高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路设计理论及方法研究
刘晓博
摘要：近年来国内高速铁路建设高速发展，高速铁路建设技术已经从引进、消化、吸收走向再创新，逐步形成了一套具有自主知识产权的无砟轨道施工技术。目前国外高速铁路因行车对线路、桥梁等土建工程的刚度要求严格，国外高铁桥梁中多以小跨度为主。我国应用于高速铁路无砟轨道的大跨度桥梁种类多、结构形式复杂。主要有混凝土连续梁、混凝土连续刚构、钢梁桥、组合体系桥梁、拱桥、斜拉桥等。文章就针对这一问题展开重点论述。
关键词：高速铁路桥梁；无砟轨道；无缝线路设计；研究
引言
高速铁路上无缝道岔工况极其复杂，无缝道岔、无砟轨道、桥梁结构设计都存在诸多技术难点，成为当下制约高速铁路轨道工程的技术瓶颈。而今，国内科研单位对桥上轨枕埋入式无砟轨道无缝道岔进行计算理论和设计方法研究，研究成果已经在武广高速铁路、沪宁城际铁路得到应用。开展高速铁路桥上板式无砟无缝道岔设计研究不仅是为了解决工程中的技术难题，同时对于我国高速铁路桥上无缝道岔技术发展和进步也具有重大意义。
一、高速铁路长大桥上无砟无缝道岔结构组成和结构特点
1、结构组成
桥上底座纵连式无砟道岔结构自上到下由钢轨、扣件系统、道岔板、砂浆垫层、底座板、滑动层、硬泡沫塑料板、加高层、剪力齿槽、侧向挡块、摩擦板、端刺等组成，岔区轨道结构高度710mm。
2、结构特点
无砟轨道结构受桥面道床板、底座板自身刚度等以及轨道平顺性对挠度变形要求，无砟轨道大跨连续梁结构跨度一般不超过130m，钢箱拱梁跨度不超过140m。有砟轨道桥面采用道渣铺垫，道床具有自身调节范围较大，适用跨度大。
百米大跨度无砟轨道桥梁受重力荷载、温度荷载影响变形大，线形控制困难。我国高速铁路暂行规定要求不同工况横向挠度控制值为6mm，竖向挠度控制值10mm，实际工况因环境条件复杂，现场施工与设计存在差别，竖向挠度控制难以严格满足规范要求。
2.1桥梁线形受施工荷载变化。在无砟轨道施工过程中，随着桥上施工荷载(轨道板、双块式轨枕、混凝土、CA砂浆、其他材料等)、二期恒载(钢轨、附属桥面系、水沟、电缆槽、电力通讯线杆等)、临时荷载(施工设备、风力、施工人员)、活载(列车运行荷载)等荷载的变化均会产生变形，因此在无砟轨道施工过程中应统筹考虑各期荷载对桥梁线形的影响。
2.2桥梁线形受温度荷载变化。目前国内设计考虑温度荷载均是以梁体整体均匀温度变化计算对轨道工程的影响，计算梁体挠曲变形大部分能满足2mm轨道位移要求。然而置于自然环境中的大跨度混凝土梁，受地理位置、太阳辐射条件、结构方位、气温、气候等环境条件变化的影响，结构处于复杂的热交换过程中，由此形成了复杂的结构物温度分布。不均匀温度荷载产生的梁体形变才是现场施工及后期运营需要考虑的重点，特别是大跨度钢结构桥梁受不均衡温度变化产生的挠曲变形更加严重。
2.3轨道控制网布设困难。无砟轨道施工精度控制的关键是高精度控制网的布设，无砟轨道的铺设必须建立轨道CPⅢ控制网，CPⅢ控制网点间线路方向距离50-60m，因此必须在不稳定的长大桥跨上布设CPⅢ控制点，不同时段、不同荷载下CPⅢ控制点的位置均不相同，因此完成CPⅢ控制网的测设成为制约无砟轨道施工的首要问题；Ⅰ、Ⅱ型板式无砟轨道在CPⅢ控制网建立的基础上还必须建立轨道GＲP基准控制网，GＲP点间距离6.5m，桥上受风振、CPⅢ控制点位不稳定、后期荷载影响，GＲP控制网测设、平差计算难以通过。
2.4轨道精度难以控制。大跨度下CPⅢ、GＲP控制点点位不稳定，造成
控制点精度低甚至无法使用，只能使用边跨段控制点建站，同时由于梁跨中部受温度、活载等影响产生的桥梁自振，仪器无法在桥跨跨中部位建站，因此不可避免的需要延长单站测距，全站设站精度、测站间搭接误差难以保证。Ⅰ、Ⅱ型板精调时，仪器必须架设在实时自振动的桥跨上，桥梁上轨道板铺设精度难以满足设计要求。
二、桥上无缝道岔计算模型和计算方法
针对桥上纵连底座板式无砟轨道无缝道岔的结构特点，将道岔、道岔板、底座板、梁体和墩台视为一个系统，建立“岔—板—板—梁—墩”一体化模型。“岔—板—板—梁—墩”一体化计算模型考虑了道岔各钢轨件、间隔铁、限位器、道
岔板、底座板、桥梁、墩台、摩擦板、端刺、底座板与桥梁间的剪力齿槽的相互作用。钢轨与道床板、道岔板与底座板、底座板与桥梁、底座板与摩擦板间的纵向相互作用阻力按非线性考虑。
在桥上纵连底座板式无砟轨道无缝道岔计算模型中，底座板与梁面间、台后底座板与摩擦板、扣件纵向阻力等参数具有明显的非线性特征。根据以上计算模型建立的桥上纵连底座板式无砟轨道无缝道岔纵向力计算非线性有限元力学平衡方程，可采用相应的非线性方程组数值求解方法进行计算。经计算分析，底座板与桥梁间摩擦系数、底座板刚度折减系数对计算桥上无缝道岔受力和变形影响较大。
三、底座结构设计方法
底座混凝土板是桥上无砟轨道无缝道岔系统的主要受力构件，基于开裂后钢筋混凝土刚度折减理念，按轴向拉压杆件采用极限状态法进行力学计算和结构设计。底座板主要检算内容和方法包括:
1、不同工况轨道系统检算。考虑结构自重、预应力、桥墩不均匀沉降、桥墩扭曲变形、温度、混凝土徐变和收缩、列车活载等荷载以及不同荷载组合，进行扣件上拔力检算，底座抗弯、抗剪及疲劳检算，高强度挤塑板检算。
2、轴向受压检算。考虑温度荷载作用下轨道屈曲稳定性检算。
3、轴向受拉检算。考虑底座板开裂后，不同的刚度折减及不同的摩擦系数，进行单线底座板作用下拉力计算，降温荷载下底座板和钢轨拉力计算，轨道板与底座板温差及混凝土收缩荷载下底座板拉力计算，以及制动荷载下底座板拉力计算。
4、根据计算得出的底座板可能承受的最大轴向拉力等设计荷载，按轴向拉压杆件采用极限状态法进行配筋设计。
四、无砟轨道无缝线路施工技术措施
无砟轨道对结构的变形要求极为严格，参照相关设计规范，无砟轨道铺设桥梁徐变上拱值不大于10mm，下挠值不大于20mm。施工过程中大跨度无砟轨道桥梁产生挠曲变形的主要因素有混凝土收缩徐变、温度荷载、施工荷载、恒载等影响。成桥后产生挠曲变形的主要影响因素有后期活载、温度荷载、长期的冲击荷载等。因此如何在施工过程中能够确保成桥线形满足照设计要求，在成桥后轨
道平顺性能够满足高速列车运行不产生病害成为施工阶段研究的主要问题。
1、预留拱度
不论采用何种施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形，结构的变形受多重因素影响，极易造成成桥线形与设计要求不符。无砟轨道对轨道平顺性要求极高，为保证高速列车平稳运行和乘坐舒适度，大跨梁体无砟轨道施工时更需设置一定的预拱度，预拱度的设置要综合考虑各种情况，如列车冲击荷载、Ⅱ期恒载、后期徐变等。预拱度按实际列车、单线、全桥均布荷载进行计算和拟合，得出轨道设计线形。
2、控制网测设措施
大跨度桥梁无砟轨道控制网测设困难主要由于桥梁受多重荷载(重力、温度、徐变等)的影响，点位在不断变化，测量工作难以开展，点位成果无法使用。从目前多条客专施工经验来看，目前多采取的措施有2类:一是根据不同的工况、不同的环境条件，保证大网不变，实时更新桥梁局部控制网成果；二是将长大桥跨上的轨道控制点作为过渡点，仅作为大网平差的过渡，现场施工不采用其成果。
结束语
未来，随着我国高速铁路建设技术的进一步积累，设计单位如何采用新材料改变大跨桥梁自身刚度，涂装新涂料使梁体温度变化均衡以及超前设计运营后的长期梁体徐变拱度，从而提高长大桥梁无砟轨道耐久性，确保轨道平顺性成为未来长大桥梁无砟轨道设计发展的方向。
参考文献
[1]李秋丽.客运专线桥上无缝道岔设计方法的研究[J].铁道工程学
报,2012(16):50-54．
[2]刘钢,张荣平.桥上无砟轨道无缝道岔挠曲力模型试验研究[J].铁道建
筑,2013(16):93-96．
[3]郝培山.连续梁桥上不同连接形式的无砟道岔群受力与变形分析[J].铁道
建筑,2013(12):94-96．
桥梁概念设计与分析理论 一：桥梁属性与结构形式 1.1桥梁的属性 科学：分析实验 桥梁工程{ 技术：研发应用 艺术：创造美学 1.2 桥梁结构的分类 用途：人行桥，公路桥，铁路桥，公铁两用桥，城市桥，管道桥，明渠桥 材料：石桥，木桥，钢桥，混凝土桥，预应力混凝土桥（主跨90米，在中小跨度范围内已占绝对有优势，在大跨度范围内它正在同钢桥展开激烈竞争。它主要承重结构用预应力钢筋混凝土结构的桥梁。附加预应力混凝土：预应力混凝土，为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用（加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。）钢——混凝土组合结构桥 结构形式：梁桥拱桥斜拉桥悬索桥组合桥斜拉—悬
索协作体系 规模跨径：小桥(8~30米) 中桥(30~100) 大桥(100~1000) 特大桥(大于1000) 1.3桥梁结构形式与合理跨度范围 (1)梁桥 简支梁桥的跨度一般不超过70M，最有竞争力的跨度范围50M以下 等截面连续桥梁的合理跨度范围在30~110M，优势跨度范围50~80 变截面连续桥梁或连续钢结构桥的合理跨度50~350M，最有竞争力的跨度范围100~300M (2)~ （3）拱桥合理跨度范围600M以下，最有竞争力40~450M （4）系杆拱桥合理40~800M 最有竞争力150~1200M （5）斜拉桥合理80~1500M 最有竞争力150~1200M （6）悬索桥合理200以上，500以上最有竞争力 二：桥梁设计准则 2.1 桥梁设计的基本目标 安全实用经济美观 2.2安全性和试用性 （1）承载能力极限状态 1 结构或构件达到材料极限强度
桥梁结构设计理论方案 桥梁结构设计理论方案作品名称方舟桥参赛学校黑龙江八一农垦大学参赛队员专业名称土木工程、土木工程、土木工程土木工程、指导教师黑龙江省大学生结构设计竞赛组委会二○一一年目录模型方案说明11、材料12、设计思路13、外形选择24、比赛设计要求2结构设计说明21、参考资料22、材料力学性能估计33、结构选型34、截面选用45、荷载分析56、内力分析及计算简图67、试验研究98、承载能力估算99、破坏分析10模型方案说明1、材料桐木、502胶水，实际制作过程中常需在木材上涂胶，所用材料实际是木胶复合材料，其受拉时呈现线弹性和脆性，木材顺纹受拉弹性模量为，木材顺纹抗拉强度设计值为； 2、设计思路众所周知，材料在受拉力的情况下能够最充分的发挥强度，因此在结构的设计中尽可能多的利用木材的抗拉性能，充分发挥502胶水较强的抗剪能力，以及截面较为开展的木材较好的抗压能力，应用桁架结构设计一座质量尽可能小但承载能力尽可能大的木桥。因此，采用由规则矩形拼成的工字型木杆作为支撑桥面板的主梁，利用4*6的矩形木杆作为腹杆，其中竖杆主要受压； 应用粘合后的薄木片作为鱼腹式下弦的受拉构件。上下桥面采用梯形连接，减少材料用量。 3、外形选择模型跨度：1200mm模型长度：1300mm模型宽度：180mm模型高度：180mm结构形式：梁—桁架组合结构模型重量：130.77g 4、比赛设计要求几何尺寸要求(1)模型长度：模型有效长度（即悬空部分，也就是两侧可升降平台端部距离）为1200mm，两端提供竖向和侧向支撑。对于竖向支撑，每边支撑长度为0-70mm（起侧向支撑作用的侧向支撑挡板可左右活动，距离升降平台边缘距离范围为50-70mm，即距离升降平台边缘最远为70mm，最近为50mm，当模型端部支撑长度不足50mm时，则不能提供侧向支撑，仅能提供竖向支撑），如下图2所示。 (2)模型宽度：在模型有效长度范围内（中央悬空部分），模型宽度应不小于180mm，最宽不应超过300mm； 在支座范围内，宽度不限，但不应超过320mm。 (3)模型高度：模型上下表面距离最大位置的高度不应超过400mm； 为方便小车行驶，中央起拱高度不应超过40mm（中央起拱高度指未加载时，对于放置好的模型，端部构件上表面与模型中央起拱最高处构件上表面的距离）； 端部支座位置处的高度不应超过150mm。 2.2结构形式要求对于结构形式没有特定要求，桥面设置两个车道，每个车道宽不得小于90mm，因两车道之间设有行车导索，所以车道之间不能有立柱、拉索一类的构件。 结构可以仅采用竖向支撑的方式，也可以采用竖向和侧向同时支撑的方式来实现约束，如果模型制作失误，不能够完成约束和加载，后果由参赛队伍自行承担。 结构设计说明1、参考资料《结构设计大赛细则》《木结构设计规范》《桥梁工程》2、材料力学性能估计桐木作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗弯压能力较弱，将木材粘合成横截面较大的材料后，可承受一定的弯矩，但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏。 502胶的粘接性能：木材粘接时原来的性质会发生改变，木材变得脆而且易
高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路设计理论及方法研究 刘晓博 摘要：近年来国内高速铁路建设高速发展，高速铁路建设技术已经从引进、消化、吸收走向再创新，逐步形成了一套具有自主知识产权的无砟轨道施工技术。目前国外高速铁路因行车对线路、桥梁等土建工程的刚度要求严格，国外高铁桥梁中多以小跨度为主。我国应用于高速铁路无砟轨道的大跨度桥梁种类多、结构形式复杂。主要有混凝土连续梁、混凝土连续刚构、钢梁桥、组合体系桥梁、拱桥、斜拉桥等。文章就针对这一问题展开重点论述。 关键词：高速铁路桥梁；无砟轨道；无缝线路设计；研究 引言 高速铁路上无缝道岔工况极其复杂，无缝道岔、无砟轨道、桥梁结构设计都存在诸多技术难点，成为当下制约高速铁路轨道工程的技术瓶颈。而今，国内科研单位对桥上轨枕埋入式无砟轨道无缝道岔进行计算理论和设计方法研究，研究成果已经在武广高速铁路、沪宁城际铁路得到应用。开展高速铁路桥上板式无砟无缝道岔设计研究不仅是为了解决工程中的技术难题，同时对于我国高速铁路桥上无缝道岔技术发展和进步也具有重大意义。 一、高速铁路长大桥上无砟无缝道岔结构组成和结构特点 1、结构组成 桥上底座纵连式无砟道岔结构自上到下由钢轨、扣件系统、道岔板、砂浆垫层、底座板、滑动层、硬泡沫塑料板、加高层、剪力齿槽、侧向挡块、摩擦板、端刺等组成，岔区轨道结构高度710mm。 2、结构特点 无砟轨道结构受桥面道床板、底座板自身刚度等以及轨道平顺性对挠度变形要求，无砟轨道大跨连续梁结构跨度一般不超过130m，钢箱拱梁跨度不超过140m。有砟轨道桥面采用道渣铺垫，道床具有自身调节范围较大，适用跨度大。 百米大跨度无砟轨道桥梁受重力荷载、温度荷载影响变形大，线形控制困难。我国高速铁路暂行规定要求不同工况横向挠度控制值为6mm，竖向挠度控制值10mm，实际工况因环境条件复杂，现场施工与设计存在差别，竖向挠度控制难以严格满足规范要求。
中国铁路无砟轨道技术 年，规划建设客运专2020国务院《中长期铁路路网规划》，到 公里以上，实现“四纵四横”快速客运专线及三处城际快速线9800轨道交通系统。客运专线铁路轨道结构大部分将采用无砟轨道结构，％，设计时70-80预计新建客运专线无砟轨道约占轨道工程总量的 公里。350速均在200公里以上，最高时速可达 、无砟轨道结构形式划分1 目前，国内客运专线铁路无砟轨道技术大部分从国外引进，轨 、CRTSⅠ型板式无砟轨道（日本板）道结构形式可分为五大类,即：Ⅲ型板式无砟轨道、CRTSCRTSⅡ型板式无砟轨道（德国博格板）
RHEDA2000、CRTSⅠ型双块式无砟轨道（德国（国产化研发）。)(德国旭普林型型）、CRTSⅡ型双块式无砟轨道 、双块式无砟轨道定义2 ：将预制型）RHEDA2000CRTSⅠ型双块式无砟轨道（德国 的双块式轨枕组装成轨排，以现场浇注混凝土方式将轨枕浇入均匀轨道电路的无砟轨2000－ZPW连续的钢筋混凝土道床内，并适应。道结构型式 CRTSⅡ型双块式无砟轨道(德国旭普林型)：以现场浇注混凝土 方式，将预制的双块式轨枕通过机械振动法嵌入均匀连续的钢筋混凝土道床内，并适应ZPW－2000轨道电路的无砟轨道结构型式。 3、Ⅰ型与Ⅱ型双块式无砟轨道的区别
Ⅰ型双块式无砟道床和Ⅱ型双块式无砟道床结构型式基本相似， 但施工工艺有着本质的区别。Ⅰ型双块式无砟道床主要采用“钢轨支撑架法”先架设工具轨轨排，绑扎好钢筋后浇注道床板混凝土，而Ⅱ型双块式无砟道床则是先浇注道床板混凝土，然后采用专用机械“振 将双块式轨枕振动嵌入到密实的混凝土道床中。”动 法．
第五届大学生结构设计竞赛 桥梁结构设计理论方案\ 作品名称___________________ 平波桥 _______________________ 参赛队员邵明帅、温雯、文月桂、胡红亮 专业名称土木茅以升、车辆詹天佑、土木 茅以升____ 、土木茅以升________ 、土木茅以升______ 指导教师____________________ 张雪珊______________________
大连交通大学结构设计竞赛组委会
二?一三年 总言：桥梁是我们生活中很常见的一种交通方式，许多有河流的地方就有桥梁的身影，从很简陋的独木桥，到如今气势恢宏的跨海大桥，桥梁的建造技术在飞速的发展着，随着材料科学的发展，各种新型的材料也在不断运用到桥梁建造中来，但总体有一个原则“稳定性好，材料 省”。一般现在的桥梁形 式可分为“拱，吊，桁架”三种。 我们的理念：考虑到拱桥较难制作，且较易出现应力集中现象，所以我们选择了桁架和吊桥的结合形式来制作我们的作品，桁架结构具有制作简便，刚 度大，几何特性好，扩大了粱式结构的适用跨度等优点，本次制作的桥梁长度为2010mm,是一种大跨的结构，而吊桥的优点就是受拉好，自重轻，跨径大，在支座承压方面，我们采用了增加横杆的方式，一方面增大了它的承压面积，另一方面使支座受力均匀，在主梁上，我们采用工字梁的方式来增加梁的抗弯能力，在整个梁的受力方面，我们尽量都是让力均匀分布的方式进行。这样可以减少挠度。 我们的特色： 1.梁的横截面： 目的：增大梁的抗弯能力。 效果图| 2.腹梁的承压结构目 的：降低挠度 3?吊桥的受拉结构 目的：适合大跨径受拉结构 作 品 简 介
沪杭铁路客运专线六标 DK103+850～DK135+152 CRTSⅡ型无碴轨道板铺设施工组织设计 编制：夏铭 复核：陈忠 中铁十一局集团沪杭铁路客运专线六标项目经理部 2009年11月12日
DK103+850～DK135+152 CRTSⅡ型无碴轨道板铺设施工组织设计一、编制范围 沪杭铁路客运专线六标段范围内DK103+850～DK135+152段CRTSII型无碴轨道的滑动板铺设，桥梁底座板、端刺、临时端刺的施工，路基混凝土支承层施工，轨道板粗铺、精调、灌浆和轨道板的张拉锁定、侧向挡块的施做。 二、编制依据 1、铁四院提供的施工图设计； 2、CRTSII型无碴轨道板施工的暂行技术条件 3、京津城际CRTSII型无碴轨道板施工工艺技术总结、经验教训； 4、京津城际无砟轨道施工实际工效； 5、施工沿线范围内水文、地质、建构筑物分布、施工便道布设等情况； 6、我公司目前掌握的CRTSII型轨道板铺设设备性能、工效、技术能力以及熟练技术操作工人的实际状况； 7、六标段内控架梁计划。 三、工程概况 1、工程概况及技术标准 新建上海至杭州铁路客运专线站前工程HHZQ-6标段，正线起讫里程DK103+850～DK135+512，全长31.985km，其中路基3345.836m，桥梁28.639km，无碴轨道铺设63.97单线公里，无轨道板约制造14269块，铺设约9918块。标段主要由嘉桐特大桥、桐海特大桥、海航特大桥、桐乡车站、海宁西站五大主要工程项目组成，其中桐乡车站设计框架通道涵洞及中小桥7座，海宁西站框架通道涵洞7座。设计CRTSII型轨道板铺设主要工程数量见表1。
路基上板式无砟轨道设计及计算设计
摘要 研究目的：轨道是直接承受列车荷载作用并引导列车运行的重要部分，因此轨道需要有足够的强度和稳定性。随着高速铁路的发展，有砟轨道因自身的缺点而无法适应，因此需要设计合理的无砟轨道结构来满足高速铁路对于高速度的要求。 研究方法：采用有限元理论，建立板式无砟轨道的梁—板—板模型，应用大型有限元分析软件MIDAS对模型进行求解，并对轨道板和底座进行配筋设计和校核。 研究结果：总结了荷载作用位置、扣件刚度、轨道板宽度、CA砂浆弹性模量、地基弹性系数等主要参数对轨道板、CA砂浆和底座的受力影响规律，求得列车竖向荷载作用下轨道板和底座的最不利弯矩。 研究结论：轨下垫层刚度在50～80kN/mm范围内为宜，C A砂浆弹性模量对钢轨与轨道板及底座板的位移影响不是很明显，地基弹性系数宜采用190MPa/m，通过建立路基上板式无柞轨道梁一板有限元模型计算得到的弯矩值，根据容许应力法并结合上述弯矩值对无柞轨道混凝土底座进行配筋计算。计算结果表明，路基上板式无砟轨道混凝土底座的配筋主要由最小裂缝宽度决定。 关键词：板式无砟轨道；有限元；梁板模型；配筋
Abstract The track is the important part which bears load directly and guide the train running, so the track should have enough strength and stability. Whit he development of high-speed railway, ballasted track cannot adapt to the development because of its own disadvantages. It is necessary to design reasonable ballast-less track structure to meet the high speed requirement of high-speed railway. Research method: Use the Finite Element Analysis to establish beam-slab-slab model of slab ballastless track ,and solve the model with the help of large scale application software-MIDAS, do the work of track slab and base reinforcement design and verification. Research method: Use the Finite Element Analysis to establish beam-slab-slab model of slab ballastless track ,and solve the model with the help of large scale application software-MIDAS, do the work of track slab and base reinforcement design and verification. Research results: Sum up the force influence of the loading position, fastener stiffness, the width of track slab, CA mortar elastic modulus, foundation elastic coefficient and other major parameters，and seek the most unfavorable moment of track plate and base plate under vertical loads. Keywords：Slab ballastless track, Finite element, Beam-slab model, Reinforcement
第十讲 斜桥计算理论 第一节 概述 一、斜梁结构的型式 支承线与梁轴线（行车方向）不成直角的梁式结构通常称为斜梁结构。斜梁结构包括斜肋板式结构、斜格子梁和斜箱梁结构等型式。 斜梁结构的平面形状，由于环境条件的限制会有各种各样的形式，图10-1表示了几种最主要的形式。其中图10-1a 、b 所示的平行四边形斜梁结构在工程上用得最多，但图10-1c 、d 所示的等腰梯形和直角梯形斜梁结构也常会遇到。显然，各支承线的方向可以是任意的，这样便形成了各种平面形状的斜梁结构。当所有支承线与梁轴线都成直角时即为一般的正梁结构，可见正梁结构是斜梁结构的特例。 按静力特性，斜梁可分为简支梁、悬臂梁、连续梁和竖腿刚架等型式，每种斜梁的结构和受力特性均不尽相同。 二、斜角与斜度的定义 目前国内外关于斜角的定义有两种方法。如图10-l 中的α和?所示。为清楚起见，将梁轴中心线与支承线构成的不大于90 的角?称为斜（交）角，而将梁轴中心线的垂线与支承线构成的角α称为斜度。显然，斜度α和斜角?互为余角。 应该注意，图l0-la 、b 表示的平行四边形斜梁结构在许多方面是不同的。为区分起见，相对梁轴线而言，当?在右边时称为右斜（图10-1b ），当?在左边时称为左斜（图10-la ）。如左、右斜的方向搞错，则成为方向相反的平行四边形斜梁结构。斜度α的正方向为从支承线向梁轴中心线垂线方向的旋转为逆时针方向（图10-la ）；反之，向顺时针方向旋转时， α为负（图10-lb ） 。α的变化范围为9090α-<< 。显然，当所有α均为零时即为相应图10-1 斜梁结构的平面形状
的正梁结构。 三、基本假定及分析途径 进行斜梁结构的分析，首先要选择合适的计算图式。例如，对于图10-2a 所示的较窄的箱形截面简支斜梁桥，可以采用单根斜梁的计算图式，如图l0-2b 所示，其中主梁既有抗弯刚度也有抗扭刚度。一般情况下，箱梁的端部在支承方向均设有刚劲的端横隔板（或端横梁），因此支承线上横梁AB 和CD 的抗弯刚度可假定为无限大，而抗扭刚度可假定为零，主梁刚结在横梁AB 和CD 之间。这样，受载时主梁沿横梁方向的扭转为零，而在垂直横梁方向可以自由转动。 工程实践中常遇到的斜梁结构，在很多情况下都可以简化为主梁和十分刚劲的斜横梁构成的单主梁式斜梁结构进行分析，这在国内外的很多文献中均有论述。但是，要进行多梁式斜梁系结构的实用分析计算，也需要单根主梁斜梁结构的分析作为基础。因此，必须首先对各种类型的单根主梁斜梁结构（简称斜梁）进行深入的分析和讨论。 本讲首先以单根斜梁为对象研究其计算方法，讨论其受力特性并给出若干便于应用的计算图表，然后进一步研究斜梁系结构的实用计算方法。 斜梁和正梁的基本微分方程是相同的，但由于斜支承的存在使支承处的边界条件不易精确满足，故一般不采用基本微分方程进行求解。有限单元法、有限条法等数值方法是分析斜梁结构的有效方法，然而设计计算这类结构时，上机条件、所费机时是一个不可忽视的因素。 分析斜梁的另一有效途径是采用杆件系统的结构力学方法。对于图10-2所示的斜梁，主要承重构件——“主梁”，虽为一直线形杆件，但由于斜支承的存在，使主梁中的弯曲和扭转相互耦合，因此从本质上说，斜梁的分析属空间分析的范畴。因而，可采用研究空间杆系的结构力学方法来分析斜梁结构。此法不但简单明了，便于分析斜梁结构的受力特性，而且能得到计算图式的精确解。 一般说来，对于钢筋混凝土或预应力混混凝土结构，薄壁结构效应较小，故分析对可忽略横截面翘曲所引起的内力影响。另外，对于箱梁中设有一定数量横隔板的斜梁，其截面畸变也可忽略。因此，单根斜梁可以采用单纯扭转理论进行分析，其基本假定概括为如下两点： （1）斜梁的横截面在变形后仍保持为平面，即不产生翘曲扭矩和翘曲双力矩； （2）变形后斜梁的横截面周边形状保持不变，即无畸变内力。 如有必要，斜梁的翘曲内力和畸变内力，也可像正梁结构的实用分析计算时一样另行计 T EI GI =∞ = T 图10-2 简支斜交箱梁桥的计算图式 a) b)
铁路无缝线路设计
第5章无缝线路设计 无缝线路是将标准长度的普通钢轨进行焊接，形成钢轨长度超过一定值的钢轨线路，又叫做焊接长钢轨线路，它是当今世界上轨道结构中的一项新技术，在该项技术上世界各国正在以积极的态度竞相发展。 对于一般的铁路线路来讲，钢轨的接头往往是轨道的薄弱环节，由于轨缝的存在，列车在通过轨道时就会发生冲击和振动，并产生巨大的噪音，不但如此，钢轨受到的冲击力也会提升3倍以上。接头冲击力不但影响列车行驶的平稳度和旅客的舒适感，还会促使道床破坏、线路状态恶化、缩短钢轨和街头零件的使用寿命、增加额外的维修费用。伴随着现代化铁路的高速化、舒适化和环保化的高要求，在行驶速度、列车轴重和密度不断增长的今天，普通铁路无法适应现代化运输的要求。无缝线路消灭了大量的接头，具备行车平稳、旅客舒适、车辆和轨道维护费用减低、轨道与道床使用寿命延长等众多优点，是今后铁路发展的方向和未来。 5.1无缝线路基本规定 1.根据《铁路无缝线路设计规范》(TB 10015-2012)，新建、改建铁路正线应采用钢轨，钢轨长度可以是25m、50m和100m，在线路中优先采用100m 长定尺钢轨。 2.无缝线路在设计时，应根据当地轨温资料，计算无缝线路的允许温升、允许温降，并考虑一定的修正量计算确定锁定轨温。在一定范围内，无缝线路设计锁定轨温应一致。 3.道岔、钢轨伸缩调节器及胶接绝缘接头钢轨宜与相连轨道同类型、同材质。在小半径曲线（）以及大坡道地段宜采用全长淬火钢轨或高强钢轨。 4.有砟无缝线路铺设的曲线半径不宜小于500m；在小于500m半径地段铺设无缝线路时，应采取适当的措施增大道床横向阻力。 5.在连续长大坡道、制动坡段和行驶重载列车坡段上的无缝线路，必要时应采取轨道加强措施，连续长大坡道不宜设置钢轨伸缩调节器和有缝钢轨接头。
CRTS I型双块式无砟轨道施工作业指南
目录 1 前言 (1) 2 适用范围 (1) 3主要技术标准和参数 (1) 4施工工艺流程 (3) 5生产施工方法和过程控制标准 (4) 5.1 施工准备 (4) 5.2 下部支承结构层施工 (5) 5.3 双块式轨枕、道床板钢筋进场 (9) 5.4 道床工作面清理、施工放线 (11) 5.5 底层钢筋布设 (11) 5.6 轨枕布设 (12) 5.7工具轨、模板、螺杆调节器运输 (13) 5.8铺工具轨、组装轨排、安装螺杆调节器托盘 (14) 5.9轨道粗调、安装调节器螺杆 (17) 5.10 钢筋绑扎、接地焊接 (19) 5.11 安装横向、纵向模板 (20) 5.12 轨道精调 (22) 5.13 混凝土浇筑 (25) 5.14 轨排稳定保护 (27) 5.15 混凝土养护 (28) 5.16 拆除纵向、横向模板 (29)
5.17 拆除螺杆调节器 (30) 5.18 轨道状态复测 (30) 5.19 拆工具轨 (30) 5.20 封堵螺杆孔、修整混凝土 (31) 5.21 轨道状态调整 (31) 6主要材料与机具设备配置 (35) 6.1 材料计划 (35) 6.2 机具设备配置 (36) 7 施工组织要点 (37) 7.1 道床板施工物流组织 (37) 7.2 劳动力安排 (38) 7.3 作业区段的划分和工效. (39) 8 质量控制要点 (39) 8.1 施工准备阶段 (39) 8.2 下部支承结构层施工阶段 (40) 8.3 道床板施工阶段 (40) 8.4 轨道精调阶段 (40) 9 安全控制要点 (41) 10 环境保护控制要点 (41)
桥梁设计创新 一、创新的思路 创新就是桥梁发展的动力,就是桥梁建筑艺术的灵魂,没有创新的艺术犹如一潭死水,没有一点活力,日复一日,终究会越来越腐朽。同时,创新也必须以实践为基础,也需要用理论来指导。作为设计人员,如何在设计中寻求创新,同时在创新的同时也能实现结构的合理呢? 1、设计人员应具有创新的意识,必须意识到创新的重要性与必要性。同时应具有创新的能力,掌握一定的创新技巧,要勇于突破定势思维,打破传统观念与经验的束缚,充分发挥主观能动性与想象力,不迷 信权威,发展广泛的兴趣。创造力并不就是在任何情况下都能自发地表现出来的,必须通过创新的素质教育与训练才能获得开发与提高。 2、设计人员应以本专业的基础知识为核心,建立起创造发明的“游击区”。使专业基础知识与其她知识相互渗透,共同结合成一个网络式整体结构。还应开发智能因素,包括培养精确的观察力,提高记忆力,培养注意力、想象力与操作能力。除了创造力之外,创造性人才还应具备创造精神与创造人格。创造精神主要包括有好奇心、探究兴趣、求知欲、对新事物的敏感、对真知的执着追求,勇于发现、发明、革新,有开拓进取、百折不挠的精神,这就是一个人创造的灵魂与动力;创造人格主要包括创造责任感、使命感、事业心、执着的爱、顽强的意志与毅力,能经受挫折、失败的良好心态,以及坚韧顽强的性格,这就是创造出成果的根本保证。 3、桥梁设计中的创新必须以结构受力合理为基础,以满足功能要
求为前提。力就是创新应考虑的主导因素。因此,设计人员应掌握好力学知识,桥梁结构必须能明确反应力流,使力的传递途径一目了然。 4、由于美学具有相对性,人类审美观念就是会发生变化的,桥梁美学设计实践应与人们不断变化的美学观念同步,创新不能脱离人类审美观念。桥梁设计人员应该对人们美学观念的变化具有敏锐的洞察力,美学观念的变化就是微妙的,因此应不断以新的眼光观察这些微妙的变化,不能墨守成规,从这些微妙的变化中预测出美学观念的发展趋势,作为未来设计创新的依据。 5、要努力推进新材料与新工艺的发展,不断改进力学分析方法,提高分析技能、分析速度与准确度,在掌握好力学知识与分析手段的前提下,运用各种创新手段,充分发挥人的想象力与创造力,争取不断 创造出结构更合理、更先进、更美观的桥梁形式以适应不断变化的美学观念。最后,还要注意总结前人的设计经验与教训,“前事不忘,后事之师”,学习前人并不就是照抄照搬别人的劳动成果,也不就是纯粹学习已经过时的结构形式,而就是学习前辈在当时历史条件下的创新精神与创新方法。 二、创新的基本技法 1、组合法 组合法,就是一种以综合分析为基础,并按照一定的原理或规则对现有事物或系统进行有效的综合,从而获得新事物、新系统的创造方法。 组合法的内在原理很复杂,形式也多种多样。组合法在具体应用
桥梁结构设计理论方案作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙 专业名称土木工程 一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计,我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥与桁架桥的设计方案。斜拉桥可以瞧作就是小跨径的公路桥,且对刚度有较高的要求,所以斜拉桥对材料的要求比较高,对于用桐木强度比不上其她样式的桥来得结实;拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用,而沿拱桥垂直方向最小主应力为零,可以很好的控制桥梁竖直方向的位移,但锁提供的支座条件较弱,且不提供水平力,显然也不就是一个好的选择;梁式桥有较好的承载弯矩的能力,也可以较好的控制使用中的变形,但桥梁的稳定性就是个很大的问题,控制不了桥梁的扭转变形,因此,我们也放弃了制作梁式桥的想法;而桁架桥具有比较好的刚度,腹杆即可承拉亦可承压,同时也可以较好的控制位移用料较省,所以,相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理
(1)、截杆 裁杆就是模型制作的第一步。经过试验我们发现,截杆时应该根据不同的杆件,采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋,如同锯开;而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下,不宜用刀口前后切磋,易造成截面破损。 (2)、端部加工 端部加工就是连接的就是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接,我们根据不同的连接形式,对连接处进行处理,例如,切出一个斜口,增大连接的接触面积;刻出一个小槽,类似榫卯连接等。 (3)拼接 拼接就是本模型制作的最大难点。由于就是杆件截面较小,接触面积不够,乳胶干燥较慢等原因,连接就是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制,如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作,则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲,并按照先前划定的拱形不断调整,直至达到理想形状。 在拱脚处处理时,先粘结一个小的木块,让后用铁夹子施加很大的压力,保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风,使其尽快形成粘接力,达到强度的70%(基本固定)后即可让其自行风干。 (4)风干 模型制作完成后,再次用吹风机间断性地吹粘接处,基本稳定后,让其自然风干。 (5)修饰
路基上无缝线路课程设计 ——中和轨温及预留轨缝设计 姓名：张小冬 学号：09231123 班级：土木0904 学院：土木建筑工程学院
轨道工程课程设计 时间：2012年6月9日
目录 一、简介————————————（1） 二、设计参数——————————（2） 三、设计内容——————————（5） 四、设计总结—————————（13） 五、参考文献—————————（14） 六、程序设计—————————（14）
一、简介 （一）、无缝线路锁定轨温及预留轨缝简介 无缝线路是当今轨道结构的一项重要新技术，是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路。它是当今轨道结构的一项重要技术，是与重载、高速铁路相适应的新型轨道结构。无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，世界各国竞相发展。我国铁路无缝线路的发展，近年来在技术上有很大的进步，在数量上有较快增长。 无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著，在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。这些优点在行车速度提高时尤为显著。然而铺设无缝线路是有条件的，主要是考虑气候温度的影响，因为万物都有热胀冷缩的特点，对于无缝钢轨，温度的影响更为明显，只有选择适当的温度（我们称为锁定轨温），才能尽可能的避免这方面的伤害。锁定轨温一般采用高于本地区的中间轨温。 （二）、设计的目的与意义 中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）是无缝线路设计的关键问题，涉及《轨道工程》这门课的主要理论。该设计目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论，自主练习，将所学知识用于实际的设计中，学以致用。 完成该课程设计的意义在于让所学的知识形成一个系统的体系，加固对知识的理解与应用，逐渐熟悉使用规范，设计手册和查阅参考资料，培养自身分析问题、解决问题和独立工作的能力。 （三）、设计任务 （1）收集资料，综合分析。 通过专业书籍及相关学术期刊的学习，了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解。
国外桥梁设计理念和典型示例介绍 ---全寿命经济分析、造型设计和组合结构桥梁 陈艾荣 同济大学桥梁工程系 摘要：通过对日本多多罗斜拉桥和丹麦的大海带悬索桥等几座桥梁的造型特点的研究，介绍了使用造型单元设计法、整体造型设计法、拓扑分析等方法如何进行桥梁美的创造；通过对国外几座桥梁所进行的全寿命经济分析，阐述了在桥梁设计和规划阶段进行全寿命经济分析的必要性；通过对一座典型组合结构桥梁的介绍，说明组合结构桥梁的发展和应用。 一、概述 桥梁作为公共建筑物，是人类根据生活和生产发展的需要，利用所掌握的物质技术手段，在科学规律和美学法则支配下，通过精心设计而创造出的人工构造物，是人文科学与工程技术相结合的产物。桥梁以其实用性、巨大性、固定性、永久性和艺术性极大的影响并改变了人类的生活环境。桥梁的美如何进行创造也是人们关心的问题。和其他构造物有所不同，作为一种结构艺术，实际上桥梁的美是可以通过技术的方式来达到的。 目前我国在桥梁建设管理的一些惯例和办法在一定程度上加剧了桥梁工程的病害问题。其中只注重建设初期的成本，而忽视桥梁从规划、建设到运营、破坏整个寿命周期的总体成本。各国桥梁使用实践证明，如果片面追求较低的建造费用而忽视了对结构耐久性的改善，不仅影响运输交通的安全、减少结构使用寿命，同时投入的养护维修费用十分可观，甚至远远超过建造中节省的费用。 全寿命经济分析法的基本思想是，在设计施工阶段，不论是事先采取防护措施还是以后“坏了再修”，都要做出经济预算和比较，设计者和承建者要对工程的“全寿命”负责到底，目前，美国已强制实施基建工程管理中的“全寿命经济分析法”（简称LCCA，即Life Cycle Cost Analyze）。 组合结构桥梁今年来得到了飞速的发展。法国工程界提出的波折腹板组合箱梁桥，是利用波折钢板抗剪强度大、纵向刚度小的特点，将其设置在腹板，达到减轻结构自重、减少腹板承担预应力的目的。同时从抗弯、抗压的角度来看，使用波折腹板后，顶底板单独受力，减少了干燥收束、徐变、温差的影响，实现了主动控制设计。 本文将通过对日本多多罗斜拉桥和丹麦的大海带悬索桥等几座桥梁的造型特点的研究，介绍了使用造型单元设计法、整体造型设计法、拓扑分析等方法如何进行桥梁美的创造；然后通过对国外几座桥梁所进行的全寿命经济分析，阐述在桥梁设计和规划阶段进行全寿命经济分析的必要性和基本原理；最后通过对一座典型组合结构桥梁的介绍，来说明组合结构桥梁的发展和应用。这几个方面的国外经验，无疑是值得我们参考借鉴的。
目录 目录 一．设计题目： (1) 普通无缝线路设计..................................................................... 1 二．设计资料：................................................................................. 1 三、计算步骤： (2) 3.1温度压力的计算 .................................................................. 2 3.2轨道稳定性允许温度压力[]P ............................................. 5 3.3轨道稳定性允许温升[]c T ? ................................................. 6 3.4根据强度条件确定允许温降[]d T ? ..................................... 6 3.5设计锁定轨温计算 .............................................................. 8 3.6设计锁定轨温 ...................................................................... 9 3.7伸缩区长度计算 ................................................................ 10 3.8无缝线路缓冲区预留轨缝计算 . (11) 3.8.1长轨条一端伸缩量长?的计算 ............................... 11 3.8.2缓冲轨一端伸缩量 缓 ?的计算 (12) 3.8.3预留轨缝的计算 ..................................................... 12 3.9防爬器设置 ........................................................................ 13 3.10长轨条布置 ...................................................................... 14 四、参考文献................................................................................... 14 附：无缝线路稳定性检算 (14)
无砟轨道施工现场存在问题及处理方案 1、梁面钢筋网片未进行覆盖，现场随意堆放，部分网片锈蚀严重。处理方案：对梁面钢筋网片进行覆盖，统一规划后集中存放。 2、底座板养生用棉被颜色不统一，堆压砂袋随意堆放。 处理方案：堆压砂袋建议采用京沪项目使用的白色袋子，规格统一，摆放位臵固定，保证美观。棉被在使用过程中尽量将颜色一致的铺设在相邻位臵，后续物质部门采购统一时尽量做到颜色统一。 3、施工班组未严格按照作业指导书施工，存在模板安装后才进行植筋作业等违规作业的情况。 处理方案：施工班组严格按照作业指导书的施工流程进行作业，现场管理人员加强管控，上道工序未完成坚决不允许进入下道工序。 4、施工现场未及时清理，各种钢筋、模板、扣件及小型材料、机具配件随意堆放。 处理方案：施工过程中，安排专人及时对施工区域进行清理，各种钢筋、模板、扣件及小型材料、机具统一存放，部分物件可加工移动储存箱进行存放，保证现场整洁有序。 5、植筋作业过程中，需加强现场管控，保证植筋深度及质量。 处理方案：质检人员及现场管理人员加强过程控制，发现不合格立即进行整改，杜绝质量隐患。 6、底座板模板拆模后使用车辆拖行至下一施工部位，且部分模板未
经打磨，直接涂刷脱模剂。 处理方案：模板拆除后使用车辆统一运输至下一施工部位，严禁直接在桥面上拖行，所有模板必须打磨干净后方可涂刷脱模剂，否则禁止使用。 7、浇筑混凝土前，底座板施工区域存在清理不彻底的现象。 处理方案：在浇筑混凝土前，建议采用高压水枪、鼓风机或吸尘器进行彻底清理，保证底座板施工质量。 8、隔离层铺设完成后，现场随意踩踏，导致隔离层部分区域被污染。处理方案：隔离层铺设完成后，严禁现场施工人员随意踩踏，建议在施工区域设臵警示标语，保证隔离层施工质量。 9、底座板混凝土浇筑存在洒水抹面现象。 处理方案：质检员与现场管理人员严格控制抹面过程，抹面须进行至少四次，禁止洒水抹面。 10、现场管理人员及施工人员未佩戴安全帽。 处理方案：安质部及架子队每天进行巡查，未佩戴安全帽的按相关管理办法进行处罚。 请安质部牵头，工程部配合，根据近期发现的问题按照以上格式增加，整理好后下发至施工现场
桥梁结构设计问题探讨 摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。 关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、桥梁结构设计现状 目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。
路基上普通无缝线路设计 一、设计目的和意义 中和轨温确定是无缝线路设计的关键问题，涉及《铁路轨道》这门课的主要理论。本设计目的是通过实际设计，对无缝线路设计的主要原理、方法及步骤有更清楚的了解，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论与其实际应用（尤其是强度计算和温度力计算理论）。 在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于钢轨接头的存在，列车通过时发生震动和冲击，并伴随有击打噪声，所产生的冲击荷载最大可达非接头区3倍以上。接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状态恶化、钢轨及联接零件的使用寿命缩短、养护维修费用增加。线路接头区养护维修占总经费的1/3以上；钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他地方大2~3倍；重伤钢轨60%发生在接头区。 无缝线路由于消灭了大量的钢轨接头，因而具有行车平稳、旅客乘坐舒适、机车车辆和轨道的维修费用少、使用寿命长等一系列优点。大量的研究资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算，无缝线路比普通有缝线路可节约养护维修费用35%~75%。 二、 设计理论依据 普通无缝线路设计，主要指区间内的无缝线路设计，其主要内容为确定设计锁定轨温和无缝线路结构设计两部分。 2.1确定设计锁定轨温 由于长轨条在锁定施工过程中轨温是不断变化的，因而锁定轨温应该是一个范围，通常为设计锁定轨温±5摄氏度，困难条件下取±3摄氏度。 锁定轨温（sf T ）设计计算原则为“夏天不涨轨，冬天不断轨”，所以sf T 应根据当地的轨温条件和轨道允许的升温幅度和降温幅度来确定。如下图所示：
中和轨温：[][]max min 22 s c e k t t t t t t ?-?+= +±? 1）根据强度条件确定允许的降温幅度 无缝线路应该具有足够的强度，以保证在动弯盈利、温度应力及其他附加应力共同作用下不被破坏，能够正常工作。因此，要求钢轨承受的各种应力总和不超过规定的容许值[σ]，即 []σσσσ≤++c t d 式中 d σ——钢轨最大动弯力，（MPa ）； t σ——钢轨温度应力， （MPa ）； c σ——钢轨承受的附加应力， （MPa ）如桥上的伸缩应力和挠曲应力、无缝道岔基本轨附加应力、列车制动等引起的附加应力等； 本设计只考虑路基上由制动引起的附加应力，可取MPa c 10=σ； []σ——钢轨允许应力，它等于刚轨的屈服强度s σ除以安全系数K ， []K s σσ=。
无缝线路设计 发题时间：完成时间： 一、原始资料 1、铺设地点（选址方法参照说明） 3、轨枕类型 4、轨枕间距（根/km） 5、扣件类型： 6、道床类型及肩宽 7、钢轨接头螺栓扭矩值 8、道床纵向阻力值 10、轨下基础刚度（ 11
12、机车及车辆类型 13、轮距列表 二、设计内容 第一部分轨道结构竖向受力计算及锁定轨温的确定1.1静力计算 1.2轨道动力响应的准静态计算 1.3动弯矩和动反力计算 1.4钢轨弯曲应力计算 1.5无缝线路稳定允许温度力和允许温升计算； 1.6设计锁定轨温的确定 第二部分轨道结构强度检算 2.1钢轨基本应力检算 2.2轨枕弯矩检算 2.3道床及路基顶面应力检算；
第三部分 无缝线路结构计算； 3.1轨条长度及缓冲区的设计 3.2伸缩区长度 3.3绘制温度力分布图并标注主要位置的数值； 3.4预留轨缝设计； 三、说明 1、铺设地点的选取：学号最后一位的数字为X 2；学号倒数第二位的数字为X 1 ；学号倒数第三位的数字为X 。 3班铺设地点选择为：C 1=92-X 1X 2;4班铺设地点选择为：C 2=124-XX 1X 2 ； 2、钢轨类型的选取：横向为班级序号。 3、轨条长度及缓冲区的设计是指单元长轨条的长度和缓冲区的长度的设计。 4、轨道结构竖向受力计算，采用连续支承梁模型计算。 5、轨下截面轨枕正弯矩检算公式为21()28g d g a b M R M N mm e '?? ??=-≤ ????? 轨枕中间截面负弯矩检算公式为[]()144c d c L a M R M N m m -?? =-?≤ ??? 5、无缝线路稳定允许温度力和允许温升计算，f op =f oe =3mm,稳定时f=2mm ，安全系数k=1.25（只计算曲线的稳定条件）。 6、伸缩区及轨缝计算，采用直线地段的轨道条件；伸缩区的长度最后取为25m 的整倍数。 7、绘制无缝线路一个单元的布置图，具体如图1所示。 图1 无缝线路轨节布置示意图 四、参考书目 1、《轨道工程》 同济大学出版社 练松良 2、《铁道工程》 中国铁道出版社 郝 瀛 3、《铁路轨道》 中国铁道出版社 陈岳源 4、《铁路轨道》 中国铁道出版社 童大员 五、附其他参考数据 1、混凝土枕线路的钢轨点支座刚度D 值