铁道工程课程设计

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64
各种类型钢轨截面惯性矩与截面系数
——2轨底
——1轨头
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65
钢轨重量 钢轨长度
12.5
25
75 34.5 41.5
温度应力 Mpa
60
50
43
42.5
50
43
51
60
70
无缝线路的温度应力
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66
步骤3:轨枕压力计算
• 计算刚比系数
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轨枕弯矩计算所采用的D值
• 采用不同的D值
• 原因：对钢轨有垫板，
3、过渡板法
• 注意：①由于列车荷载更大，速度更快，过渡 段将更长更厚，这对过渡板的受力非常不利， 一旦破损，更换将及其困难。②该处理方法对 轨道刚度均匀过渡有利，但不能减少路堤及地 基沉降，必须配以其他处理措施才能有效控制 由此引起的轨面弯折变形。
我国过渡段的处理措施
1、路桥过渡段
图2－44 普通铁路过渡段
• 对轨枕道床无垫板
• 具体数值：P混2凝0土1轨表枕6轨-道2的D值
轨枕和垫板类型
特重型、重型
钢轨
轨枕、道床及基床
次重型、普通型
钢轨
轨枕、道床及基床
混凝土枕，橡胶垫板 30000
70000
22000
42000
宽轨枕，橡胶垫板 50000
120000
－
－
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计算轮位
计算值
1
2
*
1 115000
0 0 1 115000 115000 1800 2.268 -0.0255 -2932
另一种是在生产实际中大量遇到的情况，已知钢轨的类型和 道岔号数、导曲线半径、转辙器类型、辙叉类型及长度，来 计算道岔布置总图。 ➢ 单开道岔总图计算，包括以下几项主要内容：道岔主要尺 寸计算、配轨计算、导曲线支距的计算、各部分轨距的计 算、岔枕布置、绘制道岔布置总图、提出材料数量表。
道岔主要尺寸
导曲线支距计算
导曲线后插直线长 （校核）
（三）辙叉和护轨部分的间隔尺寸
辙叉及护轨部分 需要确定的间隔 尺寸主要是：
辙叉咽喉 轮缘槽宽
查照间隔
D1及D2
护轨轮缘 槽宽
翼轨轮缘 槽宽
辙叉有害 空间
42
1. 辙叉咽喉轮缘槽宽
2. 查照间隔 D1及D2
D1（护轨作用边至心轨作用边的查照间距 ） 应保证
增加轨道刚度
增加路基刚度
Use of Hot Mix Asphalt
Use of cantilevered slab
三、路桥过渡段的工程措施
工程上常用的措施:
1.在轨道刚度较小一侧增大路基基床的垂向刚度 ，以减少路基的沉降。
2.在轨道刚度较小一侧增大轨道的垂向刚度。 3.在轨道刚度较大一侧降低轨道的垂向刚度。 4.改进桥头路面结构。
曲线型辙叉
（一）单开道岔轨
单开道岔，轨距加宽的部位：
基本轨前接头处轨距S1； 尖轨尖端轨距S0； 尖轨跟端直股及侧股轨距Sh；
标准道岔各部位的轨距尺寸（mm）
S
（二）道岔各部分轨距加宽递减
尖轨尖端轨距加宽：
允许速度不大于120km／h的道岔按不大于6‰的递 减率递减至基本轨接头。直尖轨在全长范围内均匀 递减，曲尖轨按标准图或设计图办理。
（二）导曲线支距
单开道岔，以直股基本轨工用边为横坐标轴，导曲线上 各点距此轴的垂直距离称为导曲线支距。
导曲线支距按道岔标准图或设计图设置，在曲导轨与基 本轨工作边之间测量，可根据需要设置6mm的超高， 并在导曲线范围内按不大于2‰顺坡。
导曲线支距正确与否对保证导曲线的圆顺起着十分重要 的作用。
*
71
道床顶面应力检算：
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72
路基顶面应力计算
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课程设计4
铁路会让车站与高铁车站设置
会让车站设置在单线铁路上
• 1．作业： 主要办理列车的到发、会车、让车，仅办理
少量的客货运业务 • 2．设备：
到发线，通信、信号设备及旅客乘降、办公 房屋
会让站：设置在单线铁路上
• （1）横列式会让站：设一条到发线时
200公里客货共线铁路过渡段
200～250公里新建客运专线过渡段
2、路堤与横向结构物的过渡段
客货共线铁路路堤与横向结构物过渡段
课程设计2
铁路轨道单开道岔几何设计与布置
侧线 主线 侧线
单开道岔
我国90％以上为单开道岔
图中，a,b为道岔的前长和后长，为辙叉角
道岔号数（辙叉号数） The number of turnout
O 道岔中心 辙叉角 R 导曲线半径
道岔中心
需要计算的尺寸如下：
道岔前长a（道岔前轨缝中心到道岔中心的距离），道岔后 长b（道岔中心到道岔后轨缝中心的距离）－－施工重要尺 寸（定出道岔的位置、长度）
道岔理论全长Lt（尖轨理论尖端至辙叉理论尖端的距离）
道岔实际全长LQ（道岔前后轨缝中心之间的距离）
计算图示
*
图6-20 DF4内燃机车轴距和轮载59
步骤1、静力计算
计算刚比系数
1000000/1760＝570mm
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60
机车车辆图
1800 mm
1800 mm
>12000 mm
1800 mm
1800 mm
*
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步骤2：列表计算
计算轮位
计算值
1
2 *
1
115000 0 0 1
115000 115000 1800 2.124 -0.1645 -18922
《铁路线路修理规则 》规定：标准为 42mm。侧向轨距为 1441mm时，侧向轮 缘槽标准宽度为 48mm，容许误差为 +3、-1mm。
47
4.辙叉翼轨平直段轮缘槽宽
为使具有最小轮背内侧距的轮对自由通过辙叉 的平直段，应有 ：
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5.有害空间
单开道岔的总布置图
道岔设计一般分为两种
一种是给出钢轨的类型、侧向容许通过速度、机车的类型等 条件进行道岔的设计。
配轨时应考虑如下一些原则：
转撤器及辙叉的左右基本轨长度，应尽可能一致，以减少基 本轨备件的数量，并有利于左右开道岔的互换；
连接部分的钢轨不宜过短，小号码道岔一般不小于4.5m，大 号码道岔不小于6.25；
配轨时应保证对接接头，尽量使岔枕布置不发生困难，同时 要考虑安装轨道电路绝缘接头的可能性；
轮位
2 115000
1800 2.628 -0.0255 -2932 115000
0 0 1 115000
3 115000
3600 5.256 -0.00224 -258 115000 1800 2.268 -0.0255 -2932
111810
109136 69
计算轨枕上动压力
（N ）
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计算轨枕弯矩
导曲线后插直线长K（当R为已知时）或导曲线外轨半径 R （当 K已知时）
导曲线后插直线段K是为了减少车辆对辙叉的冲击作用， 避免车轮与辙叉前接头相撞，而使辙叉两侧的护轨完全 铺设在直线上。
道岔的配轨
一组单开道岔，除转辙器、辙叉及护轨外，一般有8根 连接轨，分4股，每股2根。所谓配轨就是计算这8根钢 轨的长度并确定其接头的位置。
充分利用整轨、缩短轨、整轨的整分数倍的短轨，做到少锯 切，少废弃，选用钢轨利用较高的方案。
课程设计3
铁路轨道强度计算与分析
——准静态计算方法
1、计算资料 (1)重型轨道结构组成
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； 道床：碎石道碴，面碴25cm，垫碴20cm； 路基：砂粘土； 钢轨* 支点弹性系数D：检算钢轨强度时， 58
（1）高速车场与既有站在同一平面并列合设
课程设计5
铁路信号设置目的及其功能特点
3、分类： 按人体感官辨别不同分 (1)视觉信号：信号机，机车信号，信号旗、牌，火炬等 ；
(2)听觉信号：号角、响墩、机车鸣笛等 。
按设置位置分 (1)固定信号：臂板信号机、色灯信号机（一般设在线路左侧）、机车信号 (2)移动信号：信号牌、信号旗。
高速铁路车站
1.高速站与既有站分设的布置图 （1）高速越行站：办理中速旅客列车待避高速旅 客列车。
正线Ⅰ、Ⅱ办理高速列车通过，到发线3、4办理中速列车待避
1.高速站与既有站分设的布置 图
（2）高速中间站：
1.高速站与既有站分设的布置 图
（3）始发、终到站：
（4）高速通过站：
2.高速站与既有站合设的布置 图
• 日本新干线的路桥 过渡段设置措施
• 德国高速铁路的 路桥过渡措施
1、加筋土法
国外常用的方法
2、碎石类优质材料填筑法
• 日本 • 德国
使用力学性能较好的轻型材料（如EPS，人工气泡混凝土等） 填筑过渡段是近年国内外研究开发和应用的一种减轻结构物自 重的工艺方法。该法可显著减少台背填料自身的压缩变形，降 低对地基竖向加载作用及对桥台结构的水平土压力，使地基变 形减小，并可与地基处理进行综合考虑，降低地基处理费用， 减小地基处理范围和缩短施工工期。
调车线、牵出线：用于车列解体和编组并存放车辆的线路。 岔线：在区间或站内接轨，通向路内、外单位的专用线路。 站内指定用途的其他线路主要有机车走行线、机待线、车辆站修线、 驼峰迂回线及驼峰禁溜线等
Ⅱ－正线；1，3－到发线；5，6，7，8－调车线；9，10－站修线； 11，13－牵出线；12－货物线；机1－机车走行线。
铁道工程课程设计
铁道工程桥隧路基过渡段设计方法
一、主要存在问题
• 受到列车荷载影响较大的范围内(基床以上部分) 线路结构抵抗变形能力差异，即轨道综合模量( 刚度)平顺过渡的问题(舒适度问题) ；
• 刚性桥台与土工结构的柔性路基间工后沉降差引 起轨面弯折的限值问题。
二、过渡段设置目的
1、使线路刚度逐渐变化，将台阶式跳跃沉降变为连续的 斜坡式沉降，以达到降低列车与线路的振动，减缓线路结 构的变形，保证列车安全、舒适、高效运行的目的。 2、过渡段长度、刚度如何匹配等国内外均没明确的结论 ，过渡段长度从0～60m不等。
二、固定信号机设置：
固定信号机按结构：分为臂板信号机、色灯信号机 几种主要信号机的设置：
1. 尖轨的最小轮缘槽宽 tmin
36
直线尖轨:跟端轮缘槽 跟端支距:
2. 尖轨动程d0
尖轨动程为尖轨尖端非作用边与基本轨作用边之间 的摆动幅度，规定在距尖轨尖端380mm的第一根连 杆中心处量取。
《铁路线路修理规则》规定：尖轨在第一连接杆处 的最小动程，直尖轨为142mm，曲尖轨为152mm， AT型弹性可弯尖轨12号普通道岔为180 mm，提速 道岔为160 mm；18号道岔允许速度大于160km／h 时，为160mm，否则为160mm或180mm；
N = cot
辙叉（道岔）号数越大，辙叉角越小，固定辙叉的有害空间越大。道岔号数越 大，允许列车通过的侧向过岔速度越高。在高速铁路上，为了获得更高的侧向 过岔速度，需要采用大号码道岔。
辙叉部分
有害空间 辙叉角 辙叉咽喉 辙叉趾距 辙叉跟距
辙叉类型
从平面上看：
直线辙叉和曲线辙叉
直线型辙叉
会让站：设置在单线铁路上
• （2）横列式会让站： 设二条到发线时
会让站：设置在单线铁路上
（3）纵列式会让站
特点：两到发线纵向排列，并向逆运转方向错移一个 货物列车到发线的有效长度。
车站线路种类
车站应设有正线，根据车站作业的需要还需配置各种用途的站线。 正线：连接区间并贯穿或直股伸入车站的线路。 段管线：铁路机务段、车辆段、工务段、电务段等专用并管理的线路。 特定用途线：为保证安全而设置的安全线和避难线。 站线包括了到发线、牵出线、调车线、货物线及站内指定用途的其他线 。 到发线：供接发旅客和货物列车的线路。 货物线：用于货物装卸作业的货车停留线路。
对口道岔尖轨尖来自百度文库轨距递减：
两尖轨尖端距离小于6m时 两尖轨尖端距离大于6m时 道岔前端与另—道岔后端相连时，允许速度不大于
120km／h的线路
二、道岔各部分间隔尺寸 北京交通大学轨道教研室
（一）转辙器部分的间隔尺寸
保证在最不利的条件下，即轮对一侧 的车轮轮缘紧 贴直股尖轨，另一侧 车轮轮缘能顺利通过而不撞击
轮位
2 115000 1800 2.124 -0.1645 -18922 115000
0 0 1 115000
3
115000 3600 4.248 0.0064 733 115000 1800 2.124 -0.1645 -18922
96812 77157
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钢轨弯矩
准静态计算
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检算钢轨动弯应力
车轮轮对在最不利的条件下，最大轮对一侧轮缘受护 轨的引导，而另一侧轮缘不撞击辙叉心。
44
查照间隔 D2：护轨作用边至翼轨作用边的
查照间隔
D2 ：保证最小车轮通过时不被楔住 。
D1、D2尺寸涉及到 车轮是否安全通过 或撞击叉心问题， 必须加以保证，每 次都要检查，因此 称“查照间隔”。
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3. 护轨轮缘槽的宽和长