鐵路線路大修與橋上無(wú)縫線路技術(shù)設(shè)計(jì)

1、目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 鐵路線路大修11.2 橋上無(wú)縫線路2第2章 鐵路線路大修及計(jì)算機(jī)編程設(shè)計(jì)32.1 大修概述32.1.1 鐵路大修基本任務(wù)32.1.2 大修要求及規(guī)則32.1.3 線路大修技術(shù)設(shè)計(jì)32.1.4 鐵路線路大修地段的原始資料42.1.5 根據(jù)運(yùn)營(yíng)條件選擇上部建筑類型52.2 軌道強(qiáng)度檢算52.2.1 強(qiáng)度檢算理論及使用條件52.2.2軌道強(qiáng)度檢算方法72.2.3軌道強(qiáng)度檢算結(jié)果142.3鐵路線路大修平面改善設(shè)計(jì)182.3.1 平面設(shè)計(jì)原則182.3.2 既有曲線的測(cè)量192.3.3 漸伸線原理及其應(yīng)用202.3.4 既有線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算232.3.

2、5 設(shè)計(jì)曲線半徑與緩和曲線長(zhǎng)度的選配262.3.6 計(jì)算設(shè)計(jì)曲線中點(diǎn)及各主點(diǎn)里程272.3.7 設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算282.3.8 計(jì)算撥距282.3.9 線路大修平面曲線計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)282.4鐵路線路大修縱斷面改善設(shè)計(jì)432.4.1 縱斷面設(shè)計(jì)的原則及技術(shù)條件432.4.2 縱斷面設(shè)計(jì)原理432.4.3 縱斷面設(shè)計(jì)的方法和步驟472.4.4 線路大修縱斷面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)48第3章 無(wú)縫線路技術(shù)設(shè)計(jì)493.1 路基無(wú)縫線路技術(shù)設(shè)計(jì)493.1.1路基無(wú)縫線路意義及內(nèi)容493.1.2 無(wú)縫線路軌道穩(wěn)定性計(jì)算493.1.3 鎖定軌溫的確定523.1.4 路基無(wú)縫線路軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算583.2橋上

3、無(wú)縫線路技術(shù)設(shè)計(jì)623.2.1橋上無(wú)縫線路設(shè)計(jì)原則及內(nèi)容623.2.2橋上無(wú)縫線路伸縮附加力計(jì)算663.2.3橋上無(wú)縫線路撓曲附加力計(jì)算693.2.4橋上無(wú)縫線路強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算733.2.5橋上無(wú)縫線路鎖定軌溫的確定753.2.6 橋上無(wú)縫線路斷縫檢算763.2.7橋上無(wú)縫線路墩臺(tái)偏心檢算77結(jié)論82結(jié)束語(yǔ)83附錄1 XX線K110+000至K126+450線路大修設(shè)計(jì) 縱斷面改善設(shè)計(jì)圖84附錄1 英文翻譯85英文原文85 中文譯文91ii畢業(yè)設(shè)計(jì)論文II摘要 無(wú)縫線路是鐵路現(xiàn)代化標(biāo)志之一，它具有行車平穩(wěn)，旅客舒適，同時(shí)機(jī)動(dòng)車輛和軌道的維修費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著線路客貨運(yùn)量和行車速度

4、的不斷提高，列車軸重的增加，無(wú)縫線路已經(jīng)成為高速、重載鐵路的必選軌道結(jié)構(gòu)，也是我國(guó)鐵路線路的主要發(fā)展方向。線路經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)，線路平縱斷面會(huì)發(fā)生變化。因此，要對(duì)現(xiàn)有的平縱斷面進(jìn)行勘測(cè)，并根據(jù)勘測(cè)資料，對(duì)線路平縱斷面進(jìn)行改善設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)利用Auto CAD及Excel，對(duì)線路大修地段進(jìn)行了平面、縱斷面改善設(shè)計(jì)，并繪制了線路大修縱斷面改善設(shè)計(jì)圖；通過(guò)對(duì)軌道結(jié)構(gòu)類型選擇、軌道強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算，進(jìn)而對(duì)路基上無(wú)縫線路進(jìn)行設(shè)計(jì)；通過(guò)計(jì)算橋上無(wú)縫線路鋼軌伸縮附加力和撓曲附加力，設(shè)計(jì)了一座中跨度鋼橋上的無(wú)縫線路，并繪制了無(wú)縫線路長(zhǎng)軌節(jié)布置圖。最后對(duì)線路大修工作做了專題研究。關(guān)鍵詞：線路大修；無(wú)縫線路；軌道強(qiáng)度

5、； 穩(wěn)定性； 附加力； 鎖定軌溫；平縱斷面設(shè)計(jì)；橋上無(wú)縫線路Abstract CWR is one hallmark of the railway modernization, it has some advantages such as smooth running, comfortable and length of service life. With the increasing of driving speed, passenger capacity and cargo carrying capacity, and increasing of axial load, CWR has

6、been a firstly chosen-tract construction of high-speed and heavy-load track ,so interregional CWR has been trend of rail track development in China Lin after long-term operation ,line profile will change .Therefore ,the existing profile have been investigated, under investigation, the line profile i

7、s to improve. This project improves the track's plan and profile design of track renewal on the railway with the help of Auto CAD and Excel ,moreover ,it draws the track's strength and stability, then designs the CWR on the roadbed ,by calculating expansion forces and flexibility forces in t

8、he rails on the bridge, designing the CWR on a medium span steel bridge, and it draws the plan of long section of track layout of CWR .Finally the work of track renewal dome a special study.Keywords: track renewal CWR track strength stability additional force Fastening-down temperature Plane and pro

9、file design CWR track on bridge第1章 緒論1.1 鐵路線路大修 鐵路線路大修的必要性：傳統(tǒng)的鐵道線路結(jié)構(gòu)是采用力學(xué)性能不同的材料組成。它是把鋼軌與軌枕組成的軌排浮裝在堆放于土質(zhì)路基上的有松散顆粒做成的道床之上而構(gòu)成的長(zhǎng)大帶狀工程結(jié)構(gòu)物。組合性和散體性是這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)工作特征。而線路又是專供列車以一定速度行駛于其上的工程結(jié)構(gòu)物。其所承受的機(jī)車車輛荷載的隨機(jī)性和重復(fù)性則是它的另一個(gè)工作特征。認(rèn)識(shí)到這些特征，就不難理解線路產(chǎn)生殘余變形的不可避免性，以及進(jìn)行線路維修和定期修理的必要性。 線路不同于橋梁、房屋等工程結(jié)構(gòu)物，在機(jī)車車輛動(dòng)力作用下，在風(fēng)沙雨雪和溫度變化等自然因

10、素侵蝕影響下，它不僅發(fā)生彈性變形，并且經(jīng)常不斷地產(chǎn)生殘余變形。這種殘余變形的存在，不僅影響列車的高速和平穩(wěn)運(yùn)行，并且使這種變形積累到一定程度后，將大大削弱和降低線路的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)將威脅行車的安全。對(duì)目前的線路結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生不均勻的殘余變形及其積累是無(wú)法避免的。人們只能設(shè)法延緩它的發(fā)展，通過(guò)線路維修把它限制在一定范圍之內(nèi)，但不能完全消除。為保證列車的正常運(yùn)行，線路必須經(jīng)常保持規(guī)定的技術(shù)完好狀態(tài)，一旦這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被突破，靠線路維修又不能完全防止上述破壞現(xiàn)象的發(fā)生，線路各組成部件的疲勞與磨耗傷損，以及道床臟污程度等到達(dá)了規(guī)定的限度以至于不能繼續(xù)使用時(shí)，就必須進(jìn)行線路大修來(lái)修復(fù)軌道的承載能力。

11、另一方面，隨著鐵路運(yùn)量的增長(zhǎng)，列車平均軸載的增加，行車速度的提高，以及新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用，需要強(qiáng)化或更新線路設(shè)備時(shí)，也必須由線路大修去完成。鐵路大修的性質(zhì)與目的：鐵路線路是鐵路的主要技術(shù)裝備之一，是行車的基礎(chǔ)。線路設(shè)備在經(jīng)常不斷的運(yùn)輸過(guò)程中，或者說(shuō)在輪軌相互作用過(guò)程中在逐漸消耗。為了保障鐵道線路的安全、平穩(wěn)和不間斷的運(yùn)輸，保持線路設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)輸需要及線路設(shè)備損耗規(guī)律，周期性地、有計(jì)劃地對(duì)損耗部分加以修理和更新，使之恢復(fù)到原來(lái)的形態(tài)或更新的形態(tài)，是線路設(shè)備大修的根本任務(wù)。實(shí)踐表明，線路大修是提高線路設(shè)備質(zhì)量，增強(qiáng)線路強(qiáng)度和穩(wěn)定性，適應(yīng)鐵路運(yùn)輸不斷增長(zhǎng)需要的根本措施。為此，

12、深入了解線路設(shè)備的使用狀況，全面規(guī)劃、正確選擇大修對(duì)象，適時(shí)超前于需要，合理制定大修計(jì)劃，精心設(shè)計(jì)、精心施工，既要滿足運(yùn)輸需要，又要節(jié)省投資，以期獲得最大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)利益，是鐵路工務(wù)部門一項(xiàng)重要任務(wù)，其意義是非常重大的。我國(guó)鐵路將線路設(shè)備大修分為線路大修（以公里計(jì)）和線路中修（以公里計(jì)）兩類，本設(shè)計(jì)中為線路大修，即線路上原鋪鋼軌疲勞傷損，輕型鋼軌不符合要求，已不能適應(yīng)近期發(fā)展需要，必須全面更換鋼軌。線路大修時(shí)，采用無(wú)縫線路軌道形式，按施工階段，分別列鋪設(shè)無(wú)縫線路前期工程和鋪設(shè)無(wú)縫線路。線路大修工程數(shù)量，以鋪換新鋼軌長(zhǎng)度為準(zhǔn)。無(wú)縫線路必須在近期完成的前期工程地段上鋪設(shè)，特殊情況下也可以在近期完成的

13、線路換軌大修地段上鋪設(shè)。換下的鋼軌可作為新鋼軌繼續(xù)使用。線路大修分為 ：l 線路換軌大修l 鋪設(shè)無(wú)縫線路前期工程l 鋪設(shè)無(wú)縫線路在本設(shè)計(jì)中進(jìn)行的主要內(nèi)容有：1. 根據(jù)運(yùn)營(yíng)條件選擇上部建筑類型，重新選擇軌道類型，軌枕類型和道床類型2. 進(jìn)行鋼軌強(qiáng)度檢算，確定最大溫降幅值。3. 根據(jù)無(wú)縫線路穩(wěn)定性理論及方法，檢算軌道穩(wěn)定性，確定無(wú)縫線路最大允許溫升幅值，最終確定鎖定軌溫。4. 對(duì)給定的九條曲線進(jìn)行平斷面改善設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)給定區(qū)段進(jìn)行縱斷面改善設(shè)計(jì)，并繪制縱斷面改善設(shè)計(jì)圖。1.2 橋上無(wú)縫線路橋上無(wú)縫線路特點(diǎn)：橋上無(wú)縫線路與路基無(wú)縫線路有所不同。鋼軌不僅受到列車動(dòng)載、溫度力和制動(dòng)力等的作用，還會(huì)產(chǎn)生伸

14、縮附加力和撓曲附加力。l 因溫度變化梁伸縮引起的相互作用力，叫伸縮力；l 因列車荷載量的撓曲而引起的相互作用力，叫撓曲力。因此，在橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路，為保證安全，必須考慮上述各種力的聯(lián)合作用，使鋼軌的強(qiáng)度和軌道的穩(wěn)定性能夠得到保證，同時(shí)還必須考慮這些力對(duì)于橋梁和墩臺(tái)的影響。此外，如果在橋上發(fā)生斷軌，橋跨結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生斷軌力。研究橋上無(wú)縫線路的目的就是要通過(guò)對(duì)梁軌相互作用的分析，求得梁的位移分布、鋼軌的位移和縱向附加力的分布、墩臺(tái)受力和墩臺(tái)頂面位移，從而在各種最不利的組合下，對(duì)鋼軌和墩臺(tái)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性檢算，并通過(guò)橋上無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取必要措施，設(shè)法減小這些附加縱向力的作用，從而確保橋上無(wú)縫線路的

15、運(yùn)營(yíng)安全。鋪設(shè)橋上無(wú)縫線路的作用：在橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路，可以減小列車動(dòng)力作用，改善橋梁運(yùn)營(yíng)條件，減少軌道維修工作量，延長(zhǎng)軌道部件和橋梁的使用壽命。在國(guó)外，20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始研究和鋪設(shè)橋上無(wú)縫線路。我國(guó)從1963年開始，先后在跨度為16-32m的無(wú)碴橋及有碴橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路。通過(guò)數(shù)十年的研究和探索，逐步建立了橋上無(wú)縫線路伸縮力、撓曲力的計(jì)算原理和計(jì)算方法，為我國(guó)在橋上鋪設(shè)全區(qū)間和跨區(qū)間無(wú)縫線路奠定了基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)是對(duì)一座中等跨度橋梁上的無(wú)縫線路進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，主要包括：1. 鋼軌強(qiáng)度檢算。包括鋼軌伸縮附加力計(jì)算和撓曲附加力計(jì)算。鋼軌在動(dòng)應(yīng)力、溫度應(yīng)力和附加應(yīng)力的作用下，不超過(guò)鋼軌的容許應(yīng)力

16、；2. 軌道穩(wěn)定性計(jì)算。即鋼軌在溫度力和附加力的作用下，滿足穩(wěn)定性的要求；3. 鎖定軌溫的確定。在開始設(shè)計(jì)時(shí)先假定鎖定軌溫范圍，然后根據(jù)強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖區(qū)軌縫設(shè)置的要求來(lái)確定最后的鎖定軌溫；4. 鋼軌斷縫檢算。橋上無(wú)縫線路焊接長(zhǎng)軌一旦斷裂后形成的斷縫以及由于伸縮附加拉力產(chǎn)生的鋼軌縮短量疊加起來(lái)，需小于鋼軌斷縫允許值；5. 墩臺(tái)穩(wěn)定性檢算。將鋼軌施加于墩臺(tái)支座上的斷軌力、伸縮附加力、撓曲附加力和制動(dòng)力等通過(guò)各種不利的組合，檢算墩臺(tái)的穩(wěn)定性。第2章 鐵路線路大修及計(jì)算機(jī)編程設(shè)計(jì)2.1 大修概述2.1.1 鐵路大修基本任務(wù)線路大修的基本任務(wù)是：根據(jù)運(yùn)輸需要及線路的損耗規(guī)律，周期性地、有計(jì)劃地對(duì)損耗

17、部件進(jìn)行更新和修理，恢復(fù)與增強(qiáng)軌道的承載能力，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，線路大修通常取決于鋼軌傷損的發(fā)展情況，以全面更換新軌為主要標(biāo)志。鐵路線路設(shè)備大修應(yīng)貫徹的原則l 運(yùn)營(yíng)條件匹配l 軌道結(jié)構(gòu)等強(qiáng)l 修理周期合理l 線路質(zhì)量均衡l 全面規(guī)劃，適當(dāng)超前。2.1.2 大修要求及規(guī)則鐵路線路設(shè)備大修必須有正常的工作條件，應(yīng)設(shè)置大修設(shè)計(jì)和施工專業(yè)隊(duì)伍，裝備必要的施工機(jī)械和工程運(yùn)輸車輛，在列車運(yùn)行圖中，安排施工“天窗”，同時(shí)應(yīng)密切各有關(guān)部門的協(xié)作配合，為大修的正常進(jìn)行創(chuàng)造條件。線路設(shè)備大修必須加強(qiáng)管理，積極發(fā)展施工機(jī)械化，采用新技術(shù)，改革施工方法，開展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，不斷提高職工素質(zhì)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和施工質(zhì)量，降

18、低成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善職工生活條件。線路大修，必須嚴(yán)格遵守鐵道部頒布的鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則，以及鐵路技術(shù)管理規(guī)程、鐵路線路維修規(guī)則和鐵路工務(wù)安全規(guī)則等有關(guān)規(guī)章制度的規(guī)定。（以上三段引自鐵路線路大修工程第一章第三節(jié)要點(diǎn)三。2.1.3 線路大修技術(shù)設(shè)計(jì)鐵路線路大修設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)既有線進(jìn)行全面的外業(yè)勘察。外業(yè)勘察工作主要內(nèi)容包括：l 丈量線路里程。選擇正確公里標(biāo)，建立基點(diǎn)，定出百尺標(biāo)，在控制點(diǎn)設(shè)置加標(biāo)。l 測(cè)量縱斷面：測(cè)量正線軌頂和路肩的標(biāo)高。與起道有關(guān)的建筑設(shè)施要測(cè)量其建筑限界。l 測(cè)量曲線段：包括測(cè)量曲線的幾何形位，曲線轉(zhuǎn)角，曲線圓順度等外業(yè)勘察完成后進(jìn)行大修技術(shù)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：l 線路平面設(shè)計(jì)

19、l 線路縱斷面設(shè)計(jì)l 軌道結(jié)構(gòu)幾何形位設(shè)計(jì)l 跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)l 道岔設(shè)計(jì)2.1.4 鐵路線路大修地段的原始資料1. 大修地段位置：既有線，自K110+000至K126+450。2. 現(xiàn)有線路條件：1）該大修地段屬級(jí)干線，限制坡度12，最小半徑為600m，跨區(qū)間半徑600m。 2）原有線路平、縱斷面資料，包括：甲 線路縱斷面測(cè)量記錄（見原始資料附表）乙 線路曲線測(cè)量記錄（見原始資料附表）丙 橋隧位置及原狀（見原始資料附表）丁 站場(chǎng)調(diào)查記錄（見原始資料附表）戊 道口調(diào)查記錄（見原始資料附表）3）線路上部建筑狀況：表2-1 線路上部建筑現(xiàn)狀鋼軌軌枕道床類 型kg/m長(zhǎng)度（m）平均磨耗（mm）單根

20、失效情況（%）類型數(shù)量（根/公里）失效情況（%）種類不潔程度一般情況502565S-型砼枕176010碎石10%一般4）其他（見調(diào)查記錄）3. 大修地段的運(yùn)營(yíng)條件1）目前及今后的客貨運(yùn)量目前：20百萬(wàn)噸公里/公里第五年：25百萬(wàn)噸公里/公里第十年：30百萬(wàn)噸公里/公里2）現(xiàn)有機(jī)車類型客機(jī)：DF4型內(nèi)燃機(jī)車，構(gòu)造速度120 km/h。2.1.5 根據(jù)運(yùn)營(yíng)條件選擇上部建筑類型線路大、中修時(shí)，枕下道床總厚度應(yīng)根據(jù)五年內(nèi)的年計(jì)劃通過(guò)總重密度和鋼軌類型，按鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則中表3.3.3所列標(biāo)準(zhǔn)選用，而該設(shè)計(jì)在第五年的年計(jì)劃通過(guò)總重密度為25 Mt公里/公里，故選擇如下的軌道結(jié)構(gòu)類型：（參照鐵路線路設(shè)

21、備大修規(guī)則第3.3.3條） 鋼軌類型：60 kg/m軌枕類型：S-型鋼筋砼軌枕（軌枕數(shù)量增配至1840根/公里）道床厚度：450mm 根據(jù)鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則第3.4.8條：混凝土枕、混凝土寬枕扣件：60kg/m及以上鋼軌配套使用彈條型、型扣件，50kg/m鋼軌配套使用彈條型扣件。使用70型扣板式扣件的線路，在半徑800m及以下的曲線地段，鋼軌外側(cè)應(yīng)采用加寬鐵座。故本設(shè)計(jì)選擇彈條型扣件即可。2.2 軌道強(qiáng)度檢算2.2.1 強(qiáng)度檢算理論及使用條件1）概述 道岔設(shè)計(jì)軌道由鋼軌、軌枕、道床和路基四部分組成。列車通過(guò)時(shí)，軌道受垂直于鋼軌軸向的橫向水平力、平行于鋼軌軸向的水平力以及垂直于軌面的豎向力。在

22、荷載作用下，軌道將產(chǎn)生變形和失效，所以需要選擇合理的軌道結(jié)構(gòu)，使其在一定時(shí)間一定條件下保持良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。故計(jì)算軌道結(jié)構(gòu)承載力，使其既安全又經(jīng)濟(jì)是非常必要的。在進(jìn)行軌道強(qiáng)度檢算時(shí)，只需計(jì)算鋼軌彎曲拉應(yīng)力、拉應(yīng)力，軌枕壓力、道床頂面應(yīng)力和路基面應(yīng)力。2） 適用條件1. 無(wú)縫線路強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)強(qiáng)度條件確定無(wú)縫線路鎖定軌溫的上、下限，或者在一定的鎖定軌溫條件下，檢算鋼軌的強(qiáng)度；2. 在既有軌道設(shè)備條件下，檢算大型機(jī)車車輛通過(guò)軌道時(shí)，允許最大軸重和最高速度或者在既有的軸重和速度條件下選擇適當(dāng)?shù)能壍涝O(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。3. 特大型貨車通過(guò)線路時(shí)，檢算其通過(guò)條件。4. 在進(jìn)行軸重 、速度、軌道設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)及重載組合列車

23、時(shí)，強(qiáng)度檢算結(jié)果可作為軌道的工作應(yīng)力水平分析比較。3 ）軌道結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算理論軌道結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算有2種計(jì)算理論：1. 連續(xù)彈性點(diǎn)支承梁理論（簡(jiǎn)稱“點(diǎn)支承法”）它是將鋼軌視為支承在彈性點(diǎn)支座上的等截面無(wú)限長(zhǎng)梁，力學(xué)模型如圖2-1。它認(rèn)為鋼軌并非支承在連續(xù)彈性基礎(chǔ)上,而是支承在有一定間隔的軌枕上,其計(jì)算理論和公式推導(dǎo)均較復(fù)雜，一般需用差分方程或有限元等方法。圖2-1 連續(xù)彈性點(diǎn)支承梁理論力學(xué)模型2. 連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁理論（簡(jiǎn)稱“連續(xù)支承法”）該方法是將鋼軌視為支承在連續(xù)彈性基礎(chǔ)上的等截面無(wú)限長(zhǎng)梁，力學(xué)模型如圖2-2。它的計(jì)算理論和計(jì)算公式均較簡(jiǎn)便，得到的解析解方便實(shí)用。圖2-2 連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁理論力學(xué)模

24、型在實(shí)際情況下的鋼軌支承情況，既不是連續(xù)支承，又不是連續(xù)點(diǎn)支承，所以，上述兩種方法都會(huì)與實(shí)際情況有差異。點(diǎn)支承法常用語(yǔ)無(wú)縫線路強(qiáng)度檢算。連續(xù)支承法更適合于理論研究。參照鐵路軌道強(qiáng)度檢算法（TB2034-88），本設(shè)計(jì)采用連續(xù)支承法進(jìn)行靜力計(jì)算。2.2.2 軌道強(qiáng)度檢算方法 (一) 基本假設(shè)l 軌道及機(jī)車車輛的技術(shù)狀態(tài)符合鐵路技術(shù)管理規(guī)程規(guī)定。l 視鋼軌為連續(xù)彈性基礎(chǔ)上的等截面無(wú)限長(zhǎng)梁，梁的下沉與基礎(chǔ)反力之間呈線性關(guān)系；l 用一個(gè)當(dāng)量靜荷載來(lái)描述車輪對(duì)軌道的作用；l 作用于軌道上的荷載系符合力的獨(dú)立作用原理，即輪系作用下是使軌道部件產(chǎn)生的應(yīng)力，應(yīng)變等于各個(gè)單個(gè)車輪作用下的應(yīng)力、應(yīng)變的代數(shù)和；l

25、機(jī)車車輛對(duì)軌道的動(dòng)力影響，用荷載系數(shù)（速度系數(shù)、偏載系數(shù)、橫向水平力系數(shù)）來(lái)表示；l 計(jì)算中不考慮軌道各部件的自重 。 (二) 軌道特征參數(shù)（1） 鋼軌支座剛度(表示鋼軌支座的彈性特征)定義：使支座頂面產(chǎn)生單位下沉式所必須施加于支座上的壓力，單位為N/mm。鋼軌支座彈性特征是由包括軌下墊板、軌枕彈簧和枕下道床、路基彈簧所組成的串聯(lián)彈簧來(lái)反映的，因此，支座剛度可表示為 ：（2-1）式中“墊板、軌枕彈簧”剛度，混凝土枕軌道即為軌下墊板剛度（N/mm）；“道床、路基彈簧”剛度（N/mm）。的取值可參照表2-2 ：表2-2：混凝土軌枕鋼軌支座剛度D(N/mm)軌道類型特重型、重型次重型及以下強(qiáng)度檢算部

26、件鋼軌軌枕、道床及基床鋼軌軌枕、道床及基床混凝土枕，膠墊厚7mm30000700002200042000緩凝土寬枕，膠墊厚7mm52000120000/注：在檢算鋼軌強(qiáng)度和檢算軌枕、道床及路基強(qiáng)度時(shí)，分別采用不同的最不利值。計(jì)算鋼軌強(qiáng)度時(shí)D取30000N/mm,檢算軌枕、道床及路基強(qiáng)度時(shí)，D取70000N/mm。（2） 鋼軌基礎(chǔ)彈性模量鋼軌基礎(chǔ)彈性模量（單位長(zhǎng)度鋼軌基礎(chǔ)的彈性特征）定義：使鋼軌產(chǎn)生單位下沉?xí)r，施加于單位長(zhǎng)度鋼軌基礎(chǔ)上的均布?jí)毫?，其單位為MPa。（MPa）（2-2）式中軌枕間距（mm）。(三) 軌道結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算1. 單個(gè)車輪作用下的計(jì)算計(jì)算鋼軌下沉 計(jì)算鋼軌彎矩 計(jì)算枕上壓力 以

27、上公式分別摘自軌道工程公式5-12；5-14；5-16令 ，、分別為均勻連續(xù)彈性基礎(chǔ)上等截面無(wú)限長(zhǎng)梁的撓度和彎矩影響線系數(shù)。如以、分別表示靜輪重作用下的鋼軌靜下沉量、靜彎矩和靜枕上壓力，則得（摘自軌道工程公式5-19）（2-6）當(dāng)時(shí)，所以、的最大值均出現(xiàn)在輪載作用點(diǎn)下的鋼軌截面上。隨著的增大，即距輪載作用點(diǎn)愈遠(yuǎn)的鋼軌截面上，、均有不同程度的減小，而當(dāng)時(shí)，輪載的影響已經(jīng)非常微小了，在輪系作用組合時(shí)就無(wú)需考慮了。2. 輪系作用下的計(jì)算根據(jù)力的獨(dú)立作用疊加原理，可得靜輪系作用下的鋼軌靜下沉、靜彎矩和靜枕上壓力的算式，即（摘自軌道工程公式5-21）（2-7）(四)軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算1. 動(dòng)荷載參數(shù)1）速

28、度系數(shù)定義：列車在直線軌道上運(yùn)行時(shí)，由于輪軌之間的動(dòng)力效應(yīng)，在垂直方向施加于軌道上的附加動(dòng)力影響相關(guān)取值見表2-3。 表2-3牽引種類檢算部位鋼軌軌枕、道床、路基內(nèi)燃0.0040.003電力0.0060.0045蒸汽0.0080.006注：V為行車速度，以km/h計(jì)。該表引用自鐵路公務(wù)技術(shù)手冊(cè)軌道篇表5-4-1。2）橫向水平力系數(shù)由于輪軌之間的橫向水平力及垂直力均有偏心，使軌頭和軌底邊緣相對(duì)于其中心處的應(yīng)力有所增加。這一增加用橫向水平力系數(shù)表示，其值為軌底邊緣應(yīng)力與軌底中心應(yīng)力之比。不同的曲線半徑有不同的。不同曲線半徑的值見表2-4。表2-4 橫向水平力系數(shù)值直線曲線半徑30040050060

29、08001.252.001.801.701.601.453）偏載系數(shù)定義：列車通過(guò)曲線時(shí)，由于未被平衡的超高導(dǎo)致內(nèi)軌或外軌偏載，由此而引起的鋼軌附加荷載。（2-8）式中未被平衡的超高（mm）；機(jī)車或車輛重心高（mm）；內(nèi)外股鋼軌中心距（mm）。我國(guó)機(jī)車重心高度最大為2300mm，兩股鋼軌中心距為1500mm，將其代入上式則簡(jiǎn)化為（2-9）2. 準(zhǔn)靜態(tài)計(jì)算公式定義：將軌道的靜荷載乘以動(dòng)荷載參數(shù)（其中包括速度系數(shù)、偏載系數(shù)和橫向水平力系數(shù)）以表征列車和軌道相互作用的綜合動(dòng)力效應(yīng)，在此基礎(chǔ)上將動(dòng)力問(wèn)題變成簡(jiǎn)單的靜力計(jì)算?？紤]最不利工況，即列車在最不利荷載下通過(guò)曲線地段。車輪動(dòng)荷載應(yīng)由下式計(jì)算：（2-

30、10）式中車輪作用在鋼軌上的垂直當(dāng)量靜荷載（kN）；靜輪重（kN）；行車速度（km/h）；速度系數(shù)，取值見表，；偏載系數(shù)。鋼軌動(dòng)下沉量、鋼軌動(dòng)彎矩和動(dòng)枕上壓力的計(jì)算公式如下：（2-11）（2-12）（2-13）(五)鋼軌強(qiáng)度檢算鋼軌的強(qiáng)度條件是要求軌頭及軌底的邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值，不超過(guò)鋼軌鋼的屈服強(qiáng)度除以一定的安全系數(shù)所得出的容許應(yīng)力。其表達(dá)式如下：軌頭 （2-14）軌底 （2-15）式中，軌頭、軌底的總應(yīng)力（MPa）；軌頭邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值（MPa），；軌底邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值（MPa），；，軌頭、軌底的截面系數(shù)（）；鋼軌溫度應(yīng)力（MPa），對(duì)普通線路可按表2-5取值，對(duì)無(wú)縫

31、線路應(yīng)用下式計(jì)算，式中為鋼軌軌溫變化幅度（），即最高或最低軌溫與鎖定軌溫之差；鋼軌附加應(yīng)力（MPa），如制動(dòng)區(qū)段制動(dòng)應(yīng)力及橋上無(wú)縫線路的伸縮應(yīng)力等；鋼軌容許應(yīng)力（MPa）；鋼軌鋼屈服強(qiáng)度（MPa）；安全系數(shù)，新鋼軌K2=1.3，鋁熱焊及再用軌K2=1.35。本設(shè)計(jì)取K2=1.3。表2-5 普通線路鋼軌溫度應(yīng)力（MPa）軌型（kg/m）75605043軌長(zhǎng)（m）12.534.542.550602541.5516070(六) 道床頂面壓應(yīng)力檢算道床頂面的應(yīng)力，分布是不均勻的。假定壓力分布如圖2-4所示。圖2-4 枕下道床反力分布圖由此可近似得到道床頂面的平均壓應(yīng)力的計(jì)算式：（2-16）式中道床頂面

32、平均壓應(yīng)力（MPa）；枕上動(dòng)壓力（N）；軌枕底面平均支承寬度（mm），混凝土枕取；一股鋼軌下軌枕有效支承長(zhǎng)度（mm），混凝土枕中間部分掏空時(shí)，?。ㄟm用于型枕），中間不掏空時(shí)，（適用于或型枕）?？紤]到實(shí)際應(yīng)力分布的不均勻性，道床頂面最大壓應(yīng)力為式中應(yīng)力分布不均勻系數(shù)，取。式中道床頂面允許承壓應(yīng)力（MPa），碎石道床=0.5MPa，篩選卵石道床=0.4MPa，冶金礦渣道床=0.3MPa。(七) 路基基床表面壓應(yīng)力檢算道床頂面壓應(yīng)力以擴(kuò)散角按直線規(guī)律向下傳遞至路基基床表面（如圖2-5）。圖2-5 道床頂面壓應(yīng)力分布圖假設(shè)道床頂面壓力均勻分布，不考慮相鄰軌枕的影響，由此得不同道床厚度的路基基床表面壓應(yīng)

33、力的檢算公式如下： （2-17） 式中路基基床表面壓應(yīng)力（MPa）；道床厚度（mm），；道床壓力擴(kuò)散角，碎石道床取；路基基床表面允許承壓應(yīng)力（MPa），新建線路=0.13MPa，既有線=0.15MPa；等的意義同前。2.2.3軌道強(qiáng)度檢算結(jié)果(一) 軌道強(qiáng)度計(jì)算中主要參數(shù)的取值1.與鋼軌有關(guān)參數(shù)的取值如表2-6所示。表2-6 與鋼軌相關(guān)的參數(shù)取值鋼 軌 鋼軌支座剛度D (N/mm)軌底寬(mm)橫截面積(cm2)慣性矩Jx(cm4)軌頭截面矩Wj(cm3)軌底截面矩Wg(cm3)容許應(yīng)力s(MPa)檢算鋼軌檢算軌枕、道床及路基15077.4528792913753523000070000（摘自

34、鐵路公務(wù)技術(shù)手冊(cè)表5-3-1）2. 與軌枕有關(guān)參數(shù)的取值如表2-7所示。表2-7：軌枕資料長(zhǎng)度(mm)軌枕至軌中距離a1(mm)滿支承長(zhǎng)度e(mm)有效支承長(zhǎng)度e'(mm)軌枕間距(mm)平均底寬bp(mm)25005009501175570275（摘自鐵路公務(wù)技術(shù)手冊(cè)表5-2-1）3. 與機(jī)車有關(guān)參數(shù)的取值如圖2-8所示。圖2-8 DF4型機(jī)車輪重和軸距圖(軸距單位為cm，軸載單位為kN)(二) 軌道強(qiáng)度檢算根據(jù)鐵路公務(wù)技術(shù)手冊(cè)第五章進(jìn)行計(jì)算。1. 軌道結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算使用連續(xù)彈性支承模型，計(jì)算鋼軌靜彎矩，靜撓度，和枕上靜壓力。檢算鋼軌 ：檢算軌枕、道床及路基： 一般，當(dāng)車輪距計(jì)算截面5

35、m以上時(shí)，鄰輪對(duì)計(jì)算截面的應(yīng)力撓度影響可忽略。由此可知，輪位相對(duì)于計(jì)算截面排列不同，則其所產(chǎn)生的、和也各不相同，其中必有一種排列的某一輪子放在計(jì)算截面，產(chǎn)生的、和為最大，這種排列的輪位稱為最不利輪位。DF4型機(jī)車前后兩轉(zhuǎn)向架最近車輪相距840cm，超過(guò)5m，僅考慮單個(gè)轉(zhuǎn)向架的計(jì)算。第一轉(zhuǎn)向架中，由于存在對(duì)稱性，只取、輪作為計(jì)算輪位。計(jì)算結(jié)果列于表2-8中。表2-8 計(jì)算表計(jì)算輪位計(jì)算項(xiàng)目輪位pDP或P備注輪輪輪輪(mm)01800360011280030000N/mm9643602.2124.425112800K=0.0012291mm-11-0.1532 0.0081112800用于計(jì)算鋼軌

36、彎矩10.0222-0.0149112800輪(mm)180001800112800782472.21202.212112800K=0.0012291mm-1-0.15321-0.1532112800計(jì)算鋼軌位移用0.022210.0222112800輪(mm)01800360011280070000N/mm10895502.7345.469112800K=0.0015191mm-11-0.08530.0060112800用于計(jì)算枕上壓力1-0.0339-0.0002112800輪(mm)1800018001128001051502.73402.734112800K=0.0015191mm-1

37、-0.08531-0.0853112800用于計(jì)算枕上位移-0.03391-0.0339112800所以，鋼軌靜彎矩，靜撓度，和枕上靜壓力為：2. 軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算考慮最不利工況，即列車在最不利荷載下通過(guò)曲線地段。設(shè)內(nèi)燃機(jī)車=93km/h時(shí)，檢算鋼軌：=0.004V=0.372檢算軌枕、道床及路基：=0.003V=0.279取，偏載系數(shù)為。取的橫向水平系數(shù)。3. 鋼軌強(qiáng)度檢算軌頭邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值軌底邊緣荷載應(yīng)力的最大可能值普通軌道取溫度應(yīng)力，對(duì)于無(wú)縫線路，取，式中為鋼軌軌溫變化幅度（），即最高或最低軌溫與鎖定軌溫之差；，取縱向附加力只考慮制動(dòng)區(qū)段制動(dòng)附加應(yīng)力。檢算鋼軌強(qiáng)度：軌頭壓應(yīng)力，

38、滿足要求。軌底拉應(yīng)力，滿足要求。4. 道床頂面壓應(yīng)力檢算碎石道床。，滿足要求。5. 路基基床表面壓應(yīng)力檢算設(shè)現(xiàn)有道床計(jì)算厚度，屬于道床的第二區(qū)域。該線為既有線，故有，滿足要求。6. 計(jì)算結(jié)果匯總表2-9 混凝土枕軌道各部分強(qiáng)度檢算結(jié)果匯總（曲線地段）檢算項(xiàng)目鋼軌應(yīng)力(MPa)道床頂面壓應(yīng)力(MPa)路基頂面壓應(yīng)力(MPa)計(jì)算值225.18188.400.3180.0870允許值3520.50.15是否滿足要求滿足滿足滿足滿足從上表中可得出結(jié)論，軌道各部件應(yīng)力（或彎矩）計(jì)算值均未超過(guò)容許值。綜上所述，該軌道各部件強(qiáng)度通過(guò)檢算，符合要求。(三) 鋼軌、道床及路基強(qiáng)度電算檢核結(jié)果為了保證計(jì)算結(jié)果的

39、準(zhǔn)確性，自編Excel程序進(jìn)行檢核，檢核結(jié)果見表2-10和表2-11。表2-10 鋼軌強(qiáng)度電算檢核結(jié)果檢算項(xiàng)目靜彎矩(Nmm)動(dòng)彎矩(Nmm)軌底動(dòng)彎應(yīng)力(MPa)軌頭動(dòng)彎應(yīng)力(MPa)軌底總應(yīng)力(MPa)軌頭總應(yīng)力(MPa)計(jì)算值1961432647774926127.40164.18188.40225.18允許值352表2-11 道床及路基強(qiáng)度電算檢核結(jié)果檢算項(xiàng)目道床頂面壓應(yīng)力(MPa)路基頂面壓應(yīng)力(MPa)計(jì)算值0.3182920.0781289允許值0.50.15從表2-10和表2-11中可以看出，電算檢核結(jié)果與手算結(jié)果接近，且檢算的各項(xiàng)應(yīng)力計(jì)算值均未超過(guò)容許值。而表中的動(dòng)彎矩則為后

40、面的鋼軌鎖定軌溫的計(jì)算提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)動(dòng)彎矩計(jì)算得到的動(dòng)應(yīng)力、附加應(yīng)力以及容許應(yīng)力可求得鋼軌鎖定軌溫。2.3鐵路線路大修平面改善設(shè)計(jì)2.3.1 平面設(shè)計(jì)原則l 設(shè)計(jì)曲線時(shí)應(yīng)采用單曲線，僅在困難地段允許保留復(fù)曲線，但復(fù)曲線的兩個(gè)圓曲線間，應(yīng)設(shè)緩和曲線連接，其長(zhǎng)度由計(jì)算決定，且不應(yīng)短于20 m，如條件困難不能設(shè)緩和曲線時(shí)，兩個(gè)連續(xù)圓曲線的曲率差應(yīng)不大于1/2000，且每個(gè)圓曲線的長(zhǎng)度不得短于50 m。l 直線與圓曲線間采用緩和曲線連接，其長(zhǎng)度（m）應(yīng)不短于9×超高度（m）×容許最高行車速度（km/h），特別困難地段也不應(yīng)短于7×超高度（m）×容許最高行車

41、速度（km/h），計(jì)算結(jié)果取10m的整數(shù)倍，如原線路的緩和曲線標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，應(yīng)不低于原線路標(biāo)準(zhǔn)。兩緩和曲線間的圓曲線長(zhǎng)度應(yīng)不短于20m，在特別困難地段，可減至14m。l 兩曲線間的夾直線的長(zhǎng)度，應(yīng)不低于原線路的標(biāo)準(zhǔn)。l 兩線路中心距離在5m以下的曲線地段，內(nèi)側(cè)曲線的超高不得小于外側(cè)曲線超高的一半，否則，必須根據(jù)計(jì)算加寬兩線的中心距離。l 線路大修時(shí)，應(yīng)調(diào)整線路對(duì)橋梁的偏心和建筑限界等。l 應(yīng)按工務(wù)段提供的資料設(shè)置圓曲線外軌超高和順坡，并應(yīng)符合鐵路線路維修規(guī)則規(guī)定。l 大修平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少或取消直線漫彎。如因建筑限界等原因不能改善時(shí)，允許保留原狀。（以上7點(diǎn)摘自鐵路線路大修工程第二章第一節(jié)）2.

42、3.2 既有曲線的測(cè)量既有線的測(cè)量一般采取偏角法或矢距法。1. 偏角法測(cè)量，如2-9圖所示。在第一測(cè)段，要測(cè)出每個(gè)20m測(cè)點(diǎn)的偏角，即切線方向與置鏡點(diǎn)到各測(cè)點(diǎn)弦線間的夾角；移動(dòng)置鏡點(diǎn)后的各個(gè)測(cè)段，要測(cè)出置鏡點(diǎn)間弦線與置鏡點(diǎn)到每個(gè)20m測(cè)點(diǎn)弦線間的夾角；最后一個(gè)置鏡點(diǎn)，要測(cè)出置鏡點(diǎn)間弦線與切線方向的夾角。若各個(gè)置鏡點(diǎn)處的夾角，用、表示，則既有曲線的轉(zhuǎn)角等于上述各角的總和，即（2-18）圖2-6 偏角法測(cè)量圖偏角法應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：l 第一個(gè)與最后一個(gè)置鏡點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在曲線范圍之外，在直緩點(diǎn)（ZH）和緩直點(diǎn)（HZ）外側(cè)4060m的20m測(cè)點(diǎn)上；第二個(gè)與倒數(shù)第二個(gè)置鏡點(diǎn)，最好在緩圓點(diǎn)（HY）與圓緩點(diǎn)（YH

43、）附近的20m測(cè)點(diǎn)上。其余置鏡點(diǎn)應(yīng)保證通視與觀測(cè)清晰，置鏡點(diǎn)間的距離，一般不應(yīng)長(zhǎng)于200300m。l 置鏡點(diǎn)的偏角，應(yīng)正倒鏡各觀測(cè)一次，其較差在40以內(nèi)時(shí)，取平均值。曲線上有橋梁等控制既有線撥距的建筑物時(shí)，應(yīng)將其中心點(diǎn)或起訖點(diǎn)（加標(biāo)點(diǎn)）的偏角測(cè)出。曲線測(cè)量通常沿外軌進(jìn)行，也有沿線路中心線進(jìn)行的，行車繁忙的線路上，為安全起見，也可在外移樁上進(jìn)行。2. 矢矩法測(cè)量，如圖2-10所示。圖2-10 矢矩法測(cè)量圖則各曲線段的照準(zhǔn)線對(duì)始端切線轉(zhuǎn)角為：（2-19）測(cè)出兩置鏡點(diǎn)連線與測(cè)點(diǎn)切線的夾角及每20 m處的矢矩即可。2.3.3 漸伸線原理及其應(yīng)用1. 漸伸線的幾何意義如圖2-11圖2-11 漸伸線幾何意

44、義曲線表示軌道的中線，設(shè)有一條柔軟且無(wú)伸縮的細(xì)線緊貼在曲線，端固定，另一端沿著軌道中線的切線方向拉離原位，拉開的直線始終與曲線相切，則點(diǎn)的移動(dòng)軌跡就是點(diǎn)相對(duì)于曲線的漸伸線，弧的長(zhǎng)就是點(diǎn)相對(duì)于切線的漸伸線長(zhǎng)度。2）漸伸線特征l 漸伸線上某一點(diǎn)的法線是曲線對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的切線；l 漸伸線上各點(diǎn)的曲率是不相同的；漸伸線上的任意兩點(diǎn)的曲率半徑之差等于對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的原曲線弧長(zhǎng)的增量；l 漸伸線上在短距離范圍內(nèi)的曲率可以認(rèn)為相等，故可按圓弧考慮。（以上三點(diǎn)摘自鐵路線路大修工程P54-P55）2. 漸伸線長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)向角和曲率1）根據(jù)漸伸線的定義和特性，可導(dǎo)出下式點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算公式為：（2-20）式中LB 、兩點(diǎn)間的

45、弧長(zhǎng)；曲線上任意一點(diǎn)處的曲率半徑與點(diǎn)曲率半徑的夾角（rad）；曲線上任意一點(diǎn)與點(diǎn)間的弧長(zhǎng)。2）曲線轉(zhuǎn)向角若R為AB曲線計(jì)算點(diǎn)的半徑，K為該曲線計(jì)算點(diǎn)的曲率，則由圖2-11可得：（2-36）（2-21）（2-22）上式表明：AB曲線的轉(zhuǎn)向角（rad）為計(jì)算曲線K在其對(duì)應(yīng)弧段上的定積分。3）曲線曲率K平面曲線上任意一點(diǎn)的曲率表示其方向變換的旋轉(zhuǎn)程度，在數(shù)學(xué)上曲率K通常用曲線函數(shù)的二階導(dǎo)函數(shù)表示，即。經(jīng)推導(dǎo)得到圓曲線和緩和曲線的K、E的計(jì)算公式如下： 圓曲線（2-23）（2-24）（2-25）式中 計(jì)算點(diǎn)的圓曲線長(zhǎng)。 緩和曲線 （2-26）（2-27）（2-28）式中計(jì)算點(diǎn)的緩和曲線長(zhǎng)。3. 漸伸線

46、長(zhǎng)度計(jì)算公式綜上所述，漸伸線長(zhǎng)度實(shí)用計(jì)算公式如表2-13所示。表2-13 漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算公式測(cè)點(diǎn)范圍計(jì)算公式符號(hào)意義ZHHY= 測(cè)點(diǎn)里程 ZH點(diǎn)里程HYYH= 測(cè)點(diǎn)里程 ZY點(diǎn)里程YHHZ= 測(cè)點(diǎn)里程 ZY點(diǎn)里程 = 測(cè)點(diǎn)里程 YH點(diǎn)里程HZ以后= 測(cè)點(diǎn)里程 QZ點(diǎn)里程曲線半徑（m），緩和曲線長(zhǎng)（m），轉(zhuǎn)角（rad），2.3.4 既有線漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算1. 計(jì)算公式既有曲線已錯(cuò)動(dòng)，但基本線形仍保持原來(lái)的形狀，可分別按緩和曲線和圓曲線的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，由式（2-25）和式（2-28）可得：1）圓曲線的漸伸線長(zhǎng)度（2-29）式中測(cè)點(diǎn)偏角；計(jì)算點(diǎn)的圓曲線長(zhǎng)；為轉(zhuǎn)向角；圓曲線的半徑。2）緩和曲線的漸伸線

47、長(zhǎng)度（2-30）式中測(cè)點(diǎn)偏角；計(jì)算點(diǎn)的緩和曲線長(zhǎng)；緩和曲線全長(zhǎng)。3）測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度由上兩式可知，既有曲線無(wú)論是圓曲線或是緩和曲線，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度均可表示為：（2-31）式中該測(cè)點(diǎn)的偏角（rad）；該測(cè)點(diǎn)到置鏡點(diǎn)的曲線長(zhǎng)（m）。2. 置鏡點(diǎn)漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算1）置鏡點(diǎn)在始切線O點(diǎn)上（見圖2-13）圖2-13 置鏡點(diǎn)在始切線O點(diǎn)在曲線的起始線段內(nèi)，K較小，故弧長(zhǎng)OA近似等于弧長(zhǎng)，漸伸線長(zhǎng)度也近似等于相應(yīng)的弧長(zhǎng)，因而可得：（2-32）2）置鏡點(diǎn)在曲線的A點(diǎn)上（如圖2-14）圖2-14 置鏡點(diǎn)在曲線的A點(diǎn)上測(cè)出B點(diǎn)偏角，則B點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度可按下式計(jì)算。（2-33）式中置鏡點(diǎn)A的漸伸線長(zhǎng)度；置鏡點(diǎn)A

48、到置鏡點(diǎn)B的曲線長(zhǎng)；弦線AB與始切線的夾角（rad），。3）置鏡點(diǎn)在曲線的B點(diǎn)上（如圖2-15）圖2-15 置鏡點(diǎn)在曲線的B點(diǎn)上與2）對(duì)照，同理可得：（2-34）式中置鏡點(diǎn)B的漸伸線長(zhǎng)度；置鏡點(diǎn)B到置鏡點(diǎn)C的曲線長(zhǎng)；弦線BC與始切線的夾角（rad），。3. 通用計(jì)算公式根據(jù)上述的推導(dǎo)，可歸納出n個(gè)置鏡點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度計(jì)算的通用公式如下：（2-35）式中置鏡點(diǎn)i至前一段置鏡點(diǎn)的曲線長(zhǎng)；置鏡點(diǎn)i到前一段置鏡點(diǎn)間弦線與始切線間的夾角（rad）。第n測(cè)段中的每個(gè)測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度的通用公式為：（2-36）式中第n測(cè)段中置鏡點(diǎn)n到測(cè)點(diǎn)j的曲線長(zhǎng)；測(cè)點(diǎn)j到置鏡點(diǎn)n間的弦線與始切線的夾角（rad）。2.3.5

49、設(shè)計(jì)曲線半徑與緩和曲線長(zhǎng)度的選配1. 選配原則在選配設(shè)計(jì)曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)該遵循以下的原則：l 曲線撥動(dòng)前后其長(zhǎng)度應(yīng)基本不變。l 保證曲線撥正前后的終切線方向不變。l 保證曲線撥正前后的終切線位置不變。l 力求曲線路段大修工程量最小。2. 選配曲線半徑的方法選配半徑的方法較多，一般常用的方法有：平均偏角法、三點(diǎn)法和多點(diǎn)法。本設(shè)計(jì)利用三點(diǎn)法選配曲線半徑。l 三點(diǎn)法在既有曲線的圓曲線范圍內(nèi)，連續(xù)選取三個(gè)間距相等（L）的測(cè)點(diǎn)A、B、C，三點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度分別為、，則通過(guò)此三點(diǎn)的設(shè)計(jì)曲線半徑為：（2-39）3. 選配設(shè)計(jì)緩和曲線的長(zhǎng)度線路大修平面設(shè)計(jì)緩和曲線長(zhǎng)度的選擇，應(yīng)滿足鐵路線路設(shè)備大修規(guī)

50、則的規(guī)定。一般情況下，緩和曲線的長(zhǎng)度不小于10倍的超高和速度的乘積，特別困難地段也不小于7倍的超高和速度的乘積。在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，應(yīng)盡量采用原有緩和曲線的長(zhǎng)度，可使撥量最小。在已經(jīng)選定設(shè)計(jì)曲線半徑的條件下，為了減小撥動(dòng)量，可采用下述方法選取緩和曲線的長(zhǎng)度。1）計(jì)算設(shè)計(jì)曲線的圓曲線長(zhǎng)，并根據(jù)QZ點(diǎn)的里程，計(jì)算ZY點(diǎn)里程 = QZ里程；2）選出兩三個(gè)位于圓曲線段的測(cè)點(diǎn)，它們的設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度為，其中L = 測(cè)點(diǎn)里程ZY點(diǎn)里程，為已知數(shù)，因待定，尚需推導(dǎo)；3）這兩三個(gè)測(cè)點(diǎn)的既有曲線漸伸線長(zhǎng)度已經(jīng)求出，可令各個(gè)測(cè)點(diǎn)的，求出如下：（2-41）4）將求出的兩三個(gè)取平均值，故緩和曲線的長(zhǎng)度為：（2-

51、42）將計(jì)算結(jié)果取為10米的整數(shù)倍，就是選定的緩和曲線長(zhǎng)度。2.3.6 計(jì)算設(shè)計(jì)曲線中點(diǎn)及各主點(diǎn)里程已選定的設(shè)計(jì)曲線半徑，可保證設(shè)計(jì)曲線圓弧和既有曲線圓弧相當(dāng)接近，但尚未確定設(shè)計(jì)曲線的具體位置，為此要計(jì)算曲線中點(diǎn)和各主要點(diǎn)的里程。1. 計(jì)算曲線中點(diǎn)（QZ）里程QZ點(diǎn)的里程應(yīng)保證終切線不撥動(dòng)，也就是撥動(dòng)前后曲線的轉(zhuǎn)角不變，即，測(cè)量終點(diǎn)的撥距為零，即。如圖2-17所示，終點(diǎn)設(shè)計(jì)曲線的漸伸線的長(zhǎng)度。令測(cè)點(diǎn)終點(diǎn)既有曲線的漸伸線長(zhǎng)度，則測(cè)量終點(diǎn)至QZ點(diǎn)的距離為：（2-43）式中曲線轉(zhuǎn)角（rad）。由此可得QZ點(diǎn)的里程為：QZ里程 = 測(cè)量終點(diǎn)里程 圖2-17 QZ點(diǎn)里程2. 計(jì)算曲線各主點(diǎn)里程曲線各主點(diǎn)ZY、ZH、HY、YZ、YH