铁路轨道课程设计任务书-道铁10-普通无缝线路设计

华东交通大学

课程设计（论文）任务书

题目名称普通无缝线路设计

院（系）土木建筑学院

专业道路与铁道工程

班级道铁2010－1、2、3

2012年12 月31 日至2013 年 1 月4 日共1 周

指导教师: 张鹏飞

教研室主任: 李明华

设计任务书

一．设计题目： 普通无缝线路设计 二．设计资料：

线路铺设无缝线路区段，地区历年最高轨温为*℃,最低轨温为*℃（从《轨道工程》表7-2中任选一个城市，南方城市为宜，每人所选城市不得重复）；60kg/m 钢轨无缝线路，曲线半径R=600m （一班），R=1000m （二班），R=800m （三班）；轨枕：Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞（一班），Ⅱ型混凝土轨枕1840根/㎞（二班），Ⅲ型混凝土轨枕1667根/㎞（三班）；钢轨截面积F=77.45 cm 2

，钢轨惯性矩I=1048cm 4

,钢轨弹性模量E=2.1×105

MPa ，轨道原始弹性弯曲半波长0l =720cm,原始弹性弯曲矢度oe f =2.5mm ，原始塑性弯曲矢度op f =2.5mm ，轨道弯曲变形矢度f =2mm 。，轨道框架刚度系数 =1.0，等效道床阻力取0r =84.3N/cm 。

线路基本情况：

该线路位于XXX 线，自K110+000至K123+000 桥隧等建筑物位置如下表：

三、设计内容及要求 1、设计锁定轨温的确定 2、伸缩区长度计算 3、预留轨缝设计 4、防爬设备的布置

5、长轨节的长度，画长轨条布置图

6、无缝线路稳定性检算等。 四．参考文献：

1.《铁路轨道设计规范》（TB10082—2005 J448—2005）

2.《轨道工程》 五．完成文件与要求：

1．设计计算书 2．长轨条布置图。

设计计算书采用统一的封页和计算纸张，按要求填写好任务书，装订后再和图纸一起放入资料袋中。图纸统一采用A3纸张，计算机绘图或手工绘图，要求布局合理，线形粗细必须分明，标注的汉字和数字要字体统一、大小一致、详细清晰，图纸右下方需有绘图单位、比例和其他说明文字。图纸下方需标明设计者和审核者、设计时间、图名、图号、班级和学号等。

备注：除了选择题目一的18位同学，其余同学均做题目二。所选城市不能重复。

指导教师：张鹏飞

附1 无缝线路设计的步骤

计算步骤如下： ⑴温度压力的计算

根据《轨道设计规范》（TB10082—2005 J448—2005）的公式计算温度压力 计算公式

根据假设，用势能驻值原理导出如下基本公式：

2

3

3

22

2

)11

(

4

4l

R

R f f r πl l f f EI P oe oe

W +

+

+++=

π

πβ

f

wt r EI f f wt r w w l

-⋅-++=

3

2

3

2

2

4)4(

π

π

βπ

，

式中 )4

('

32R

t EI w ππβ+

=；

'

1

11R R

R

+

=

；

W

P —计算两根钢轨温度压力（N ）；

E —钢轨弹性模量，为2.1×105MPa ；

I

—两根钢轨对竖直中和轴线的惯性矩，

50kg/m 钢轨

I

=2×377=754cm 4

75kg/m 钢轨

I

=2×665=1330cm 4

β—轨道框架刚度系数，采用1.0；

l —轨道弯曲半波长（cm ）

； 0l —轨道原始弹性弯曲半波长（cm ）

； oe

f —轨道原始弹性弯曲矢度（cm ）；

t —轨道原始弹性弯曲的相对曲率矢度（1

-cm ），2

0l

f t e =

，

t 为常量，其值根据无缝线路现场调查资料统计分析确定； 0

1R —轨道原始塑性弯曲曲率（1

-cm ）；01R =

2

8l f op

f —轨道弯曲变形矢度，采用0.2cm ； R

—曲线轨道半径（cm ）；

0r —等效道床横向阻力；

n

n f

c c f c q r 21002

4

π

π

+

-

=

式中， 0q —道床初始阻力常数（N/cm ）；

1c 和2c —道床塑性系数，单位分别为N/ cm 2和N/ cm 1+n ； n c —积分常数； ⑵轨道稳定性允许温度压力[]P

[]1

K P P W =

式中 W P —轨道稳定性计算温度压力（N ），按式（6-4）计算。 1K —安全系数，一般取1K =1.25～1.3。

⑶ 轨道稳定性允许温升[]c T ∆

对于路基上无缝线路 [][]

F

E P T c α2=

∆

式中 F —钢轨断面面积,

50kg/m 钢轨 8.65=F cm 2

75kg/m 钢轨 037.95=F cm 2 ⑷ 根据强度条件确定允许温降[]d T ∆

钢轨的强度条件是要求轨头急轨底的边缘荷载应力的最大可能值，不超过钢轨的屈服强度除以一定的安全系数所得出的容许应力。其表达式如下：

轨头 []2

K s f

t d σσσ

σσ=

≤++头

轨底 []2

K s f

t d σσσ

σσ=

≤++底

式中 d 头σ—轨头边缘荷载应力的最大可能值； d 底σ—轨底边缘荷载应力的最大可能值； t σ—无缝线路钢轨温度应力； f σ—钢轨附加应力，取10MPa ；

s σ—经标准拉伸试验所得出的钢轨钢屈服强度，根据

国家钢轨钢试验资料统计分析结果，按极限强度

b σ的不同等级，s σ的取值不同；

2K —安全系数，新钢轨25.12=K ，铝热焊及再用轨

3.12=K ～1.35。

计算式为：

[][]α

σ

σσE T f

d

d --=

∆

式中 d σ—钢轨动弯应力，取轨底的应力，本设计中取值为128~145MPa ；

f σ—钢轨附加应力，取10MPa ； E —钢轨钢的弹性模量，为MPa 5101.2⨯； α—钢轨的线膨胀系数，取/1018.15-⨯℃。 ⑸设计锁定轨温计算

[][]

k c d e T T T T T T ∆±∆-∆+

+=

2

2

min

max