《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—U71Mn1.1.31.1.4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）⑵DF8⑶DFH4 ⑷ND5⑸SS7E ⑹SS3(0)6Y22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 ft 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，400042412EJuk P kaR P kM P u ky ====∑∑∑弹性地基梁刚比系数静反力静弯矩静挠度ηυη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 kxkx sin cos sin cos +=+=--μμηηβα2. 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 、0M⑷计算∑ηP 、0y、0R⑸计算d M 、d y 、d R㈡钢轨动弯应力d σ的计算 1. 计算公式WM dd =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1W M dgd =σ ）（MPa ⑵轨头动弯应力2W M djd=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 f2. 允许轨温升降值计算公式[][][][]ασσσασσσE 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， []KP P Nt =式中， 安全系数—额定温度压力—K P N㈣额定温度压力N P 的计算 1. 计算公式R lf f Q l l f f EJ P oe oe y N '++++=32322244πππβ（A ）()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'=Q f f EJ R EJ R EJ Q l oe y yy 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'12.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[][]FE P P t ft 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+='281lf 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. =β2～35. 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：[][][]()10min +∆≥∆∆+∆T t t t 稳压拉，其中，地区历史最低轨温—地区历史最高轨温—地区最大轨温差—min max minmax T T T T T T -=∆∆㈦锁定轨温s t 的确定 1. 锁定轨温上限上s t 计算[]min T t t s +∆=拉上2. 锁定轨温下限下s t 计算[][]()稳压下，t t T t s ∆∆-=min max3. 锁定轨温s t 的确定 具体操作如下：⑴计算中间轨温中t()min max T T t +=中⑴计算锁定轨温'中t()[][][]()⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-∆+-='2min 21min max 稳压拉中，t t t T T t ⑵设计锁定轨温s t 的取值通常高于中t 0～5℃，南方地区可偏高些，北方地区可偏低些。

⑶s t 应满足缓冲区轨缝的要求，夏天不挤严，冬天不超过构造轨缝。

⑷核算温度压力峰值是否会引起跑道 不致引起跑道的条件为[]稳中t t s ≤∆其中 ，中中t T t -=∆max 或 ()min max 21T T t -=∆中4. 锁定轨温允许范围5. 通常取5±∆s t ℃㈧伸缩区长度伸l 计算 1. 计算公式()()rP T t F E l rP t T F E l js j s --=--=min max αα缩伸其中，道床纵向阻力—钢轨接头阻力—r P j2. 伸l 取值()缩伸伸，l l l max =并按缓冲轨长度整倍数取整。

㈨铺设预留轨缝预∆的计算预∆值必须合理，以使轨温达max T 时，该处轨缝尚未挤严，而当min T 时，该处轨缝尚未达到构造轨缝值。

满足此二条件的表达式：总伸预构总缩预∆≥∆∆≤∆+∆1. 缓冲轨间预留轨缝()()总伸预下总缩构预上总缩总伸∆=∆∆-∆=∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--=∆EF L EF L P T t L EF L EF L P t T L j s j s 442min 2max γαγα最佳预留轨缝 ()预下预上预∆+∆=∆212. 长轨与缓冲轨间预留轨缝()()[]()()[]()总伸总缩构预总缩总伸∆+∆-∆=∆--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=∆--+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=∆2125.282225.28222min 2min 2max 2maxEFr P T t F EF rL EF L P T t LEFr P t T F EF rL EF L P t T Ljs j s js j s αα()缓缓总伸-Ω=∆EF 12()伸缓总伸-Ω+Ω=∆EF 21()缓缓总缩-Ω=∆EF 32 ()伸缓总缩-Ω+Ω=∆EF 43㈩道床及路基面折算需折算枕底道床应力z σ和基面道床应力L σ 1. 枕底道床应力z σ计算公式e b R mdz '=σ其中, 轨枕底宽—有效支承长度—不均匀系数—b e m '2. 检算公式[]z z σσ≤其中,[]有关道床允许应力，与材质—z σ3. 基面道床应力L σ计算公式应按轨枕类型和道床厚度选择.4. 核算公式[]l l σσ≤其中,[]有关基面允许应力，与土质—l σ四.设计成果汇总1. 锁定轨温s t2. 伸缩区长度伸l3. 预留轨缝预∆4. 道床及路基面检算结果五.课程设计文件组成及文整1. 封皮2. 目录3. 任务书4. 设计计算书5. 设计成果汇总6. 参考文献7. 封底。