《铁道工程》课程设计任务书_无缝线路设计任务书

铁道工程专业课程设计

无缝线路计算任务书1、原始资料

1.1轨道条件

1.1.2轨道类型

（0）P60—U74 （1）P60—U71Mn

1.1.3

1.1.4轨下基础刚度D值（KN/cm）

1.1.5 轨枕为S—

1.2运营条件

1.2.1机车类型

⑴东风型内燃机车（DF4）⑵DF8

⑶DFH4 ⑷ND5

⑸SS7E ⑹SS3

(0)6Y2

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

无缝线路课程设计指示书

基本要求

为满足无缝线路安全可靠地完成运输任务，必须符合强度条件和稳定性条件的基本要求。

无缝线路的强度条件： []σσ≤总 其中，

[]钢轨容许应力

—附加应力

—温度应力

—钢轨应力

列车载荷作用下产生的—总σσσσσσσσf t d f

t d ++=

无缝线路的稳定性条件：

[]P P t ≤

其中，

[]允许温度压力

保证无缝线路不失稳的—温度压力

—P P t

一．无缝线路强度计算

㈠钢轨动弯挠度y d 、动弯矩M dm 及轨枕反力R d 的计算

1. 计算公式：

()01y y d βα++= ()mm ()01fM M d βα++= ()mm N ⋅ ()01R R d βα++= ()N

其中，

4

00042

41

2EJ

u

k P ka

R P k

M P u k

y ====

∑∑∑弹性地基梁刚比系数静反力静弯矩静挠度η

υ

η

符号意义：

()

钢轨惯性矩

—钢轨弹性模量—系数钢轨连续支承基础弹性—枕间距

—）（弯矩影响系数（—挠度影响系数（—轮载

—线半径有关横向水平力系数，与曲—超高有关偏载系数，与未被平衡—及计算内容有关速度系数，与机车类型—J E u a kx kx e kx kx e P f kx

kx sin cos sin cos +=+=--μμηηβα

2. 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0M 时，

b. 当计算0y 及0R 时，

⑵J 值取钢轨垂直磨耗为3mm 或6mm 时的x J ⑶表格化计算∑υP 、0M

⑷计算

∑ηP 、0y

、

0R

⑸计算d M 、d y 、d R

㈡钢轨动弯应力d σ的计算 1. 计算公式

W

M d

d =

σ 其中，

12W W W 及轨底截面系数头截面系数钢轨截面系数，分为枕—

2. 注意事项 ⑴轨底动弯应力1

W M d

gd =

σ ）（MPa ⑵轨头动弯应力2

W M d

jd

=

σ

）（MPa ㈢无缝线路强度条件及计算

1. 强度条件表达式

[][]

σσσσσσσσ≤+=≤+=拉拉头拉拉拉底拉t f t f

其中，

[]、工艺有关

钢轨允许应力，与材质—）

附加拉、压应力（—、）力（轨底拉应力、轨头压应—、压拉头压底拉σσσσσMPa MPa f f

2. 允许轨温升降值计算公式

[][][][]ασσσα

σσσE t E t f f 压

头压压

拉底拉拉

--≤

∆--≤

∆

其中，

钢轨胀缩系数—α

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：

[]t t P P ≤

其中， []允许温度压力—t P 又， []K

P P N

t =

式中， 安全系数

—额定温度压力—K P N

㈣额定温度压力N P 的计算 1. 计算公式

R l

f f Q l l f f EJ P oe oe y N '

++++=3

2

32

2

2

44πππβ

（A ）

()⎥⎥⎥

⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'=Q f f EJ R EJ R EJ Q l oe y y

y 41322222ππβπβπβ

（B ）

其中，

变形曲线长度

—矩钢轨断面对垂直轴惯性—轨框刚度换算系数—额定变形矢度

—弹性初弯矢度—曲率曲线地段塑性初弯合成—等校道床横向阻力—l J f f R Q y oe β'

1

2.计算顺序

先假设mm l 400=及相应oe f 及op f 等值按式（B ）进行逼近计算变形曲线最终长度，然后按式（A ）计算N P ，最后计算[]t P 。

㈤满足稳定性条件的允许轨温升高值计算

[][]F

E P P t f

t α2-=

∆稳

其中，

钢轨断面积

—附加纵向力—F P f

计算注意事项：

1. 合成曲率

R '

1

的计算 op R R R 111+

='

281

l

f R op op = 塑性初弯曲率 2. 为保证轨道处于弹性工作阶段，f 取值2mm 3. F 、y J 按垂直磨耗量取值 4. =β2～3

5. oe f 在逼近计算中应逐次修正

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：