铁道工程设计素材.ppt

课程设计1 铁道工程桥隧路基过渡段设计方法 一 主要存在问题受到列车荷载影响较大的范围内 基床以上部分 线路结构抵抗变形能力差异 即轨道综合模量 刚度 平顺过渡的问题 舒适度问题 刚性桥台与土工结构的柔性路基间工后沉降差引起轨面弯折的限值问题 二 过渡段设置目的 1 使线路刚度逐渐变化 将台阶式跳跃沉降变为连续的斜坡式沉降 以达到降低列车与线路的振动 减缓线路结构的变形 保证列车安全 舒适 高效运行的目的 2 过渡段长度 刚度如何匹配等国内外均没明确的结论 过渡段长度从0 60m不等 增加轨道刚度 增加路基刚度 UseofHotMixAsphalt Useofcantileveredslab 三 路桥过渡段的工程措施 工程上常用的措施 1 在轨道刚度较小一侧增大路基基床的垂向刚度 以减少路基的沉降 2 在轨道刚度较小一侧增大轨道的垂向刚度 3 在轨道刚度较大一侧降低轨道的垂向刚度 4 改进桥头路面结构 日本新干线的路桥过渡段设置措施 德国高速铁路的路桥过渡措施 国外常用的方法 1 加筋土法 2 碎石类优质材料填筑法 日本德国 使用力学性能较好的轻型材料 如EPS 人工气泡混凝土等 填筑过渡段是近年国内外研究开发和应用的一种减轻结构物自重的工艺方法 该法可显著减少台背填料自身的压缩变形 降低对地基竖向加载作用及对桥台结构的水平土压力 使地基变形减小 并可与地基处理进行综合考虑 降低地基处理费用 减小地基处理范围和缩短施工工期 3 过渡板法 注意 由于列车荷载更大 速度更快 过渡段将更长更厚 这对过渡板的受力非常不利 一旦破损 更换将及其困难 该处理方法对轨道刚度均匀过渡有利 但不能减少路堤及地基沉降 必须配以其他处理措施才能有效控制由此引起的轨面弯折变形 我国过渡段的处理措施 1 路桥过渡段 图2 44普通铁路过渡段 200公里客货共线铁路过渡段 200 250公里新建客运专线过渡段 2 路堤与横向结构物的过渡段 客货共线铁路路堤与横向结构物过渡段 课程设计2 铁路轨道单开道岔几何设计与布置 单开道岔 侧线 我国90 以上为单开道岔 侧线 主线 图中 a b为道岔的前长和后长 为辙叉角 道岔号数 辙叉号数 Thenumberofturnout N cot 辙叉 道岔 号数越大 辙叉角越小 固定辙叉的有害空间越大 道岔号数越大 允许列车通过的侧向过岔速度越高 在高速铁路上 为了获得更高的侧向过岔速度 需要采用大号码道岔 辙叉部分 有害空间辙叉角辙叉咽喉辙叉趾距辙叉跟距 辙叉类型 从平面上看 直线辙叉和曲线辙叉 直线型辙叉 曲线型辙叉 单开道岔 轨距加宽的部位 基本轨前接头处轨距S1 尖轨尖端轨距S0 尖轨跟端直股及侧股轨距Sh 一 单开道岔轨 标准道岔各部位的轨距尺寸 mm S S 二 道岔各部分轨距加宽递减 尖轨尖端轨距加宽 允许速度不大于120km h的道岔按不大于6 的递减率递减至基本轨接头 直尖轨在全长范围内均匀递减 曲尖轨按标准图或设计图办理 对口道岔尖轨尖端轨距递减 两尖轨尖端距离小于6m时两尖轨尖端距离大于6m时道岔前端与另 道岔后端相连时 允许速度不大于120km h的线路 北京交通大学轨道教研室 36 一 转辙器部分的间隔尺寸 二 道岔各部分间隔尺寸 保证在最不利的条件下 即轮对一侧的车轮轮缘紧贴直股尖轨 另一侧车轮轮缘能顺利通过而不撞击 1 尖轨的最小轮缘槽宽tmin 直线尖轨 跟端轮缘槽跟端支距 2 尖轨动程d0尖轨动程为尖轨尖端非作用边与基本轨作用边之间的摆动幅度 规定在距尖轨尖端380mm的第一根连杆中心处量取 铁路线路修理规则 规定 尖轨在第一连接杆处的最小动程 直尖轨为142mm 曲尖轨为152mm AT型弹性可弯尖轨12号普通道岔为180mm 提速道岔为160mm 18号道岔允许速度大于160km h时 为160mm 否则为160mm或180mm 二 导曲线支距 单开道岔 以直股基本轨工用边为横坐标轴 导曲线上各点距此轴的垂直距离称为导曲线支距 导曲线支距按道岔标准图或设计图设置 在曲导轨与基本轨工作边之间测量 可根据需要设置6mm的超高 并在导曲线范围内按不大于2 顺坡 导曲线支距正确与否对保证导曲线的圆顺起着十分重要的作用 导曲线支距计算 校核 导曲线后插直线长 42 三 辙叉和护轨部分的间隔尺寸 辙叉及护轨部分需要确定的间隔尺寸主要是 辙叉咽喉轮缘槽宽查照间隔D1及D2护轨轮缘槽宽翼轨轮缘槽宽辙叉有害空间 1 辙叉咽喉轮缘槽宽 44 2 查照间隔D1及D2D1 护轨作用边至心轨作用边的查照间距 应保证车轮轮对在最不利的条件下 最大轮对一侧轮缘受护轨的引导 而另一侧轮缘不撞击辙叉心 45 D1 D2尺寸涉及到车轮是否安全通过或撞击叉心问题 必须加以保证 每次都要检查 因此称 查照间隔 查照间隔D2 护轨作用边至翼轨作用边的查照间隔D2 保证最小车轮通过时不被楔住 铁路线路修理规则 规定 标准为42mm 侧向轨距为1441mm时 侧向轮缘槽标准宽度为48mm 容许误差为 3 1mm 3 护轨轮缘槽的宽和长 47 48 4 辙叉翼轨平直段轮缘槽宽为使具有最小轮背内侧距的轮对自由通过辙叉的平直段 应有 5 有害空间 单开道岔的总布置图 道岔设计一般分为两种 一种是给出钢轨的类型 侧向容许通过速度 机车的类型等条件进行道岔的设计 另一种是在生产实际中大量遇到的情况 已知钢轨的类型和道岔号数 导曲线半径 转辙器类型 辙叉类型及长度 来计算道岔布置总图 单开道岔总图计算 包括以下几项主要内容 道岔主要尺寸计算 配轨计算 导曲线支距的计算 各部分轨距的计算 岔枕布置 绘制道岔布置总图 提出材料数量表 道岔主要尺寸 道岔中心 需要计算的尺寸如下 道岔前长a 道岔前轨缝中心到道岔中心的距离 道岔后长b 道岔中心到道岔后轨缝中心的距离 施工重要尺寸 定出道岔的位置 长度 道岔理论全长Lt 尖轨理论尖端至辙叉理论尖端的距离 道岔实际全长LQ 道岔前后轨缝中心之间的距离 导曲线后插直线长K 当R为已知时 或导曲线外轨半径R 当K已知时 导曲线后插直线段K是为了减少车辆对辙叉的冲击作用 避免车轮与辙叉前接头相撞 而使辙叉两侧的护轨完全铺设在直线上 道岔的配轨 一组单开道岔 除转辙器 辙叉及护轨外 一般有8根连接轨 分4股 每股2根 所谓配轨就是计算这8根钢轨的长度并确定其接头的位置 配轨时应考虑如下一些原则 转撤器及辙叉的左右基本轨长度 应尽可能一致 以减少基本轨备件的数量 并有利于左右开道岔的互换 连接部分的钢轨不宜过短 小号码道岔一般不小于4 5m 大号码道岔不小于6 25 配轨时应保证对接接头 尽量使岔枕布置不发生困难 同时要考虑安装轨道电路绝缘接头的可能性 充分利用整轨 缩短轨 整轨的整分数倍的短轨 做到少锯切 少废弃 选用钢轨利用较高的方案 课程设计3 铁路轨道强度计算与分析 1 计算资料 1 重型轨道结构组成钢轨 60kg m U71新轨 25m长的标准轨 轨枕 J 2型混凝土轨枕1760根 km 道床 碎石道碴 面碴25cm 垫碴20cm 路基 砂粘土 钢轨支点弹性系数D 检算钢轨强度时 取30000N mm 检算轨下基础时 取70000N mm 2 DF4内燃机车 轴重 轴距及构造速度 2020 3 14 58 准静态计算方法 计算图示 2020 3 14 59 图6 20DF4内燃机车轴距和轮载 步骤1 静力计算 计算刚比系数 2020 3 14 60 1000000 1760 570mm 机车车辆图 2020 3 14 61 1800mm 1800mm 1800mm 1800mm 12000mm 步骤2 列表计算 2020 3 14 62 钢轨弯矩 2020 3 14 63 准静态计算 检算钢轨动弯应力 2020 3 14 64 各种类型钢轨截面惯性矩与截面系数 2020 3 14 65 2轨底 1轨头 温度应力 2020 3 14 66 无缝线路的温度应力 Mpa 步骤3 轨枕压力计算 计算刚比系数 2020 3 14 67 轨枕弯矩计算所采用的D值 采用不同的D值原因 对钢轨有垫板 对轨枕道床无垫板具体数值 P201表6 2 2020 3 14 68 混凝土轨枕轨道的D值 2020 3 14 69 计算轨枕上动压力 2020 3 14 70 N 计算轨枕弯矩 2020 3 14 71 道床顶面应力检算 2020 3 14 72 路基顶面应力计算 2020 3 14 73 课程设计4 铁路会让车站与高铁车站设置 会让车站设置在单线铁路上 1 作业 主要办理列车的到发 会车 让车 仅办理少量的客货运业务2 设备 到发线 通信 信号设备及旅客乘降 办公房屋 会让站 设置在单线铁路上 1 横列式会让站 设一条到发线时 会让站 设置在单线铁路上 2 横列式会让站 设二条到发线时 会让站 设置在单线铁路上 3 纵列式会让站 特点 两到发线纵向排列 并向逆运转方向错移一个货物列车到发线的有效长度 车站线路种类 车站应设有正线 根据车站作业的需要还需配置各种用途的站线 正线 连接区间并贯穿或直股伸入车站的线路 段管线 铁路机务段 车辆段 工务段 电务段等专用并管理的线路 特定用途线 为保证安全而设置的安全线和避难线 站线包括了到发线 牵出线 调车线 货物线及站内指定用途的其他线 到发线 供接发旅客和货物列车的线路 货物线 用于货物装卸作业的货车停留线路 调车线 牵出线 用于车列解体和编组并存放车辆的线路 岔线 在区间或站内接轨 通向路内 外单位的专用线路 站内指定用途的其他线路主要有机车走行线 机待线 车辆站修线 驼峰迂回线及驼峰禁溜线等 正线 1 3 到发线 5 6 7 8 调车线 9 10 站修线 11 13 牵出线 12 货物线 机1 机车走行线 高速铁路车站 1 高速站与既有站分设的布置图 1 高速越行站 办理中速旅客列车待避高速旅客列车 正线 办理高速列车通过 到发线3 4办理中速列车待避 1 高速站与既有站分设的布置图 2 高速中间站 1 高速站与既有站分设的布置图 3 始发 终到站 4 高速通过站 2 高速站与既有站合设的布置图 1 高速车场与既有站在同一平面并列合设 课程设计5 铁路信号设置目的及其功能特点 一 信号的基本概念 1 铁路信号 是向有关行车人员和调车人员发出指示和命令 铁路信号设备 是铁路信号 联锁设备 闭塞设备的总称 它的主要作用是保证行车与调车安全和提高铁路的通过能力 2 铁路信号三种不同颜色 红色 停车黄色 注意或减速行驶绿色 按规定速度运行 3 分类 按人体感官辨别不同分 1 视觉信号 信号机 机车信号 信号旗 牌 火炬等 2 听觉信号 号角 响墩 机车鸣笛等 按设置位置分 1 固定信号 臂板信号机 色灯信号机 一般设在线路左侧 机车信号 2 移动信号 信号牌 信号旗 二 固定信号机设置 固定信号机按结构 分为臂板信号机 色灯信号机几种主要信号机的设置 1 进站信号机 作用 用来防护车站安全 指示列车能否由区间进入车站及进入车站的相关条件 设置地点 设在进站线路最外方道岔尖轨尖端 逆向道岔 不少于五十米的地点 显示意义 一个红色灯光 不准列车越过该信号机 一个黄色灯光 准许列车经道岔直向位置 进入正线准备停车 两个黄色灯光 准许列车经道岔侧向位置 进入站内准备停车 一个绿色灯光 准许列车按规定速度经正线通过车站 一个红色灯光及一个月白色灯光 准许列车在该信号机前方不停车 以不超过20公里 小时的速度进站 并须准备随时停车 信号灯含义 2 出站信号机 作用 用来防护区间的安全 指示列车能否由车站设置地点 进入区间 设在每一发车线路警冲标内方的适当地点 显示意义 一个红色灯光 不准列车越过该信号机 一个绿色灯光 准许列车按规定速度经正线通过车站 3 预告信号机 作用 将主体信号机的显示状态提前告诉司机 设置点 应设在距主体信号机不少于800米的地方 显示意义 一个绿色灯光 表示主体信号机在开放状态 一个黄色灯光 表示主体信号机在关闭状态 4 通过信号机 作用 指示列车能否进入它所防护的闭塞分区或所间区间 设置点 设在自动闭塞区段的闭塞分区分界处或非自动闭塞区段的所间区间分界处显示意义 自动闭塞 一个绿色灯光 准许列车按规定速度运行 表示运行前方至少有两个闭塞分区空闲 一个黄色灯光 要求列车注意运行 表示运行前方有一个闭塞分区空闲 一个红色灯光 列车应该在信号机前停车 非自动闭塞区间 一个绿色灯光 准许列车按规定速度运行 一个红色灯光 不准列车越过该信号机 5 调车信号机作用 指示调车机车进行作业 设置点 经常进行调车作业的线路上或非联锁区到联锁区的入口处 显示意义 一个白色灯光 准许越过该信号机调车 一个蓝色灯光 不准越过该信号机调车 6 进路信号机 指示列车能否由一个车场开到另一个车场 7 驼峰信号机 指示驼峰调车机的推送速度及去峰下禁溜线进行调车 设在峰顶平台上 8 复示信号机 指示前方看不到的信号 三 色灯信号机 色灯信号机 不管白天还是夜间都是用不同颜色的灯光来显示信号的 按照结构的不同 以分为透镜式和探照式两大类 透镜式信号机是一组透镜给出一个颜色的灯光 如果要显示多种颜色信号灯光时就要有多组透镜 所以又称它为多灯式信号机 探照式色灯信号机是一组透镜能显示出三个颜色灯光 所以又称它为单灯式 目前已较少使用 按有无机柱分 高柱型色灯信号机矮型色灯信号机 四 移动信号 手信号 响墩及火炬信号 当线路上出现临时性障碍或进行施工 要求列车停车或