路基上無縫線路課程設(shè)計(jì)

1、路基上無縫線路課程設(shè)計(jì)確定中和軌溫姓名：任闖闖學(xué)號(hào)：09232054班級(jí)：土木0911 學(xué)院：土木建筑工程學(xué)院路基上無縫線路課程設(shè)計(jì) 中和軌溫及預(yù)留軌縫設(shè)計(jì)中和軌溫（即無縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫）是無縫線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，涉及鐵路軌道 這門課的主要理論。該設(shè)計(jì)目的是通過實(shí)際設(shè)計(jì)，更深入地掌握鐵路軌道的基本理論。一、基本內(nèi)容1）收集資料，綜合分析。通過專業(yè)書籍及相關(guān)學(xué)術(shù)期刊的學(xué)習(xí)，了解無縫線路鋪設(shè)的意義及國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀。并對(duì)路基上無縫線路設(shè)計(jì)的基本原理、方法及步驟有較清楚的了解。2）通過計(jì)算，確定路基上無縫線路的允許降溫幅度。3）通過計(jì)算，確定路基上無縫線路的允許升溫幅度。4）通過計(jì)算，確定中和軌溫

2、（即無縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫）。中和軌溫確定是無縫線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，涉及鐵路軌道 這門課的主要理論。 該設(shè) 計(jì)的目的是通過實(shí)際設(shè)計(jì)，更深入地掌握 鐵路軌道的基本理論 （尤其是強(qiáng)度計(jì)算和溫度 力計(jì)算理論） 。、基本要求對(duì)設(shè)計(jì)從全局上把握，思路清晰，將個(gè)人的獨(dú)立見解在設(shè)計(jì)說明書中完整地表達(dá)出來； 有關(guān)計(jì)算建議上機(jī)完成，語言不限，但程序要具有通用性，即對(duì)各種參數(shù)條件都適用； 并將源程序及計(jì)算結(jié)果附在課程設(shè)計(jì)書中。獨(dú)立完成，有自己的特色；設(shè)計(jì)時(shí)間 1 周。設(shè)計(jì)書內(nèi)容主要包括：設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)目的和意義、設(shè)計(jì)理論依據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算過程、設(shè)計(jì)總結(jié)（設(shè)計(jì)方案的評(píng)述、收獲及建議） 、參考文獻(xiàn)。課程設(shè)計(jì)報(bào)告的文字

3、部分要求詳細(xì)完整、 章節(jié)清晰、計(jì)算過程詳盡、結(jié)論合理可靠。同時(shí)要求字跡工整、書面整潔。三、設(shè)計(jì)思路無縫線路中和軌溫計(jì)算的主要思路如圖：圖中揭示了該設(shè)計(jì)的主要思路。中和軌溫應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐能墱貤l件（Tmaxjmin ）和軌道允許的升溫幅度和降溫幅度來確定。因此確定軌道允許的升溫幅度和降溫幅度是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)無縫線路的設(shè)計(jì)原則來確定。主要計(jì)算如下：1、無縫線路鋼軌強(qiáng)度檢算（確定允許降溫幅度）強(qiáng)度條件應(yīng)使作用在鋼軌上的各種應(yīng)力總合不超過鋼軌的允許應(yīng)力:式中：d 鋼軌動(dòng)彎應(yīng)力（Mpa）,計(jì)算方法參見“軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析” 一章;d t f t鋼軌溫度應(yīng)力（Mpa）;f鋼軌附加應(yīng)力（Mpa）,如橋上的伸縮

4、應(yīng)力和撓曲應(yīng)力、無縫道岔基本軌附加 應(yīng)力、列車制動(dòng)等引起的附加應(yīng)力等。本設(shè)計(jì)只考慮路基上由制動(dòng)引起的附加應(yīng)力，可取f 10Mpa ；鋼軌允許應(yīng)力。因此允許的降溫幅度td可由下式計(jì)算d ftdE（4-）式中：d鋼軌動(dòng)彎應(yīng)力（Mpa）,取拉應(yīng)力計(jì)算值。2、據(jù)穩(wěn)定性條件確定允許的升溫幅度根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算求得的允許溫度壓力P后，可計(jì)算出允許的升溫幅度 tc:tcP 2Pf2EF式中：Pf 附加壓力，本設(shè)計(jì)可取為零（ N ）。P軌道允許的最大溫度壓力；根據(jù)無縫線路穩(wěn)定性理論計(jì)算，采用“統(tǒng)一公式” 材和參考文獻(xiàn)1。2、中和軌溫確定根據(jù)圖，中和軌溫te計(jì)算如下:teTmaxtd tc2tk四、設(shè)計(jì)參數(shù) （自己

5、選取、組合） 自己選取 組合， 合理 即可， 可不按照這個(gè)下面組合方法。主要技術(shù)指標(biāo):每個(gè)學(xué)生取家庭所在地區(qū)某段 提速線路鋪設(shè)無縫線路，設(shè)計(jì)其鎖定軌溫。lx 3217cm4 ；1、軌道條件鋼軌：60kg/m,屈服強(qiáng)度 s 457Mpa ,鋼軌斷面對(duì)水平軸的慣性矩軌枕：Ill型混凝土枕，1667根/km,軌枕間距a 60cm ；道床：道碴為一級(jí)道碴，面碴厚 25cm，底碴厚20cm。路基填料：沙粘土；鋼軌支座剛度D :檢算鋼軌D =301000（ N/cm）；檢算軌下基礎(chǔ)D =720000（ N/cm）曲線最小半徑 R的區(qū)段（曲線半徑R取姓名筆畫總和乘以 20+400）營條件機(jī)車：東風(fēng)11內(nèi)燃機(jī)

6、車，Vmax=160km/h，（學(xué)號(hào)最后是單號(hào)的）機(jī)車：SS4內(nèi)燃機(jī)車，Vmax=100km/h，（學(xué)號(hào)最后是雙號(hào)的）輪重和軸距請(qǐng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)。其它參數(shù)按設(shè)計(jì)要求，參見有關(guān)規(guī)則和圖書資料合理選取，并說明理由。主要參考文獻(xiàn)：1、教材2、 鐵路軌道 谷愛軍主編中國鐵道出版社3、 鐵路無縫線路廣鐘巖等， 中國鐵道出版社。4、鐵道工程，郝瀛主編，西南交通大學(xué)出版社。計(jì)算相關(guān)的其他問題附加速度系數(shù)附加速度系數(shù)1和2速度范圍km/h電力 機(jī)車1120 V < 1600.3 V1100 12160 V < 2000.1 V2100混凝土枕線路的初始彎曲初始彎曲50kg/m鋼軌60kg/m鋼軌75

7、kg/m鋼軌彈性初彎f°e （mm）3.02.52.0塑性初彎f°p （mm）3.02.52.0我國常用機(jī)車類型的計(jì)算參數(shù)機(jī)車種類機(jī)車型號(hào)輪軸名稱輪重（kN）輪距（cm）構(gòu)造速度（km/h）內(nèi) 燃 機(jī) 車ND5第一轉(zhuǎn)向架I106255118II106180III106820第二轉(zhuǎn)向架I106II106180III106250東風(fēng)4（DF4）第一轉(zhuǎn)向架I112.8180客120貨100II112.8180III112.8840第二轉(zhuǎn)向架I112.8II112.8180III112.8180東風(fēng)ii（DFJ第一轉(zhuǎn)向架I112.8200客160II112.8200III112.8

8、826.7第二轉(zhuǎn)向架I112.8II112.8200III112.8200電 力 機(jī) 車韶山1（SS）第一轉(zhuǎn)向架I112.823090II112.8230III112.8580第二轉(zhuǎn)向架I112.8II112.8230III112.8230韶山3（SS3）第一轉(zhuǎn)向架I112.8230100II112.8200III112.8720第二轉(zhuǎn)向架I112.8II112.8230III112.8200韶山4第一轉(zhuǎn)向架I112.8300II112.8520(SS)第二轉(zhuǎn)向架I112.8300100II112.8520第三轉(zhuǎn)向架I112.8II112.8300第四轉(zhuǎn)向架I112.8520II112.830

9、0韶山8(SS)第一轉(zhuǎn)向架I107.8290160II107.8610第二轉(zhuǎn)向架I107.8II107.8290當(dāng) VW 120km/h 時(shí)：Md (1)f Mo當(dāng) 120km/h v VW 160km/h 時(shí)：Md (1)(1 i) f Mo當(dāng) 160km/h v VW 200km/h 時(shí)：Md (1)(11)(12) f Mo路基上無縫線路課程設(shè)計(jì)（說明書）中和軌溫和預(yù)留軌縫的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)中和軌溫確定是無縫線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題，涉及鐵路軌道 這門課的主要理論。 該設(shè) 計(jì)的任務(wù)是通過實(shí)際設(shè)計(jì)，更深入地掌握 鐵路軌道的基本理論 （尤其是強(qiáng)度計(jì)算和溫度 力計(jì)算理論） 。通過專業(yè)書籍及相關(guān)學(xué)術(shù)期

10、刊的學(xué)習(xí)，了解無縫線路鋪設(shè)的意義及國內(nèi)外發(fā) 展的現(xiàn)狀。并對(duì)路基上無縫線路設(shè)計(jì)的基本原理、方法及步驟有較清楚的了解。1）通過計(jì)算，確定路基上無縫線路的允許降溫幅度。2）通過計(jì)算，確定路基上無縫線路的允許升溫幅度。3）通過計(jì)算，確定中和軌溫（即無縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫）。重點(diǎn)、難點(diǎn)：1無縫線路強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算 2設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍的合理確定二、設(shè)計(jì)目的和意義所謂 “無縫線路 ”，就是把不鉆孔、不淬火的 25m 長的鋼軌，在基地工廠用氣壓焊或接 觸焊的辦法，焊成 200m 到 500m 的長軌，然后運(yùn)到鋪軌地點(diǎn)，再焊接成 1000m 到 2000m 的長度，鋪到線路上就成為一段無縫線路。如果沒有加工、運(yùn)輸

11、、施工上的困難，從理論上 講，“無縫線路 ”可以無限長。 這種徹底消滅軌縫的辦法， 我國鐵路正在一些主要干道上采用。 它是當(dāng)今軌道結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)重要新技術(shù)，世界各國競相發(fā)展。但是無縫線路也存在一個(gè)問題就是：熱膨脹問題。鋼軌溫度每改變1C,每根鋼軌就會(huì)承受1.645噸的壓力或拉力。軌溫變化幅度為50C時(shí)，一根鋼軌則要承受高達(dá)82.25噸的壓力或拉力。但是人們?cè)阼F路線上采用強(qiáng)大的線路阻力來鎖定軌道，限制了鋼軌的自由伸縮。 在我國是采用高強(qiáng)螺栓、扣板式扣件或彈條扣件等對(duì)鋼軌進(jìn)行約束。實(shí)驗(yàn)表明，直徑24mm的高強(qiáng)螺栓，六孔夾板接頭可提供 40至 60噸的縱向阻力。彈條扣件每根軌枕可提供1.6噸的縱向阻力。

12、由于無縫線路中鋼軌所承受的溫度力的大小和軌溫的變化有直接關(guān)系，所以我們鎖定鋼軌時(shí)必須正確、 合理地選定鎖定軌溫， 以保證無縫線路鋼軌冬天不被拉斷， 夏天不致脹軌跑 道，危及行車安全。無縫線路是鐵路軌道現(xiàn)代化的重要內(nèi)容， 經(jīng)濟(jì)效益顯著。 據(jù)有關(guān)部門方面統(tǒng)計(jì)， 與普通線路相比，無縫線路至少能節(jié)省 15%的經(jīng)常維修費(fèi)用，延長25%的鋼軌使用壽命。此外，無 縫線路由于消滅了大量的接頭，因而具有行車平穩(wěn)、旅客舒適。有資料表明，在橋梁上鋪設(shè)無縫線路，可以減輕列車車論對(duì)橋梁的沖擊，改善列車和橋梁的運(yùn)營條件，延長設(shè)備使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量。這些優(yōu)點(diǎn)在行車速度提高時(shí)尤為顯著。然而鋪設(shè)無縫線路是有條件的，主

13、要是考慮氣候溫度的影響，因?yàn)槿f物都有熱脹冷縮的特點(diǎn)，對(duì)于無縫鋼軌，溫度的影響更為明顯，只有選擇適當(dāng)?shù)臏囟龋ㄎ覀兎Q為鎖定軌溫）， 才能盡可能的避免這方面的傷害。鎖定軌溫一般采用高于本地區(qū)的中間軌溫。我國無縫線路從1957年開始鋪設(shè)，開始時(shí)采用電弧焊法，分別在北京、上海各試鋪了1km，以后逐步擴(kuò)大。后來在工廠采用氣壓焊或接觸焊將鋼軌焊成250500m的長軌條，然后運(yùn)至鋪設(shè)地點(diǎn)在現(xiàn)場用鋁熱焊或小型氣壓焊將其焊連成設(shè)計(jì)長度。一般情況下，一段無縫線路長度為1 0002 000m。每段之間鋪設(shè)24根調(diào)節(jié)軌，接頭采用高強(qiáng)螺栓連接。目前京 廣、京滬、京沈、隴海等主要干線均已鋪設(shè)無縫線路。至今無縫線路已鋪設(shè)約2

14、.46萬km。90年代開始了對(duì)超長無縫線路的研究和鋪設(shè)工作，至今已在北京、上海、鄭州等路局鋪設(shè) 了超長無縫線路近千公里。三、設(shè)計(jì)理論依據(jù)電和軌溫的確定無縫線路中和軌溫計(jì)算的主要思路如右圖。圖中揭示了該設(shè)計(jì)的主要思路。中和軌溫應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐能墱貤l件（TmaxTmin ）和軌 道允許的升溫幅度和降溫幅度來確定。因屮和軌溫:此確定軌道允許的升溫幅度和降溫幅度 是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)無縫線路的設(shè)計(jì)原 則來確定。主要計(jì)算如下：設(shè)計(jì)鎖定軌溫：人土玩1、無縫線路鋼軌強(qiáng)度檢算（確定允許降溫幅度）強(qiáng)度條件應(yīng)使作用在鋼軌上的各種應(yīng)力總合不超過鋼軌的允許應(yīng)力:d t f 式中：d 鋼軌動(dòng)彎應(yīng)力（Mpa）,計(jì)算方法參見

15、軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析”一章；鋼軌溫度應(yīng)力（Mpa）;鋼軌附加應(yīng)力（Mpa）,如橋上的伸縮應(yīng)力和撓曲應(yīng)力、無縫道岔基本軌附加應(yīng)力、 列車制動(dòng)等引起的附加應(yīng)力等。本設(shè)計(jì)只考慮路基上由制動(dòng)引起的附加應(yīng)力，可取f 10Mpa ； 鋼軌允許應(yīng)力。td因此允許的降溫幅度td可由下式計(jì)算式中：d鋼軌動(dòng)彎應(yīng)力（Mpa）,取拉應(yīng)力計(jì)算值。dfE2、據(jù)穩(wěn)定性條件確定允許的升溫幅度根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算求得的允許溫度壓力P后，可計(jì)算出允許的升溫幅度tc:tc2EF(4-)式中:Pf附加壓力，本設(shè)計(jì)可取為零（P軌道允許的最大溫度壓力；根據(jù)無縫線路穩(wěn)定性理論計(jì)算，采用 統(tǒng)一公式”教材和 參考文獻(xiàn)1。中和軌溫確定根據(jù)圖，中和軌溫te

16、計(jì)算如下:tetd丄2tk3、預(yù)留軌縫的計(jì)算（1 ）符號(hào)約定如下:ai 長軌條與標(biāo)準(zhǔn)軌之間預(yù)留軌縫值（mm）a2相鄰緩沖軌間預(yù)留縫值（mm）ag 鋼軌接頭構(gòu)造軌縫，取 18mm戸2dr2每枕縱向阻力 （KN）a軌枕間距 （cm）Pj接頭阻力 （N）Ptmax最大溫度力 （N）L 緩沖軌長度（m）E鋼軌彈性模量，取 210GPaF鋼軌斷面面積 （mm2）長一長軌條一端伸縮量（mm）2:1*緩一緩沖軌一端伸縮量（mm）H $ 愛沖軌 業(yè) 緩沖軌圖尢縫線路軌縫示意圖（2）長軌條一端伸縮量長由以下公式計(jì)算:（P皿_片尸 札2EFr（3）緩沖軌一端伸縮量 緩由以下公式計(jì)算： 占廠拮頁（玖“ -F L -

17、 +也T（4）根據(jù)預(yù)留軌縫的原則冬季軌縫不應(yīng)超過構(gòu)造軌縫可得：口|口耳一（隹+ 呂軍口總冬口書_ 2打第夏季軌縫不頂緊可得:站需占機(jī)+ %(5) 伸縮區(qū)長度可按下式計(jì)算:(6) 鋼軌溫度力可按下式計(jì)算:四、設(shè)計(jì)參數(shù)選取主要技術(shù)指標(biāo)：南寧地區(qū)某段提速線路鋪設(shè)無縫線路。一、基本參數(shù)選取如下：鋼軌屈服強(qiáng)度s457MPa標(biāo)準(zhǔn)軌長度取25m鋼軌允許應(yīng)力352Mpa附加壓力Pf本設(shè)計(jì)可取為0(N軌枕間距a 60cm鋼軌附加應(yīng)力(Mpa f10MPa路基填料沙粘土臨界溫升厶t k0鋼軌支座剛度D檢算鋼軌301000 (N/cm)變形曲線弦長1。4m檢算軌下基礎(chǔ)720000 (N/cm)允許未被平衡超高 h7

18、5cm曲線最小半徑R800m鋼的彈性模量E2.1 x 105Mpa機(jī)車類型SS4電力機(jī)車鋼軌的線膨脹系數(shù)a611.8 x 10- / C設(shè)計(jì)最大速度Vmax100km/h.接頭阻力Ph490KN相鄰標(biāo)準(zhǔn)軌間預(yù)留軌縫ag18mm表(1)二、具體參數(shù)如下各表：1、取正線軌道類型如下：(見軌道-緒論 表1)項(xiàng)目單位重型運(yùn)營年通過總質(zhì)量Mt25 50條件列車設(shè)計(jì)最高速度km/h100軌鋼軌Kg/m60道混凝型號(hào)出結(jié)土枕鋪枕根數(shù)根/km1667構(gòu)巖石、滲水土路基雙層道渣c(diǎn)m面渣25低渣20表（2）2、鋼軌斷面尺寸特征如下：（見軌道-表1.1 ）鋼軌類型kg/m60鋼軌類型kg/m60每米質(zhì)量 M/kg6

19、0.64軌頭所占面積Ah/%37.47斷面積A/cm277.45軌腰所占面積Aw/%25.29重心距軌底距離y1/mm81軌底所占面積Ab/%37.24對(duì)水平軸的慣性矩1 x/cm43217鋼軌高度H/mm176對(duì)豎直軸的慣性矩I y/cm4524鋼軌寬度B/mm150下部截面系數(shù)VWcm396軌頭咼度h/mm48.5下部截面系數(shù)W#cm339軌頭寬度b/mm73軌底橫向撓曲斷面系數(shù)Wy/cm370軌腰厚度t/mm16.5表（3）3、鋼軌頭部磨耗輕傷標(biāo)準(zhǔn)如下（V=140km/h）：（見軌道-表1.3 ）鋼軌kg/m總磨耗/mm垂直磨耗/mm側(cè)面磨耗/mm6014914表（4）4、混凝土枕尺寸如

20、下：（見軌道-表1.7 ）軌 枕 類 型主筋數(shù)量混凝 土等級(jí)截面咼度/mm截面寬度/cm底面積/ 2 / cm質(zhì)量/kg長度/cm軌下中間端部軌下中間7720320260出107C6023.018.530.028表（5）5、軌枕扣件技術(shù)性能如下：（見軌道-表1.10 ）扣件性能彈條n型扣件性能彈條n型每個(gè)彈條初始扣壓力/KN> 10彈條變形量/mm10扣壓節(jié)點(diǎn)垂直靜剛度/KN/m60-80調(diào)軌距量/mm-8 12縱向防爬阻力/KN16調(diào)咼量/mm< 10表（6）6、附加速度系數(shù)如下：（見軌道-表3.3 ）附加速度系數(shù)a速度范圍km/h電力機(jī)車aVW 1200.6V/100表（7）7

21、、橫向水平力系數(shù)f如下（取最小曲線半徑R=800）:（見軌道-表3.4 ）線路平面曲線半徑/m800橫向水平力系數(shù)f1.45表（8）8、南寧最高最、低及中間軌溫如下：（見軌道-表6.1 ）地區(qū)最高軌溫最低軌溫中間軌溫鄭州63.0-17.922.6表（9）注：本設(shè)計(jì)中取每千米軌枕數(shù)目為1720根/km，查表近似按1760根/km取等效道床阻力。9、等效道床阻力 Q如下（線路容許彎曲矢度 f=0.2cm）:（見軌道-表6.9）線路條件每千米軌枕根數(shù)碎石道床、混凝土枕混凝土軌枕肩寬40cm1667Q=84N/cm表（10）10、混凝土枕線路的初始彎曲如下：（見軌道結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)資料附表2）初始彎曲60

22、kg/m鋼軌彈性初彎foe （ mm2.5塑性初彎 op （ mm2.5表（11）11、機(jī)車類型為：SS4內(nèi)燃機(jī)車，設(shè)計(jì)速度取：Vmax=100km/h韶山4（SS4）第一轉(zhuǎn)向架I112.8300100II112.8520第二轉(zhuǎn)向架I112.8300II112.8520第三轉(zhuǎn)向架I112.8II112.8300第四轉(zhuǎn)向架I112.8520II112.830012、道床狀態(tài)參數(shù)指標(biāo)如下：（見軌道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)表）指標(biāo)軌枕類型速度km/h道床橫向阻力q（KN/枕）道床縱向阻力q（KN/枕）道床支承剛度（KN/mm）道床密度（g/cm 3）III100910701.7表（13）13.SS4軸重圖如下圖所

23、示1f1SS 14渤1寸重11Z 8 !KN1 1r1.520S2Q-創(chuàng)n-仙-J7 0圖a路基上無縫線路課程設(shè)計(jì)(計(jì)算書)中和軌溫及預(yù)留軌縫設(shè)計(jì)五、計(jì)算過程1計(jì)算動(dòng)彎矩(1 )無縫線路鋼軌強(qiáng)度檢算SS4輪軸重示意圖如上頁圖a所示車輪荷載采用當(dāng)量靜荷載最大可能值?？紤]速度及偏載的因素， 車輛垂直當(dāng)量荷載的最 大可能值為:vW 120km/hPd1= P0(1+ a +3 )在垂直當(dāng)量靜荷載的最大可能因?yàn)殇撥墢澗?M0與車輪垂直靜荷載 P0成正比，因此,值Pd作用下鋼軌動(dòng)彎矩 Md為:v< 120km/hMd1= (1+ a +3 )f(2 )計(jì)算鋼軌最大靜彎矩。輪載群作用下y,M,R的計(jì)

24、算:彈性位移曲線:M丄彎矩：4k其中影響線函數(shù):2P (x)當(dāng)量荷載：' /(x)R竺軌枕反力：2(kx)e kx(cos kxsin kx)(kx)e "(coskxsin kx)pP (x)剛比系數(shù):k 44DIa則最大動(dòng)彎矩為：Md= M0(1 + a +3 )*f速度系數(shù):偏載系數(shù):內(nèi)燃機(jī)車a=0.002jh , Ih采用75mm (考慮最不利情況)=0.6*100/100=6曲線半徑：R=800m可得曲線上橫向水平力系數(shù)： f=1.45 編程計(jì)算（源程序見附表一） 用程序計(jì)算動(dòng)彎矩 Md 請(qǐng)輸入鋼軌支座剛度 D:30100請(qǐng)輸入鋼軌軌枕間距 a:600請(qǐng)輸入鋼軌彈性

25、模量 E:210000請(qǐng)輸入鋼軌截面慣性矩 Ix:32170000請(qǐng)輸入機(jī)車的輪重 P0i:112800請(qǐng)輸入機(jī)車的軸距 xi:3000鋼軌基礎(chǔ)彈性模量 u= 50.17剛比系數(shù) k=0.00116727靜彎矩 M0=23734139.08 請(qǐng)輸入軌道允許的最高速度 Vmax:100請(qǐng)輸入軌道的未被平衡超高值 ho:75鋼軌上的動(dòng)彎矩為 Md=60225377.923938Press any key to continue2、根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算允許溫度壓力 原始彈性彎曲矢度： foe=2.5mm 原始塑性彎曲矢度： fop=2.5mm 線路容許彎曲矢度： f=2mm 原始彎曲半波長： l 0=40

26、00mm等效道床阻力：84N/cm5Ely (f foe) Q4QPn?3 (KN)(f foe)丄I4I22EIy 2R/2Ely 22/REly 52(f fQQ (mm) 2R編程計(jì)算（源程序見附表一）用程序計(jì)算允許溫度壓力P運(yùn)行結(jié)果如下：請(qǐng)輸入彈性初始彎矩矢度fOe: 0.25請(qǐng)輸入塑性初始彎矩矢度f0p:0.25請(qǐng)輸入鋼軌彈性模量 e:21000000請(qǐng)輸入鋼軌截面慣性矩iy:524請(qǐng)輸入等效道床阻力q:84重新計(jì)算后的1=411.775459重新計(jì)算后的1=413.394493鋼軌允許溫度壓力p=1970815.777524計(jì)算誤差為d=1.619033Press any key

27、to con ti nue3、計(jì)算中和軌溫(1)計(jì)算頭d、底dd 頭 d=Md*f/W 頭則動(dòng)彎拉應(yīng)力為:(T 頭 d=220.5Mpa(2)計(jì)算根據(jù)強(qiáng)度條件允許的降溫幅度 t 拉無縫線路固定區(qū)的溫度應(yīng)力為t=2.45$安全系數(shù)：K= 1.3 (新鋼軌)制動(dòng)而引起的附加應(yīng)力:鋼軌容許應(yīng)力s附=10MPas/K 457/1.3 352MPa由鋼軌的強(qiáng)度條件得：軌底b底d+c t + c附s / K從強(qiáng)度條件出發(fā)，要求無縫線路鋼軌冬季最低軌溫Tmin時(shí)，軌底總拉應(yīng)力不超過允許應(yīng)力刀，夏季最高軌溫 Tmax時(shí)，軌頭產(chǎn)生的總壓應(yīng)力也不超過刀 ;故強(qiáng)度條件允許的軌溫變化幅度為： t 拉=(門-b 底 d

28、- b 附)/(E a )= (352-220.5-10 )/(21000000*0.0000118)=49.03 C即：允許的軌降溫幅度為49.03 C(3 )根據(jù)穩(wěn)定條件計(jì)算允許的升溫幅度：血P2E F1970815.78N2 210000 11.8 10 6 774551.340C(4)鎖定軌溫的確定:tetd tc2tk=(63.0-17.9 ) /2+(49.03-51.34)/2=21.40 C則鎖定軌溫上限為:tmax=tg+5 C =26.40 C則鎖定軌溫下限為：tmin=tg-5 C =16.40 C4、計(jì)算長軌和緩沖軌間預(yù)留縫ai和緩沖軌與緩沖軌間的預(yù)留縫a2(如下圖)r

29、1郴«區(qū)® 緩鬥赫 叫 級(jí)沖軌圖無縫壤路軌縫示意圖2EFr(1)長軌條一端伸縮量 長由以下公式計(jì)算:(2) 緩沖軌一端伸縮量 緩由以下公式計(jì)算：“ 飛£頁一卩-+也(3) 根據(jù)預(yù)留軌縫的原則 冬季軌縫不應(yīng)超過構(gòu)造軌縫可得：口口耳一(蟲隹十色舉書_ 2占埸 夏季軌縫不頂緊可得：皿輻一衛(wèi))耳必松+ 襲a(- 42；221(4) 伸縮區(qū)長度可按下式計(jì)算：(5)鋼軌溫度力可按下式計(jì)算:P,二 EFMT用程序計(jì)算長軌和緩沖軌間預(yù)留縫 ai請(qǐng)輸入鋼軌截面面積 F:7745請(qǐng)輸入鋼軌軌枕間距 a:600請(qǐng)輸入鋼軌彈性模量 E:210000請(qǐng)輸入鋼軌每枕縱向阻力 r2:12000

30、請(qǐng)輸入鋼軌的線膨脹系數(shù) w:0.0000118 請(qǐng)輸入相鄰標(biāo)準(zhǔn)軌間預(yù)留軌縫 lg:18請(qǐng)輸入鋼軌接頭阻力 pH:490000請(qǐng)輸入最高軌溫 Tmax:63.0請(qǐng)輸入最低軌溫 Tmin:-17.9請(qǐng)輸入標(biāo)準(zhǔn)軌的長度 L:25當(dāng)溫度為 16.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 11.078738 當(dāng)溫度為 17.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 10.740731 當(dāng)溫度為 18.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 10.402725 當(dāng)溫度為 19.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 10.064719 當(dāng)溫度為 20.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 9.726713 當(dāng)溫度為 21.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 9.388707 當(dāng)溫度為 22.40 鋼軌預(yù)留軌縫

31、為 9.050701 當(dāng)溫度為 23.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 8.712695 當(dāng)溫度為 24.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 8.374603 當(dāng)溫度為 25.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 8.036683 當(dāng)溫度為 26.40 鋼軌預(yù)留軌縫為 7.698677Press any key to continue用程序計(jì)算緩沖軌與緩沖軌間的預(yù)留縫 a2請(qǐng)輸入鋼軌截面面積 F:7745請(qǐng)輸入鋼軌軌枕間距 a:600請(qǐng)輸入鋼軌彈性模量 E:210000請(qǐng)輸入鋼軌每枕縱向阻力 r2:12000請(qǐng)輸入鋼軌的線膨脹系數(shù) w:0.0000118 請(qǐng)輸入相鄰標(biāo)準(zhǔn)軌間預(yù)留軌縫 lg:18請(qǐng)輸入鋼軌接頭阻力 pH:490000請(qǐng)輸

32、入最高軌溫 Tmax:63.0請(qǐng)輸入最低軌溫 Tmin:-17.9請(qǐng)輸入標(biāo)準(zhǔn)軌的長度 L:25當(dāng)溫度為16.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.001814當(dāng)溫度為17.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.001519當(dāng)溫度為18.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.001224當(dāng)溫度為19.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.000929當(dāng)溫度為20.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.000634當(dāng)溫度為21.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.000339當(dāng)溫度為22.40 鋼軌預(yù)留軌縫為9.000044當(dāng)溫度為23.40 鋼軌預(yù)留軌縫為8.999749當(dāng)溫度為24.40 鋼軌預(yù)留軌縫為8.999454當(dāng)溫度為25.40 鋼軌預(yù)留軌縫為8.999159當(dāng)溫度

33、為26.40 鋼軌預(yù)留軌縫為8.998864Press any key to continue附表一：源程序如下 計(jì)算動(dòng)彎矩 Md#include<stdio.h>#include<math.h>void main()double D,a,u,k,E,Ix,y0,M0,R0,P0i,xi,x1;double Vmax, ho,ao,bo,Md;printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌支座剛度 D:n");scanf("%lf",&D);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌軌枕間距 a:n");scanf("%lf

34、",&a);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌彈性模量 E:n");scanf("%lf",&E);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌截面慣性矩 Ix:n");scanf("%lf",&Ix);printf(" 請(qǐng)輸入機(jī)車的輪重 P0i:n");scanf("%lf",&P0i);printf(" 請(qǐng)輸入機(jī)車的軸距 xi:n");scanf("%lf",&xi);u=D/a;x1=u/(4*E*Ix

35、);k=sqrt(sqrt(x1);M0=1/(4*k)*P0i*(1+exp(-k*xi)*(cos(k*xi)-sin(k*xi);printf(" 鋼軌基礎(chǔ)彈性模量 u=%7.2lfn",u);printf(" 剛比系數(shù) k=%7.8lfn",k);printf(" 靜彎矩 M0=%10.2lfn",M0);printf(" 請(qǐng)輸入軌道允許的最高速度 Vmax:n");scanf("%lf",&Vmax);printf(" 請(qǐng)輸入軌道的未被平衡超高值 ho:n"

36、);scanf("%lf",&ho);ao=0.6*Vmax/100;bo=0.002*ho;Md=M0*(1+ao+bo)*1.45;printf(" 鋼軌上的動(dòng)彎矩為 Md=%lfn",Md);2 計(jì)算允許溫度壓力#include<stdio.h>#include<math.h>#define K 1.3#define PAI 3.1415926double l0=400,r0,f0p,r1,r=80000,p,e,iy;double f=0.2,q,p00,c,d,l2,f0e,l,f0e1;double b,tem

37、p;void findL(double a,double a0)double a1,b1;d=fabs(a0-a);if(d>=2)b1=(a*a*b)/(400*400);a1=sqrt(1/q)* (c/r1+sqrt(c/r1)*(c/r1)+temp/2*(f+b1)*q);printf(" 重新計(jì)算后的 l=%lfn",a1);b=b1;findL(a1,a);int main()double i,j;printf(" 請(qǐng)輸入彈性初始彎矩矢度 f0e:n");scanf("%lf",&f0e);printf(&

38、quot; 請(qǐng)輸入塑性初始彎矩矢度 f0p:n");scanf("%lf",&f0p);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌彈性模量 e:n");scanf("%lf",&e);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌截面慣性矩 iy:n");scanf("%lf",&iy);printf(" 請(qǐng)輸入等效道床阻力 q:n");scanf("%lf",&q); temp=e*iy*(pow(PAI,5); r0=(l0*l0)/(8*f

39、0p); r1=1/(1/r0+1/r); c=2*e*iy*PAI*PAI;l2=(1/q)* (c/r1+sqrt(c/r1)*(c/r1)+temp/2*(f+f0e)*q); l=sqrt(l2);f0e1=(l0*l0*f0e)/(400*400);b=f0e1;printf(" 重新計(jì)算后的 l=%lfn",l); findL(l,l0);i=(temp*(f+f0e)/(2*l2*l2)+q; j=(f+f0e)*(pow(PAI,3)/(4*l2)+(1/r1); p=i/j;p00=p/K;printf(" 鋼軌允許溫度壓力 p=%lfn&quo

40、t;,p00);printf(" 計(jì)算誤差為 d=%lfn",d);return 0;3計(jì)算長軌和緩沖軌間預(yù)留縫#include<stdio.h>#include<math.h>void main()doubleT11= 16.400000,17.400000,18.400000,19.400000,20.400000,21.400000,22.400000,23.400000,24.400000,25.400000,26.400000,double a,r,r2,E,F,w,pt1,pt2,pH,lc1,ld1,lc2,ld2,l1,l2,l,lg

41、,Tmax,Tmin ,L;int i;printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌截面面積 F:n");scanf("%lf",&F);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌軌枕間距 a:n");scanf("%lf",&a);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌彈性模量 E:n");scanf("%lf",&E);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌每枕縱向阻力 r2:n"); scanf("%lf",&r2);printf(" 請(qǐng)

42、輸入鋼軌的線膨脹系數(shù) w:n"); scanf("%lf",&w);printf(" 請(qǐng)輸入相鄰標(biāo)準(zhǔn)軌間預(yù)留軌縫 lg:n"); scanf("%lf",&lg);printf(" 請(qǐng)輸入鋼軌接頭阻力 pH:n"); scanf("%lf",&pH);printf(" 請(qǐng)輸入最高軌溫 Tmax:n"); scanf("%lf",&Tmax);printf(" 請(qǐng)輸入最低軌溫 Tmin:n"); scanf("%lf",&Tmin);printf(" 請(qǐng)輸入標(biāo)準(zhǔn)軌的長度 L:n"); scanf("%lf",&L);r=r2/(2*a);for(i=0;i<11;i+)pt1=F*E*w*(Ti-Tmin); lc1=(pt1-pH)*(pt1-pH)/(2*E*F*r); ld1=(pt1-pH)*L-