《兰州交大无缝线路设计算例.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《兰州交大无缝线路设计算例.doc（12页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、参 考 算例一有关资料115000115000115000115000115000115000180180840180180图1地区铺设无缝线路，其机车荷载为：1.轨温：最高轨温：Tma*=62.6最低轨温：Tmin=22.82.轨道特征钢轨：为60kg/m的钢轨、按预期磨耗6mm计算；缓冲区钢轨采用每根长25m的标准轨；轨枕：混凝土轨枕，每公里铺设1840根；(3)扣件：接头扣件为24mm、10.9级螺栓，六孔夹钣；中间扣件为w弹条式，橡胶垫板；(4)道床：碎石道碴，顶宽3.3m，曲线外侧加宽0.05m。3线路等级及最小曲线半径(1)线路等级：I级线路；(2)最小曲线半径：Rmin600m。
2、4行驶机车东风4型燃机车；最高行驶速度： Vma*=120km/h;轮重和轴距排列如图1所示。(二)设计步骤和方法1强度计算 轨道有关资料钢的弹性模量：E21104Mpa；钢轨的线膨胀系数：0.0000118;轨钢容许应力：s365Mpa；钢轨对水平轴的惯性矩：J*2879cm4；钢轨对竖直轴的惯性矩：Jy498cm4；轨底断面系数：w1375cm3；轨头断面系数：w2291c m3；支座弹性系数：D300kNcm；=0.012283/cm支座弹性系数：D700kNcm；=0.0153/cm轨枕间距：a54.5cm。表一、条件参数Tma*TminED钢轨D轨下根底K钢轨K轨下根底数值62.6-
3、22.8210000000.01183000007200000.0122830.015288单位N/cm2mm/mN/cmN/cmcm-1cm-1参数sJ*W1W2PHrFa数值36528793752915700009177.4554.5单位mpacm4cm3cm3NN/cmcm2cm参数f0efopfl0QJyR数值0.30.30.240087498260000单位cmcmcmcmN/cmcm4cm参数Lea1Beb数值25095501512027.5单位cmcmcmcmcmcm(式中Rj大家取为570KN，道床纵向阻力r=115 N/cm)表二、以第一轮位作为计算轮P0计算表计算值轮位P0
4、N工程P0N115000115000115000115000*(cm)01803601200k*02.2114.42114.739=1.000-0.1530.008070.00000P0N115000-17636.915927.7584-0.063498290.8表三、以第二轮位作为计算轮P0计算表计算值轮位P0N工程P0N115000115000115000115000*(cm)18001801020k*2.210902.21112.528=-0.15336 1.0000-0.153 0.000 P0N-17636.915115000-17636.9150.43179726.6P0取较大的为
5、98290N表四以第一论作为计算轮P0计算表计算值轮位P0N工程P0N115000115000115000115000*(cm)01803601200k*02.7518595595.50418.346=1.0-0.0350.000030.00000P0N115000-3999.7413.9280.00049111004表五 以第二轮作为计算轮P0计算表计算值轮位P0N工程P0N115000115000115000115000*(cm)18001801020k*2.75202.75215.598=-0.03481.00000 -0.03480.00000 P0N-3999.741115000-3
6、999.741-0.0171107001 P0取较大的为111004N(2)钢轨静弯矩计算见课本P73例题 Nm3轨枕的的静压力计算(为检算轨下根底做准备)(4)轨枕上的动压力计算Rd=(1)R0=1+0.36+0.15*46244=69829N(5)钢轨动弯矩计算钢轨动弯矩Md：Md=(1)fM0速度系数：偏载系数：采取未被平衡欠超高h=75mm=0.002h=0.00275=0.15横向水平力系数f：f1.6所以Md(1十0.48十0.15)1.620006=52175Nm(6)钢轨动弯应力计算轨底动弯应力1：MPa轨头动弯应力2:MPa7钢轨制动应力列车制动时，在列车前面的钢轨受压，后面
7、的钢轨受拉。采取钢轨制动应力f10MPa(8)容许的轨温变化幅度计算根据强度条件，计算容许的轨温变化幅度，其条件式为：dtfs而t=2.5t (MPa)所以，轨底容许的降温变化幅度为：轨头容许的增温变化幅度为：2稳定压力计算(1)线路条件原始弹性弯曲矢度:f0e=0.3cm ；原始塑性弯曲矢度:fop0.3cm；线路容许弯曲矢度:f0.2cm；原始弯曲半波长：0400cm；等效道床阻力：Q87Ncm；钢轨对竖直铀的惯性矩：Jy498cm4；轨道框架换算系数：2。(2)温度压力计算有塑性原始弯曲圆曲线的合成曲率为：/cm有关数据计算：2EJY29.87211065242.061011Ncm验算变
8、形曲线长度:=20.43104cm2=452.0cm因计算得=452.0cm，与400cm相差较大，再设0=452.0cm，重新计算f0e：cm将f0e=0.383cm代入，验算变形曲线长度：=21.01104cm因计算得=458.3cm,与 452cm还有一定误差，再设0=458.3cm，重新计算f0e：将f0e=0.394cm代入，验算变形曲线长度：=21.08104cm=459.1cm=459.1cm与上面的=458.3cm相接近，因此将将221.08104cm,f0e=0.394cm代入下式，求温度压力PN。 N(3)容许温度压力计算采取平安系数：K1.25(大家在设计中取为1.3)容
9、许温度压力PN(4)容许的轨温变化幅度计算根据稳定性条件，计算容许的轨温变化幅度。钢轨断面积F77.45cm2容许的增温变化幅度为：3锁定轨温计算由强度和稳定条件确定的锁定轨温铺轨下限锁定轨温：受稳定条件限制。铺轨上限锁定轨温：受强度条件限制。20.8tsf63.5(2)确定的锁定轨温规中规定锁定轨温的取值为式中ts，tc允许温升和允许温降；Tma*，Tmin当地历史最高、最低轨温；tk中和轨温修正值，取05。但考虑到为了便于施工，一般应保证设计锁定轨温较中间轨温的上浮一个值，本设计采用：f一般应保证设计锁定轨温较中间轨温的上浮值，取为35故分析得出其围为2325由于取为25时其施工锁定轨温为
10、2030，其下限超出上述条件确定出的下限，故取为26，其施工锁定轨温为2131。(3)确定铺轨锁定轨温的围3153.841662.662621-22。.8图2 锁定轨温示意图根据上述条件确定的的锁定轨温为26是最合理的锁定轨温，而且在由强度和稳定条件计算所得的锁定轨温围之，所以，最后选定锁定轨温为：设计锁定轨温tsftsf=26铺轨锁定轨温围：tsf(上)=tsf5=31tsf( 下= tsf5=21故锁定轨温围为2131如图2所示。4伸缩区长度与防爬设备的布置(1)伸缩区长度计算接头阻力PH570kN；道床单位纵向阻力r91Ncm；最大降温幅度ma*t：ma*t= tsf(上)Tmin=31
11、+22.8=53.8最大增温幅度ma*t：ma*t=Tma*tsf(下)=62.621=41.6最大温度拉力Ma*Pt：Ma*Pt=250Fma*t=25077.4553.8=1041.7KN最大温度压力Ma*Pt：Ma*Pt=250Fma*t=25077.4541.6=805.48KN温度拉力引起的伸缩区长度1：温度压力引起的伸缩区长度2：为平安起见，伸缩区长度采用b75m。(2)防爬器的布置一根轨枕上中间扣件的阻力Pc12kN；一根轨枕的道床纵向阻力Rs10kN；从上述可看出，中间扣件阻力大于道床纵向阻力，可不需要在伸缩区布置防爬器，但中间扣件扭力矩应经常保持在100120Nm围，中间扣件
12、阻力才能到达上述要求。5.缓冲区预留轨缝计算(1)长轨端的伸缩量长轨一端的伸长量长伸mm长轨一端的缩短量1mm(2)标准轨端的伸长量短伸 =1.4mm标准轨一端的缩短量短缩：=3.2mm(3)长轨与标准轨之间的预留轨缝1最高轨温时，保证轨缝不项严的预留轨缝值1：1长伸长伸=1.9+1.4=3.3mm最低轨温时，保证螺栓不受力的预留轨缝值1：1构长缩短缩=187.5+3.2=7.3mm所以，长轨与标准轨之间的预留轨缝1：即 3.3 mm17.3 mm采用。(4)标准轨与标准轨之间预留轨缝2最高轨温时，保证轨缝不顶严的预留轨缝值2 ：22短伸=21.4=2.8mm最低轨温时，保证螺栓不受力的预留轨缝值2：2构2短缩=1823.2=11.6mm所以，标准轨与标准轨之间的预留轨缝2:即2.8 mm211.6 mm采用6压力峰检算压力峰距轨端的最大距离： cm最大压力峰值ma*P0：KN通过检算，求得最大压力峰ma*P0924kN小于按稳定条件求得的容许温度压力P1620.564kN，所以，线路是平安的。其余部件的检算，轨枕检算;道床顶面应力检算；.路基基床外表应力检算请参考书上第三章第四节的例题进展检算
