无缝线路课程设计
无缝线路结构课程设计
无缝线路结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无缝线路的基本结构组成，掌握其工作原理及功能。
2. 学生能描述无缝线路的铺设工艺及维护要求，了解其在现代铁路建设中的应用。
3. 学生能掌握无缝线路相关的专业术语，并解释其含义。
技能目标：1. 学生具备分析无缝线路结构图纸的能力，能识别关键部件及其作用。
2. 学生能通过实际操作或模拟练习，熟练进行无缝线路的铺设与维护基本步骤。
3. 学生能够运用所学的知识，对无缝线路的常见问题进行诊断并提出解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对铁路工程技术的兴趣，激发他们探索工程领域的热情。
2. 强化学生的团队合作意识，培养在工程实践中的相互协作能力。
3. 增强学生的安全意识，培养其对社会公共基础设施负责任的态度。
课程性质：本课程为铁路工程技术专业的实践性课程，侧重于理论知识的实际应用。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的物理和数学基础，好奇心强，喜欢探索实践性活动。
教学要求：结合学生的认知水平，通过实物演示、模拟操作和案例分析等教学方式，确保学生能够将理论与实践相结合，达到学以致用的教学效果。
通过分解课程目标为具体可操作的学习成果，以便在教学过程中进行有效的指导和评估。
二、教学内容1. 无缝线路结构基础理论：- 无缝线路的定义、分类及其发展历程。
- 无缝线路的组成结构，包括钢轨、扣件、轨枕、道床等。
- 无缝线路的工作原理及优势。
2. 无缝线路的铺设与施工技术：- 铺设工艺流程，包括施工前准备、钢轨焊接、铺设、调整和固定。
- 施工中关键环节的操作要领，如轨缝预留、焊接技术、应力放散等。
- 无缝线路施工质量控制及验收标准。
3. 无缝线路的维护与管理：- 无缝线路的日常检查、养护和维修工作内容。
- 常见病害类型及其成因，如轨缝过大、轨道不平顺等。
- 无缝线路养护维修技术及措施。
4. 案例分析与实操练习：- 分析典型无缝线路工程案例，了解实际工程中的应用。
铁道线路—无缝线路
任务4 铁路轨道
一 铁路轨道的组成 二无 缝 线 路 三 轨道几何形位
任务4 铁路轨道
无缝线路
无缝线路就是把标准长度的钢轨一根一根地焊接成1000~2000米长 度的钢轨(我国铁路规定不短于200m)，用以代替标准钢轨而铺设的线路。
任务4 铁路轨道
无缝线路
通常是在焊轨厂用气压焊的方法，将标准轨焊接成250-500米的轨 条，再运到现场当场用铝热焊的方法焊接后就地铺设。
任务4 铁路轨道
无缝线路
钢轨的自由伸缩量 当轨温变化时，不受任何限制的钢轨的自由伸缩量为：
L＝·L·t 式中： L——钢轨的自由伸缩量(mm)；
——钢轨的线膨胀系数，0.0118mm/m℃； L——钢轨长度(m)； t——轨温变化幅度(℃)。
无缝线路
温度应力：
任务4 铁路轨道
公式：t＝247.8t(N/cm2)
任务4 铁路轨道
无缝线路
通常是在焊轨厂用气压焊的方法，将标准轨焊接成250-500米的轨 条，再运到现场当场用铝热焊的方法焊接后就地铺设。
任务4 铁路轨道
无缝线路
优点：消除了车轮对钢轨接头的冲击，使列车运行平稳、旅客舒适、 延长了线路设备和车辆的使用寿命、减少了线路养护维修工作量，并能 适应高速行车的要求。
温度力：
公式：P t＝247.8F·t(N)
Hale Waihona Puke
路基上无缝线路课程设计
图2
连续弹性基础梁模型
刚度 D、钢轨基础弹性模量 u 、刚比系数 k。 2.单个静轮载作用下的方程及解 ymax = Mmax = R max = 3.轮群荷载作用下的方程及解 Pk 2u P 4k
Pka 2
y0 =
k 1 4k 2
2u
2 −kx i (cosk xi i=1 P0i e 2 −kx i (cosk xi i=1 P0i e n −kx i (cosk xi i=1 Pi e
2
2.1x105 x524x104 x3.145 + 2 + 2.5 x8.4] 2
=16945524.10mm2 ，l=4116mm;
′ 2 f 0e 假设l0 =4116mm,f0e =l0 400 2
=411.62 x
0.25 400 2
=0.2647cm
1 2x2.1x10 x524x10 l2 =8.4 [ 444x10 3
Md = M0 [ 1 + α 1 + α1 + β] = 23104826 x [(1+0.72)(1+0.06)+0.15]=45590442.66N﹒mm yd = y0 [ 1 + α 1 + α1 + β]
=1.3314 x [(1+0.54)(1+0.06)+0.15]=2.3731mm
λ长 = =7.16mm λ短 = –
=
(max P t 拉 −P H )∙l 2EF
-
r ∙l 2 8EF
=
994.95−400 x10 3 x25000 2x2.1x10 5 x77.45x10 2
15.2x25000 2 8x2.1x10 5 x77.45x10 2
路基上普通无缝线路设计
路基上普通无缝线路设计一、设计目的和意义中和轨温确定是无缝线路设计的关键问题，涉及《铁路轨道》这门课的主要理论。
本设计目的是通过实际设计，对无缝线路设计的主要原理、方法及步骤有更清楚的了解，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论与其实际应用（尤其是强度计算和温度力计算理论）。
在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于钢轨接头的存在，列车通过时发生震动和冲击，并伴随有击打噪声，所产生的冲击荷载最大可达非接头区3倍以上。
接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状态恶化、钢轨及联接零件的使用寿命缩短、养护维修费用增加。
线路接头区养护维修占总经费的1/3以上；钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他地方大2~3倍；重伤钢轨60%发生在接头区。
无缝线路由于消灭了大量的钢轨接头，因而具有行车平稳、旅客乘坐舒适、机车车辆和轨道的维修费用少、使用寿命长等一系列优点。
大量的研究资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算，无缝线路比普通有缝线路可节约养护维修费用35%~75%。
二、 设计理论依据普通无缝线路设计，主要指区间内的无缝线路设计，其主要内容为确定设计锁定轨温和无缝线路结构设计两部分。
2.1确定设计锁定轨温由于长轨条在锁定施工过程中轨温是不断变化的，因而锁定轨温应该是一个范围，通常为设计锁定轨温±5摄氏度，困难条件下取±3摄氏度。
锁定轨温（sf T ）设计计算原则为“夏天不涨轨，冬天不断轨”，所以sf T 应根据当地的轨温条件和轨道允许的升温幅度和降温幅度来确定。
如下图所示：中和轨温：[][]max min 22s c e k t t t t t t ∆-∆+=+±∆1）根据强度条件确定允许的降温幅度无缝线路应该具有足够的强度，以保证在动弯盈利、温度应力及其他附加应力共同作用下不被破坏，能够正常工作。
因此，要求钢轨承受的各种应力总和不超过规定的容许值[σ]，即[]σσσσ≤++c t d式中 d σ——钢轨最大动弯力，（MPa ）；t σ——钢轨温度应力，（MPa ）； c σ——钢轨承受的附加应力，（MPa ）如桥上的伸缩应力和挠曲应力、无缝道岔基本轨附加应力、列车制动等引起的附加应力等；本设计只考虑路基上由制动引起的附加应力，可取MPa c 10=σ；[]σ——钢轨允许应力，它等于刚轨的屈服强度sσ除以安全系数K ，[]Ks σσ=。
无缝线路知识教案
无缝线路知识教案无缝线路：无缝线路是将许多标准钢轨焊接起来的长钢轨线路，最短不短于200m。
一、无缝线路铺设1.无缝线路铺设时，工务段派技术人员到施工现场核对长轨铺设的锁定轨温。
无缝线路必须在锁定轨温范围内锁定，尽可能取中和轨温的偏上值，同时必须保证锁定轨温均匀。
2.大修施工必须严格控制接头螺栓和混凝土轨枕扣件螺栓扭力矩，接头螺栓扭力要保持在700~900Ｎm，混凝土轨枕扣板式扣件螺栓扭力矩要经常保持在80~140Ｎm，弹条式扣件螺栓扭力矩要经常保持在80~150Ｎm。
3.大修施工必须保证道床断面符合无缝线路技术标准，石碴必须做到充足饱满并按规定堆高碴肩。
4.无缝线路位移观测桩的设置。
普通无缝线路每段应设置长轨位移观测桩5~7对，固定区较长时，可适当增加对数（其中固定区中间点一对，伸缩区始、终点各一对，其余设置在固定区）。
跨区间和全区间无缝线路，单元轨条长度大于1200m时、设置7对位移观测桩（单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫点100m 及400m和单元轨条中点各设置一对）；单元轨条长度不大于1200m时设置6对位移观测桩（单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫点100m及400m各设置1对）。
无缝道岔设3对观测桩，在间隔铁或限位器处设1对，在岔头、岔尾各设1对）。
位移观测桩必须在铺长轨前埋设牢固，内侧应距线路中心不小于3.1米。
在长轨就位后或应力放散后立即进行标记，标记要明显、耐久、可靠。
区间位移观测桩原则上标注在电化柱上，不能返到电化柱上的，采用钢轨桩，全部刷成白色，标明上下行和公里位置、桩编号，一侧路肩有封闭栅栏的，观测桩要距封闭栅栏立柱600mm，高出轨面100mm，底座长度350mm，宽度350mm，高度100mm，上面距路肩面20 mm，白色。
双线分裆地段，另一侧无封闭栅栏的，位移观测桩埋设在距路肩边200mm处，上好底座。
钢轨外侧非工作边上的观测点，用白红两个边对应的等边三角形（边长15mm）；观测桩上的观测点，用红色等边三角形（边长15mm），箭头指向观测点。
无缝线路教案
铁路无缝线路应知应会一、无缝线路基本知识1、无缝线路：就是把钢轨焊接起来的线路，又称焊接长钢轨线路。
因线路上减少了大量钢轨接头和轨缝，故称之为无缝线路。
2、无缝线路的类型：无缝线路按结构可分为两大类：一类是温度应力式无缝线路，其结构形式是在两长钢轨之间用几根普通标准长度的钢轨连接，这一区段叫缓冲区；长轨本身仅在两端约数十米长度范围内允许伸缩，允许伸缩的区段叫伸缩去；长轨中间不能伸缩的部分叫固定区。
另一类是放散应力式无缝线路，在每年春、秋两季各放散应力一次，以免钢轨所承受的温度应力过大。
由于放散工作量大，目前有被淘汰的趋势。
另外除上述普通无缝线路外，现在铺设比较多的是全区间无缝线路和跨区间无缝线路。
全区间无缝线路就是扑在线路上的长钢轨长度贯穿整个区间，两端与咽喉道岔的缓冲轨焊联的无缝线路。
跨区间无缝线路就是铺在线路上的长钢轨长度贯穿全区间的各个区间，与站区无缝道岔焊联成一体的无缝线路。
我段管内成昆正线现在只有白石岩至冕山区段是全区间无缝线路其它的已经全部是跨区间无缝线路。
3、影响无缝线路稳定性的因素无缝线路稳定性问题实际上就是涨轨跑道问题。
根据常识杆件受强大的压力后会臌曲。
无缝线路是是埋设在道床里的结构件，当轨道要臌曲时，道床将产生阻力阻止它臌曲。
还右钢轨和轨枕组成轨道框架，如果扣件紧固，不让钢轨和轨枕间发生相对移动，则轨道框架的刚度也有防止轨道臌曲的作用。
使轨道臌曲的原动力是温度力和列车行进时的纵向力，其中主要是温度力。
轨道若非常平直，轨道在很大的温度力作用子下会臌曲，如轨道原来就有弯曲，则轨道容易臌曲。
因此，影响线路稳定性主要要素是：作用力是温度力，有害成分是原始弯曲，抵抗力是道床阻力和轨道框架刚度。
故为保持轨道稳定，在温度力不变情况下应做到归乡顺直，道床阻力和轨道刚度足够大。
4、无缝线路上钢轨所受温度力的大小由什么决定？钢轨所受的温度力是随轨温的变化而变化的。
准确的温度力需根据设计的锁定轨温及当地的最高最低轨温来计算。
无缝线路课程设计之中和轨温及预留轨缝设计
目录一、简介————————————（1）二、设计参数——————————（2）三、设计内容——————————（5）四、设计总结—————————（13）五、参考文献—————————（14）六、程序设计—————————（14）一、简介（一）、无缝线路锁定轨温及预留轨缝简介无缝线路是当今轨道结构的一项重要新技术，是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路。
它是当今轨道结构的一项重要技术，是与重载、高速铁路相适应的新型轨道结构。
无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，世界各国竞相发展。
我国铁路无缝线路的发展，近年来在技术上有很大的进步，在数量上有较快增长。
无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著，在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。
这些优点在行车速度提高时尤为显著。
然而铺设无缝线路是有条件的，主要是考虑气候温度的影响，因为万物都有热胀冷缩的特点，对于无缝钢轨，温度的影响更为明显，只有选择适当的温度（我们称为锁定轨温），才能尽可能的避免这方面的伤害。
锁定轨温一般采用高于本地区的中间轨温。
（二）、设计的目的与意义中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）是无缝线路设计的关键问题，涉及《轨道工程》这门课的主要理论。
该设计目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论，自主练习，将所学知识用于实际的设计中，学以致用。
完成该课程设计的意义在于让所学的知识形成一个系统的体系，加固对知识的理解与应用，逐渐熟悉使用规范，设计手册和查阅参考资料，培养自身分析问题、解决问题和独立工作的能力。
（三）、设计任务（1）收集资料，综合分析。
通过专业书籍及相关学术期刊的学习，了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。
并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解。
（2）通过计算，确定路基上无缝线路的允许降温幅度。
（3）通过计算，确定路基上无缝线路的允许升温幅度。
教案5 无缝线路
P拉 扣压件螺栓所受拉力，与螺帽扭矩有关； a、b 扣压件着力点至螺栓中心的距离。
扣件摩阻力F的表达式为(不同扣件扣压力见表5-3)：
F＝2 ( µ1＋ µ 2)
b P a ＋b 拉
（三）道床纵向阻力
只要钢轨与轨枕间的扣件阻力大于道床抵抗 轨枕纵向移动的阻力，则无缝线路长钢轨的 温度应力和温度应变的纵向分布规律将完全 由接头阻力和道床纵向阻力确定。 一般以单根轨枕的阻力R或每延厘米分布阻力 r表示。
接头阻力与螺栓材质、直径、拧紧程度和夹板孔数有关。在 其他条件均相同的情况下，螺栓的拧紧程度就是保持接头阻 力的关键。 表5－2所示为计算时采用的接头阻力值。
3
（二）扣件阻力
中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向 位移的阻力，称扣件阻力 扣件阻力。 扣件阻力 为了防止钢轨爬行，要求扣件阻力 扣件阻力必须大于 扣件阻力 必须大于 道床纵向阻力。 道床纵向阻力
第五章
无 缝 线 路
内容提要
铺设无缝线路的意义
无缝线路：是把标准长度的 无缝线路 钢轨焊连而成的长钢轨线 路，又称焊接长钢轨线路。 它是当今轨道结构的一项重 要新技术，世界各国竞相发 展。 在普通线路上，钢轨接头是 轨道的薄弱环节之一，其缺 缺 点?
一、无缝线路的概念、意义、特点、类型及发展概况 二、无缝线路纵向受力分析 1．钢轨温度力、伸缩位移与轨温变化的关系 2．线路纵向阻力 3．温度力图 4．伸缩区长度计算 5．轨端伸缩量计算
如果钢轨完全被固定，不能随轨温变化而自由伸缩，则将在 钢轨内部产生温度应力。根据虎克定律，温度应力 σt 为：
一、钢轨温度力、 钢轨温度力、伸缩位移与轨温变化的关系
一根长度为l可自由伸缩的钢轨，当轨温变化 ∆ t℃时，其伸缩量为 ∆ l ＝ a · l· ∆ t （5－1） 式中 a 钢轨的线膨胀系数，取11.8×106mm/mm·℃； l 钢轨长度（mm）； ∆ t 轨温变化幅度（℃）。 ∆ l 轨温变化时钢轨的伸缩量（mm）。
无缝线路轨道课程设计
无缝线路轨道课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无缝线路轨道的基本概念、组成和分类。
2. 学生掌握无缝线路轨道的铺设原理和施工技术。
3. 学生了解无缝线路轨道的养护与维修方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析无缝线路轨道的优缺点。
2. 学生通过小组合作，设计简单的无缝线路轨道铺设方案。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际的无缝线路轨道养护与维修问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对铁路工程事业的热爱和责任感，增强职业认同感。
2. 培养学生团队合作意识，提高沟通协调能力。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为铁路工程专业的一门专业课程，旨在让学生深入了解无缝线路轨道的构造、施工及养护维修等方面知识。
学生特点：学生为铁路工程专业大一学生，具备一定的铁路工程基础知识，对无缝线路轨道有一定了解，但缺乏深入的认识。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、小组讨论、实地考察等多种教学方法，提高学生的理论知识和实践技能。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 无缝线路轨道概述- 无缝线路轨道的定义、作用和分类- 无缝线路轨道的发展历程及现状2. 无缝线路轨道的构造与铺设原理- 轨道组成、部件及功能- 铺设原理及施工技术- 轨道弹性、轨道几何及轨道刚度等基本概念3. 无缝线路轨道施工技术- 施工准备及施工工艺- 铺轨、焊接、应力放散与调整等关键工序- 施工质量控制及验收标准4. 无缝线路轨道养护与维修- 轨道检测与评估- 养护维修方法及工艺- 常见病害及防治措施5. 无缝线路轨道施工案例分析- 分析实际工程案例，了解施工过程中的关键问题及解决方法- 结合案例，学习施工组织、协调及管理教学大纲安排：第1周：无缝线路轨道概述第2周：无缝线路轨道的构造与铺设原理第3周：无缝线路轨道施工技术第4周：无缝线路轨道养护与维修第5周：无缝线路轨道施工案例分析教材章节及内容关联：《铁路工程》第3章：轨道结构与施工《铁路工程》第4章：轨道养护与维修《铁路工程案例》第2节：无缝线路轨道施工案例三、教学方法为了提高教学效果，充分调动学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言、形象的比喻和丰富的案例，对无缝线路轨道的基本概念、构造、施工及养护维修等方面知识进行讲解，帮助学生建立完整的知识体系。
《铁路轨道无缝线路》课件
无缝线路的关键技术
总结词
无缝线路的关键技术包括钢轨焊接、轨道锁定、温度 调节等多个方面。
详细描述
钢轨焊接是无缝线路建设中的核心技术，包括接触焊 、气压焊、铝热焊等多种方式。这些焊接技术能够将 钢轨精确地连接在一起，形成连续的轨道。为了确保 无缝线路的稳定性和安全性，还需要采用先进的锁定 技术，确保轨道在各种气候条件下的稳定。此外，由 于温度变化会对无缝线路产生影响，因此还需要采用 温度调节技术，以保持轨道的平直度和稳定性。
《铁路轨道无缝线路》ppt课 件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 无缝线路的原理与技术 • 无缝线路的应用场景 • 无缝线路的维护与保养 • 无缝线路的发展趋势与展望
01
引言
无缝线路的定义
无缝线路
指将若干根标准长度的钢轨焊接成一根长轨，并在一定路段铺设 的轨道线路。
优势
消除或减少钢轨接头，提高列车行驶的平稳性和舒适度，延长轨 道使用寿命，减少维修工作量。
03
无缝线路的应用场景
高速铁路的无缝线路
01
总结词
无缝线路在高速铁路中应用广泛，能够提高列车运行平稳性和安全性。
02 03
详细描述
高速铁路对轨道平顺性和稳定性要求极高，无缝线路能够消除传统有缝 线路接头处的冲击和振动，提高列车运行平稳性，减少对车辆和线路的 损伤，延长使用寿命。
案例
京沪高铁、京广高铁等国内高速铁路均采用了无缝线路，保证了列车的 高速安全运行。
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料的出现为铁路轨道无缝线路提供了更多的选择 。例如，高强度钢材、耐磨耐腐蚀材料等，这些材料能够提高轨道的承载能力 和耐久性，减少维修和更换的频率，降低运营成本。
【轨道工程课程设计——无缝线路】
目录第一部分概述 (2)1、铺设无缝线路的意义································2、无缝线路的类型····································3、国内外无缝线路发展概况····························第二部分设计任务及基本要求························1、设计任务·········································2、基本要求·········································第三部分设计目的和意义1、设计目的·········································2、设计意义·········································第四部分设计理论依据及基本思路·····················1. 轨道动态响应的准静态计算··························2. 根据强度条件确定允许的降温幅度····················3. 根据稳定条件确定允许的升温幅度····················4. 设计锁定轨温的确定··································5.预留轨缝和伸缩区长度的确定··························第五部分设计参数································1、一些相关设计参数·································2、参数选取········································3、最终参数·········································第六部分设计内容····································1、轨道结构静力计算··································2、确定设计锁定轨温··································（1）由强度条件确定允许降温幅度····················（2）根据稳定条件确定允许升温幅度·················（3）设计锁定轨温的确定·····························3、轨道强度验算······································（1）计算d M、d y、d R·································（2）钢轨强度检算····································（3）轨枕验算······································（4）道床顶面压应力验算·······························（5）路基基床表面压应力验算·························（6）计算汇总表··································4、预留轨缝与伸缩区长度的确定·························（1）长轨与短轨间的预留轨缝························（2）短轨与短轨间的预留轨缝··························（3）伸缩区长度·····································第一部分概述1、铺设无缝线路的意义无缝线路是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。
无缝线路的设计
表1
无缝线路的设计
本部分讲述的无缝线路设计为一般路基上的普 通无缝线路和超长无缝线路的设计。特定条件下 的无缝线路，如桥上无缝线路和无缝道岔在后面 单独讲述。
无缝线路的设计主要分以下八个部分： 1、轨道强度计算； 2、轨道稳定性计算； 3、无缝线路钢轨断缝检算； 4、设计锁定轨温； 5、无缝线路结构设计； 6、位移观测桩布置； 7、伸缩区、缓冲区预留轨缝设置； 8、端头车站无缝线路的锚定要求。
1、轨道强度计算
• 要求作用在钢轨上的应力总和不得超过钢轨的 屈服容许应力。
• 即： 动 t 附 [ ]
动——钢轨动弯应力； —t —钢轨温度应力； 附——钢轨附加应力，如伸缩应力、挠曲应力及
制动应力； [ ]——钢轨容许应力，等于屈服强度除以安全系
数K。
• 补充说明： • 钢轨强度检算时，假设钢轨为连续弹性基础上的等截面无限长梁，梁
• 设计锁定轨温计算如下：
• 设计锁定轨温范围宜为10℃，困难情况下不应小于6℃。
• 无缝线路相邻单元轨节之间的锁定轨温之差不应大于 5℃，同一区间内单元轨节的最高与最低锁定轨温之 差不应大于10℃；左右股钢轨锁定轨温之差不应大于 3℃。
5、无缝线路结构设计
6、位移观测桩布置
• 为了掌握运营中无缝线路钢轨是否发生了不正常位移， 判断无缝线路在长期养护维修中是否锁定牢固，以及在 各种施工作业中是否改变了原锁定轨温，应定期对无缝 线路钢轨进行位移观测。通过对位移观测数据的分析， 判定无缝线路的锁定状态，如发现有不正常位移，应及 时采取措施予以整治。
的下沉和基础反力成线性关系；或假设钢轨为弹性点支座上的等截面 连续长梁，支座的下沉与其反力之间成线性关系。
铁路轨道课设区间无缝线路设计
《轨道工程》课程设计题目名称区间无缝线路设计院（系）轨道交通学院专业铁道工程技术班级11铁工-2班姓名杨强指导教师: 赖建英目录一、设计资料 (3)二、无缝线路轨道强度验算 (4)三、锁定轨温的计算 (15)四、伸缩区长度计算 (19)五、缓冲区预留轨缝计算 (19)六、缩短轨配置设计 (23)七、缩短轨配置设计图 (23)一、设计资料：项目名称：区间无缝线路设计最小曲线半径及轨枕类型：道床：碎石道砟，道床厚h=40cm；路基：既有线路基。
钢轨支点弹性系数：D：检算钢轨强度时取3000N/mm：检算轨下基础时取7000KN/mm。
钢轨采用60Kg/m钢轨，截面积F=77.45cm²，钢轨惯性矩I=1048cm4 钢轨弹飞性模量E=2.1 10MPa 轨道原始弹性弯曲半波长l0=720mm原始弹性弯曲矢度f0e=2.5mm原始弯曲塑性矢度f op=2.5mm，轨道弯曲变形矢度f=2mm，轨道框架刚度系数β=1.0 等效道床阻力γ0=84.3N/cm.地区历年最高轨温为64.5℃,最低轨温为-19.4℃。
曲线表：曲线1曲线2设计内容及要求本设计为无缝线路轨道结构设计，包括：1、无缝线路轨道强度计算；2、根据强度条件和稳定条件计算锁定轨温；3、伸缩区长度计算；4、缓冲区预留轨缝的计算二、无缝线路轨道强度验算轨道结构强度检算机车一：DF9内燃机车，三轴转向架，轮载115KN(轴重23KN ），轴距1.8m 机车构造速度100Km/h 。
轨道各部件强度检算（1）机车允许速度。
对于新建线路，通过R=1200m 曲线轨道时的机车允许速度可按R V 3.4max =来计算，得h /m 100h /m 96.148max K K V 〉=，按此速度来检算各部件强度。
（2）钢轨强度检算。
DF9内燃机车两转向架之距较大，彼此影响很小，可任选一车轮作计算轮，此处选1轮和2轮位计算轮。
①计算k 值：计算钢轨强度的D=30000N/mm,按无缝线路要求，轨枕均与布置，轨枕间距a=1000000/1670=599mm ，于是k=D/a=30000/599=50.1KPa②计算β值14454mm 0012.010*******.2450.14k-=⨯⨯⨯⨯==EJβ式中，J 为60Kg/m 对水平轴的惯性矩，为44mm 102879⨯ ③计算∑μP以1与2轮分别为计算轮来计算∑μP ，并选取其中最大值来计算钢轨的弯矩。
第四章无缝线路设计
第四章无缝线路设计第一节无缝线路基本技术要求一、无缝线路结构形式和锁定轨温无缝线路的基本结构形式为温度应力式。
铺设50kg/m和60kg/m钢轨无缝线路，锁定轨温范围，可参照由铁路局规定的《铺设无缝线路容许温度差表》。
二、无缝线路铺设地段和位置无缝线路的铺设地段和位置，应符合下列条件：1、轨下基础稳定，线路没有翻浆冒泥、下沉挤出大于15mm的冻害。
2、半径为800m以及以下的曲线地段，应尽量采用全长淬火轨或耐磨轨。
3、桥梁有浅基、孔径不足、偏心超限、载重等级不足或支座、墩台等严重病害和下承板梁上，铺设无缝线路须严格进行检查。
4、桥上铺设无缝线路，除符合下列条件者外，均应检查钢轨、墩台的受力状态、轨道防爬能力及钢轨低温断缝值等：（1）在无碴桥上，年最大轨温幅度为86~90℃地区，桥跨总长为65m及以下的50kg/m钢轨、桥跨总长为100m及以下的60kg/m钢轨；年最大轨温幅度为85℃及以下地区，桥跨总长为200m及以下的50kg/m钢轨、桥跨总长为165m及以下的60kg/m钢轨。
（2）在有碴桥上，跨度为32m以下（包括单跨和多跨）、桥全长在无缝线路固定区内、年最大轨温幅度超过80℃的地区，桥上应铺设混凝土枕或木枕分开式扣件。
5、在隧道长度为1000m及以上时，铺设无缝线路宜将隧道内单独铺设一段长轨，伸缩区设于隧道洞口内方，缓冲区尽量设置在隧道洞口外。
隧道长度小于1000m，可不单独铺设。
三、无缝线路结构组成温度应力式无缝线路包括固定区、伸缩区和缓冲区。
1、伸缩区长度根据计算确定。
2、固定区为长轨减去两端伸缩区的长度。
每段长轨的长度，应根据线路情况和施工条件决定，原则上应与自动闭塞区段的长度一致。
如受条件限制，固定区也不应短于50m。
3、缓冲区一般由2~4节标准轨或厂制缩短轨组成，有绝缘接头时为4节。
四、缓冲区和伸缩区的设置缓冲区应设在下列地点：1、两段长轨之间；2、道岔与长轨之间；3、自动闭塞和轨道电路地段的绝缘接头，一般应不止在缓冲区的中间；4、其他必要的地点。
轨道工程课程设计(无缝线路)
2016117141 陈发明1.设计资料轨道结构组成钢轨: 60kg/ m, U71新轨，25m 长的标准轨;轨枕: J-2型混凝土轨枕1760根/km(学号单号)、1840根/km(学号双号); 道床:碎石道砟，面砟25cm ，垫砟20cm; 路基:砂粘土;钢轨支点弹性系数D:检算钢轨强度时，取30000N/mm,检算轨下基础时，取70000N /mm 。
线路最小曲线半径为600m (学号单号)、700m (学号双号)。
基本数据准备311123-13-11244441212121000103000070000568.2 ===52.8 ===123.21760568.2568.252.8123.2= 10 1.118 = 10 1.460 44 6.761044 6.7610D D a mm MPa MPa a a k m k m EIEI μμμμ⨯===⨯==⨯=⨯⨯⨯⨯2.钢轨应力计算2.1计算静弯矩由上表可知最不利轮位为轮20m kN 10.2477.1071.11841)(41111⋅=⨯⨯=∑=x k P k M j μ2.2计算动弯矩由于机车类型为DF2，所以0.40.4950.38100100v α⨯===速度系数 0.0020.002750.15h β=∆=⨯=偏载系数600m 1.60f ==，所以 横向水平力系由于曲线最小半数 径RmkN 00.596.1)15.038.01(10.24)1(11⋅=⨯++⨯=++=f M M j d βα2.3钢轨应力检算71405[]311.541.3s g P U M a K σσ===由于钢轨为新轨，则33126113161232kg/m 59.0010148.993961059.0010174.0433910d d d d W W M MPa W M MPa W σσ⨯===⨯⨯===⨯由于钢轨为60，查表得=396cm ,=339cm 则钢轨动弯应力：轨底：1148.9951199.99[]311.54d t g MPa MPa σσσ+=+=<= 轨头：2174.0451225.04[]311.54d t g MPa MPa σσσ+=+=<=钢轨强度检算合格。
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路基上无缝线路课程设计——中和轨温及预留轨缝设计姓名：张小冬学号：09231123班级：土木0904学院：土木建筑工程学院时间：2012年6月9日目录一、简介————————————（1）二、设计参数——————————（2）三、设计内容——————————（5）四、设计总结—————————（13）五、参考文献—————————（14）六、程序设计—————————（14）一、简介（一）、无缝线路锁定轨温及预留轨缝简介无缝线路是当今轨道结构的一项重要新技术，是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路。
它是当今轨道结构的一项重要技术，是与重载、高速铁路相适应的新型轨道结构。
无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，世界各国竞相发展。
我国铁路无缝线路的发展，近年来在技术上有很大的进步，在数量上有较快增长。
无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著，在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。
这些优点在行车速度提高时尤为显著。
然而铺设无缝线路是有条件的，主要是考虑气候温度的影响，因为万物都有热胀冷缩的特点，对于无缝钢轨，温度的影响更为明显，只有选择适当的温度（我们称为锁定轨温），才能尽可能的避免这方面的伤害。
锁定轨温一般采用高于本地区的中间轨温。
（二）、设计的目的与意义中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）是无缝线路设计的关键问题，涉及《轨道工程》这门课的主要理论。
该设计目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论，自主练习，将所学知识用于实际的设计中，学以致用。
完成该课程设计的意义在于让所学的知识形成一个系统的体系，加固对知识的理解与应用，逐渐熟悉使用规范，设计手册和查阅参考资料，培养自身分析问题、解决问题和独立工作的能力。
（三）、设计任务（1）收集资料，综合分析。
通过专业书籍及相关学术期刊的学习，了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。
并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解。
（2）通过计算，确定路基上无缝线路的允许降温幅度。
（3）通过计算，确定路基上无缝线路的允许升温幅度。
（4）通过计算，确定中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）。
中和轨温确定是无缝线路设计的关键问题，涉及《铁路轨道》这门课的主要理论。
该设计的目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论（尤其是强度计算和温度力计算理论）。
（四）、本课程设计自选参数及自选计算软件自选参数：施工地点：深圳地区最小曲线半径：800m机车：韶山8(SS8)电力机车，Vmax=120 Km/h计算软件：microsoft visual c++ 6.0二、设计参数主要技术指标：深圳地区某段线路铺设无缝线路。
（一）、基本参数选取如下：表（1）（二）、具体参数如下各表：1、取正线轨道类型如下：表（2）2、钢轨断面尺寸特征如下：表（3）3、混凝土枕尺寸如下：表（4）4、轨枕扣件技术性能如下:表（5）5、附加速度系数如下：表（6）6、横向水平力系数f如下：表（7）7、深圳地区最高最、低及中间轨温如下：表（8）8、混凝土枕线路的初始弯曲如下：表（9）9、机车类型为: 韶山8(SS8)电力机车，设计速度取：Vmax=160km/h，机车参数如下：表（10）三、设计内容（一）、设计思路无缝线路中和轨温计算的主要思路如图：图中揭示了该设计的主要思路。
中和轨温应根据当地的轨温条件（max,min T T ）和轨道允许的升温幅度和降温幅度来确定。
因此确定轨道允许的升温幅度和降温幅度是设计的关键。
应根据无缝线路的设计原则来确定。
主要计算如下：1. 无缝线路钢轨强度检算（确定允许降温幅度）强度条件应使作用在钢轨上的各种应力总合不超过钢轨的允许应力[σ]：[]d t f σσσσ++≤式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），计算方法参见“轨道结构力学分析”一章；t σ——钢轨温度应力（Mpa ）；f σ——钢轨附加应力（Mpa ），如桥上的伸缩应力和挠曲应力、无缝道岔基本轨附加应力、列车制动等引起的附加应力等。
本设计只考虑路基上由制动引起的附加应力，可取10f Mpa σ=；[]σ——钢轨允许应力。
因此允许的降温幅度[]d t ∆可由下式计算[][]d fd t E σσσα--∆=轨温图T minT maxT av ∆t d∆t c允许温升允许温降kc d e t t t T T t ∆+∆-∆++=2][][2min max t e5 5中和轨温：式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），取拉应力计算值。
2. 据稳定性条件确定允许的升温幅度根据稳定性计算求得的允许温度压力[]P 后，可计算出允许的升温幅度[]c t ∆：[]2[]2f c P P t EF α-∆=式中：f P —— 附加压力，本设计可取为零（N ）。
[]P ——轨道允许的最大温度压力；根据无缝线路稳定性理论计算，采用“统一公式”[教材和参考文献1]。
3. 中和轨温确定根据图，中和轨温e t 计算如下：max min [][]22d ce k T T t t t t +∆-∆=+±∆ 4. 预留轨缝的计算 根据预留轨缝的原则，①冬季轨缝不应超过构造轨缝可得预留轨缝上限：()短长上λλ+-=g a a②夏季轨缝不顶紧可得预留轨缝下限：短长下λλ'+'=a 式中长λ、短λ——从锁定轨温至当地最低轨温时，长轨、短轨一端的缩短量长λ'、短λ'——从锁定轨温至当地最高轨温时，长轨、短轨一端的伸长量 ③无缝线路预留轨缝：2a a a 0下上+=（二）、计算过程1. 轨道结构静力计算：①计算最大静位移、弯矩和枕上压力： 当D=33000N/mm 、a=600mm 时，u=55.00MPaK=0.0011944mm-1当D=72000N/mm 、a=600mm 时，u=120.0MPa ;K=0.0014517mm -1②计算最大静位移、弯矩和枕上压力：对于SS8电力机车，转向架间距离超过5m ，故不考虑各转向架的互相影响。
各轮载及转向架各轴间距均相同，故只需取第一转向架进行计算。
第一个轮的计算)sin (cos 210i i kx n i i kx kx e P u k y i+=-=∑[]}{)9002944sin(0.0011)29000.0011944cos(110780055.029440.001190020.0011944⨯+⨯+⨯⨯=⨯-e =1.125772（mm ） )sin (cos 4110i i kx n i ikx kx e P k M i-=-=∑ []})9002944sin(0.0011-)90020.0011944cos(11078000.00119444190020.0011944{⨯⨯+⨯⨯=⨯-e =22121228（N ·m ）)sin (cos 210i i kx ni i kx kx e P ak R i +=-=∑[]})9002517sin(0.0014)90020.0014517cos(110780020.00145176009002 0.0014517{⨯+⨯+⨯⨯=⨯-e = 46002.913(N)③轨道强度检算 1、计算d M 、d y 、d R速度系数72.0100/120*6.01006.0===V α偏载系数15.075002.00002.0=⨯=∆=h β（未被平衡的超高一般不大于75mm ） 曲线半径R=800m 时，查表5-5可得横向水平力系数f =1.45故mm y y d 1052.2)1(0=++=βαmm N f M M d ⋅=++=95.59981709)1(0βα mm R R d 45.86025)1(0=++=βα2、轨枕检算（1）、轨下断面正弯矩检算m)18(KN m)(KN 703.9108150950250045.860250.18262'21⋅≤⋅=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-g d s g b e a R K M 满足要求（2）、中间断面负弯矩检算d s c Re l l a e a e l K M )23(4128431122+--+-=6-221045.86025)950225003(425005001295050089504250030.1⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯+⨯⨯-=m)18(KN m)(KN 145.8⋅≤⋅-=，满足要求1、道床顶面压应力检算0.5Mpa Mpa 4260.06.1117527545.86025'max <=⨯⨯==m be R d z σ，满足要求2、路基基床表面压应力检算)(4.19635cot 2275cot 21mm b h =︒==ϕ)(0.83935cot 21175cot 2'2mm e h =︒==ϕ现有道床厚度为450mm0.13Mpa 0.115Mpa 35tan 1175450245.86025tan '2<=︒⨯⨯⨯==ϕσhe R d L 满足要求3、钢轨强度检算60Kg/m 钢轨，当垂直磨耗为6mm 时，截面磨量W 底=375000mm 3,W 头=291000mm 3，故：轨底外缘拉应力a W M dMP 95.159==底底σ 轨头外缘压应力a W M dMP 12.206==头头σ 温度应力取σt =51MPa ，检算钢轨强度：轨底：σ底+σt +σf =159.95+51+10=220.95（MPa ）<[σ],满足要求 轨头：σ头+σt +σf =206.12+51+10=267.12（MPa ）<[σ],满足要求4，计算汇总根据以上计算结果，轨道各部件应力或弯矩都未超过标准允许值，轨道强度合格，结果汇总见下表：2. 中和轨温计算① 根据强度条件确定容许降温幅度[]s t ∆：允许应力[]a Ks352MP 3.1457===σσ钢轨附加应力af MP 10=σ钢轨弹性模量2/210000mm N E =线膨胀系数C /1018.15︒⨯=-α由之前计算得到的应力值： 轨底外缘拉应力a W M dMP 95.159==底底σ [][]C 47.73︒=--=∆ασσσE t cs 底② 根据稳定性条件确定容许升温幅度[]c t ∆：弹性初始弯曲矢度foe=2.5（mm ） 塑性初始弯曲矢度fop=2.5（mm ） 弹性初始弯曲半波长lo=4000（mm ）最小曲线半径R=800000（mm ）塑性初始弯曲半径mm f l R p8000008020==变形曲率40000011110=+='R R R 钢轨断面垂直轴惯性矩Iy=5240000（mm4）等效道床阻力通过查表内插取得：Q=7.25 N/mm ，由公式：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++=Q EI R EI R EI Q l y y y )ƒƒ(2)`2(`21oe 52222πππ可以求得：mm l 33.4490=，与mml 40000=相差较大，所以按下式重新计算其矢度：2020l f l f ee ⨯=' 得·15.380200mm f l f pe =='，重新计算得mm l 75.4554= 还是有较大出入，再次计算mmf e 24.30='，mm l 47.4563=再次计算mm f e 25.30='，mm l 65.4564= 所以由公式：'14)(2)(2345R l f f Q l f f EI P oe oe Y ++++=ππ 得P=2084948.465 N所以得轨道框架的允许温度压力 []N KPP 512.1603865== 所以由公式[][]αEF P P t fc 22-=∆，（f P 附加应力可取为0）得[]C 79.41︒=∆c t③ 计算中和轨温已知深圳地区最高轨温为58.7°C,最低轨温-0.2°C[]C 47.73︒=∆s t []C 79.41︒=∆c t由中和轨温计算公式 [][]k c s e t t t t t t ∆±∆-∆++=22min max 可以求得C 1.45︒=e t得施工温度区间应为： [40.1°C ，50.1°C]得如下轨温图：3. 预留轨缝计算① 长轨与标准轨之间预留轨缝设计：先假设锁定轨温为45.1℃，所以得最大温度力拉t P max =2.48tF ∆=2.48⨯7745⨯（45.1+0.2）=870104.28 NC2.0min ︒-=T max压t P max =2.48tF ∆=2.48⨯7745⨯（58.7-45.1）=261223.36 N接头阻力值P H 根据表7-3取为510000N ，易发现，压t P max 比接头阻力值还小，故轨道在夏季施工时不会因温度升高出现伸长，所以0='='短长λλ，同时根据公式可求得冬季施工时 长λ=()EFrP P H t 2max 2-拉=2.61mm短λ=EFrl EF l P P H t 82)(max 2--拉=2.04由构造轨缝mm a 18g =可求得：()mm a a 35.13g =+-=短长上λλmm a 0='+'=短长下λλ mm a a a 720=+=下上② 标准轨之间预留轨缝设计：mm a a 93.132g =⨯-=短上λmm a 02='⨯=短下λmm a a a 720=+=下上其余温度的预留轨缝：四、设计总结本设计根据所给工程资料对深圳某段无缝线路轨道的锁定轨温和预留轨缝进行了设计，在设计中主要参照课本上的知识进行参数选择和设计。