軌道工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、指導(dǎo)書(shū)及設(shè)計(jì)要求

1、軌道工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、出發(fā)資料1.機(jī)車(chē)車(chē)輛條件：韶山田（SS3型電力機(jī)車(chē)；機(jī)車(chē)軸列式30-30,軸距布置為230+200+780+200+230（cm），輪重。2線路條件：（1）線路設(shè)計(jì)速度80km/h，最小曲線半徑500m（實(shí)設(shè)超高為100mm），規(guī)劃采用有砟軌道結(jié)構(gòu)。（2）線路鋪設(shè)成無(wú)縫線路，鋪設(shè)地區(qū)為福州，鋪設(shè)線路長(zhǎng)度為10km。（3）道床頂面的容許應(yīng)力為，路基頂面的容許應(yīng)力為。二、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）進(jìn)行有砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括鋼軌和扣件的選型，軌枕的類(lèi)型及布置根數(shù)，道床的等級(jí)及尺寸，并檢算強(qiáng)度是否滿足使用要求。（2）進(jìn)行無(wú)縫線路設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)鎖定軌溫確定、緩沖區(qū)設(shè)計(jì)、預(yù)留軌縫確定、軌條布

2、置。三、提交的成果（1） 、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（ 1）軌道結(jié)構(gòu)選型。（ 2）軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢算。（ 3）無(wú)縫線路設(shè)計(jì)計(jì)算。（2） 、設(shè)計(jì)圖圖紙（1）軌道結(jié)構(gòu)組裝圖及選型說(shuō)明。（1張A3）(2)軌道結(jié)構(gòu)受力圖(3張A4:鋼軌彎失!和撓度1張，軌枕三個(gè)支承狀態(tài)的彎矩分布，道床頂面、路基頂面、路基第二區(qū)域、路基第三區(qū)域應(yīng)力)。(3)無(wú)縫線路設(shè)計(jì)圖(1張A4或A3,基本溫度力圖、軌條布置圖及相關(guān)說(shuō)明)。設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)一、課程設(shè)計(jì)的基本步驟：課程設(shè)計(jì)的步驟如圖1所示：軌道結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢算無(wú)縫線路設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)成果整理、提交圖1課程設(shè)計(jì)步驟二、設(shè)計(jì)方法（一）、軌道結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)車(chē)車(chē)輛和線路條件，確定鋼

3、軌、軌枕、扣件的類(lèi)型及剛度、道床的等級(jí)及主要尺寸（厚度、頂寬和邊坡坡度）。鋼軌、軌枕及扣件的可選用類(lèi)型從教材中選擇，道床的等級(jí)及主要尺寸也參考教材的內(nèi)容確定。以下兩點(diǎn)說(shuō)明：1、 道床厚度的選擇道床厚度設(shè)計(jì)根據(jù)鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10082-2009和地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157-2003進(jìn)行，為方便可根據(jù)運(yùn)營(yíng)條件從教材表1-1中選擇。我們的軌道類(lèi)型可參考中型軌道結(jié)構(gòu)。2、 鋼軌支座剛度D鋼軌支座剛度D的意義是使鋼軌支點(diǎn)頂面產(chǎn)生單位下沉?xí)r所必須施加于支點(diǎn)頂面上的力，單位一般采用kN/mm表示。D值的計(jì)算：1/D=1/D1+1/D2教材（7-3）式中D1為扣件剛度，其值由設(shè)計(jì)確定；D2為道床支承

4、剛度，計(jì)算公式為D2=Cbla/2,即教材中的公式（7-5）。公式（7-5）中的道床系數(shù)C取值為mm。（教材上為mm,少了一個(gè)數(shù)量級(jí)）。因D值隨材料的性質(zhì)、路基和道床密度及氣候的影響而變化，D值是一個(gè)在一定范圍內(nèi)變化的量而不是一個(gè)常量，因此存在一個(gè)問(wèn)題：在軌道強(qiáng)度檢算時(shí)，如何對(duì)D值取值因?yàn)镈值越小，鋼軌承受的彎矩會(huì)越大，所以在檢算鋼軌強(qiáng)度和撓曲時(shí)，D值應(yīng)取下限值，本次設(shè)計(jì)可以根據(jù)扣件剛度和道床系數(shù)取下限值（mm）計(jì)算所得，教材算例根據(jù)表7-2取的是30kN/mm,二者的意義是一樣的。同樣，因?yàn)镈值越大，鋼軌承受的彎矩會(huì)越小，但是下部基礎(chǔ)的受力（即R）會(huì)越大，因此在檢算軌枕、道床及路基時(shí)，D值應(yīng)

5、取上限值，本次設(shè)計(jì)可以根據(jù)扣件剛度和道床系數(shù)取下限值（mm）計(jì)算所得，教材算例根據(jù)表7-2取的是70kN/mm，二者的意義是一樣的。（二）軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢算1、應(yīng)用連續(xù)支承梁理論計(jì)算鋼軌最大下沉靜位移、最大靜彎矩及枕上最大靜壓力，詳細(xì)方法見(jiàn)教材。2用準(zhǔn)靜態(tài)方法計(jì)算軌道正常情況下的動(dòng)位移、動(dòng)彎矩及動(dòng)壓力（計(jì)算中車(chē)速按機(jī)車(chē)通過(guò)速度取值，未被平衡超高通過(guò)計(jì)算取得），并用CAD畫(huà)出鋼軌受力圖（包括動(dòng)位移和動(dòng)彎矩分布）；3計(jì)算及檢算軌道各部應(yīng)力，并判斷其能否滿足使用要求：進(jìn)行正常軌道的計(jì)算和檢算。（1）考慮溫度應(yīng)力（先不考慮無(wú)縫線路的影響，暫按100MPa考慮）和牽引制動(dòng)引起的附加應(yīng)力（按10MPa考慮）

6、，計(jì)算及檢算鋼軌強(qiáng)度；（2）計(jì)算及檢算軌枕彎矩；分別計(jì)算軌枕軌下截面和中間截面的彎矩并檢算，并用CAD畫(huà)出軌枕三種支承狀態(tài)下的彎矩分布圖，這三種支承狀態(tài)是全支承狀態(tài)、中間部分支承狀態(tài)、中間完全不支承狀態(tài)（詳細(xì)支承狀態(tài)參考教材）。（3）計(jì)算及檢算道床表面應(yīng)力強(qiáng)度。按教材上的方法進(jìn)行。（4）計(jì)算及檢算路基表面應(yīng)力強(qiáng)度。按教材上的方法進(jìn)行。（三）無(wú)縫線路設(shè)計(jì)1根據(jù)鋼軌強(qiáng)度條件確定容許溫降。計(jì)算鋼軌在列車(chē)荷載作用下的動(dòng)彎應(yīng)力，采用前面的計(jì)算結(jié)果，未被平衡超過(guò)根據(jù)計(jì)算確定。2根據(jù)穩(wěn)定性條件確定允許溫升。按教材的不等波長(zhǎng)公式確定。3中和軌溫（設(shè)計(jì)鎖定軌溫）的確定依據(jù)鋪設(shè)地區(qū)一年內(nèi)最高、最低軌溫及容許的最大

7、溫升和溫降畫(huà)圖確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫的可選范圍，并計(jì)算確定中和溫度。4計(jì)算伸縮區(qū)長(zhǎng)度及檢算溫度壓力峰計(jì)算出伸縮區(qū)長(zhǎng)度后取整為25m的整數(shù)倍。計(jì)算溫度壓力峰出現(xiàn)的位置、長(zhǎng)度及壓力峰值，并檢算壓力峰處的軌道穩(wěn)定性。5計(jì)算預(yù)留軌縫分別計(jì)算長(zhǎng)軌條與緩沖軌間、緩沖軌之間鋪設(shè)時(shí)的預(yù)留軌縫，構(gòu)造軌縫取為14mm。6防爬設(shè)備確定本段線路是否需要布置防爬設(shè)備，如需要，則進(jìn)行布置。7配軌計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)軌條長(zhǎng)度并進(jìn)行配軌。焊軌廠內(nèi)采用氣壓焊將25m軌焊成200m長(zhǎng)軌條，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，采用小型移動(dòng)式氣壓焊焊成設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，工廠氣壓焊預(yù)頂鍛量為15mm,現(xiàn)場(chǎng)氣壓焊預(yù)頂鍛量為10mm。配軌要求比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng)，以備在鋪設(shè)時(shí)調(diào)整。編制該段鋪設(shè)無(wú)縫線路的材料清單。三、設(shè)計(jì)要求（ 1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)手寫(xiě)或打印均可（采用A4白紙，不要用作業(yè)紙，另外計(jì)算時(shí)先寫(xiě)出公式，然后代入數(shù)據(jù)得到結(jié)果），圖紙打印。（ 2）說(shuō)明書(shū)和圖紙統(tǒng)一用訂書(shū)釘裝訂在一起。（ 3）裝訂時(shí)要求有封面、目錄、說(shuō)明書(shū)。福建工程學(xué)院軌道工程課程設(shè)計(jì)普速鐵路軌道結(jié)構(gòu)及無(wú)縫線路設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)指導(dǎo)教師：福建