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課程設(shè)計(jì)課程名稱(chēng):鐵道工程設(shè)計(jì)題目:無(wú)縫線路的設(shè)計(jì)院系:土木工程系專(zhuān)業(yè):隧道和地下工程年級(jí):2008級(jí)姓名:學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:指導(dǎo)教師(簽字):西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)2011年5月20日目錄第一章、無(wú)縫線路計(jì)算任務(wù)書(shū) 2原始資料 21、軌道條件 22、計(jì)算內(nèi)容 2第二章、無(wú)縫線路的計(jì)算 4一、確定正線軌道類(lèi)型 4二、強(qiáng)度計(jì)算 41、軌道條件 4(1)計(jì)算k值 4(2)計(jì)算 4(3)計(jì)算靜彎矩 4(4)計(jì)算動(dòng)彎矩Md 5(5)計(jì)算動(dòng)彎應(yīng)力 5(6)鋼軌強(qiáng)度檢算 62、混凝土枕強(qiáng)度檢算 6(1)計(jì)算k值 6(2)計(jì)算 6(3)計(jì)算枕上動(dòng)壓力Rd 6(4)軌枕彎矩計(jì)算 74、路基頂面強(qiáng)度檢算 8三、無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù) 81、無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù),確定鎖定軌溫 82、無(wú)縫線路穩(wěn)定性條件計(jì)算 9(1)對(duì)于曲線段 9(2)對(duì)于直線段 103、無(wú)縫線路類(lèi)型: 12四、設(shè)計(jì)鎖定軌溫 12對(duì)于曲線段 12對(duì)于直線段: 12五、伸縮區(qū)長(zhǎng)度的計(jì)算 13六、施工預(yù)留軌縫 131、緩沖軌間預(yù)留軌縫 132、長(zhǎng)鋼軌端部接頭 143、軌間接頭預(yù)留軌縫 14七、.設(shè)計(jì)成果匯總 14無(wú)縫線路計(jì)算任務(wù)書(shū)原始資料1軌道條件1鋪設(shè)地點(diǎn)1234567890⑴北京庫(kù)爾勒錦州洛陽(yáng)濟(jì)南兗州太原`通化開(kāi)封青島⑵長(zhǎng)沙上海南昌衡陽(yáng)重慶南寧廈門(mén)廣州臺(tái)南湛江2軌道類(lèi)型⑴重型⑵次重型3設(shè)計(jì)區(qū)段的最小半徑012344005006007008004軌下基礎(chǔ)剛度D值(KN/cm)⑴重型01234計(jì)算鋼軌325350375400425計(jì)算其他650700750800850⑵次重型1234567890計(jì)算鋼軌175195215235260285295315335360計(jì)算其他3503904304705205705906306707202運(yùn)營(yíng)條件1機(jī)車(chē)類(lèi)型⑴東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車(chē)(DF4)⑵DF8⑶DFH4⑷ND5⑸SS2⑹SS3⑺6Y22車(chē)輛類(lèi)型車(chē)輛(C62)2、計(jì)算內(nèi)容 2.1鎖定軌溫2.2伸縮區(qū)長(zhǎng)度2.3預(yù)留軌縫2.4道床及路基面、軌枕強(qiáng)度檢算運(yùn)營(yíng)條件附表一機(jī)車(chē)類(lèi)型輪重KN第一輪中心至前面車(chē)鉤中心距離(m)第二輪中心至第一輪中心距離(m)第三輪中心至第二輪中心距離(m)第四輪中心至第三輪中心距離(m)第五輪中心至第四輪中心距離(m)第六輪中心至第五輪中心距離(m)后面車(chē)鉤中心至第六輪中心距離(m)速度Km/h⑺7Y2112.82.8322.3352.3358.0162.3352.3352.832100C62車(chē)輛102.51.4961.756.951.751.496(第四輪中心至后面車(chē)鉤中心)
無(wú)縫線路的計(jì)算一、確定正線軌道類(lèi)型1、年通總重;根據(jù)《線規(guī)》規(guī)定:正線軌道類(lèi)型為重型2、確定正線軌道結(jié)構(gòu):根據(jù)《線規(guī)》GB50090—99規(guī)定,新建線路,重型應(yīng)采用無(wú)縫線路。3、機(jī)車(chē)采用6Y2型電力機(jī)車(chē),車(chē)輛為C62。二、強(qiáng)度計(jì)算1、軌道條件6Y2機(jī)車(chē)前后有兩個(gè)轉(zhuǎn)向架,每個(gè)轉(zhuǎn)向架為三個(gè)軸,前后轉(zhuǎn)向架最近軸距為8.016m。(1)計(jì)算k值Ⅱ型鋼筋混凝土枕:1840根/km鋼軌支座剛度D:檢算鋼軌軌枕間距,因此:這里新軌對(duì)水平軸的慣性矩。(2)計(jì)算其中列表進(jìn)行(見(jiàn)附表1),由表中看出,動(dòng)5和動(dòng)8輪為最大,也就是最不利輪位,以它作為計(jì)算彎矩的依據(jù)。對(duì)于車(chē)輛同理可得則運(yùn)營(yíng)是按照最不利荷載即最大荷載計(jì)算?。?)計(jì)算靜彎矩(4)計(jì)算動(dòng)彎矩內(nèi)燃機(jī)車(chē)計(jì)算鋼軌軌底彎曲應(yīng)力時(shí),速度系數(shù)為:在的曲線上,容許欠超高,最大欠超高計(jì)算偏載系數(shù):A、在的曲線上,橫向水平力系數(shù)∴B、在直線地段上,橫向水平力系數(shù)∴(5)計(jì)算動(dòng)彎應(yīng)力新軌截面模量A、曲線軌底動(dòng)彎拉應(yīng)力軌頭動(dòng)彎壓應(yīng)力B、直線軌底動(dòng)彎拉應(yīng)力軌頭動(dòng)彎壓應(yīng)力(6)鋼軌強(qiáng)度檢算已知無(wú)縫線路鋼軌的溫度應(yīng)力;對(duì)于U71Mn鋼軌,屈服極限,安全系數(shù),則,溫度應(yīng)力,查表知:地區(qū)最高軌溫最低軌溫中間(平均)軌溫青島(濟(jì)南)溫度應(yīng)力:制動(dòng)力因此,允許應(yīng)力A、曲線軌底:軌頭:B、直線軌底:軌頭:所以6Y2型機(jī)車(chē)通過(guò)時(shí),鋼軌強(qiáng)度滿足要求。2、混凝土枕強(qiáng)度檢算(1)計(jì)算k值計(jì)算軌枕彎矩、道床應(yīng)力,用(2)計(jì)算列表計(jì)算(見(jiàn)附表2)動(dòng)輪5和8為最大,是最不利輪位且:(3)計(jì)算枕上動(dòng)壓力Rd6Y2型內(nèi)燃機(jī)車(chē),計(jì)算枕上壓力時(shí),速度系數(shù)及偏載系數(shù)為:A、曲線不考慮橫向水平力系數(shù),則B、直線不考慮橫向水平力系數(shù),則(4)軌枕彎矩計(jì)算軌下截面正彎矩:枕中截面負(fù)彎矩:對(duì)于Ⅱ型軌枕軌的軌底寬,代入上式:A、曲線地段B、直線地段3、道床頂面強(qiáng)度檢算對(duì)于碎石道床允許應(yīng)力,對(duì)于Ⅱ型軌枕,中部不掏空,有效支承長(zhǎng)度,軌枕底面平均寬度為,因此:A、曲線段道床頂面壓應(yīng)力B、直線段道床頂面壓應(yīng)力所以道床強(qiáng)度滿足要求。4、路基頂面強(qiáng)度檢算對(duì)于新建線路路基,允許應(yīng)力,由原始資料可知,面碴厚為,墊層厚為,因此,道床計(jì)算厚度,則有,可知路基頂面應(yīng)力屬于第二區(qū)域則:A、曲線地段:B、直線地段:因此,滿足強(qiáng)度要求。三、無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)1、無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù),確定鎖定軌溫因?yàn)?,安全系?shù)則允許降溫幅度:A、在R為400m的曲線地段:B、在直線地段:2、無(wú)縫線路穩(wěn)定性條件計(jì)算(1)對(duì)于曲線段A、計(jì)算溫度壓力和允許溫度壓力:、[P]當(dāng)時(shí),,,,,,換算曲率∴計(jì)算得到與原假定不符。設(shè),重新計(jì)算。列表計(jì)算Q=8.7R0=378320.9221071.6220503.31/Q=0.114942529R"=3958.23928.93928.7R'=285714.3l*l=6053133.83537146.163528052.8533526101.35π=3.141592654l=2460.31880.71878.31877.8f=2f0e'=0.7570.1670.037B1=15204800f0e=2最終取得,變形曲線長(zhǎng)度,作為原始彈性初彎矢度。B、計(jì)算溫度壓力和允許溫度壓力:、安全系數(shù)取,;縱向附加力允許溫升幅度:;(2)對(duì)于直線段A、試算直線地段值當(dāng)時(shí),,,,,,換算曲率∴計(jì)算得到與原假定不符。設(shè),重新計(jì)算。列表計(jì)算Q=8.7R0=279104.270039.068387.21/Q=0.114942529R"=3943.53783.93779.0R'=1000000.0l*l=4465666.811120623.81094195.261092511.09π=3.141592654l=2113.21058.61046.01045.2f=2f0e'=0.5580.0390.003B1=4344200f0e=2最終取得,變形曲線長(zhǎng)度,作為原始彈性初彎矢度。B、求PN、[P]安全系數(shù)取K=1.3;允許溫升幅度:;3、無(wú)縫線路類(lèi)型:計(jì)算參數(shù):無(wú)縫線路鋪設(shè)地點(diǎn)在青島,查表知:地區(qū)最高軌溫最低軌溫中間(平均)軌溫青島(濟(jì)南)62.5:-19.721.4;(1)、曲線地段(2)、直線地段則有:成立,結(jié)論:可采用溫度應(yīng)力式無(wú)縫線路類(lèi)型四、設(shè)計(jì)鎖定軌溫對(duì)于曲線段鎖定軌溫上限:鎖定軌溫下限:設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍:對(duì)于直線段:鎖定軌溫上限:鎖定軌溫下限:設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍:溫度壓力峰檢算:能滿足的條件,最大壓力峰值不致引起跑道危險(xiǎn)。五、伸縮區(qū)長(zhǎng)度的計(jì)算計(jì)
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