第七讲 轨道结构受力计算7

式中 P1 — —外轨或内轨上的轮载
– 横向水平力系数f
概念：考虑横向水平力和偏心竖直力联合作用 下，使钢轨承受横向水平弯曲，由此引起轨头 及轨底的边缘弯曲应力增大而引入的系数，它 等于钢轨底部外缘弯曲应力与中心应力的比值。 实测资料统计所得横向水平力系数如下表
线路平面 直线 800以上 横向水平 1.25 1.45 力系数
– 速度系数α
它是动载增量与静轮重之比。 它与轨道状态、机车类型等有关。 经验采用的速度系数如下表
– 偏载系数β
概念：由于存在未被平衡的超高（欠超高或余 超高），产生偏载，使外轨或内轨轮载增加， 其增量与静轮载的比值称为偏载系数。 计算公式
P1 − P0 β = P0 P0 — —静轮载
二、轨道结构的受力情况
– 竖向力
静轮重 附加动压力
– 横向力
蛇行运动产生的周期性横向力 曲线上车轮导向力 未被平衡的离心力
– 纵向水平力
列车起动、制动时产生的纵向水平力 坡道上列车重力的分力 爬行力 温度力 注：温度力对无缝线路的稳定性至关重要。
三、轨道结构竖向受力基本假设
– 轨道和机车车辆均处于良好状态 – 钢轨视为支承在弹性基础上的等截面无限 长梁，轨枕视为短梁 – 轮载对称，且两股钢轨荷载相等 – 基础刚度均匀且对称于轨道中心线
第七讲 轨道结构受力计算7-1
前讲回顾
– 曲线轨距加宽的原因 – 曲线轨距加宽的确定原则
以车辆条件为计算依据 以机车条件为检算依据
– 曲线外轨超高的原因及如何设置 – 缓和曲线的长度确定
保证行车安全 满足旅客舒适度要求
本讲主要内容
– 轨道结构力学分析的主要内容 – 轨道结构的受力情况 – 轨道结构受力的基本假设和计算模型 – 轨道动力响应的准静态计算
曲线半径(m) 600 500 400 300 1.60 1.70 1.80 2.00
– 准静态计算公式
钢轨动挠度yd： yd＝y j (1 + α + β ) 钢轨动弯矩M d： M d = M j (1 + α + β ) ⋅ f 枕上动压力Rd： Rd = R j (1 + α + β ) 式中 yj、Mj、Rj分别为钢轨的静挠度、 静弯矩和静压力。
一、轨道结构力学分析的主要内容
– 应用力学的基本理论，结合轮轨相互作用的原理， 分析轨道在机车车辆不同运营条件下所发生的动 态行为，即它的内力和变形分布 – 对主要部件进行强度检算，以加强轨道的薄弱环 节，优化轨道工作状态，提高轨道承载能力，最 大限度地发挥既有轨道的潜能，尽可能少的投入 取得尽可能高的经济效益。
本讲习题
– 轨道结构的计算模型有哪些？ – 轨道基本力学参数有哪些？ – 轨道动力响应的准静态计算是如何计算的？
四、计算模型
– 点支承模型（a） – 连续支承模型（Байду номын сангаас）
五、轨道基本力学参数
– 钢轨抗弯刚度EI – 钢轨支座刚度D – 道床系数C – 钢轨基础弹性模量u – 刚比系数k – 轨道刚度Kt
六、轨道动力响应的准静态计算
– 计算方法：由于机车车辆的振动作用，作 用在钢轨上动荷载要大于静荷载，引起动 力增值的主要因素是行车速度、钢轨偏载 和列车通过曲线的横向力，分别用速度系 数、偏载系数和横向水平力系数加以考虑， 统称为荷载系数。