鐵道通信信號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 線路大修</b></p><p><b>　　1.1.1 概述</b></p><p>　　鐵路線路是由路基、軌道和橋隧建筑物組成。它是一個(gè)整體工程結(jié)構(gòu)，共同發(fā)揮各自的功用，其任何組成部分的改變或損壞，都將影

2、響整體功能。</p><p>　　鐵路線路設(shè)備是鐵路運(yùn)輸業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備，它常年裸露在大自然中，經(jīng)受著風(fēng)雨凍融和列車荷載的作用，軌道幾何尺寸不斷變化，路基及道床不斷產(chǎn)生變形，鋼軌、聯(lián)結(jié)零件及軌枕不斷磨損，因而使線路設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)不斷地發(fā)生變化。</p><p>　　線路的殘余變形，主要是機(jī)車車輛與線路相互作用的結(jié)果，往往又帶有明顯的不均勻性和不一致性，而構(gòu)成線路的不平順。這種線路的不平順性，即

3、使是微小的，亦將顯著增加機(jī)車車輛對(duì)線路的附加動(dòng)力作用。不平順愈強(qiáng)，附加動(dòng)力作用愈大，鋼軌及其軌下基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)愈重，殘余變形的幅度及其積累愈快，線路承載能力愈低。而鐵路運(yùn)量即通過(guò)總質(zhì)量(表示為軸載與其通過(guò)次數(shù)的乘積)愈大的線路上，上述過(guò)程將發(fā)展的愈加劇烈[1]。</p><p>　　對(duì)目前的線路結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生不均勻的殘余變形及其積累是無(wú)法避免的。人們只能設(shè)法延緩它的發(fā)展，通過(guò)線路維修把它限制在一定范圍之內(nèi)，但不能完全消

4、除。為保證列車的正常運(yùn)行，線路必須經(jīng)常保持規(guī)定的技術(shù)完好狀態(tài)，一旦這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被突破，靠線路維修又不能完全防止上述破壞現(xiàn)象的發(fā)生，線路各組成部件的疲勞與磨耗傷損，以及道床臟污程度等達(dá)到了規(guī)定的限度以至于不能繼續(xù)使用時(shí)，就必須進(jìn)行線路大修來(lái)修復(fù)軌道的承載能力。</p><p>　　另一方面，隨著鐵路運(yùn)量的增長(zhǎng)，列車平均軸載的增加，行車速度的提高，以及新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用，需要強(qiáng)化或更新線路設(shè)備時(shí)，也必須由線路

5、大修去完成。</p><p>　　1.1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采取的方法及步驟如下：</p><p>　　(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的運(yùn)營(yíng)條件及線路測(cè)量資料，對(duì)既有線路平縱斷面進(jìn)行改善。</p><p>　　(2)線路大修平面設(shè)計(jì)[1~4]：線路大修平面改善設(shè)計(jì)，主要是矯正既有線路平面的位置，平面設(shè)計(jì)以原線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依

6、據(jù)，并遵循一定的原則和基本的技術(shù)條件，根據(jù)線路勘測(cè)資料，對(duì)線路曲線部分各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行撥距計(jì)算。</p><p>　　(3)線路大修縱斷面設(shè)計(jì)：線路大修縱斷面設(shè)計(jì)的目的是改善原有線路設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)，本設(shè)計(jì)在既有路基面標(biāo)高、軌面標(biāo)高及既有道床厚度的基礎(chǔ)上，利用Excel對(duì)計(jì)算軌面標(biāo)高、設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高、設(shè)計(jì)道床厚度等進(jìn)行計(jì)算，并繪制縱斷面設(shè)計(jì)改善圖[4]。</p><p>　　1.2 鐵路無(wú)縫線路&

7、lt;/p><p><b>　　1.2.1 概述</b></p><p>　　隨著高速、重載鐵路的發(fā)展，要求強(qiáng)化鐵路軌道結(jié)構(gòu)，提高線路的平順性和穩(wěn)定性，消除現(xiàn)有一般無(wú)縫線路的緩沖區(qū)和道岔區(qū)鋼軌接頭的影響，實(shí)現(xiàn)線路的無(wú)縫化。把焊接軌條長(zhǎng)度延長(zhǎng)達(dá)整個(gè)區(qū)間或跨區(qū)間并與道岔焊聯(lián)成一體，這種超長(zhǎng)軌條的無(wú)縫線路稱為區(qū)間無(wú)縫線路或跨區(qū)間無(wú)縫線路。由于無(wú)縫線路的施工工藝和機(jī)械化程度的提

8、高，維修管理方法的不斷完善，膠接絕緣接頭的技術(shù)工藝過(guò)關(guān)并投入使用，無(wú)縫道岔的設(shè)計(jì)理論逐步完善和試鋪成功，從1964年在日本建成第一條高速鐵路開(kāi)始，相繼于1983年法國(guó)模式的高速鐵路成功運(yùn)營(yíng)，至今國(guó)內(nèi)外在區(qū)間無(wú)縫線路和跨區(qū)間無(wú)縫線路都取得了很大的發(fā)展。如日本青函海底隧道長(zhǎng)53.83km，在12‰的坡道上鋪設(shè)了軌條長(zhǎng)53.7km的無(wú)縫線路；法國(guó)以巴黎為中心的幾條高速鐵路上，多數(shù)無(wú)縫線路的軌條長(zhǎng)度貫穿整個(gè)區(qū)間，其中最長(zhǎng)一條長(zhǎng)達(dá)50km；德國(guó)焊

9、接道岔數(shù)達(dá)11萬(wàn)組之多，截至1992年底德國(guó)已有93.2%的線路鋪設(shè)了超長(zhǎng)軌條的無(wú)縫線路；俄羅斯在頓涅茨鐵路上鋪設(shè)了一段軌條長(zhǎng)17.5km無(wú)縫線路。中國(guó)截至1998年底全國(guó)已鋪設(shè)超長(zhǎng)軌條的無(wú)縫線路4359.5km。2001年在京滬線南京一上海區(qū)間成功鋪設(shè)了一條軌條長(zhǎng)</p><p>　　在普通線路上，鋼軌接頭是軌道的薄弱環(huán)節(jié)之一，由于接縫的存在，列車通過(guò)是發(fā)生沖擊和振動(dòng)，并伴隨有打擊噪聲，沖擊力可達(dá)到非接頭區(qū)的三

10、倍以上。接頭沖擊力影響行車的平穩(wěn)和旅客的舒適，并促使道床破壞、線路狀況惡化、鋼軌及連接零件的使用壽命縮短、維修勞動(dòng)費(fèi)用的增加。養(yǎng)護(hù)線路接頭區(qū)的費(fèi)用占養(yǎng)護(hù)總經(jīng)費(fèi)的35%以上；鋼軌因軌端損壞而抽換的數(shù)量較其他部位大2~3倍；重傷鋼軌60%發(fā)生在接頭區(qū)。隨著列車軸重、行車速度和密度的不斷增長(zhǎng)，上述缺點(diǎn)更加突出，更不能適應(yīng)現(xiàn)代高速重載運(yùn)輸?shù)男枰?lt;/p><p>　　為了改善鋼軌接頭的工作狀態(tài)，人們從本世紀(jì)三十年代開(kāi)始至

11、今，一直致力于這方面的研究與實(shí)踐，采用各種方法將鋼軌焊接起來(lái)構(gòu)成無(wú)縫線路。這中間首先遇到了接頭焊接質(zhì)量問(wèn)題；其次就是長(zhǎng)軌在列車動(dòng)力和溫度力共同作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定問(wèn)題；還有無(wú)縫線路設(shè)計(jì)、長(zhǎng)軌運(yùn)輸、鋪設(shè)施工、養(yǎng)護(hù)維修等一系列理論和技術(shù)問(wèn)題。隨著上述一系列問(wèn)題的逐步解決，無(wú)縫線路在世界各國(guó)得到了廣泛的運(yùn)用。</p><p>　　在橋梁上鋪設(shè)無(wú)縫線路，可以減輕列車車論對(duì)橋梁的沖擊，改善列車和橋梁的運(yùn)營(yíng)條件，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽

12、命，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量。這些優(yōu)點(diǎn)在行車速度提高時(shí)尤為顯著。</p><p>　　實(shí)踐證明，無(wú)縫線路由于消滅了鋼軌接頭軌縫，因而具有行車平穩(wěn)，機(jī)車車輛及軌道維修費(fèi)用降低，設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)，適合于高速行車等優(yōu)點(diǎn)，是鐵路軌道現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，也是當(dāng)前高速、重載鐵路的必需條件。</p><p>　　1.2.2 路基上無(wú)縫線路</p><p>　　路基上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)

13、主要包括[6~9]：</p><p>　　(1)無(wú)縫線路鋼軌強(qiáng)度計(jì)算，采用連續(xù)支承法；</p><p>　　(2)無(wú)縫線路穩(wěn)定性計(jì)算，采用統(tǒng)一公式模型；</p><p>　　(3)無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。</p><p>　　1.2.3 橋上無(wú)縫線路</p><p>　　橋上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)主要包括[9~12]：<

14、/p><p>　　(1)鋼軌的伸縮附加力的計(jì)算。梁因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮變形，通過(guò)梁軌相互作用，使鋼軌產(chǎn)生伸縮附加力。伸縮附加力與梁的日溫度差和扣件阻力的大小有關(guān)。</p><p>　　(2)鋼軌撓曲附加力的計(jì)算。梁在荷載作用下產(chǎn)生撓曲變形，通過(guò)梁軌相互作用，使鋼軌產(chǎn)生撓曲附加力，與撓曲變形和扣件阻力的大小有關(guān)。</p><p>　　(3)鋼軌強(qiáng)度計(jì)算。鋼軌在動(dòng)應(yīng)力、溫

15、度應(yīng)力和伸縮附加應(yīng)力(或撓曲附加應(yīng)力，兩種附加應(yīng)力不疊加，取其中大者來(lái)計(jì)算)的作用下，不超過(guò)鋼軌的容許應(yīng)力。</p><p>　　(4)穩(wěn)定性檢算。鋼軌在溫度力和伸縮附加力(或撓曲附加力)的作用下，滿足穩(wěn)定性的要求。</p><p>　　(5)鎖定軌溫計(jì)算。根據(jù)強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖區(qū)軌縫設(shè)置的要求，計(jì)算橋上鎖定軌溫，并與路基上無(wú)縫線路相比較。</p><p>　　(6

16、)斷縫計(jì)算。橋上無(wú)縫線路焊接長(zhǎng)軌一旦斷裂后形成的斷縫以及由于伸縮附加拉力而產(chǎn)生的鋼軌縮短量疊加起來(lái)，檢算斷縫值是否超過(guò)規(guī)定的容許值。</p><p>　　最后本設(shè)計(jì)對(duì)線路大修工作作了專題研究。</p><p>　　通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)線路大修及無(wú)縫線路的知識(shí)進(jìn)行一次全面匯總和學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固了專業(yè)知識(shí)，為以后學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)，為將來(lái)能承擔(dān)發(fā)展我國(guó)鐵路發(fā)展的重任奠定基石。</p>

17、;<p>　　第2章 線路大修平面設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　線路大修平面設(shè)計(jì)主要是校正線路的平面位置。平面設(shè)計(jì)應(yīng)以原線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，并應(yīng)遵循以下基本技術(shù)條件：</p><p>　　(1)設(shè)計(jì)曲線時(shí)應(yīng)盡量采用單曲線，僅在困難條件下允許保留復(fù)曲線，但復(fù)曲線的兩個(gè)圓曲線間，應(yīng)設(shè)緩

18、和曲線連接，其長(zhǎng)度按計(jì)算決定，但不應(yīng)短于20m。如條件困難不能設(shè)緩和曲線時(shí)，兩個(gè)連續(xù)圓曲線的曲率不應(yīng)大于1/2000，每個(gè)圓曲線的長(zhǎng)度不得短于50m。</p><p>　　(2)直線與圓曲線間應(yīng)采用緩和曲線連接，其長(zhǎng)度一般應(yīng)短于9×超高度(m)×容許最高行車速度(km/h)，特別困難地段不短于7×超高度(m)×容許最高行車速度(km/h)，計(jì)算結(jié)果取10m整數(shù)倍。如原線路的

19、緩和曲線標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，應(yīng)采用原線路標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　兩緩和曲線間的圓曲線長(zhǎng)度一般不得小于20m，困難條件下可減至14m。</p><p>　　(3)兩圓曲線間的直線長(zhǎng)度，原則上應(yīng)不低于原線路標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　(4)并行的兩線路中心距離在5m以下的曲線地段，內(nèi)側(cè)曲線的超高不得小于外側(cè)曲線超高的一半，否則，應(yīng)根據(jù)計(jì)算加寬兩線的中心距離。</p&g

20、t;<p>　　(5)有條件時(shí)，應(yīng)盡可能改善線路對(duì)橋梁的偏心及建筑物限界等，使其符合有關(guān)規(guī)定。</p><p>　　(6)圓曲線外軌超高和順坡，按工務(wù)段提出的數(shù)據(jù)設(shè)置，并應(yīng)符合《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定。</p><p>　　(7)大修平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)消除直線地段漫彎。如因建筑物限界關(guān)系等原因不能減少或消除時(shí)，允許保留原狀。</p><p>　　平面設(shè)計(jì)的

21、重點(diǎn)是曲線整正計(jì)算，重新確定曲線要素及各主要點(diǎn)的里程，逐步計(jì)算每20m測(cè)點(diǎn)的撥量，然后根據(jù)計(jì)算的撥量將錯(cuò)動(dòng)的線路撥正到正確位置上。曲線平面計(jì)算以既有線為參考標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出的撥動(dòng)量就是相對(duì)于既有線路上各測(cè)點(diǎn)應(yīng)撥動(dòng)的距離，撥正后的曲線是新的線路中心，大修施工時(shí)應(yīng)按新的中線鋪軌。</p><p>　　計(jì)算既有曲線的撥距時(shí)，需要既有曲線的外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)。而既有曲線的測(cè)量一般采用偏角法或矢矩法。</p><

22、p>　　偏角法是應(yīng)用漸伸線原理，計(jì)算既有曲線各點(diǎn)和設(shè)計(jì)曲線各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度，其漸伸線長(zhǎng)度之差即為各點(diǎn)計(jì)算撥量。如圖2-1所示，既有曲線B點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)為，設(shè)計(jì)曲線上與B點(diǎn)相應(yīng)的點(diǎn)漸伸線長(zhǎng)為，因此，撥距就是兩漸伸線長(zhǎng)度之差：</p><p>　　＞0，曲線外挑，＜0，曲線內(nèi)壓。</p><p>　　根據(jù)漸伸線的定義和性質(zhì)，可導(dǎo)出如圖2-1上B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算公式為：</

23、p><p>　　式中，——A點(diǎn)與曲線上任意點(diǎn)B之間的弧線長(zhǎng)；</p><p>　　——曲線上任意點(diǎn)B處曲率半徑與A點(diǎn)曲率半徑的夾角。</p><p>　　矢矩法測(cè)量如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 矢矩法測(cè)量圖</p><p>　　則各曲線段的照準(zhǔn)線對(duì)始端切線轉(zhuǎn)角為：</p><p>

24、;<b>　　(2-3)</b></p><p>　　測(cè)出兩置鏡點(diǎn)連線與測(cè)點(diǎn)切線的夾角及每20m處的矢矩即可。</p><p>　　計(jì)算撥距的方法較多，一般經(jīng)常維修與中修采用繩正法；大修與改建則利用漸伸線法來(lái)計(jì)算。本設(shè)計(jì)為線路大修，故采用漸伸線法。</p><p>　　2.2 既有曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算</p><p>　

25、　既有線雖已錯(cuò)動(dòng)，但基本線形仍保持原來(lái)的形狀，可分為按緩和曲線和圓曲線的性質(zhì)計(jì)算。</p><p>　　(1)當(dāng)置鏡點(diǎn)在曲線的始切線上時(shí)，圓曲線各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度為：</p><p>　　式中，l——圓曲線上測(cè)點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；</p><p>　　——圓曲線上測(cè)點(diǎn)的偏角，。</p><p>　　緩和曲線上各點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度為：</p>

26、<p>　　式中，l——緩和曲線上的測(cè)點(diǎn)至起點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；</p><p>　　——緩和曲線上測(cè)點(diǎn)的偏角，。</p><p>　　結(jié)論：既有曲線的漸伸線長(zhǎng)度，無(wú)論在圓曲線上還是緩和曲線上，其表達(dá)式均可表示為：漸伸線長(zhǎng)度為測(cè)點(diǎn)偏角的弧度數(shù)乘該測(cè)點(diǎn)至置鏡點(diǎn)的曲線長(zhǎng)。</p><p>　　(2)當(dāng)置鏡點(diǎn)由O點(diǎn)移至A點(diǎn)時(shí)，如圖2-3所示，A點(diǎn)以后各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度

27、：</p><p>　　式中，——測(cè)點(diǎn)至始切線的累加偏角；</p><p>　　、——A、B點(diǎn)的偏角；</p><p>　　——置鏡點(diǎn)A處的漸伸線長(zhǎng)度；</p><p>　　l——測(cè)點(diǎn)至置鏡點(diǎn)間的曲線長(zhǎng)。</p><p>　　結(jié)論：當(dāng)置鏡點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，置鏡點(diǎn)后各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度等于置鏡點(diǎn)處的漸伸線長(zhǎng)度加上各測(cè)點(diǎn)至置鏡的曲線

28、長(zhǎng)乘各測(cè)點(diǎn)弦線與始切線間的夾角(累加偏角)。</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算</p><p>　　(1)選擇曲線半徑與緩和曲線長(zhǎng)度</p><p>　　進(jìn)行曲線計(jì)算與設(shè)計(jì)前，首先要根據(jù)既有技術(shù)資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果估算既有曲線半徑，既有曲線半徑可采用下列方法計(jì)算：</p><p><b>　　平均偏角法</b

29、></p><p>　　設(shè)L為測(cè)點(diǎn)間弦長(zhǎng)(一般為20m)，在圓曲線范圍內(nèi)取n個(gè)點(diǎn)偏角、、……、，可求得圓曲線內(nèi)L所對(duì)應(yīng)的偏角的平均值為：</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　然后代入下式估算既有曲線半徑：</p><p><b>　　(2-8)</b></

30、p><p><b>　?、谌c(diǎn)法</b></p><p>　　在既有曲線的圓曲線范圍內(nèi)選取3個(gè)距離為L(zhǎng)的測(cè)點(diǎn)A、B、C，三點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度分別為、、，則通過(guò)此三點(diǎn)的既有曲線半徑為：</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p><b>　?、鄱帱c(diǎn)法</b></

31、p><p>　　三個(gè)點(diǎn)不能體現(xiàn)整個(gè)曲線的全貌，當(dāng)圓曲線較長(zhǎng)、測(cè)點(diǎn)較多的時(shí)候，可以用下列公式計(jì)算既有曲線的半徑：</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　式中，L——測(cè)點(diǎn)間的長(zhǎng)度，一般取為20m；</p><p>　　——測(cè)點(diǎn)既有漸伸線的二次差值；</p><p>　　n—

32、—二次差值的個(gè)數(shù)，比測(cè)點(diǎn)數(shù)少2。</p><p>　　設(shè)計(jì)曲線半徑R可取估算的既有曲線半徑RJ，并根據(jù)轉(zhuǎn)角的大小取整(參見(jiàn)表2-1)。</p><p>　　表2-1 曲線半徑取整</p><p>　　緩和曲線長(zhǎng)度的選用應(yīng)不低于基本技術(shù)條件規(guī)定的長(zhǎng)度，并取10m的整倍數(shù)。比照既有曲線技術(shù)資料，不低于原有緩和曲線的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　(

33、2)推算曲線各主要點(diǎn)的里程</p><p>　?、偾€中點(diǎn)QZ的里程</p><p>　　為保證測(cè)量終點(diǎn)不撥動(dòng)，即終切線不轉(zhuǎn)動(dòng)也不平移，應(yīng)該使終點(diǎn)設(shè)計(jì)漸伸線的長(zhǎng)度與既有漸伸線的長(zhǎng)度相等。</p><p>　　(a) 平面圖 (b) 曲率圖</p><p>　　(c) 角線圖

34、 (d) 漸伸線圖</p><p>　　圖2-4 設(shè)計(jì)漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算示意圖</p><p>　　由圖2-4可知，測(cè)量終點(diǎn)設(shè)計(jì)漸伸線的長(zhǎng)度為：</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　式中，Ly——圓曲線長(zhǎng)，；</p>

35、<p>　　l0 ——緩和曲線長(zhǎng)；</p><p>　　y——測(cè)量終點(diǎn)至HZ點(diǎn)的距離；</p><p><b>　　——曲線轉(zhuǎn)向角；</b></p><p>　　X ——為測(cè)量終點(diǎn)至曲線中點(diǎn)的距離。</p><p><b>　　令，則</b></p><p>&

36、lt;b>　　(2-12)</b></p><p>　　曲線中點(diǎn)QZ的里程=測(cè)量終點(diǎn)里程－X。</p><p>　?、赯H、HY、YH及HZ點(diǎn)的里程</p><p>　　據(jù)QZ里程可推算出ZH、HY、YH及HZ點(diǎn)的里程：</p><p>　　ZH里程=QZ里程－</p><p><b>　　

37、HY里程=ZH里程</b></p><p><b>　　HZ里程=QZ里程</b></p><p>　　YH里程=HZ里程－</p><p>　　(3)設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)曲線漸伸線的長(zhǎng)度，可根據(jù)測(cè)點(diǎn)所在位置，分別按下列公式計(jì)算：</p><p>　　ZH

38、~HY第一緩和曲線上各測(cè)點(diǎn)：</p><p><b>　　(2-13)</b></p><p>　　式中，R——設(shè)計(jì)曲線半徑；</p><p>　　l——第一緩和曲線上測(cè)點(diǎn)至ZH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)度；</p><p>　　l0——緩和曲線長(zhǎng)。</p><p>　　HY~YH圓曲線的漸伸線長(zhǎng)度是在ZY點(diǎn)處自

39、始切線內(nèi)移一段距離p值，因此，在計(jì)算漸伸線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)再加p值：</p><p><b>　　(2-14)</b></p><p>　　式中，s——圓曲線上測(cè)點(diǎn)至ZH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；</p><p>　　L——圓曲線上測(cè)點(diǎn)至ZY點(diǎn)的曲線長(zhǎng)，；</p><p><b>　　p——內(nèi)移距，。</b></

40、p><p>　　③YH~HZ第二緩和曲線漸伸線長(zhǎng)度，是從終切線向外移值，因此：</p><p><b>　　(2-15)</b></p><p>　　式中，——外移量，其中l(wèi)為第二緩和曲線上測(cè)點(diǎn)至YH點(diǎn)的曲線長(zhǎng)，。</p><p>　?、躗H點(diǎn)以后直線段的漸伸線長(zhǎng)</p><p><b>　

41、　(2-16)</b></p><p><b>　　2.4 撥距計(jì)算</b></p><p><b>　　(2-17)</b></p><p><b>　　撥距計(jì)算的步驟：</b></p><p>　　計(jì)算既有曲線各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度；</p><

42、;p>　　選擇曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)，確定各主要點(diǎn)的里程；</p><p>　　計(jì)算設(shè)計(jì)曲線各測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度；</p><p>　　求出各測(cè)點(diǎn)的撥動(dòng)距離。</p><p>　　各條曲線撥距計(jì)算見(jiàn)表2-2~表2-3。</p><p>　　選取曲線Ⅰ、曲線Ⅱ測(cè)量資料進(jìn)行曲線撥距計(jì)算。</p><p>　　第3章 線

43、路大修縱斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 縱斷面設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及原則</p><p>　　3.1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)</p><p>　　線路大修的縱斷面設(shè)計(jì)是在原有建筑設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并在保持原有限制坡度的條件下，修正和改善原有縱斷面上不符合技術(shù)要求的部分。因此，縱斷面的改善設(shè)計(jì)，必然會(huì)受到原有建筑物的嚴(yán)格限制。例如拉坡設(shè)計(jì)，會(huì)受到車站內(nèi)的天橋、地道、站臺(tái)及區(qū)間的

44、跨線橋、架空橋、橋梁和隧道等建筑凈空的限制，一般說(shuō)是不能隨意抬道或落道的。</p><p>　　過(guò)多的抬道，會(huì)造成前后道岔群抬高，站線順坡工作量加大，路肩寬度不足，復(fù)線區(qū)段上下行道口通行不便，并行地段鄰線有被砂埋和雪埋之慮；過(guò)多的落道，會(huì)造成路塹刷坡，增大施工困難，甚至造成不良后果，等等。因此，如何在原有建筑設(shè)備的基礎(chǔ)上，尋求最合理最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案，就成為線路大修設(shè)計(jì)人員的首要任務(wù)。</p><

45、;p>　　3.1.2 設(shè)計(jì)原則</p><p>　　線路大修的縱斷面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而費(fèi)事的工作，而線路大修施工又是在營(yíng)業(yè)線上列車間隙內(nèi)或“天窗”中進(jìn)行的。這些特點(diǎn)決定了大修設(shè)計(jì)的特殊性。因而設(shè)計(jì)時(shí)必須充分了解掌握線路上設(shè)施物的技術(shù)狀態(tài)，結(jié)合提高線路質(zhì)量和改善技術(shù)設(shè)備的要求，充分考慮設(shè)計(jì)斷面與原有設(shè)備間的協(xié)調(diào)性與適應(yīng)性，并應(yīng)特別注意以下幾項(xiàng)原則：</p><p>　　(1)從確保行車

46、安全出發(fā)，消除線路縱斷面上不符合技術(shù)要求的地段。</p><p>　　(2)從改善列車運(yùn)行條件出發(fā)，提高牽引定數(shù)。</p><p>　　(3)從利用列車間隔時(shí)間或“天窗”中施工的條件出發(fā)，確保安全施工的現(xiàn)實(shí)性。</p><p>　　(4)從減小工程量和施工難度出發(fā)，應(yīng)盡量避免落道或過(guò)高抬道。</p><p>　　為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，做到精心設(shè)計(jì)，

47、適應(yīng)運(yùn)營(yíng)條件，就必須研究和掌握線路縱斷面設(shè)計(jì)的基本原理，熟知設(shè)計(jì)的基本技術(shù)條件，并在變化復(fù)雜情況下靈活地運(yùn)用，才有可能達(dá)到上述要求。</p><p>　　3.2 縱斷面設(shè)計(jì)技術(shù)條件</p><p>　　線路大修縱斷面設(shè)計(jì)，須符合下列各項(xiàng)基本技術(shù)條件：</p><p>　　(1)盡可能改善原有線路坡度，如原有線路超過(guò)限制坡度且改善有困難時(shí)，允許保留。</p&g

48、t;<p>　　(2)盡可能設(shè)計(jì)長(zhǎng)的坡段，每段坡長(zhǎng)一般不短于該區(qū)段到發(fā)線有效長(zhǎng)的一半，個(gè)別困難地段，應(yīng)不短于200m。</p><p>　　(3)相鄰坡段的連接，應(yīng)按原線路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為拋物線形或圓曲線形的豎曲線：</p><p>　?、俜蚕噜徠露蔚钠露却鷶?shù)差大于2‰時(shí)，須用拋物線形豎曲線連接。每20m豎曲線長(zhǎng)度的變坡率，凸形縱斷面地段不得大于1‰，凹形地段不得大于0.5‰。&l

49、t;/p><p>　?、诜蚕噜徠露蔚钠露却鷶?shù)差大于3‰時(shí)，須用圓曲線形豎曲線連接。豎曲線半徑應(yīng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)條件采用20000~10000m，困難條件下不小于5000m，并不得侵入緩和曲線、道岔和無(wú)碴橋梁上。</p><p>　　(4)設(shè)計(jì)電氣化鐵路縱斷面時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照鐵路限界規(guī)定。但為了改善原有線路坡度，也可考慮安排調(diào)整接觸網(wǎng)高度。</p><p>　　(5)兩線路中心距離

50、不大于5m，其軌面高度原則上應(yīng)設(shè)計(jì)為同一水平。如不可能，在個(gè)別地段，允許有不大于300mm的高度差。但在冬季受雪埋地段的軌面差不允許大于150mm。道口處不允許大于100mm。</p><p>　　(6)大修地段與非大修地段的連接順坡，原則上應(yīng)設(shè)在大修地段以外，順坡率應(yīng)不大于1‰。</p><p>　　(7)深路塹或高路堤地段，原有道床厚度超過(guò)60cm地段，車站咽喉道岔區(qū)及站內(nèi)正線，應(yīng)盡量

51、避免落道或過(guò)高抬道。</p><p>　　3.3 縱斷面設(shè)計(jì)方法</p><p>　　3.3.1 縱斷面設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　縱斷面改善設(shè)計(jì)按下列順序進(jìn)行：</p><p>　　(1)熟悉和整理縱斷面外業(yè)測(cè)量資料及有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料；</p><p>　　(2)根據(jù)測(cè)量和調(diào)查資料繪制原始平縱面圖，其比例分別為

52、：縱向——1：50；橫向——1：5000。圖中：</p><p>　　①原有線路平面——根據(jù)原有平面資料進(jìn)行繪制，注明里程，曲線起訖點(diǎn)位置，曲線半徑，圓曲線長(zhǎng)度及緩和曲線長(zhǎng)度；</p><p>　　②設(shè)計(jì)改善線路平面——根據(jù)平面設(shè)計(jì)資料繪制改善設(shè)計(jì)后曲線的起訖點(diǎn)位置，曲線半徑，圓曲線長(zhǎng)度及緩和曲線長(zhǎng)度；</p><p>　?、劾锍獭淳€路大修地段里程排列；<

53、/p><p>　　④現(xiàn)有軌面標(biāo)高——根據(jù)實(shí)測(cè)每100m(及加標(biāo))的軌面標(biāo)高填寫，單位以m計(jì)，準(zhǔn)確到cm；</p><p>　?、莠F(xiàn)有坡度——按百米標(biāo)處的現(xiàn)有軌面標(biāo)高計(jì)算坡度；</p><p>　?、蕃F(xiàn)有路基面標(biāo)高——根據(jù)實(shí)測(cè)每100m處道床坡腳的路肩標(biāo)高，單線線路路拱高=15cm，則路基面標(biāo)高應(yīng)為：</p><p><b>　　(3-1

54、)</b></p><p>　?、攥F(xiàn)有道床厚度——根據(jù)現(xiàn)有軌面標(biāo)高，現(xiàn)有路基面標(biāo)高及現(xiàn)有軌道各部分高度來(lái)計(jì)算現(xiàn)有道床厚度：</p><p>　　=--(++) (3-2)</p><p>　　式中，——現(xiàn)有軌面標(biāo)高；</p><p>　　——現(xiàn)有路基面標(biāo)高；</p><p><

55、b>　　——現(xiàn)有軌高；</b></p><p>　　——現(xiàn)有軌下墊層厚度；</p><p><b>　　——現(xiàn)有軌枕高度。</b></p><p>　　、、應(yīng)分別通過(guò)外業(yè)調(diào)查確定，本設(shè)計(jì)可采用下列數(shù)值：現(xiàn)有50kg/m鋼軌高度15.2cm，墊層2.0cm，軌枕20.2cm。</p><p>　　⑧現(xiàn)有縱

56、斷面——按百米標(biāo)處的現(xiàn)有軌面標(biāo)高、現(xiàn)有路基面標(biāo)高繪制。路基面縱坡以虛線表示。在縱斷面圖上注明橋梁、隧道、明渠、道口、涵洞等建筑物的中心里程、標(biāo)高及有關(guān)資料。</p><p>　　3.3.2 設(shè)計(jì)縱斷面</p><p>　　線路大修縱斷面設(shè)計(jì)是在現(xiàn)有縱斷面圖上按下列步驟進(jìn)行：</p><p>　　(1)確定計(jì)算軌面標(biāo)高——根據(jù)采用的新軌道總厚度及現(xiàn)有路基面標(biāo)高，定出

57、各百米標(biāo)的“計(jì)算軌面標(biāo)高”：</p><p>　　=++++[] (3-3)</p><p>　　式中，——現(xiàn)有路基面標(biāo)高；</p><p>　　——設(shè)計(jì)采用的新軌高度；</p><p>　　——新軌下墊層厚度；</p><p><b>　　——新軌枕高度；</b><

58、;/p><p>　　[]——規(guī)定的道床允許最小厚度，根據(jù)正線軌道類型表選用。</p><p>　　設(shè)計(jì)60kg/m鋼軌高度為17.6cm，墊層厚度為1.0cm，軌枕高度為23.0cm。</p><p>　　根據(jù)“計(jì)算軌面標(biāo)高”，在縱斷面圖上定出“計(jì)算軌面標(biāo)高線”。</p><p>　　(2)初步設(shè)計(jì)縱斷面——設(shè)計(jì)縱斷面是從固定建筑物(該點(diǎn)不能起道

59、，作為控制點(diǎn))開(kāi)始，參考“計(jì)算軌面標(biāo)高線”及設(shè)計(jì)技術(shù)條件，定出變坡點(diǎn)的位置及標(biāo)高，初步確定設(shè)計(jì)坡度。</p><p>　　(3)計(jì)算“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高”——根據(jù)變坡點(diǎn)的標(biāo)高及設(shè)計(jì)坡度，可算出各點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高：</p><p>　　=±L× (3-4)</p><p>　　式中，——計(jì)算點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)

60、高；</p><p>　　——前一點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高；</p><p>　　L——前后兩測(cè)點(diǎn)間的距離；</p><p><b>　　——設(shè)計(jì)坡度。</b></p><p>　　遇到設(shè)有豎曲線的變坡點(diǎn)，其附近的百米標(biāo)處軌面標(biāo)高，還應(yīng)加上(或減去)豎曲線的縱距。</p><p>　　(4)計(jì)算起道高度：

61、</p><p>　　=--(++) (3-5)</p><p>　　式中，——某點(diǎn)起道高度；</p><p>　　——該點(diǎn)的設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高；</p><p>　　——該點(diǎn)的現(xiàn)有軌面標(biāo)高；</p><p>　　、、——新舊軌道各部分高程差。</p><p>　　(5)計(jì)算設(shè)

62、計(jì)道床厚度:</p><p>　　=+ (3-6)</p><p>　　(6)計(jì)算“挖路基深度”——當(dāng)設(shè)計(jì)道床厚度小于允許最小厚度時(shí)，必須挖路基：</p><p>　　=[]- (3-7)</p><p>　　(7)校正縱斷面——算出的設(shè)計(jì)道床厚度，如果超

63、出規(guī)定的允許最小厚度太多或太長(zhǎng)，或者，挖路基太多或太長(zhǎng)，都應(yīng)重新設(shè)計(jì)坡度，再次計(jì)算“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高”、“起道高度”及“設(shè)計(jì)道床厚度”。</p><p>　　(8)將最后確定的“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高”用粗實(shí)線繪制在縱斷面圖上，定出“設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高線”。</p><p><b>　　3.4 原始資料</b></p><p>　　大修地段位置：×&#

64、215;線K114+000~K119+100，全長(zhǎng)5km。</p><p>　　現(xiàn)有線路條件：該大修地段屬于I級(jí)干線，正線數(shù)目單線，限制坡度12‰，最小曲線半徑為500m，到發(fā)線有效長(zhǎng)度850m。</p><p>　　原有線路縱斷面測(cè)量資料見(jiàn)表3-1。</p><p>　　表3-1 線路縱斷面測(cè)量資料</p><p>　　3.5 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

65、及計(jì)算結(jié)果</p><p>　　經(jīng)計(jì)算得出數(shù)據(jù)如表3-2所示：</p><p>　　表3-2 縱斷面設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果</p><p>　　3.6 設(shè)計(jì)縱斷面圖</p><p>　　設(shè)計(jì)線起點(diǎn)里程為K114+000，終點(diǎn)里程為K119+100，全長(zhǎng)5000m。線路含有一個(gè)道口，道口寬1m；一座鋼梁橋。坡段最長(zhǎng)為900m，最短為200m。含有兩個(gè)

66、平曲線，曲線Ⅰ半徑為500m，曲線Ⅱ半徑為600m。上坡坡度最大為5.1‰，下坡坡度最大為9.1‰。當(dāng)相鄰兩坡段坡度差大于3.0‰時(shí)，應(yīng)設(shè)豎曲線，所以共設(shè)置6條豎曲線。現(xiàn)有道床最厚為29cm，設(shè)計(jì)道床最厚為67cm，挖路基最深為24cm?；痉峡v斷面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在挖路基時(shí)比較集中，基本符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。</p><p>　　縱斷面設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄B(圖號(hào)：01)。</p><p>　　第4章

67、 路基上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)</p><p>　　無(wú)縫線路是用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼軌焊接而成的長(zhǎng)鋼軌線路，又稱為焊接長(zhǎng)鋼軌線路。無(wú)縫線路是軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。</p><p>　　4.1 無(wú)縫線路基本技術(shù)條件</p><p>　　4.1.1 無(wú)縫線路分類</p><p>　　無(wú)縫線路按鋼軌內(nèi)部的溫度應(yīng)力處理方式的不同，可分為溫度應(yīng)力式和放散溫度

68、應(yīng)力式兩種類型。</p><p>　　溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路是指把鋼軌焊成長(zhǎng)軌節(jié)鋪在線路上，擰緊扣件鎖定后，由于各種線路阻力約束不能自由伸縮，一年四季隨鋼軌溫度變化，長(zhǎng)軌節(jié)內(nèi)承受著不斷變化的溫度拉力或壓力。長(zhǎng)軌節(jié)端部之間的連接大多采用接頭夾板及螺栓，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鋪設(shè)維修方便。放散溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路目前一般已不使用。</p><p>　　現(xiàn)今世界各國(guó)主要采用溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路，以下簡(jiǎn)稱無(wú)縫

69、線路。</p><p>　　從鋼軌長(zhǎng)度的角度看，無(wú)縫線路可分為：普通無(wú)縫線路、全區(qū)間無(wú)縫線路、跨區(qū)間無(wú)縫線路。目前我國(guó)容許速度大于120km/h的線路，都要求鋪設(shè)全區(qū)間或跨區(qū)間無(wú)縫線路。</p><p>　　4.1.2 無(wú)縫線路鋪設(shè)地段和位置</p><p>　　無(wú)縫線路鋪設(shè)地段和位置，應(yīng)符合下列條件：</p><p>　　(1)軌下基礎(chǔ)穩(wěn)

70、定，線路沒(méi)有翻漿冒泥、下沉擠出和大于15mm的凍害。</p><p>　　(2)半徑為800m及以下的曲線地段，應(yīng)盡量采用全長(zhǎng)淬火軌或耐磨軌。</p><p>　　(3)橋梁有淺基、孔徑不足、偏心超限、載重等級(jí)不足或支座、墩臺(tái)等嚴(yán)重病害和下承板梁上，鋪設(shè)無(wú)縫線路須嚴(yán)格進(jìn)行檢算。</p><p>　　(4)橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路，除符合下述條件者外，均應(yīng)檢算鋼軌、墩臺(tái)的受力

71、狀態(tài)、軌道防爬能力及鋼軌低溫?cái)嗫p值等：</p><p>　?、僭跓o(wú)碴橋上，年最大軌溫幅度為86~90℃地區(qū)，橋跨總長(zhǎng)為165m及以下的50kg/m鋼軌、橋跨總長(zhǎng)為1000m及以下的60kg/m鋼軌；年最大軌溫幅度為85℃及以下地區(qū)，橋跨總長(zhǎng)為200m及以下的50kg/m鋼軌、橋跨總長(zhǎng)為165m及以下的60kg/m鋼軌。</p><p>　?、谠谟胁陿蛏希缍葹?2m及以下(包括單跨和多跨)

72、、橋全長(zhǎng)在無(wú)縫線路固定區(qū)內(nèi)、年最大軌溫幅度超過(guò)80℃地區(qū)，橋上應(yīng)鋪設(shè)混凝土枕。</p><p>　　(5)在隧道長(zhǎng)度為1000m及以上時(shí)，鋪設(shè)無(wú)縫線路宜將隧道內(nèi)單獨(dú)鋪設(shè)一段長(zhǎng)軌，伸縮區(qū)設(shè)于隧道洞口內(nèi)方，緩沖區(qū)盡量設(shè)置在隧道洞口外。隧道長(zhǎng)度小于1000m，可不單獨(dú)鋪設(shè)。</p><p>　　4.1.3 無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路包括固定

73、區(qū)、伸縮區(qū)和緩沖區(qū)。</p><p>　　(1)伸縮區(qū)長(zhǎng)度根據(jù)計(jì)算確定。</p><p>　　(2)固定區(qū)為長(zhǎng)軌減去兩端伸縮區(qū)的長(zhǎng)度。每段長(zhǎng)軌的長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)線路情況和施工條件決定，原則上應(yīng)與自動(dòng)閉塞區(qū)段的長(zhǎng)度一致。若受條件限制，固定區(qū)也不應(yīng)短于50m。</p><p>　　(3)緩沖區(qū)一般由2~4節(jié)標(biāo)準(zhǔn)軌或廠制縮短軌組成，有絕緣接頭時(shí)為4節(jié)(膠接絕緣接頭為3~5節(jié))

74、。</p><p>　　4.1.4 緩沖區(qū)和伸縮區(qū)的設(shè)置</p><p>　　緩沖區(qū)應(yīng)設(shè)在下列地點(diǎn)：</p><p>　　(1)兩段長(zhǎng)軌之間；</p><p>　　(2)道岔與長(zhǎng)軌之間；</p><p>　　(3)自動(dòng)閉塞和軌道電路地段的絕緣接頭，一般應(yīng)布置在緩沖區(qū)的中間；</p><p>　

75、　(4)其他必要地點(diǎn)。</p><p>　　緩沖區(qū)和伸縮區(qū)不得設(shè)置在平交道口和不作單獨(dú)設(shè)計(jì)的無(wú)碴橋上，不宜設(shè)在曲線上。困難條件下，緩沖區(qū)盡量避免設(shè)在緩和曲線上。</p><p>　　4.1.5 兩股長(zhǎng)軌鎖定軌溫</p><p>　　鋪設(shè)無(wú)縫線路時(shí)，左右兩股長(zhǎng)軌的鎖定軌溫應(yīng)基本相同，如不同，不得超過(guò)5℃。</p><p>　　4.2 鋼軌強(qiáng)

76、度檢算</p><p><b>　　設(shè)計(jì)所需資料：</b></p><p>　　(1)線路條件：某線路K114+000至K119+100區(qū)段，包括直線和曲線，曲線段最小半徑為500m；鋼軌類型：60kg/m，=457MPa，25m長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)軌；軌枕：Ⅱ型混凝土軌枕，1760根/km；道床：碎石道床，=0.5MPa，道床厚度45cm；路基：砂黏土，=0.15MPa；最高軌

77、溫：58.0℃，最低軌溫30.5℃。</p><p><b>　　(2)運(yùn)營(yíng)條件</b></p><p>　　客運(yùn)機(jī)車韶山8：Vmax=160km/h；貨車韶山3：Vmax=100km/h。</p><p>　　(3)軌道強(qiáng)度計(jì)算資料</p><p>　　表4-1 60kg/m鋼軌計(jì)算資料</p><

78、;p>　　表4-2 Ⅱ型混凝土軌枕計(jì)算資料</p><p>　　4.2.1 按客運(yùn)機(jī)車韶山8計(jì)算</p><p>　　4.2.1.1 鋼軌強(qiáng)度檢算</p><p>　　圖4-1 客運(yùn)SS8機(jī)車軸重及軸距</p><p>　　(1)計(jì)算剛比系數(shù)k值</p><p><b>　　(2)計(jì)算</

79、b></p><p>　　以1輪為計(jì)算輪，計(jì)算，如表4-3所示。</p><p>　　由表4-3可知計(jì)算輪1的，該值用以計(jì)算鋼軌靜彎矩。</p><p><b>　　計(jì)算鋼軌靜彎矩：</b></p><p>　　表4-3 SS8型電力機(jī)車最不利輪位計(jì)算</p><p>　　(3)計(jì)算鋼軌動(dòng)

80、彎矩：</p><p>　　取電力機(jī)車計(jì)算軌底彎曲應(yīng)力的速度系數(shù)：</p><p>　　計(jì)算偏載系數(shù)，式中的為未被平衡的超高，取75mm。</p><p>　　查表選取時(shí)的橫向水平力系數(shù)曲線上=1.70，直線上=1.25。</p><p><b>　　則鋼軌動(dòng)彎矩為：</b></p><p>&l

81、t;b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　最小曲線半徑R=500m，所以通過(guò)曲線的最高容許速度，</p><p><b>　　所以。</b></p><p>　　(4)計(jì)算鋼軌的動(dòng)彎應(yīng)力和：</p><p&g

82、t;<b>　　直線上：</b></p><p>　　軌底動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><p>　　軌頭動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　軌底動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><p>　　軌頭動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><

83、;p>　　25m長(zhǎng)鋼軌的溫度應(yīng)力=51MPa，=457MPa，鋼軌安全系數(shù)，不計(jì)附加應(yīng)力，因此其允許應(yīng)力為</p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p><b>　　MPa≤MPa</b></p><p><

84、;b>　　MPa≤MPa</b></p><p>　　所以機(jī)車通過(guò)該地段時(shí)，鋼軌強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2.1.2 混凝土軌枕計(jì)算</p><p><b>　　(1)計(jì)算值</b></p><p><b>　　(2)計(jì)算：</b></p><p

85、>　　以1輪為計(jì)算輪來(lái)計(jì)算，如表4-4所示。</p><p>　　由表4-4可知計(jì)算輪1的=105692.8N，該值用以計(jì)算軌枕靜彎矩。</p><p>　　(3)計(jì)算軌枕上動(dòng)壓力和軌下截面正動(dòng)彎矩和枕中截面負(fù)動(dòng)彎矩：</p><p>　　表4-4 SS8型電力機(jī)車最不利輪位計(jì)算</p><p><b>　?、僬砩响o壓力：&

86、lt;/b></p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p><b>　　②軌枕彎矩計(jì)算：</b></p><p><b>　　直線上：</b></p><p>　　

87、式中，L——軌枕長(zhǎng)，本設(shè)計(jì)采用Ⅱ型軌枕，L=2.5m；</p><p>　　——荷載作用點(diǎn)至枕端的距離，取=500mm；</p><p>　　e——一股鋼軌下，軌枕的全支承長(zhǎng)度，=950mm；</p><p>　　——枕下襯墊寬度，一般取軌底寬，取150mm。</p><p><b>　　曲線上：</b></p&g

88、t;<p>　?、蛐突炷淋壵淼脑试S彎矩，，所以是合格的。</p><p>　　4.2.1.3 道床頂面應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　道床頂面的應(yīng)力，無(wú)論是沿軌枕縱向還是橫向，分布都是不均勻的，道床頂面上的平均壓力可近似取為：</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中，，b

89、=27.5cm，。</p><p>　　直線上： MPa</p><p>　　曲線上： MPa</p><p>　　碎石道床允許應(yīng)力，因此道床強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2.1.4 路基面應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　道床應(yīng)力計(jì)算的基本假設(shè)：</p>

90、<p>　　(1)道床上的擴(kuò)散角按直線擴(kuò)散規(guī)律從道床頂面?zhèn)鬟f到路基頂面；</p><p>　　(2)不考慮相鄰軌枕的影響；</p><p>　　(3)道床頂面的壓力是均勻分布的。</p><p>　　根據(jù)已知的道床厚度，計(jì)算路基面的道床壓應(yīng)力，軌枕橫向及縱向的壓應(yīng)力擴(kuò)散線交點(diǎn)分別為、，距枕底高度分別為、。</p><p>　　，

91、 (4-2)</p><p>　　式中，——壓力擴(kuò)散角，。</p><p>　　由已知條件，道床的計(jì)算厚度h=45cm，所以計(jì)算厚度在h1和h2之間，該區(qū)域道床應(yīng)力為：</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　MPa</b>

92、;</p><p><b>　　曲線上：</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　既有砂黏土路基允許應(yīng)力=0.15MPa，因此路基強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2.2 按貨車韶山3計(jì)算</p><p>　　4.2.2.1 鋼軌強(qiáng)度

93、計(jì)算</p><p>　　(1)計(jì)算剛比系數(shù)k值</p><p>　　圖4-2 貨車SS3機(jī)車軸重及軸距</p><p><b>　　(2)計(jì)算</b></p><p>　　以1輪為計(jì)算輪，計(jì)算，如表4-5所示。</p><p>　　由表4-5可知計(jì)算輪1的，該值用以計(jì)算鋼軌靜彎矩。</p

94、><p><b>　　計(jì)算鋼軌靜彎矩：</b></p><p>　　表4-5 SS3型電力機(jī)車最不利輪位計(jì)算</p><p>　　(3)計(jì)算鋼軌動(dòng)彎矩：</p><p>　　取電力機(jī)車計(jì)算軌底彎曲應(yīng)力的速度系數(shù)：</p><p>　　計(jì)算偏載系數(shù)，式中的為未被平衡的超高，取75mm。</p&g

95、t;<p>　　查表選取時(shí)的橫向水平力系數(shù)曲線上=1.70，直線上=1.25。</p><p><b>　　則鋼軌動(dòng)彎矩為：</b></p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　最小曲線半徑R=5

96、00m，所以通過(guò)曲線的最高容許速度＜100km/h。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　(4)計(jì)算鋼軌的動(dòng)彎應(yīng)力和：</p><p><b>　　直線上：</b></p><p>　　軌底動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><p>　　軌頭動(dòng)彎應(yīng)力：MPa&

97、lt;/p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　軌底動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><p>　　軌頭動(dòng)彎應(yīng)力：MPa</p><p>　　25m長(zhǎng)鋼軌的溫度應(yīng)力=51MPa，=457MPa，鋼軌安全系數(shù)，不計(jì)附加應(yīng)力，因此其允許應(yīng)力為</p><p><b>　　MPa<

98、;/b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p><b>　　MPa≤MPa</b></p><p><b>　　MPa≤MPa</b></p><p>　　所以機(jī)車通過(guò)該地段時(shí)，鋼軌強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2

99、.2.2 混凝土軌枕計(jì)算</p><p><b>　　(1)計(jì)算值</b></p><p><b>　　(2)計(jì)算：</b></p><p>　　以1輪為計(jì)算輪來(lái)計(jì)算，如表4-6所示。</p><p>　　由表4-6可知計(jì)算輪1的=108348.9N，該值用以計(jì)算軌枕靜彎矩。</p>

100、<p>　　(3)計(jì)算軌枕上動(dòng)壓力和軌下截面正動(dòng)彎矩Mgd和枕中截面負(fù)動(dòng)彎矩：</p><p>　　表4-6 SS8型電力機(jī)車最不利輪位計(jì)算</p><p><b>　?、僬砩响o壓力：</b></p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：

101、</b></p><p><b>　?、谲壵韽澗赜?jì)算：</b></p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　Ⅱ型混凝土軌枕的允許彎矩，，所以是合格的。</p><p>　　4

102、.2.2.3 道床頂面應(yīng)力的計(jì)算</p><p>　　直線上： MPa</p><p>　　曲線上： MPa</p><p>　　碎石道床允許應(yīng)力，因此道床強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2.2.4 路基面應(yīng)力的檢算</p><p>　　由已知條件，道床的計(jì)算厚度h=

103、45cm，所以計(jì)算厚度在h1和h2之間，該區(qū)域道床應(yīng)力為：</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p><b>　　MPa</b></p>

104、;<p>　　既有砂黏土路基允許應(yīng)力=0.15MPa，因此路基強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.2.3 由鋼軌強(qiáng)度計(jì)算容許的溫降幅度</p><p>　　無(wú)縫線路鋼軌應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以保證在動(dòng)彎應(yīng)力、溫度應(yīng)力及其他附加應(yīng)力共同作用下不被破壞，仍能正常工作。此時(shí)，要求鋼軌所承受的各種應(yīng)力的總和不超過(guò)規(guī)定的容許值，并據(jù)此鋼軌強(qiáng)度條件確定容許的軌溫變化幅度。</p&g

105、t;<p>　　(1)普通地段無(wú)縫線路的鋼軌強(qiáng)度，按受拉和受壓條件分別為：</p><p><b>　　(4-3)</b></p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　式中，——鋼軌軌底最大動(dòng)彎應(yīng)力；</p><p>　　——鋼軌軌頭最大動(dòng)彎應(yīng)力；</p&

106、gt;<p><b>　　——鋼軌溫度應(yīng)力。</b></p><p><b>　　(4-5)</b></p><p>　　式中，——鋼軌的線膨脹系數(shù)，取11.8×10-6/；</p><p>　　——鋼軌承受的制動(dòng)應(yīng)力，取10MPa；</p><p>　　——鋼軌受彎容許應(yīng)力

107、。</p><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　鋼軌受拉容許最大軌溫降低幅度()：</p><p><b>　　(4-7)</b></p><p>　　鋼軌受壓容許最大軌溫升高幅度：</p><p><b>　　(4-8)</b>

108、</p><p>　　該區(qū)段直線和曲線上的鋼軌動(dòng)彎應(yīng)力已經(jīng)計(jì)算所得，見(jiàn)表4-7。</p><p>　　表4-7 鋼軌動(dòng)彎應(yīng)力值</p><p>　　由于客運(yùn)機(jī)車的動(dòng)彎應(yīng)力值均大于貨車的動(dòng)彎應(yīng)力值，所以只按客運(yùn)機(jī)車計(jì)算。</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b&g

109、t;　　曲線上：</b></p><p>　　4.3 穩(wěn)定性檢算</p><p>　　通過(guò)前面鋼軌強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，對(duì)該線路路基上的無(wú)縫線路進(jìn)行設(shè)計(jì)。該線路屬于大同地區(qū)，已知大同地區(qū)最高軌溫為58.0，最低軌溫-30.5。</p><p>　　4.3.1 長(zhǎng)鋼軌軸向溫度壓力計(jì)算</p><p>　　無(wú)縫線路穩(wěn)定性的計(jì)算，不在于求出

110、臨界溫度壓力，因?yàn)樵谶@之前脹軌已很明顯，不能確保行車安全，而是在于對(duì)具有一定原始彎曲的軌道，求出它產(chǎn)生橫向位移時(shí)的溫度壓力值。</p><p>　　根據(jù)能量法原理和定曲率法，可推導(dǎo)出變形曲線弦長(zhǎng)l及溫度壓力分別為：</p><p><b>　　(4-9)</b></p><p><b>　　(4-10)</b></p

111、><p>　　式中，f ——變形曲線矢度，取f =0.2cm；</p><p>　　——彈性原始彎曲矢度(cm)；</p><p>　　——軌道框架水平剛度換算系數(shù)，其值取2；</p><p>　　——鋼軌對(duì)豎直軸的慣性矩(cm4)；</p><p><b>　　——變形曲線長(zhǎng)度；</b></p

112、><p>　　——鋼軌彈性模量，取值為；</p><p><b>　　——合成半徑。</b></p><p><b>　　(4-11)</b></p><p>　　式中，R——曲線半徑(cm)；</p><p>　　——原始彈性彎曲矢度(cm)；</p><p

113、>　　——原始塑性彎曲半波長(zhǎng)，取；</p><p>　　——原始塑性彎曲矢度；</p><p>　　Q——等效道床阻力，Q=84N/cm。</p><p>　　長(zhǎng)鋼軌容許溫度壓力：</p><p>　　將計(jì)算溫度壓力除以安全系數(shù)，得</p><p><b>　　(4-12)</b></

114、p><p>　　式中，PN——檢算溫度應(yīng)力(N)；</p><p>　　K——安全系數(shù)，取K=1.3。</p><p>　　60kg/m鋼軌，Ⅱ型混凝土軌枕，最小曲線半徑R=800m，查表知=2.5mm，Iy=524×104mm4。</p><p><b>　　穩(wěn)定性檢算：</b></p><p

115、><b>　　直線上：</b></p><p>　　所以l=3642mm與原假定l=4000mm不符，再設(shè)l=3642mm代入得，以代入，再次計(jì)算l=3581mm基本上與原假定l=3642mm相接近，因此取l=3581mm作為變形曲線長(zhǎng)度，作為原始彈性初彎矢度。</p><p><b>　　曲線上：</b></p><p

116、>　　所以l=4591mm與原假定l=4000mm不符，再設(shè)l=4591mm代入得，以代入，再次計(jì)算l=4657mm基本上與原假定l=4591mm相接近，因此取l=4657mm作為變形曲線長(zhǎng)度，作為原始彈性初彎矢度。</p><p>　　4.3.2 由穩(wěn)定條件計(jì)算容許的溫升幅度</p><p>　　穩(wěn)定條件容許最大軌溫升高幅度</p><p><b&g

117、t;　　(4-13)</b></p><p>　　式中，——對(duì)于路基地段無(wú)縫線路=0；橋梁地段無(wú)縫線路為橋上無(wú)縫線路鋼軌伸縮壓力和撓曲壓力中的較大者。</p><p>　　長(zhǎng)鋼軌軌道穩(wěn)定條件：</p><p><b>　　(4-14)</b></p><p>　　由式(4-12)得：</p>&

118、lt;p>　　直線上： </p><p>　　曲線上： </p><p>　　4.4 無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.4.1 確定鎖定軌溫</p><p>　　無(wú)縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，無(wú)縫線路軌道的容許溫升、容許降溫，并考慮一定的修正量計(jì)算確定。</p&g

119、t;<p><b>　　中和軌溫確定</b></p><p><b>　　(4-15)</b></p><p>　　式中，——中和軌溫；</p><p>　　——當(dāng)?shù)貧v年最高軌溫；</p><p>　　——當(dāng)?shù)貧v年最低軌溫；</p><p>　　——設(shè)計(jì)鎖定軌溫

120、修正值，一般可取0～5。本設(shè)計(jì)取。</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　其中，修正值本設(shè)計(jì)取為-3。</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)鎖定軌溫的上下限：</p><p>　　設(shè)計(jì)鎖定軌溫上限：

121、 </p><p>　　設(shè)計(jì)鎖定軌溫下限： </p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　其中，修正值本設(shè)計(jì)取為4。</p><p>　　所以鎖定軌溫直線上Tsf =17，曲

122、線上Tsf = 24。</p><p>　　(3)最大溫度壓力和拉力：</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　(4)檢算最大溫度壓力峰：</p><p><b>　　直線上：</b>

123、;</p><p><b>　　曲線上：</b></p><p>　　式中，PH——接頭阻力，采用400kN；</p><p>　　r ——道床縱向阻力，采用109N/cm。</p><p>　　滿足無(wú)縫線路穩(wěn)定條件。</p><p>　　4.4.2 伸縮區(qū)長(zhǎng)度計(jì)算</p><

124、;p>　　直線上： </p><p>　　曲線上： </p><p>　　根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在設(shè)計(jì)中伸縮區(qū)的長(zhǎng)度宜按100m計(jì)。</p><p>　　4.4.3 預(yù)留軌縫計(jì)算</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　長(zhǎng)軌一

125、端伸長(zhǎng)量</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)軌一端伸長(zhǎng)量</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=2.5mm</b></p><p><b>　　長(zhǎng)軌一端縮短量</b></p><

126、p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)軌一端縮短量</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=3.5mm</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p><p><b>　　長(zhǎng)軌一端伸長(zhǎng)量</b>

127、</p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)軌一端伸長(zhǎng)量</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1.5mm</b></p><p><b>　　長(zhǎng)軌一端縮短量</b></p><p><b>

128、　　標(biāo)準(zhǔn)軌一端縮短量</b></p><p><b>　　=4.5mm</b></p><p>　　(1)普通線路或無(wú)縫線路緩沖區(qū)標(biāo)準(zhǔn)軌之間的預(yù)留軌縫值</p><p><b>　　直線上：</b></p><p><b>　　曲線上：</b></p>