无缝线路123

西南交通大学本科毕业设计第1页2.3轨道结构静力计算2.3.1轨道基本力学参数计算2.3.1.1钢轨支座刚度DcmkNDDDDLdp/41.26495.2828150017001111112.3.1.2钢轨基础弹性模量轨枕间距mma88.59916671000000则：MpaaDf08.4488.599264412.3.1.3刚比系数k)(00113.01067.6408.44414124mmEIk2.3.2轨道结构受力的静力计算2.3.2.1钢轨P计算查资料可知贵广高铁机车类型为CRH3型。分别以每个轮子为计算轮，计算P，（值是根据kx值，查表可得）列表进行（见附表1），由表中看出，动2（或动3）轮NP77482为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算弯矩的依据。2.3.2.2钢轨P计算道床路基刚度D:mkND.7.85495.282821500211西南交通大学本科毕业设计第2页则：MpaaD5.14288.59985470刚比系数k：)(00152.01067.645.142414124mmEIk列表计算P（见附录2），，由表中看出，动2（或动3）轮NP79046为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算挠度和压力的依据。2.3.2.3钢轨静挠度y、静弯矩M、静压力R计算静挠度：mmpky363.108.4427904600152.02静弯矩：).(84.167748200115.0414mkNkpM静压力：NpakR77.3603727904600152.088.59922.3.2.3钢轨动弯矩dM计算速度系数与轨道状态、机车类型等有关，可以通过大量试验确定。各国所采用的速度系数公式不尽相同，一般都是经验公式，大多与行车速度成线性或非线性关系。根据规范《铁路无缝线路设计规范》（TB10015—2013）可知速度系数的取值见表2-4：表2-4速度系数值西南交通大学本科毕业设计第3页牵引类型速度范围电力牵引内燃牵引hkmv/160100/6.0v100/4.0vhkmv/1601.0注：v为设计速度（km/h）。在贵广高速铁路中设计速度hkmv/160，所以速度系数0.1。列车通过曲线时，由于存在未被平衡的超高（欠超高或过超高），产生偏载，使外轨或内轨轮载增加，其增量与静轮载的比值成为轮载系数，用表示。通过推导可知：hhShH002.01500230022221当mmh75时，轮载系数15.075002.0横向水平力系数f是考虑横向水平力和偏心竖直力联合作用下，使钢轨承受横向水平弯曲及扭转，由此引起轨头及轨底的边缘弯曲应力增大而引入的系数，它等于钢轨底部外缘弯曲应力与中心应力的比值。可写为：2211f（2.3-1）式中：21、--轨底外缘和内援的弯曲应力。f可以根据对不同机车类型及线路平面条件下21、的大量实测资料，通过统计分析加以确定。仅在计算钢轨应力的动弯矩dM中考虑f值。表2-5横向水平力系数西南交通大学本科毕业设计第4页直线曲线半径（m）300400500600800～2000≥20001.252.001.801.701.601.451.3检算轨道各部件的破坏强度时，车轮动荷载采用当量静荷载最大可能值。考虑速度及偏载等因素；在车轮动荷载作用下的钢轨动弯矩dM可按下式计算：fMMd)1(（2.3-2）式中Md－钢轨动弯矩（N.mm）；M－钢轨静弯矩（N.mm）；－速度系数；－偏载系数。则钢轨动弯矩为：mkNMd.5.5245.1)15.011(84.16在车轮动荷载作用下的钢轨枕上动压力dR可按下式计算：RRd3(2.3-3)则钢轨枕上动压力dR为：kNRd12.108304.362.4铺轨温度及预留轨缝2.4.1温度力计算根据势能驻值原理，两股钢轨的计算温度压力wP可按下列统一稳定性计算公式计算：西南交通大学本科毕业设计第5页22oe23w2oe3()424'yffEIQllPlffR(2.4-1)223234()24yQtfEIflQtf(2.4-2)式中:－轨道框架刚度系数，有砟轨道可取1.0；l－轨道弯曲变形半波长（cm），0ll；f－轨道弯曲变形矢度，取0.2cm；oef－轨道原始弹性弯曲矢度（cm）；根据现场调查资料统计分析，轨道原始弯曲相对曲率62010103.2lf，其中塑性弯曲占83%，弹性弯曲占17%，即轨道原始塑性弯曲的相对曲率op660220.830.832.103101.7454910ffll，轨道原始弹性弯曲的相对曲率67oe0220.170.172.103103.57510ffll；Q－等效道床横向阻力，取11.5kN/m；op111RRR；R－曲线半径（cm），设计最小半径为3500m；opR－钢轨原始塑性弯曲半径（cm），op52op181.3963910fRl；155'10682.11039639.13500001111cmRRRop西南交通大学本科毕业设计第6页t－轨道原始弹性弯曲的相对曲率，72010575.3lftoe；)4(2'32RtEIy(2.4-3)其中：E—钢轨钢的弹性模量，取5722.1102.110/MPaNcmyI—钢轨截面对垂直轴的惯性矩，60/kgm钢轨，取4524cm则：)10682.114.3410575.3(14.3524101.21252727cmN.105583.16将以上参数代入（2.4-2）式中，可得到2l的值；2.0105583.110575.314.3115414.3524101.212)2.0105583.110575.314.31154()105583.1(105583.1672276722662l2510568.1cm由此可得出轨道原始弹性弯曲矢度oef；cmltfoe05606.010568.110575.3572将计算出的lfoe、代入到（2-1）中可得温度压力wP；5535352710568.110682.114.3405606.02.010568.111514.3410568.105606.02.014.3524101.212wPN61049.42.4.2钢轨的允许温度压力根据《铁路无缝线路设计规范》（TB10015—2013）可知两股钢轨的允许温西南交通大学本科毕业设计第7页度压力P可按式（2-3）计算：wPPK(2.4-4)式中：K－安全系数，可取K=1.3。计算可得：NKPPw6610867.23.11073.32.4.3允许温升计算从理论分析和实践观察都表明，钢轨的升温幅度不由强度控制，而是由稳定性控制。在计算允许温升，采用允许温度力P，然后按照下式计算钢轨的允许温升uT。允许温升uT可按下式计算：u2PTEF（2.4-5）式中：－钢轨钢线膨胀系数，取1.18×10-5/℃。F－钢轨断面面积，查规范可知：60/kgm钢轨断面面积27745mmF计算可得：CTu0567.7477451018.11.2210867.22.4.4允许温降计算钢轨强度条件允许温降dT应按式（4.1.2）计算：西南交通大学本科毕业设计第8页dfdTE（2.4-6）Ks][（2.4-7）式中][－钢轨容许应力（MPa）；K－安全系数，取1.3；s－钢轨钢屈服强度（MPa）U71Mn标准钢轨屈服强度为457MPa；d－钢轨底部动弯应力（MPa）；f－钢轨最大附加应力（MPa），一般按10Mpa计算；－钢轨钢线膨胀系数，取1.18×10-5/℃。计算可得：MPaKs5.3513.1457][CEaTfdd0553.91101.21018.1102.1155.351][2.4.5设计锁定轨温计算轨道铺设地点位于贵州省贺州地区，根据《铁路无缝线路设计规范》（TB10015—2013），查的该地区最高轨温为59.2℃，最低温度为-3.8℃，有砟轨道铁路设计锁定轨温，宜按下式计算：dumaxminek22TTTTTT（2.4-7）式中kT－设计锁定轨温修正值，可取0-5℃。计算可得：)50(27.743.9128.32.59eT西南交通大学本科毕业设计第9页C0)50(36设计锁定轨温锁定范围宜为±5℃，困难条件下可取±3℃。设计锁定轨温锁定上限ue(3~5)TT℃（2.4-8）设计锁定轨温锁定下限de(3~5)TT℃（2.4-9）设计锁定轨温锁定上、下限应满足下式条件：最大升温幅度umaxmaxduTTTT≤（2.4-10）最大降温幅度dmaxumindTTTT≤（2.4-11）设计锁定轨温锁定上限：CTu041536设计锁定轨温锁定下限：CTd031536最大升温幅度：uduTCTTT0maxmax2.28312.59满足要求。最大降温幅度：dudTCTTT0minmax1.43)1.2(41满足要求。2.4.6无缝线路缓冲区及预留轨缝计算缓冲区预留轨缝的计算应符合下列规定：1长轨条一端伸缩量长由下式计算西南交通大学本科毕业设计第10页2tmaxj()2PPEFr长（2.4-12）2缓冲区标准长度钢轨一端伸缩量缓由下式计算2tmaxj11()24PPLrLEF缓（2.4-13）式中tmaxP－钢轨最大温度拉力或压力（kN）；kNPt56.82877451.431018.1101.255maxjP－接头阻力（kN），接头螺栓扭矩不应小于900mN，接头阻力采用400kN；错误!未找到引用源。－线路纵向阻力（kN/m/轨），取根据《铁路无缝线路设计规范》（TB10015—2013）中第3.2.2条图3.2.2-1~4中相应工况条件下无载时平直段阻力值，得到轨//0.15mkNr；L－缓冲区标准长度钢轨长度（m），L=2600mm。则计算可得：mm76.3157745101.22400-56.82852）（长mm2.326001541-2500100040056.8287745101.22125）（缓3预留轨缝的计算最低轨温时轨缝不超过构造轨缝：1gaa长缓≤（）（2.4-14）2g2aa缓≤（2.4-15）西南交通大学本科毕业设计第11页最高轨温时轨缝大于零：1a长缓≥（2.4-16）22a缓≥（2.4-17）式中1a－长轨条与缓冲区标准长度钢轨之间预留轨缝；2a－缓冲区相邻标准长度钢轨之间预留轨缝；ga－钢轨接头构造轨缝，50kg/m、60kg/m钢轨的构造轨缝为18mm，75kg/m钢轨的构造轨缝为20mm。分别计算可得：24.1176.61a6.114.62a预留轨缝只要满足以上范围即符合要求。2.5轨道部件强度检算2.5.1钢轨应力计算2.5.1.1基本应力检算检算钢轨强度时，基本应力包括竖直荷载作用下的动弯应力和因温度变化产生的温度应力。1、钢轨动弯应力计算在车轮动荷载作用下钢轨边缘的最大可能动弯应力可按下式计算：轨头边缘最大可能动弯应力：ddMfW头头（2.5-1）西南交通大学本科毕业设计第12页轨底边缘最大可能动弯应力：ddMfW底底（2.5-2）根据