><p>　　地鐵線路之間應根據線網規(guī)劃需要設置聯(lián)絡線。聯(lián)絡線應采用單線。但近期階段性兼作運營線的聯(lián)絡線應設雙線，有條件時宜按正線標準設計。</p><p>　?、兜罔F的線路之間及與其他軌道交通線路之問的交叉處，應采用立體交叉。</p><p>　?、返罔F車站應設置在交通樞紐、地鐵線路之間及與其他軌道交通線路交會處、商業(yè)、居住、

34、體育、文化中心等大的客流集散點。車站間的距離應根據現(xiàn)狀及規(guī)劃的城市道路布局和客流實際需要確定，一般在城市中心區(qū)和居民稠密地區(qū)宜為1km左右，在城市外圍區(qū)應根據具體情況適當加大車站間的距離。</p><p>　?、傅孛婢€路和高架線路距建筑物的距離，應根據行車安全、消防、減振、降噪、景觀和居民隱私等相關要求，以及采取相應的防范措施等因素，經綜合比較后確定。</p><p>　　根據防火要求，線

35、路路肩邊緣和高架結構外緣與民用建筑間的最小距離，應符臺現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的規(guī)定。當?shù)罔F與地面建筑合建時，應加強防火、減振、降噪和結構安全措施。</p><p><b>　　2.2 線路平面</b></p><p>　?、本€路平面曲線半徑應根據車輛類型、列車設計運行速度和工程難易程度經比選確定。線路平面的最小曲線半徑不得小于表

36、2-1規(guī)定的數(shù)值。</p><p>　?、簿€路平面曲線與直線之間應根據曲線半徑、超高設置及設計速度等因素設置緩和曲線，其長度可按表2-2的規(guī)定采用。</p><p>　?、车啦砀綆€可不設緩和曲線和超高，但其曲線半徑不得小于道岔的導曲線半徑。</p><p>　?、吹罔F線路不宜采用復曲線。在困難地段，有充分技術經濟依據時可采用復曲線。當兩圓曲線的曲率差大于l／25

37、00時，應設置中間緩和曲線，其長度根據計算確定，在困難</p><p>　　情況下不得小于20m。</p><p>　　表2-1 最小曲線半徑</p><p>　?、嫡€及輔助線的圓曲線最小長度，A型車不宜小于25m，B型車不宜小于20m，在困難情況下不得小于一個車輛的全軸距。</p><p>　　表2-2 緩和曲線長度</p>

38、<p>　　注：表中R－曲線半徑（m）；V－設計速度（km/h）；l－緩和曲線長度（m）</p><p>　?、墩€及輔助線上兩相鄰曲線間的夾直線長度(不含超高順坡及軌距遞減段的長度)，A型車不宜小于25m，B型車不宜小于20m，在困難情況下不得小于一個車輛的全軸距；車場線上的夾直線長度不得小于3m。</p><p>　?、奋囌菊九_計算長度段線路應設在直線上，在困難地段可設在曲

39、線上，其半徑不應小于800m。</p><p>　?、傅啦響O在直線地段，道岔基本軌端部至曲線端部的距離(不含超高順坡及軌距遞減段)不宜小于5m，車場線可減少到3m。</p><p>　?、沟啦硪丝拷囌驹O置，但道岔基本軌端部至車站站臺計算長度端部的距離不應小于5m。</p><p>　?、赫€和輔助線上采用道岔不得小于9號，車場線采用道岔不得大于7號。</p

40、><p>　　設置交叉渡線兩平行線的線間距宜按下列規(guī)定確定：</p><p>　　12號道岔采用5.0m；</p><p>　　9號道岔采用4.6m或5.0m；</p><p>　　6、7號道岔采用4.5m或5.0m。</p><p>　　對于交叉渡線的線間距小于上述標準規(guī)定的，應予特殊設計。</p><

41、;p>　?、徽鄯稻€的有效長度，宜為遠期列車長度加40m(不含車擋長度)。</p><p><b>　　2.3 線路縱斷面</b></p><p>　?、闭€的最大坡度不宜大于30‰，困難地段可采用35‰，聯(lián)絡線、出入線的最大坡度不宜大于40‰(均不考慮各種坡度折減值)。</p><p>　?、菜淼纼群吐穳q地段的正線最小坡度不宜小于3‰，困

42、難地段在確保排水的條件下，可采用小于3‰的坡度；地面和高架橋上正線最小坡度在采取了排水措施后不受限制。</p><p>　?、车叵萝囌菊九_計算長度段線路坡度宜采用2‰，在困難條件下，可設在不大于3‰的坡道上。</p><p>　?、吹孛婧透呒軜蛏系能囌菊九_計算長度段線路宜設在平坡道上，在困難地段可設在不大于3‰的坡道上。車場線宜設在平坡道上，條件困難時，庫外線可設在不大于1.5‰的坡道上。

43、</p><p>　?、档啦硪嗽O在不大于5‰的坡道上，在困難地段可設在不大于10‰的坡道上。</p><p>　?、盾囌菊九_計算長度段線路應設在一個坡道上。有條件時車站宜布置在縱斷面的凸型部位上，并設置合理的進、出站坡度。</p><p>　?、氛鄯稻€和停車線應布置在面向車擋或區(qū)間的下坡道上，隧道內的坡度宜為2‰，地面和高架橋上的折返線、停車線，其坡度不宜大于1.5

44、‰。</p><p>　?、竷上噜徠露蔚钠露却鷶?shù)差等于或大于2‰時，應設圓曲線型的豎曲線連接，豎曲線的半徑應符合表2-3的規(guī)定。</p><p>　　表2-3 豎曲線半徑</p><p>　?、管囌菊九_計算長度內和道岔范圍內不得設置豎曲線，豎曲線離開道岔端部的距離不應小于5m。</p><p>　?、核槭来簿€路豎曲線不得與平面緩和曲線重疊；

45、當不設平面緩和曲線時，豎曲線不得與超高順坡段重疊。</p><p>　?、痪€路坡段長度不宜小于遠期列車長度，并應滿足相鄰豎曲線間的夾直線長度的要求，其夾直線長度不宜小于50m。</p><p><b>　　2.4 安全線</b></p><p>　?、痹谲囕v段出入線、折返線、停車線和岔線(支線)上，當遇到下列情況時，宜設安全線或其他隔開設備。&

46、lt;/p><p>　?、佼敵鋈刖€上的列車在進入正線前需要一度停車，且停車信號機至警沖標之間小于列車制動距離時；</p><p>　?、谡鄯稻€末端與正線接通時；</p><p>　?、郛敳砭€(支線)與正線接軌時。</p><p>　?、舶踩€的長度一般不小于40m。在困難條件下，可設置脫軌道岔。</p><p>　?、钞斖?/p>

47、車線末端與正線接通時，可設置列車防溜設備。</p><p>　　2.5 線路里程及標示</p><p><b>　?、币话阋?guī)定</b></p><p>　　地鐵線路里程以公里標表示，如K8+700表示8km+700處。地鐵里程應以右線為基準采用連續(xù)里程，雙線并行地段左線采用右線的投影里程，雙線不并行地段左右分別采用各自里程，并在其倆端并行地段銜

48、接的右線整百米處標明倆線里程關系及左線斷鏈。里程精度要求:一般鐵路通?？裳芯侩A段為米，初步設計為厘米，施設階段可為毫米；地鐵設計無明確的規(guī)定，現(xiàn)采用電算軟件，一般均至毫米。</p><p>　?、睬€控制點里程計算</p><p>　　如曲線起點：ZH里程已定，設定為M，則曲線控制各控制點里程為：曲線終點HZ： </p><p>　　M+L；曲線中點QZ：M+L/2

49、；緩圓點HY：M+l；圓緩點YH:M+L-l。</p><p>　　其中L為算出的曲線長度；l為設計緩和曲線長度。</p><p><b>　?、尘€路里程標示</b></p><p>　　線路里程通常按不同設計階段區(qū)分標示，即在整公里K前加不同字頭：如可研階段為AK，初測、初步設計階段為CK，定測及施工設計為DK。比較方案，在倆字頭之間加羅馬數(shù)

50、字的方案編號如AIK、CK等，分別表示可研比較方案I里程、初步設計比較方案里程等。</p><p>　　比較方案的起始點一般應在基本方案的整百米處，并按里程先后順序銜接在平縱面圖上標示一致，示例如下：</p><p>　　比較方案起點處： (2-1)</p><p>　　比較方案終點處：

51、 (2-2)</p><p><b>　　⒋左線里程與斷鏈</b></p><p><b>　?、僮缶€里程計算</b></p><p>　　地鐵與輕軌線路里程以右線為基準，區(qū)間并行地段，左線里程取右線投影里程，</p><p>　　左線ZH點按右線投影里程=右線ZH點里程-b</p

52、><p>　　左線HZ點按右線投影的里程=左線HZ點里程+b</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中a、b分別為左線交點及ZH(HZ)點的錯動量。</p><p>　　當曲線為右偏角時，同理可計算出左線曲線起始點里程，只是b值正負號相反。</p><p><b&

53、gt;　　②左線曲線斷鏈計算</b></p><p>　　左線HZ點按左線曲線長度計算得出的實際里程與其投影里程產生的差值，即左線曲線設計實際長度與投影長度不等長的差值，稱曲線業(yè)內斷鏈。</p><p>　　左線曲線終點的投影里程，與按曲線實際長度計算出的終點里程的相差數(shù)等于長短鏈。</p><p><b>　?、蹟噫溤O計位置</b>

54、;</p><p>　　為設計及施工方便，左右線平行直線地段，同一斷面上的里程宜一致。通常在每一處左右線長度不平等的地段設置左線斷鏈，尤其在左右線處于同一隧道結構內時，更宜如此。</p><p>　　但曲線多、夾直線短地段及左右線隧道結構分開時宜合并設置斷鏈。此類斷鏈和由于線位設計變更或外業(yè)測量產生的斷鏈稱實際斷鏈。這類斷鏈不應進入曲線和車站范圍內。</p><p>

55、;<b>　?、軘噫湗耸?lt;/b></p><p><b>　　1)內業(yè)斷鏈</b></p><p>　　在平面圖上標示在左線曲線資料的下面，并在長、短鏈數(shù)目100+外加細實線小框，如分別表示長鏈1.456m，短鏈1.655m。</p><p>　　縱斷面圖上，在線路平面欄曲線中部的相鄰倆個百米標間的上方，緊貼圖式欄目最上邊

56、線平行畫倆個小方格，將長短鏈100+標在上面小方格內，如分別表示在左線長鏈1.456m,短鏈1.655m。</p><p><b>　　2)實際斷鏈</b></p><p>　　實際斷鏈在平面圖上直線段鄰近的整百米處上方標示里程銜接關系及斷鏈實際長短數(shù)，在同時在縱斷面圖上的該百米標處與其相鄰前的一個整百米間標注100+，標示該百米標的實際長度，標在緊貼圖式欄目最上邊線

57、，例如：分別表示長鏈1.250m、短鏈2.322m。同一斷鏈在平、縱面圖上必須同時標示并核對一致。</p><p>　　2.6 設計補充說明</p><p>　?、钡诰?、十個交點之間的距離太短，屬于困難地段，所以倆線交點選用350m的半徑，最高時速為70km/h。</p><p>　?、驳谑齻€交點接近車站，遵循車站設在直線上的原則，所以半徑只能選用300m，而且最

58、高時速只能為65km/h。</p><p>　?、车谖?、六號交點，由于圓偏角較小，因此選取的半徑為3000m，不設緩和曲線。</p><p>　?、从揖€第一二交點之間的曲線夾直線比較短21.455m，但還是滿足B型車的最短要求距離不小于20m。</p><p>　　2.7 平面曲線要素計算</p><p>　　2.7.1 緩和曲線常數(shù)計算&l

59、t;/p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（2-5）</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中：β—緩和曲線角度

60、;</p><p><b>　　T切線長度;</b></p><p><b>　　δ—緩和曲線偏角。</b></p><p>　　T=(R+p)tan+m （2-8）</p><p><b>　?。?-9）</b></p>

61、<p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　q=2T-L （2-11）</p><p>　　式中：α—圓曲線的總偏角;</p><p><b>　　R—圓曲線半徑;</b></p><p>　　T—切線長度，即

62、從交點(JD)至曲線起點(ZH或ZY)或曲線終點(HZ或YZ) 的距離;</p><p><b>　　L—曲線的長度;</b></p><p>　　—外矢，即曲線交點(JD)至曲線中點(QZ)的距離;</p><p>　　q—切曲差(2T-L);</p><p><b>　　l—緩和曲線長

63、度;</b></p><p>　　β—緩和曲線的角度;</p><p><b>　　m—切垂距;</b></p><p>　　p—緩和曲線內移量。</p><p>　　2.7.2 緩和曲線上的任意點切線支距計算</p><p><b>　?。?-12）</b>&l

64、t;/p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　式中：L—緩和曲線上任意點至曲線起點ZH(或終點HZ)的距離;</p><p>　　X—切線上相應于任意點的橫坐標;</p><p>　　Y—緩和曲線上任意點的縱坐標即切線支距;</p><p><b>　　R—圓曲線半

65、徑;</b></p><p><b>　　L—緩和曲線長度。</b></p><p>　　2.7.3 切線支距在圓曲線上的計算</p><p><b>　　(2-14)</b></p><p><b>　　(2-15)</b></p><p>

66、;　　式中：—圓曲線上任意點至曲線起點ZH(或終點HZ)的距離;</p><p>　　—切線上相應于任意點的橫坐標;</p><p>　　—圓曲線上任意點的縱坐標即切線支距;</p><p><b>　　R—圓曲線半徑;</b></p><p><b>　　l—緩和曲線長度;</b></p&g

67、t;<p>　　p—緩和曲線內移量。</p><p>　　2.7.4 曲線在無緩和曲線時圓曲線切線支距的計算</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p><b>　?。?-18）</b><

68、;/p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　式中：—曲線長l相對應的中心角；</p><p><b>　　R—曲線半徑；</b></p><p><b>　　x—切線橫距；</b></p><p><b>　　y—切線縱距

69、；</b></p><p>　　l—分段線段長(弧長)；</p><p>　　c—與l相對應的弦長。</p><p>　　2.8 平面要素算例</p><p>　　以第一個交點為例，相關條件如下</p><p>　　半徑 R=800m 緩和曲線l=55m（參考《鐵路軌道設計規(guī)范》（TB10082-2005

70、）</p><p><b>　?、鼻€的常數(shù)計算</b></p><p>　　切垂距 m =</p><p><b>　　緩和曲線內移量P=</b></p><p>　　切線長度 T=(R+p)tan+m =（800+0.158）0.127+27.499=129.119m<

71、;/p><p>　　曲線長度 L=</p><p>　　外矢 </p><p>　　切曲差 q=2T-L=2129.119-258.2=0.038m</p><p>　?、睬€的切線支距計算，所有曲線要素如表2-4。</p><p>　　緩和曲線長度為55m 原則為每5米一個點</p

72、><p>　　即L=5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55m時對應的切線支距</p><p><b>　　當L=5m時</b></p><p>　　同理:L=10m X=10m Y=0.003788m</p><p>　　L=15m X=15m Y=0.012784m</p>&

73、lt;p>　　L=20m X=19.99996m Y=0.030303m</p><p>　　L=25m X=24.99987m Y=0.059185m</p><p>　　L=30m X=29.99968m Y=0.102272m</p><p>　　L=35m X=34.99932m Y=0.162403m</p><p

74、>　　L=40m X=39.99867m Y=0.242419m</p><p>　　L=45m X=44.99761m Y=0.345157m</p><p>　　L=50m X=44.99597m Y=0.473458m</p><p>　　L=55m X=54.9935m Y=0.630155m</p><p>　

75、　表2-4 曲線切線支距</p><p><b>　　續(xù)表2-4</b></p><p><b>　　續(xù)表2-4</b></p><p>　　表2-5 曲線要素表</p><p>　　第三章 區(qū)間無縫線路設計內容</p><p>　　3.1 區(qū)間無縫線路軌道類型</p&

76、gt;<p>　　選擇據《鐵路軌道設計規(guī)范》可知；正線軌道類型為重型。</p><p>　　3.2 軌道強度計算</p><p>　　上海地區(qū)歷年最高軌溫為60.3℃，最低軌溫為-12.1℃，車輛為B2型四軸車，設計最高速度80km/h,車輛固定軸距2.2m,軌枕按1600根/km等間距布置，采用整體道床無砟軌道，鋼軌為60kg/m新軌。</p><p&g

77、t;　?、辈捎脺熟o態(tài)計算方法</p><p><b>　?、黉撥壷ё鶆偠?lt;/b></p><p>　　由規(guī)范及本設計表知：鋼軌剛度D=30KN/mm</p><p>　?、阡撥壔A彈性模量 </p><p>　　= (3-1)</p>&l

78、t;p>　　其中： a=； a為軌枕間距</p><p><b>　　==</b></p><p>　　鋼軌基礎與鋼軌的剛比系數(shù)k</p><p>　　k= (3-2)</p><p>　　式中： E—鋼軌彈性模量；</p&g

79、t;<p>　　I—鋼軌斷面對其水平中和軸的慣性矩。</p><p>　　k==0.00115()</p><p>　　計算機車作用下的車輪當量荷載，取其中最大值來計算鋼軌的彎矩，</p><p><b>　　列表計算如下表：</b></p><p>　　其中： (

80、3-3)</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　表3-1 的計算</b></p><p>　　根據力的獨力作用疊加原理，可得靜輪系作用下的鋼軌靜下沉，靜彎距和靜枕上壓力的計算式：</p><p>　　鋼軌靜下沉： (3-

81、5)</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.822 mm</b></p><p>　　鋼軌靜彎矩： (3-6)</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=

82、13528900N.m</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p><b>　　枕上壓力：</b></p><p><b>　　=24.67KN</b></p><p>　?、塾嬎汶娏C車運行條件下軌底彎曲應力的速度系數(shù)</p><p&g

83、t;<b>　　(3-8)</b></p><p>　　式中：V—機車最高行車速度</p><p><b>　　V=65km/h</b></p><p><b>　?、芷d系數(shù)的計算</b></p><p>　　偏載系數(shù)：0.002△h

84、 (3-9)</p><p>　　式中：△h—未被平衡超高；</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　其中：==107.03mm (3-11)</p><p>　　所以： </p><p>　　偏載系數(shù)=0.00

85、2△h=0.002×59.15=0.118</p><p>　?、蒈壍罊M向水平力系數(shù)f</p><p>　　由規(guī)范可知當R=300m時，f=2。</p><p><b>　?、捃墑訌澗氐挠嬎?lt;/b></p><p>　　Md=Mo(1++)f (3-12)</

86、p><p>　　=13528900×（1+0.39+0.118）×2=39991428.4N.mm</p><p>　　計算鋼軌的動彎應力和</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p>　　式中：由查《鐵路軌道設計規(guī)范》可知=33940</p><p><

87、;b>　　(3-14)</b></p><p>　　式中：由查《鐵路軌道設計規(guī)范》可知=396000</p><p>　　由查表知鋼軌的溫度應力為51</p><p>　　則軌頭： (3-15)</p><p>　　軌底： (3-16)</p><p&g

88、t;　　其中：= (3-17)</p><p>　　k－安全系數(shù)，取1.3</p><p>　　由上結果可知：軌頭和軌底的基本應力均小于，符合鋼軌的強度檢算條件。</p><p>　?、曹壍缽姸扔嬎阍试S溫降[△Td]</p><p>　　[△Td]= (3-18)&l

89、t;/p><p>　　為附加應力，取10Mpa</p><p><b>　　[△Td]=</b></p><p>　　為鋼軌線膨脹系數(shù)，取</p><p>　　3.3 無縫線路穩(wěn)定性檢算</p><p><b>　?、睋Q算曲率</b></p><p>　　

90、==1.0×=1.62×</p><p>　　其中為軌道塑性原始彎曲曲率，取1.0×</p><p><b>　?、灿嬎阒?lt;/b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p>　　式中： 取值1.0</p><

91、p>　　所以：=1.0×2.1××1048××(1.93×+）</p><p>　　=4.613× N.cm</p><p><b>　?、秤嬎銖澢ㄩL</b></p><p><b>　　(3-20)</b></p><p&g

92、t;　　式中：f－軌道彎曲變形矢度，取0.2cm</p><p>　?。刃У来沧枇?，取120N/cm</p><p>　?、磧筛撥墱囟葔毫Φ挠嬎?lt;/p><p><b>　　(3-21)</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=4.33

93、15;106(N)</p><p>　　式中：—計算兩根鋼軌溫度壓力（N）</p><p>　　E—鋼軌鋼彈性模量，為MPa</p><p>　　I—兩根鋼軌對豎直中和軸線的慣性矩，60kg/m鋼</p><p>　　—軌道框架剛度系數(shù)，采用1.0；</p><p>　　l—軌道彎曲半波長（cm）；</p>

94、<p>　　K—安全系數(shù)，新軌采用鋁熱焊的安全系數(shù)為K=1.3，（《軌道規(guī)范》P76）；</p><p>　　—軌道原始彈性彎曲半波長（cm）；</p><p>　　—軌道原始彈性彎曲失度（cm）；—軌道原始塑性彎曲曲率（）；</p><p>　　f—軌道彎曲變形失度，采用0.2cm；</p><p>　　——等效道床橫向阻力

95、，采用120KN。</p><p>　?、涤嬎闳菰S溫度應力[P]</p><p><b>　　(3-22)</b></p><p>　　K為安全系數(shù)，取1.3</p><p>　?、盾壍婪€(wěn)定性允許溫升</p><p>　　對于路基上無縫線路 </p><p><b&g

96、t;　　(3-23)</b></p><p><b>　?、吩O計鎖定軌溫計算</b></p><p><b>　　(3-24)</b></p><p>　　式中：—設計鎖定軌溫，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；</p><p>　　—上海歷年最高軌溫（℃），取

97、60.3℃；</p><p>　　—上海歷年最低軌溫（℃），取-12.1℃；</p><p>　　—軌道穩(wěn)定性允許溫差（℃）；</p><p>　　—軌道強度允許溫降（℃）；</p><p>　　—修正值，一般為0～5℃,取4℃；</p><p>　　由上可選取鎖定軌溫26℃，鎖定軌溫如圖3-1。</p>

98、<p>　　圖3-1 設計鎖定軌溫計算圖</p><p><b>　?、镐撥墱囟攘?lt;/b></p><p>　　設計鎖定軌溫范圍宜為10℃。橋上無縫線路或寒冷地區(qū)，當℃時，鎖定軌溫范圍不應小于6℃。</p><p>　　設計鎖定軌溫上限：℃</p><p>　　設計鎖定軌溫下限：℃</p>&l

99、t;p>　　上海最高溫度60.3℃，最低溫度-12.1℃，</p><p>　　設計鎖定軌溫上、下限應滿足下式條件：</p><p><b>　　鋼軌最大溫度拉力：</b></p><p><b>　　(3-25)</b></p><p><b>　　鋼軌最大溫度壓力：</b&

100、gt;</p><p><b>　　(3-26) </b></p><p>　　3.4 伸縮區(qū)長度計算</p><p>　　無縫線路鎖定后，長軌條的兩端將隨軌溫的升降而伸縮，其伸縮范圍的長度即為伸縮區(qū)長度：</p><p><b>　　(3-27)</b></p><p>　

101、　式中：—鋼軌最大溫度拉力或壓力（N），按上式計算；</p><p>　　—接頭阻力（N），取490kN；</p><p>　　r—股軌下道床縱向阻力，取</p><p><b>　　N/cm</b></p><p><b>　　所以取用</b></p><p>　　3.5

102、無縫線路緩沖區(qū)預留軌縫</p><p>　?、遍L軌條一端伸縮量的計算</p><p><b>　　(3-28)</b></p><p>　　式中：—長軌條一端的收縮量或伸長量（mm）；</p><p>　?、簿彌_軌一端伸縮量的計算</p><p><b>　　(3-29)</b&g

103、t;</p><p>　　式中：L—緩沖軌長度（m），取25m=2500cm；</p><p>　　—緩沖軌一端的收縮量或伸長量（mm）。</p><p><b>　?、愁A留軌縫的計算</b></p><p>　　冬季軌縫不應超過構造軌縫的條件：</p><p><b>　　(3-30)

104、</b></p><p>　　夏季軌縫不頂緊的條件：</p><p><b>　　(3-31)</b></p><p>　　式中：—長軌條與緩沖軌之間預留軌縫值（mm）；</p><p>　　—相鄰緩沖軌間預留軌縫值（mm）；</p><p>　　—鋼軌接頭構造軌縫，取18mm；<

105、;/p><p>　　所以有冬季軌縫不超過軌縫的條件</p><p><b>　　夏季軌縫不頂緊條件</b></p><p>　　所以：3.32mm＜≤13.09mm</p><p>　　3.04mm＜≤13.98mm</p><p>　　綜上所得：可取4、5、6、7、8、9、10、11、12mm。&l

106、t;/p><p>　　3.6 線路計算總結</p><p>　　由以上計算可得:區(qū)間無縫線路設計鎖定軌溫取=26℃，設計鎖定軌溫上限=28℃，設計鎖定軌溫下限=22℃；伸縮區(qū)長度取標準軌長度的整數(shù)倍，取=50m；預留軌縫可取4、5、6、7、8、9、10、11、12mm。</p><p>　　第四章 混凝土道床設計</p><p>　　4.1 道床

107、設計原則</p><p>　?、钡来步Y構設計力求達到質量均衡、結構等強、彈性連續(xù)、合理分配，從個體高軌道的整體承載能力。</p><p>　?、驳来步Y構穩(wěn)定，并盡量減少養(yǎng)護維修工作量。</p><p>　?、车来才潘〞?，并能保障維修機具存放和地下線的人員疏散。</p><p>　?、磁浜蠝p振設計，采取相應的彈性道床結構，并使彈性均勻連續(xù)。&

108、lt;/p><p>　?、挡捎贸墒臁⑾冗M的技術，提高軌道施工進度及綜合水平。</p><p><b>　　4.2 道床設計</b></p><p><b>　?、钡来苍O計內容</b></p><p>　　道床結構型式：矩形、馬蹄型隧道整體道床。詳細的設計如下圖所示。</p><p&g

109、t;　　矩形隧道內混凝土整體道床軌道高為580mm。馬蹄型隧道內混凝土整體道床軌道高為780mm；地下線道床連續(xù)澆注，線路軌道中心距道床邊緣距離為1200mm，軌枕下成軌面高出道床面30～40mm，道床面設計3%的“人”字排水橫坡，曲線地段軌道之間橫向排水坡4.1%，縱向排水溝的坡度一般與線路坡度一致。</p><p>　　一般地段每25m設一處基座道床伸縮縫，在距離洞口40m內，按每5m設置1處伸縮縫，在遇結構

110、沉降縫或伸縮縫時，道床結構伸縮縫應增設1處，且應適當調整軌枕間距。道床伸縮縫采用1～2cm瀝青防腐處理的木板。</p><p>　　矩形、馬蹄型隧道整體道床，基地與道床連接可用YG2型M14×150膨脹螺栓，設置時避開結構鋼筋位置，錨入深度為30mm，露出部分和道床綁扎，每2.5m設置4個。</p><p><b>　?、驳来膊牧?lt;/b></p>

111、<p>　　道床采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)場澆注,鋼筋網下面用C20混凝土回填。</p><p>　　混凝土所用細骨料應符合《鐵路混凝土與砌體工程施工質量驗收標準》。遵循就地取材的原則，進行取材，但要進過檢驗之后才能使用。</p><p><b>　　檢驗方式：</b></p><p>　　檢驗數(shù)量：同產地、同品種、同規(guī)格且連續(xù)進場的

112、細骨料，每400或600t為一批，不足400或600t也按一批計。施工單位每批抽檢一次;監(jiān)理單位見證取樣檢測次數(shù)為施工單位抽檢次數(shù)的20％，但至少一次。</p><p>　　檢驗方法：施工單位觀察和試驗;監(jiān)理單位檢查全部試驗報告并進行取樣檢測。</p><p>　　粗骨料宜采用碎石，碎石粒徑應符合《鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范》（TB10210-2001）規(guī)定，經過檢驗合格之后方可使用。&

113、lt;/p><p>　　道床鋼筋采用HRB335級鋼筋，鋼筋直徑為14mm。道床基礎混凝土最低保護層厚度不小于35mm。</p><p>　　短軌枕混凝士強度等級應為C50。具體設計如下圖4-5所示</p><p>　　4.3 道床和軌枕尺寸</p><p>　?、本匦嗡淼勒w道床在直線段的尺寸如圖4-1，曲線段尺寸如圖4-2，圖中各參數(shù)如表4-

114、1所示。</p><p>　?、柴R蹄形隧道整體道床在直線段的尺寸如圖4-3，曲線段如圖4-4，圖中各參數(shù)如圖表4-2所示。</p><p>　?、耻壵砥矫鎴D如圖4-5，設計配筋在表4-3中。</p><p>　　圖4-1 直線地段矩形隧道整體道床設計</p><p>　　圖4-2 曲線地段矩形隧道整體道床設計</p><p

115、>　　表4-1 矩形道床設計參數(shù)（單位為mm）</p><p>　　圖4-3 直線地段馬蹄形隧道整體道床設計</p><p>　　圖4-4 曲線地段馬蹄形隧道整體道床</p><p>　　表4-2 馬蹄形道床設計參數(shù)（單位為mm）</p><p>　　圖4-5 軌枕平視圖（單位為mm）</p><p>　　表

116、4-3 軌枕配筋表</p><p>　　4.4 無碴軌道板的設計基本原理和方法</p><p>　　為了簡化設計和計算彈性混凝土板式混凝土道床板結構，動力分項系數(shù)被采用來計算設計荷載；在計算軌道結構靜載時，采用的是軌道縱向彈性基礎上疊合梁計算方法，橫向軌道采用彈性基礎短梁。這種方法的采用能簡單地算出混凝土板的彎矩值，同樣能簡單地設計出路基和隧道的過渡段截面。下面是簡單的介紹。</p&

117、gt;<p>　　4.4.1 軌道縱向彎曲變形和內力計算</p><p><b>　?、庇嬎隳Ｐ?lt;/b></p><p>　　計算模型如圖4-6所示，軌道和板的一半作雙層疊合梁。在動輪載作用下，撓度微分方程組：</p><p>　　圖4-6 彈性地基上雙層疊合梁計算模型</p><p>　　E1I1+k1

118、(-) =0 (4-1)</p><p>　　E1I1+(-) =0 (4-2)</p><p>　　E2I2+(-) +=0 (4-3)</p><p>　　E2I2+(-) +=0 (4-4)</p>

119、;<p>　　式中：E1I1—單根鋼軌的抗彎剛度; </p><p>　　E2I2—沿軌道中心線截取的半塊軌道板的抗彎剛度；</p><p>　　,—區(qū)段l1和l2內鋼軌的撓度；</p><p>　　,—區(qū)段l1和l2內軌道板的撓度；</p><p>　　,—鋼軌和軌道板單位長度的支撐彈簧系數(shù)。</p><p

120、>　?、曹壍篮偷来舶宓慕孛鎿锨灰品匠瘫磉_式</p><p>　　y11=A1φ1(-αx)-A2φ3(-αx)+A3φ1(-βx)-A4φ3(-βx)+A5φ1(αx)+A6φ3(αx)</p><p>　　+A7φ1(βx)+A8φ3(βx) (4-5)</p><p&g

121、t;　　y12=B1φ1(-αx)-B2φ3(-αx)+B3φ1(-βx)-B4φ3(-βx)+B5φ1(αx)+B6φ3(αx)</p><p>　　+B7φ1(βx)+B8φ3(βx) (4-6)</p><p>　　y21=A1ξφ1(-αx)-A2ξφ3(-αx)+A3ηφ1(-βx)-A4ηφ3(

122、-βx)+A5ξφ1(αx)</p><p>　　+A6ξφ3(αx)+A7ηφ1(βx)+A8ηφ3(βx) (4-7)</p><p>　　y22=B1ξφ1(-αx)-B2ξφ3(-αx)+B3ηφ1(-βx)-B4ηφ3(-βx)+B5ξφ1(αx)</p><p>　　+B6ξφ3(αx)+B

123、7ηφ1(βx)+B8ηφ3(βx) (4-8)</p><p>　?、耻壍腊蹇v向截面彎矩方程表達式</p><p>　　M21=2E2I2[A1ξα2φ3(-αx)+A2ξα2φ1(-αx)=A3ηβ2φ3(-βx)+A4ηβ2φ1(-βx)</p><p>　　+A5ξα2φ3(αx)-A6ξα2

124、φ1(αx)=A7ηβ2φ3(βx)-A8ηβ2φ1(βx) (4-9)</p><p>　　M22=2E2I2[B1ξα2φ3(-αx)+B2ξα2φ1(-αx)+B3ηβ2φ3(-βx)+B4ηβ2φ1(-βx)</p><p>　　+B5ξα2φ3(αx)-B6ξα2φ1(αx)+B7ηβ2φ3(βx)-B8ηβ2φ1(βx)] (4-

125、10)</p><p>　　位移和彎矩表達式中的待定常數(shù)A1~A8和B1~B8，可由圖4-6中16個邊界條件組成16個方程組求得。然后這些待定常數(shù)被帶入到軌道板彎矩方程表達式中，這樣就能求得縱向截面彎矩值，其中最大彎矩值就是軌道板結構的設計彎矩值[6]。</p><p>　?、幢磉_式中的參數(shù)定義如下：</p><p>　　φ1(αx)=eαxcos(αx)</