普通线路换铺跨区间无缝线路设计值得参考

毕业设计（论文）中文题目：普通线路换铺跨区间无缝线路设计学 院：北京交通大学远程与继续教育学院专 业： 土木工程 姓 名： 张 锐学 号： 08724326指导教师： 肖 宏2010年3月10日 北京交通大学毕业设计(论文)成绩评议年级2008级层次专生本专业土木工程姓名张锐题目普通线路换铺跨区间无缝线路设计指导教师评阅意见成绩评定： 指导教师：年 月 日评阅教师意见 评阅教师：年 月 日答辩小组意见答辩小组负责人： 年 月 日北京交通大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给：2008级 本 科 土木工程 专业学生 张锐 设计（论文）题目：普通线路换铺跨区间无缝线路设计一、设计（论述）内容：论证即有普通线路改铺跨区间无缝线路是否可行，计算出铺设无缝线路的技术参数，通过轨道强度检算、稳定性检算来验证本次设计的可行性，对锁定轨温进行确定。结合本次设计，提出施工方案、安全措施、抢险预案以及铺设后的验收、养护。二、基本要求：1、根据任务书的要求，作好计划，合理安排时间，独立、认真的按照计划完成毕业设计。2、运用相关图书及文献资料，深入、广泛地了解所设计和研究的内容（本设计中应了解各个题目目前国内外的发展现状，以及快速、高速铁路与普通线路的区别等）；对设计从全局上把握，思路清晰，将个人的独立见解在设计说明书中完整的表达出来。3、有关计算上机完成，语言不限，但程序要具有通用性，即对各种参数条件都适用，界面友好，设计程序要画出框图，并将源程序及计算结果附在论文中4、论文按毕业设计论文有关细则所要求的格式写作。5、图纸按要求写在米格纸上，然后再描图，最好用CAD画图。6、设计完成之后，各项设计文件、图纸装订成册。三、重点研究的问题：计算出铺设无缝线路的技术参数，通过轨道强度检算、稳定性检算来验证本次设计的可行性，对锁定轨温进行确定。四、主要技术指标：根据所在单位管理的线路，自选一段不少于10公里的线路资料进行设计。运营条件根据实际情况选择线路情况级、碎石道床、60kg/m钢轨、混凝土枕、型弹条扣件。其他参数按设计要求，参见有关规则和图书资料合理选取，并说明理由。五、其他要说明的问题在设计中如遇到问题，可及时与教师联系联系方式：地址：北京交通大学土建学院 肖教授下达任务日期：2009年 10月28日要求完成日期：2010年 5月24日答辩日期： 2010年 5月27日指导教师： 肖 宏开 题 报 告题 目：普通线路换铺跨区间无缝线路设计报告人：张锐 2009年12 月30日一、文献综述本篇设计论文按照导师下达的任务书中要求认真书写。在未来三个月的设计过程中，本人准备查阅铁路线路维修规则、铁路桥隧建筑物大维修规则、超长无缝线路技术条件、铁路施工组织与设计、济南铁路局营业线施工安全管理细则等相关书籍，认真搜集我国关于无缝线路铺设施工方面的文件、施工组织与设计、铁路安全管理及其保证安全采取的措施等文献，尽量做到科学、合理、可行。本人准备对兖石下行线k10+030k23+540凫村至曲阜间即有线路进行认真细致的调查、了解、分析后，论证将该处50kg/m普通线路直接改铺为60kg/m跨区间无缝线路的可行性。二、选题的目的和意义本课题所选区段既有的50kg/m -25米短轨，自1985年开通以来长时间使用已发生严重磨损变形，稳定性下降，设备状态恶化引起设备工作劣化，导致线路维修费用逐年递增，造成大量生产成本浪费。在我国铁路跨越式发展，既有线大幅度提速的背景下，作为山东铁路网三横三纵之一的兖石铁路，电气化改造工程业已面临竣工，超大修周期服役的普通线路，越来越不能适应现代化铁路的需求。无缝线路，尤其跨区间无缝线路的铺设可以增强轨道承载能力，延长设备的使用寿命，依据技术经济取得最佳经济效益。三、研究方案：论文参考了铁路施工组织与设计、铁路线路维修规则、铁路桥隧建筑物大维修规则、济南铁路局营业线施工安全管理细则、超长无缝线路技术条件等文献，通过现场实习，找出影响无缝线路铺设安全的问题，分析引发问题的原因，最后研究出解决问题方案和办法。四、进度计划：10月28日接受毕业设计题目。12月10日填写选题申请表。12月15日确定指导老师，接受指导老师安排的毕业论文任务书。12月28日领取毕业设计材料。3月1日前搜集、查阅有关书籍以及我国有关无缝线路铺设，施工组织与设计，铁路安全管理及其对安全的采取的措施等方面的资料。通过现场实习，运用三年所学习理论知识，找出无缝线路铺设的相关问题所在，然后分析出现问题的原因，最后研究出解决问题的方案和办法。3月10日前汇总实习过程中学习和了解到的资料。通过加工、分析和研究，拟写完成开题报告、毕业论文初稿，并做好前期工作总结。4月10日前与指导教师讨论、研究毕业论文初稿存在的问题，听取修改意见。4月30日前接受指导教师对毕业设计的中期检查，在指导教师的帮助下完成毕业论文。5月27日参加论文答辩。五、指导教师意见：指导教师： 年 月 日中 期 报 告题目：普通线路换铺跨区间无缝线路设计报告人：张锐一、总体设计为了论证兖石下行线k10+030k23+540凫村至曲阜间即有50kg/m普通线路改铺为60kg/m跨区间无缝线路是否可行，本人从既有线的设备状况、运行的机车条件入手，对该处线路进行认真细致的调查、了解、分析，计算出了铺设无缝线路的技术参数，通过轨道强度检算、稳定性检算来验证本次设计的可行性，随后对锁定轨温进行确定。结合本次设计，提出了施工方案、安全措施、抢险预案以及铺设后的验收、养护。二、框架（无框架图）三、进展情况10月28日接受毕业设计题目后，12月10日填写选题申请表。12月15日接受指导老师安排的毕业论文任务书。12月28日领取毕业设计材料。3月1日前搜集、查阅有关书籍以及我国有关无缝线路铺设，施工组织与设计，铁路安全管理及其对安全的采取的措施等方面的资料。通过现场实习，运用两年来所学习的理论知识，找出无缝线路铺设的相关问题所在，然后分析出现问题的原因，最后研究出解决问题的方案和办法。3月10日前汇总实习过程中学习和了解到的资料。通过加工、分析和研究，拟写完成开题报告、毕业论文初稿，并做好前期工作总结。现请肖教授对本毕业论文初稿存在的问题提出修改意见。四、指导教师意见结 题 验 收一、完成日期二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师： 年 月 日21.24摘 要线路维修工作的基本任务是经常保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备使用寿命。根据兖石线电化改造工程的总体要求，将对兖石下行线k10+030k23+540凫村至曲阜间50kg/m普通线路改铺为60kg/m跨区间无缝线路线路，为确保工程质量，良好的完成任务特制定本设计。铺设无缝线路设计的基本宗旨是的通过精密的计算按照工程项目建设的基本规律,制定科学合理的施工方案,通过本次毕业设计，使自己对无缝线路大修及其设计施工有了更深程度的认识和了解，以便更好的指导今后的工作。关键词：无缝线路 锁定轨温 铺设施工 日常养护Microsoft TranslatorSummary line maintenance of basic task is to keep the line device complete and quality equilibrium, so that the train speed could be to provide a safe, smooth and uninterrupted operation, and as far as possible. According to Yan, electro-heze renovation overall requirements, the new line of Yanzhou-down k204 + 333 k301 + 000 replace and then track the CWR, to ensure that the project quality, good job done formulated this construction design. Replace with the rail line project construction design of basic purpose is to follow the project construction of basic laws, developing a scientific and rational construction program, reasonable arrangements for the construction of the order and schedule, and effective use of the construction site, optimizing resource allocation, to save manpower and material resources, capital, technology and other production factors, the co-ordination of work, improve project quality, so that the construction plans, conduct, made good economic, social and environmental benefits. This article from specific replacement and then track the CWR organization projects and security analysis of a replacement to start, and then track seamless line construction, construction plan, security measures, replace and then track the CWR construction emergency plan, and implement the change and then track the CWR construction safety.Key words: replace with rail construction organization scheme to implement the safety of 目 录第一章 绪 论1.1铺设无缝线路的意义1.2跨区间无缝线路简述1.3兖石铁路的修建意义1.4兖石铁路的地质地貌1.5兖石铁路的气候环境1.6跨区间无缝线路施工设计外业调查第二章 设计参数和有关技术条件2.1设备情况2.1.1概述2.1.2坡度资料2.1.3曲线资料2.2轨道条件2.2.1有关参数2.2.2桥梁资料2.3机车条件2.3.1旅客列车牵引机车2.3.2货客列车牵引机车第三章 轨道强度检算3.1钢轨强度检算3.1.1动弯矩及垂直动压力计算3.1.2钢轨头部和底部的动弯应力检算3.2作用于轨枕上的荷载检算3.2.1、轨枕顶面承压力计算3.2.2轨枕弯矩检算3.3道床顶面应力检算3.4路基顶面应力检算3.4.1计算路基顶面应力的三条基本假设3.4.2检算路基顶面应力3.5锁定轨温及最大升温幅度和最大降温幅度计算3.6钢轨强度校核第四章 钢轨的稳定性检算4.1与稳定性有关的参数的确定和计算4.2计算原始弹性初始矢度foe4.3计算温度压力PN4.4稳定性检算第五章 无缝线路对线路设备的要求5.1对轨道的要求5.2桥上铺设无缝线路的条件5.3对道床的要求5.4对轨枕及扣件的要求5.5对路基的要求第六章 铺设跨区间无缝线路6.1 连入铺设法6.1.1小型气压焊连入焊接法6.1.2铝热焊连入焊接法6.2插入铺设法6.3跨区间无缝线路施工的注意事项6.3.1施工顺序6.3.2锁定轨温6.3.3接头的处理6.4钢轨焊接的注意事项6.5旧钢轨回收6.6旧配件回收第七章 跨区间无缝线路道岔接头的冻结7.1施工准备7.1.1 施工机具的配备7.1.2 冻结材料的准备7.1.3施工人员的准备7.2施工要求7.2.1施工时间7.2.2冻结范围7.2.3技术要求7.3施工过程7.3.1施工前的准备7.3.2封锁施工7.3.3施工后的质量检验7.4施工总结第八章 安全措施8.1施工安全8.2抢险预案第九章 跨区间无缝线路的养护要点结论致 谢参考文献21.24第一章 绪 论1.1铺设无缝线路的意义无缝线路作为现代铁路的一项重要新技术，已成为当今轨道结构现代化的标志。无缝线路的铺设可以减少大量的钢轨接头，在相当长的一段线路上消灭轮对对线路的冲击，可以减轻轨道形位变化，大大减少联结零件伤损、养护维修工作量，使列车运行平稳，设备使用寿命延长，降低了大量设备维修费用、劳力投入，能更好地适应列车高速重载运输的需要。1.2跨区间无缝线路简述跨区间无缝线路是钢轨长度跨越两个或两个以上更多区间且车站正线上采用无缝道岔的无缝线路，其轨条与轨条，轨条与道岔直接焊接，与普通无缝线路相比，取消了缓冲区，轨道之间直接传送纵向力和位移，消灭了缓冲区的钢轨接头，因而减少了养护维修的工作量和材料的消耗，改善了列车运行的动态，提高了列车的平稳性和旅客的舒适度。从结构上来讲，跨区间无缝线路消灭了缓冲区和伸缩区后，一方面使线路的防爬能力明显加强，纵向力分布比较均匀，锁定轨温容易保持，线路的安全度和可靠度大有提高；另一方面使长轨温度力升降平起平落，避免了形成温度应力峰，可以适度提高锁定轨温，从而提高轨道的稳定性。经过改造的跨区间和全区间无缝线路轨道结构的强度、平顺性与运行速度、轴重和密度基本上是都是相适应的。随着日益增加的客货运量和电气化改造，为适应铁路大提速的要求，作为山东铁路网三横三纵之一的兖石铁路，曲阜至日照间均已完成无缝线路改造，只有k10+030k23+540凫村至曲阜间现仍为普通线路。本设计为该段50kg/m普通线路改铺为60kg/m跨区间无缝线路。1.3兖石铁路的修建意义为了运输山西、山东的煤炭，加速鲁中南经济的发展，我国于1985年建成了兖石铁路。正线全长307.900公里，共有车站39个。沿线煤炭及其它矿产藏量丰富，乡镇工业发展迅速，它的建成对晋煤外运、开发沂蒙山区、振兴鲁南经济和巩固国防都具有重要意义。1.4兖石铁路的地质地貌兖石铁路大部穿行于沂蒙山区南部的平原、谷地和丘陵，地形相对平缓，局部起伏较大。全线地层主要为第四纪粘土、沙土。其中平邑至临沂间岩溶发育、分布广泛。兖石铁路在临沂至莒南间横跨沂沭深断裂带，途经7至9级地震区。1.5兖石铁路的气候环境兖石铁路全线处于暖温带气候区，年均气温12.513.7，最冷月月均气温0.92.3；极端最高气温61，极端最低气温19。沿线年均降雨量为896.3921.8毫米；年均降雪量为1012毫米；每年雾期18天左右；最大风速为20米/秒。线路跨越110条大小河流，由于堤坝和大中型水库的修建，铁路沿线一带水灾已基本得到控制。1.6跨区间无缝线路施工设计外业调查做好外业调查是设计和铺设的前提。外业调查应收集以下资料：（1）铺设无缝线路地段的起、讫里程，线路平、纵断面状况。（2）铺设区段近期和远期的机车类型、行车速度、运量等。（3）铺设地区的历史最高和最低气温、最高、最低气温出现次数、持续时间、月份、最大日温差等。（4）既有线路设备状况：钢轨类型、长度、夹板类型、螺栓等级，轨枕类型、轨枕布置根数和伤损数量，道床顶宽、肩宽、厚度、边坡坡度、道碴等级、材质、脏污程度、病害情况，扣件类型、失效状况，防爬设备情况，绝缘接头类型、工况、里程（5）桥梁情况：桥梁全长、里程，桥跨类型、结构型式、孔数、跨度、支座类型、布置方式。（6）隧道情况:隧道长度、里程，洞内温度和洞口温度变化情况，钢轨状况，轨下基础类型、使用状态、扣件、防爬设备情况。（7）线路的坡度：坡度的大小、坡段长度、变坡点、竖曲线半径、制动坡段里程、防爬设备状况、钢轨有无爬行等。第二章 设计参数和有关技术条件2.1设备情况2.1.1概述本设计线路位于兖石线凫村至曲阜间区段，该段线路总长度为13.510公里，里程为兖石线k10+030k23+540。经过一个车站（阮家村站），四组道岔。本设计到发线有效长度为1050m，最大设计坡度为0.6，基本符合各现行规范的要求。2.1.2坡度资料表2-1 坡度统计表线名行别起点里程终点里程坡度坡长兖石下9.1500010.500001.041350.00兖石下10.5000011.400000.00900.00兖石下11.4000012.100000.80700.00兖石下12.1000013.510003.901410.00兖石下13.5100013.950001.40440.00兖石下13.9500014.300003.10350.00兖石下14.3000015.100003.50800.00兖石下15.1000015.670004.00570.00兖石下15.6700016.420000.00750.00兖石下16.4200017.450001.521030.00兖石下17.4500018.200000.00750.00兖石下18.2000020.00000-1.001800.00兖石下20.0000021.420000.001420.00兖石下21.4200022.090004.00670.00兖石下22.0900022.500000.00410.00兖石下22.5000023.30000-0.90800.00兖石下23.3000026.370000.003070.00根据表2-1可知，该线路位于比较平顺的地段。本设计中最短坡道长为350米，最长坡道长为1800米，最大坡度4.2.1.3曲线资料表2-2 曲线统计表起点终点曲线半径R(米)曲线长L(米)超高h(厘米)缓和曲线长l(米)11.5465811.828251200281.67758014.2679514.973062000705.11405017.1095217.577732500468.21305022.8030023.270861000467.8690100根据表2-2可知，该段线路曲线4条，最大曲线半径2500米，最小曲线半径1000米；最大外轨超高90厘米，最小外轨超高30厘米；2.2轨道条件2.2.1有关参数线路情况级，60kg/m钢轨，=351.5Mpa；型轨枕，每公里配置1667根。轨枕尺寸l=2.60m,底面积S=7837cm2,；型弹条扣件；P60-12号道岔，D=30.1kN/mm,R=1000m, 碎石道床，道床厚度面碴30cm,底碴20cm，z=0.5 Mpa，l= 0.15Mpa ,道床横向阻力Q=6.68N/mm。2.2.2桥梁资料表2-3 桥梁统计表序号中心里程桥长序号中心里程桥长113.105 12.0 817.615 15.5 213.414 57.9 917.981 206.9 314.389 14.0 1021.882 19.2 414.807 15.0 1122.259 374.2 515.713 35.6 1222.570 21.4 616.155 16.5 1322.874 272.9 716.761 157.9 1423.214 16.5 根据表2-3可知，该段线路共有桥梁14座。其中小桥7座，中桥3座，大桥4座。2.3机车条件2.3.1旅客列车牵引机车DF11 ： Vmax=160km/h 112.8kN 112.8kN 112.8kN 200cm 200cm图2-1 旅客列车牵引机车轮对示意图2.3.2货客列车牵引机车ND5 ： Vmax= 80km/h 106kN 106kN 106kN 255cm 180cm图2-2 旅客列车牵引机车轮对示意图第三章 轨道强度检算3.1钢轨强度检算3.1.1动弯矩及垂直动压力计算（1）已知条件根据准静态法计算作用于轨道的垂直动荷载及动弯矩。已知如下几个轨道参数：轨枕间距: a=1000000mm/1667根=599.88mm，取a=600mm；轨道支座刚度:计算钢轨强度时轨道支座刚度取D=30.1 kN/mm，计算轨枕、道床、路基强度时轨道支座刚度取D=30 kN/mm；钢轨基础弹性模量：=D/a=30100/600=50.167N/mm2（Mpa），取=50.2(Mpa)；钢轨的弹性模量E=2.1105 Mpa；查表得钢轨绕水平轴的惯性矩J=3217cm4=3217104mm4。（2）计算钢轨基础弹性模量与钢轨抗弯刚度的比值kk= 4 /4EJ = 4 50.2/(42100003217104) =0.00117(mm-1)（3）计算钢轨上的动弯矩Md由于既有线路为客、货混跑的线路，行车速度存在着很大的差别。旅客列车的Vmax=160km/h，货物列车的Vmax=80km/h。并且旅客列车、货物列车的轴距不一样，需分别对货物列车和旅客列车进行计算，选择最大的P作为最不利轮位计算引起最大弯矩。列表计算旅客列车作用下的P表3-1 旅客物列车作用下的P计算表计算轮项目轮位(mm)P(N)动1动2动3动1p(n)11280011280011280097989x (mm)020004000k.x02.344.681-0.14030.009p(n)112800-158261015动2p(n)11280011280011280081148x (mm)200002000k.x2.3402.34-0.14031-0.1403p(n)15826由表中可以看出动1轮P=97989N为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算动弯矩的依据。计算旅客列车作用下钢轨上的静弯矩M0M0=1/4kP=1/(40.00117)97989=20937821Nm计算旅客列车作用下钢轨的动弯矩Md由于旅客列车Vmax等于160km/h，钢轨的动弯矩Md计算如下：Md= M0(1+)f=20937821(1+0.6528+0.15)1.45=54732721 Nm。其中：附加动力参数=0.000085(v2/L)=0.000085(0.31602/1)=0.6528，式中-短波不平顺的波深（mm）,常用=0.3mm，L -短波不平顺的半波长（m）,常用L=1.0m，V -列车运行速度（km/h）；偏载系数=0.002hmax=0.00275=0.15（h为线路的欠（或余）超高（mm），维规规定未被平衡欠超高一般不应大于75mm,本设计取75mm）；横向水平力系数f（本设计最小曲线半径为1000米，查轨道69页表3.4确定f=1.45）。列表计算货物列车作用下的P表3-2 货物列车作用下的P计算表计算轮项目轮位(mm)P（N）动1动2动3动1p(n)106000106000106000100700x (mm)025504350k.x02.9845.0901-0.0580.008p(n)106000-6148848动2p(n)10600010600010600094552x (mm)255001800k.x2.98402.110.0581-0.166p(n)6148106000-17596动3p(n)10600010600010600089252x (mm)435018000k.x5.092.1100.008-0.1661p(n表中可以看出动1轮P=100700N为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算动弯矩的依据。计算货物列车作用下的静弯矩M0M0=1/4kP=1/(40.00117)100700=21519231Nm计算货物列车作用下的钢轨动弯矩Md由于货物列车Vmax小于120km/h，钢轨的动弯矩Md计算如下：Md= M0(1+)f=21519231(1+0.32+0.15)1.45=45868241 Nm其中：计算轨底弯曲应力时速度系数=0.4v/100=0.480/100=0.32计算钢轨下沉及轨下基础各部荷载时速度系数=0.3V/100=0.24偏载系数=0.002hmax=0.00275=0.15（h为线路的欠（或余）超高（mm），维规规定未被平衡欠超高一般不应大于75mm,本设计取75mm）；横向水平力系数f（本设计最小曲线半径为1000米，查轨道69页表3.4确定f=1.45）。由上计算可知旅客列车作用下的动弯矩大于货物列车作用下的动弯矩.所以取旅客列车作用下的动弯矩Md=54732721 Nm作为计算轨道强度计算的依据。（4）计算垂直动压力Rd计算旅客列车作用下的垂直动压力Rd列表计算旅客列车作用下的P表3-3 旅客列车作用下的P计算表计算轮项目轮位(mm)P(N)动1动2动3动1p(n)112800112800112800112008x(mm)020004000kx02.344.6810.00256-0.00958p(n)112800288.8-1080.6动2p(n)112800112800112800113378x(mm)200002000kx2.3402.340.0025610.00256p(n)289112800289由表中可以看出动1轮P=113378N为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算动压力的依据。由前面计算可知:=0.6528；=0.15；k=0.00117(mm-1)；a=600mm。计算出Rd=R0(1+)=(1+)ka/2P=(1+0.6528+0.15)0.00117600/2113378=71744 N计算货物列车作用下的垂直动压力Rd列表计算货物列车作用下的P表3-4 货物列车作用下的P计算表计算轮项目轮位(mm)P(N)动1动2动3动1p(n)106000106000106000101199x (mm)025504350k.x02.985.091-0.0419-0.0034p(n)106000-4441-360动2p(n)106000106000106000106011x (mm)255001800k.x2.98402.11-0.041910.042p(n)-44411060004452动3p(n)106000106000106000110092x (mm)435018000k.x5.092.110-0.00340.0421p(n)-3604452106000由表中可以看出动1轮P=110092N为最大，也就是最不利轮位，以它作为计算动压力的依据。由前面计算可知:=0.24；=0.15；k=0.00117(mm-1)；a=600mm。计算出Rd=R0(1+)=(1+)ka/2P=(1+0.24+0.15)0.00117600/2110092=53713N由以上计算可知旅客列车作用下的垂直动压力大于货物列车作用下的垂直动压力，所以取旅客列车作用下的垂直动压力Rd=71744N作为下一步计算时的依据。3.1.2钢轨头部和底部的动弯应力检算查表可得钢轨绕水平轴的截面模量W头=339cm3=339000mm3；W底=396cm3=396000mm3由前面第1步计算可知，列车作用下的动弯矩Md取54732721 Nm，由此检算出：轨头动弯压应力jd=Md/ W头=54732721N/339000 mm3=161.5 Mpa轨底动弯拉应力gd=Md/ W底=54732721N/396000 mm3=138.2 Mpa3.2作用于轨枕上的荷载检算3.2.1、轨枕顶面承压力计算由前面第2步计算可知，列车作用下的垂直动压力Rd取71744N，由此计算出：轨枕顶面承压力z= Rd/A=71744N/165150mm2=2.89 Mpa3.2.2轨枕弯矩检算（1）根据型轨枕的尺寸取以下参数：钢轨中心至枕端距离a1=500mm；一股轨枕下轨枕支承长度e=1000mm；轨底宽b=150mm ；轨枕设计系数ks=1.0；轨枕长度L=2600mm；轨枕宽度b=300mm； 应力分布不均匀系数m=1.6；轨枕有效支承长度e=1175mm。（2）计算轨下断面正弯矩Mgd=KS（a12/2e-b/8）Rd=15002/（2950）-150/871744 =8094800N.mm=8.095KN.m（3）计算中间断面负弯矩MZd= -KS（4e+3L2-12La1-8ea1）/（4(3L+2e)） =-14950+326002-122600500/4(32600+2950) =-8302300N.mm=-8.3KN.m3.3道床顶面应力检算通过轨枕传递到道床上的压力是不均匀的，道床顶面的平均应力计算公式为：z=Rd/be(Mpa)考虑应力分布不均匀数m，取maxz=m Rd/be(Mpa)maxz=m Rd/be=1.671744/(3001175)=0.33Mpaz=0.5Mpa所以道床强度满足要求。3.4 路基顶面应力检算3.4.1计算路基顶面应力的三条基本假设根据道床顶面应力，计算路基顶面应力的三条基本假设：（1）把道床看成是均匀、连续的弹性体：（2）道床上的压力是以扩散角（=350）按直线扩散规律，从道床顶面传递到路基顶面；（3）不考虑相邻轨枕的影响。3.4.2检算路基顶面应力根据如上假设分别计算出距枕底高度分别为h1、h2和道床的实际厚度h相关联的三个区域的路基顶面应力z，计算公式如下: h1=b/2ctg=300/2ctg35=214mmh2=e/2ctg=1175/2ctg35=839mma、当0hh1 时，z=m Rd/be(Mpa)b、当h1hh2时，z=Rd/2hbetg(Mpa)c、当h2h时， z=Rd/4h2tg2(Mpa)根据轨道条件可知：h=300+200/2=400mmh1=214mmh=400mmh2=839mm所以z=Rd/2hbetg=71744/（24001175tg35）=0.11Mpal= 0.15Mpa所以路基顶面强度满足要求。3.5锁定轨温及最大升温幅度和最大降温幅度计算根据强度条件检算无缝线路钢轨，要求在冬季T max时，钢轨轨底总拉应力底拉不得超过，在夏季T max时，轨头产生的总压应力头压不得超过。（1）由轨道条件可知：=351.5Mpa，E=2.1105Mpa，=0.0000118/。（2）由前面计算可知： Md=54732721 Nm，R=1000m时f=1.45，W头=339cm3=339000mm3， W底=396cm3=396000mm3（3）由此计算出：轨头边缘动弯压应力jd=Md/ W头f=54732721N/3390001.45=234.2 Mpa轨底边缘动弯拉应力gd=Md/ W底f=54732721N/3960001.45=200.4Mpa（4）因为f拉=f压 =10Mpa，所以最大允许温降：t降-底拉-f拉/E=351.5-234.2-10/2100000.00001181.45=56.9最大允许温升：t升-头压-f压/E=351.5-200.4-10/2100000.0000118=43.3（5）根据当地近30年历史统计资料: Tmax =61，Tmin=-19可计算出锁定轨温的上、下限进而确定中间轨温t上=t降+Tmin=56.9-19=37.9t下=Tmax-t升=61-43.2=17.7t中=（t上+t下）/2=（37.9+17.7）/2=27.8 为了确保行车安全，防止胀轨跑道，一般都设法减小温度力，为此，中间轨温t中应高于计算结果35。 初步确定允许锁定轨温范围为：2737（6）温度式无缝线路的最大允许温升通常由轨道框架的稳定性来控制，即由t稳来控制无缝线路锁定轨温的上限值，后面还必须进行无缝线路的稳定性检算，重新确定无缝线路的锁定轨温范围。3.6钢轨强度校核t=2.5tt底拉=2.5t=2.5(37+19)=140 Mpat头压=2.5t=2.5(61-27)=85 Mpa底拉+t底拉+f底拉=135+140+10=285Mpa=351.5Mpa头压+t头压+f头压=161.5+85+10=256.5Mpa=351.5Mpa经计算，确定钢轨强度满足要求。第四章 钢轨的稳定性检算4.1与稳定性有关的参数的确定和计算目的：是求算保证轨道的容许温升t压即 t稳塑性初始弯曲矢度fop=2mm弹性初始弯曲矢度foe=2mm允许轨道变形曲线矢度f=2mm单根钢轨对垂直轴的惯性距Jy=524104mm4轨道框架刚度换算系数=2等效道床横向阻力Q=6.68N/mm钢轨断面积A=77.45102mm2换算曲率1/R=1/R+1/R0=1/R+8fop/l2选取曲线半径R=1000m=1000000mm做为计算的数据设B=E Jy2=22.11055241042=2.1721013N.mm24.2计算原始弹性初始矢度foe1/R=1/R+8fop/l2=1/1000000+82/40002=210-6l2=1/QEJy2/R+ （EJy2/ R）2+EJy23/4（f+foe）Q =1/QB/R+ B2+B3/4（f+foe）Q=1/6.682.1721013210-6+ （2.1721013210-6）2+2.17210133/4（2+2）6.68 =18465675mm2所以l=4297mm计算得到的l与原假定l0=4000mm不符。设l0=4297mm代入 foe= l20 foe/40002得foe =184656572/40002=2.308mm将foe=2.308mm代入l2=1/QB/R+ B2+B3/4（f+foe）Q=18785854mm2所以l=4334mm计算得到的l与原假定l0=4297mm不符。重新设l0=4334mm代入 foe= l20 foe/40002=187858542/40002=2.348mm将foe=2.348mm代入l2=1/QB/R+ B2+B3/4（f+foe）Q=18826758mm2所以l=4339mm计算得到的l与原假定l0=4334mm很接近，因此取l=4339mm作为变形曲线长度，将foe=2.348mm做为原始弹性初始矢度。4.3计算温度压力PNPN =EJy2（f+foe）/l2+4l2Q/3/（f+foe+4l2Q/(3 R)）=2.1721013（2+2.348）/43392+4433926.68/3）/（2+2.348+443392210-6/3）=2307346（N）取安全系数K=1.254.4稳定性检算P= PN/K=2307346/1.25=1845877(N)Pf=20106774510-62=154900(N)所以t稳= (t压-Pf)/2EAt稳=(1845877-154900)/(20.000011821057745) =46.2由稳定性条件计算出的最大允许温升t稳=46.2大于由前面强度条件计算出的最大允许温升t升=43.2所以应由强度条件检算出的钢轨的最大允许温降决定线路的锁定轨温。t上=t降+Tmin=56.9-19=37.9t下=Tmax-t升=61-43.2=17.8t中=（t上+t下）/2=（37.9+17.8）/2=27.8为了确保行车安全，防止无缝线路铺设后胀轨跑道，一般都设法减小温度压力，为此选取的中间锁定轨温值，应高于计算出的中间锁定轨温值3-5，确定允许锁定轨温范围为：2737t=61-（61-19）/2=40t稳=46.2所以,