轨道强度计算课程作业之一

“铁路轨道”课程作业之一

轨道部件强度检算

一、已知资料

1．机车车辆条件：韶山Ⅲ（SS3）型电力机车；机车轴列式30-30，轴距布置为230+200+780+200+230 （cm ），轮重112.8kN ，通过速度取90km/h 。

2．线路条件

（1）几何形位：曲线半径500m ，轨距1435mm ，实设外轨超高120mm ；

（2）钢轨：25m 长60kg/m U71Mn 新轨，钢轨材质性能：2/7.45cm kN s =σ，[]2/2.35cm kN =σ。因温度变化在钢轨内部形成的温度应力取为51Mpa ，因牵引制动在钢轨内形成的应力取为10Mpa 。

（3）扣件及胶垫：弹条I 型扣件，轨下橡胶垫厚10mm 。一块胶垫的垂向刚度为cm kN /120。

（4）S-2型预应力钢筋混凝土轨枕，每公里1840根。轨枕长度2.5m ，轨枕中部部分支承，轨枕在道床上的有效支承面积按25.27952cm ⨯⨯计算，轨枕轨下截面允许正弯矩为cm kN ⋅1388，轨枕中间截面允许负弯矩为cm kN ⋅1100。

（5）道床：碎石道床，厚35cm ，压力扩散角为35°，道床系数为cm MPa /8.0，容许应力为MPa 5.0。路基为土质路基，基面容许应力为MPa 15.0。

未给参数按教材取值。

二、计算内容及有关说明

1．应用连续支承梁理论计算钢轨最大下沉静位移、最大静弯矩及枕上最大静压力；

2．用准静态方法计算轨道正常情况下的动位移、动弯矩及动压力；（计算中车速按机车通过速度取值，未被平衡超高通过计算取得；

3．计算及检算轨道各部应力：

进行正常轨道的计算和检算。

（1）考虑温度应力和牵引制动引起的附加应力，计算及检算钢轨强度；

（2）计算及检算轨枕弯矩；

分别计算轨枕轨下截面和中间截面的弯矩并检算。轨枕支承反力分布参考教材计算原则。计算参数：钢轨在轨枕上的压力分布宽度为15.0cm ，钢轨分布压力中心距轨枕端部50cm ，轨枕中部部分支承长度为60cm 。

（3）计算及检算道床表面应力强度

（4）计算及检算路基表面应力强度