无缝线路设计计算书_《铁道工程》课程设计

《轨道工程》课程设计普通无缝线路结构设计任务书一、课程设计性质、任务与目的《轨道工程课程设计》是土木工程专业的一门实践性课程；本课程设计主要训练学生综合运用所学基础知识的能力，培养学生用定性分析方法对问题进行综合分析和评价。

本课程设计是在学过《轨道》的基础知识后，对“轨道强度计算”、“无缝线路轨道设计”、“轨道结构组成”等知识的拓宽与综合应用。

通过作业，使学生在巩固所学轨道结构组成、轨道强度计算的基本方法，熟悉并运用课堂所学内容，从而加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决问题的能力。

熟练掌握普通无缝线路设计步骤，了解无缝线路的特点及受力特征。

通过对普通无缝线路的设计，达到对整个轨道体系的全面的认识。

二、设计要求1．独立完成，有独特见解。

2．文字清晰，条理清楚，步骤完整。

3．文面、图面整洁，装订整齐。

三、设计资料1.轨温：(0)兰州地区;(1)石家庄地区;(2)西宁地区;(3)西安地区(4)合肥地区;(5)郑州地区;(6)长沙地区。

按自己对应的学号的倒数第二位选取相应地区的轨温。

2.轨道条件（1）钢轨：为60kg/m的钢轨、按预期垂磨6mm计算；缓冲区钢轨采用每根长25m的标准轨；轨钢容许应力：[σs]＝36500×104Pa；（2）轨枕：混凝土Ⅱ型轨枕，每公里铺设1840根, a=544mm；（3）扣件：接头扣件为ф24mm、10.9级螺栓，六孔夹板；中间扣件为弹条Ⅱ型扣件，橡胶垫板；(4)道床：碎石道碴，顶宽3.3m，曲线外侧加宽0.05m。

道碴为一级道碴，道h=+=cm。

碴厚30cm，底碴厚20cm，道床厚度3020/2403．线路等级及最小曲线半径(1)线路等级：I级线路；(2)最小曲线半径：R＝600m。

min4．行驶机车最高行驶速度： Vmax=120km/h；钢轨支座弹性刚度：检算钢轨D＝300kN/cm/cm检算轨下基础D＝720kN/cm/cm轮重和轴距排列如表1所示。

华东交通大学课程设计（论文）任务书题目名称桥上无缝线路附加伸缩力计算院（系）土木建筑学院专业道路与铁道工程班级2012－1、2、32015年6 月8 日至2015 年 6 月12 日共1 周指导教师: 张鹏飞设计任务书一．设计题目：桥上无缝线路附加伸缩力计算二．设计资料：1、桥台纵向刚度：详见表格2、桥墩纵向刚度：详见表格3、梁体情况钢梁，温度取15℃3、线路纵向阻力、钢轨类型及线路纵向阻力如表1所示。

表1 分组后的设计参数表三、设计内容及要求1、桥上无缝线路伸缩力的计算原理；2、编制EXCL计算程序（或手算），计算伸缩力；2、专题讨论：国内外关于桥上无缝线路研究的理论和方法。

四．参考文献：[1].练松良，轨道工程[M]，上海：同济大学出版社，2006[2].陈秀方，轨道工程[M]，北京：中国建筑工业出版社，2005[3].高亮，高速铁路无缝线路关键技术研究与应用[M]，北京：中国铁道出版社，2012[4].中华人民共和国铁道部，新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定(铁建设函[2003]205号) [S]，北京：中国铁道出版社，2010其他自列五．完成文件与要求：1．设计计算书（包括详细的计算原理和计算过程及专题）。

2．EXCEL程序。

设计计算书采用统一的封页和计算纸张，按要求填写好任务书，装订后再和图纸一起放入资料袋中。

备注：数据有八组，每班每位同学选一组数据。

指导教师：张鹏飞设计指导书1、伸缩附加力的计算原理图1-1表示了一单跨上承式简支梁，无缝线路固定区设在桥面上，梁自原始位置向活动端伸长，梁的各截面位移由下式计算：i i l t α∆=⋅⋅∆图1-1 单跨简支梁增温时伸缩力和位移式中α——梁的线膨胀系数，钢筋混凝土梁为61010/-⨯℃，钢为611.810/-⨯℃；i l ——计算截面i 至固定端的距离；t ∆——梁的温度差（温度变化幅度）。

梁上各截面的位移，如图1-1（b ）中梁位移曲线所示。

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 22s 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sσ除以安全系数K ，[]Ks σσ=。

《铁道工程（A）》课程大纲课程代码0108051课程名称中文名:铁道工程（A）英文名:RaiIWayEngineering（A）课程类别专业课修读类别限选学分 2.0 学时32开课学期第6、7学期开课单位土木工程学院道路与铁道工程系适用专业土木工程专业、无机非金属材料工程专业先修课程材料力学、结构力学、工程地质、工程测量、土力学等教材及主要参考书《铁道工程》，张晓东主编，中国铁道出版社，2012《路基工程》，（第二版），杨广庆主编，中国铁道出版社，2010《轨道工程》，练松良主编，人民交通出版社，2009《铁路选线设计》（第三版）.易思主编，西南交通大学出版社，2009一课程简介本课程属于土木工程专业非铁道工程方向、无机非金属材料工程专业的限选专业课程。

本课程的主要任务是针对客货共线铁路和高速铁路，全面、系统而又简明扼要地讲授铁路线路、路基、轨道和车站的基本知识、基本概念和基本原理。

二本课程所支撑的毕业要求本课程所能支撑的毕业要求如下：序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容1 毕业要求2-3 能应用基本工程原理获得解决复杂工程问题的最佳方案2 毕业要求12-2 具有持续学习提高和适应土木工程新发展能力1本课程内容与毕业要求指标点的对应关系教学内容毕业要求指标点理论第一章绪论毕业要求2.3、12.2教学第二章铁路运输能力与主要技术标准毕业要求2.3、12.2第四章路基本体毕业要求2.3、12.2第三章铁路线形及定线毕业要求23、12.2第五章路基排水与防护设备毕业要求2.3、12.2第六章路基支挡结构毕业要求2.3、12.2第七章特殊路基毕业要求2.3、12.2第八章轨道结构毕业要求2.3、12.2第九章轨道几何形位毕业要求2.3、12.2第十章道岔毕业要求2.3、12.2第十一章无缝线路毕业要求2.3、12.2第十二章铁路车站毕业要求2.3、12.22毕业要求指标点在本课程中的实现路径（1）课程目标通过本课程的理论教学，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体课程目标如下：1 .认识铁路线路、路基、轨道和车站的基本知识和基本概念。

华东交通大学课程设计（论文）任务书题目名称普通无缝线路设计院（系）土木建筑学院专业道路与铁道工程班级道铁2010－1、2、32012年 12 月 31 日至 2013 年 1 月 4 日共 1 周指导教师: 张鹏飞教研室主任: 李明华设计任务书一．设计题目：普通无缝线路设计二．设计资料：线路铺设无缝线路区段，地区历年最高轨温为*℃,最低轨温为*℃（从《轨道工程》表7-2中任选一个城市，南方城市为宜，每人所选城市不得重复）；60kg/m钢轨无缝线路，曲线半径R=600m（一班），R=1000m（二班），R=800m（三班）；轨枕：Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞（一班），Ⅱ型混凝土轨枕1840根/㎞（二班），Ⅲ型混凝土轨枕1667根/㎞（三班）；钢轨截面积F=77.45 cm2，钢轨惯性矩I=1048cm4,钢轨弹性模量E=2.1×105MPa，轨道原始弹性弯曲半波长0l=720cm,原始弹性弯曲矢度oe f=2.5mm，f=2.5mm，轨道弯曲变形矢度f=2mm。

，轨道框架刚度系数 =1.0，等效道床阻力原始塑性弯曲矢度opr=84.3N/cm。

取线路基本情况：该线路位于XXX线，自K110+000至K123+000桥隧等建筑物位置如下表：三、设计内容及要求1、设计锁定轨温的确定2、伸缩区长度计算3、预留轨缝设计4、防爬设备的布置5、长轨节的长度，画长轨条布置图6、无缝线路稳定性检算等。

四．参考文献：1.《铁路轨道设计规范》（TB10082—2005 J448—2005）2.《轨道工程》 五．完成文件与要求：1．设计计算书 2．长轨条布置图。

设计计算书采用统一的封页和计算纸张，按要求填写好任务书，装订后再和图纸一起放入资料袋中。

图纸统一采用A3纸张，计算机绘图或手工绘图，要求布局合理，线形粗细必须分明，标注的汉字和数字要字体统一、大小一致、详细清晰，图纸右下方需有绘图单位、比例和其他说明文字。

无缝线路轨道课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无缝线路轨道的基本概念、组成和分类。

2. 学生掌握无缝线路轨道的铺设原理和施工技术。

3. 学生了解无缝线路轨道的养护与维修方法。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析无缝线路轨道的优缺点。

2. 学生通过小组合作，设计简单的无缝线路轨道铺设方案。

3. 学生能够运用所学知识，解决实际的无缝线路轨道养护与维修问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对铁路工程事业的热爱和责任感，增强职业认同感。

2. 培养学生团队合作意识，提高沟通协调能力。

3. 培养学生严谨、务实的学习态度，树立正确的价值观。

课程性质：本课程为铁路工程专业的一门专业课程，旨在让学生深入了解无缝线路轨道的构造、施工及养护维修等方面知识。

学生特点：学生为铁路工程专业大一学生，具备一定的铁路工程基础知识，对无缝线路轨道有一定了解，但缺乏深入的认识。

教学要求：结合学生特点，采用案例教学、小组讨论、实地考察等多种教学方法，提高学生的理论知识和实践技能。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 无缝线路轨道概述- 无缝线路轨道的定义、作用和分类- 无缝线路轨道的发展历程及现状2. 无缝线路轨道的构造与铺设原理- 轨道组成、部件及功能- 铺设原理及施工技术- 轨道弹性、轨道几何及轨道刚度等基本概念3. 无缝线路轨道施工技术- 施工准备及施工工艺- 铺轨、焊接、应力放散与调整等关键工序- 施工质量控制及验收标准4. 无缝线路轨道养护与维修- 轨道检测与评估- 养护维修方法及工艺- 常见病害及防治措施5. 无缝线路轨道施工案例分析- 分析实际工程案例，了解施工过程中的关键问题及解决方法- 结合案例，学习施工组织、协调及管理教学大纲安排：第1周：无缝线路轨道概述第2周：无缝线路轨道的构造与铺设原理第3周：无缝线路轨道施工技术第4周：无缝线路轨道养护与维修第5周：无缝线路轨道施工案例分析教材章节及内容关联：《铁路工程》第3章：轨道结构与施工《铁路工程》第4章：轨道养护与维修《铁路工程案例》第2节：无缝线路轨道施工案例三、教学方法为了提高教学效果，充分调动学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言、形象的比喻和丰富的案例，对无缝线路轨道的基本概念、构造、施工及养护维修等方面知识进行讲解，帮助学生建立完整的知识体系。

目录第一部分概述 (2)1、铺设无缝线路的意义································2、无缝线路的类型····································3、国内外无缝线路发展概况····························第二部分设计任务及基本要求························1、设计任务·········································2、基本要求·········································第三部分设计目的和意义1、设计目的·········································2、设计意义·········································第四部分设计理论依据及基本思路·····················1. 轨道动态响应的准静态计算··························2. 根据强度条件确定允许的降温幅度····················3. 根据稳定条件确定允许的升温幅度····················4. 设计锁定轨温的确定··································5.预留轨缝和伸缩区长度的确定··························第五部分设计参数································1、一些相关设计参数·································2、参数选取········································3、最终参数·········································第六部分设计内容····································1、轨道结构静力计算··································2、确定设计锁定轨温··································（1）由强度条件确定允许降温幅度····················（2）根据稳定条件确定允许升温幅度·················（3）设计锁定轨温的确定·····························3、轨道强度验算······································（1）计算d M、d y、d R·································（2）钢轨强度检算····································（3）轨枕验算······································（4）道床顶面压应力验算·······························（5）路基基床表面压应力验算·························（6）计算汇总表··································4、预留轨缝与伸缩区长度的确定·························（1）长轨与短轨间的预留轨缝························（2）短轨与短轨间的预留轨缝··························（3）伸缩区长度·····································第一部分概述1、铺设无缝线路的意义无缝线路是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路，又称焊接长钢轨线路。

西南交通大学课程设计铁道工程-无缝线路设计年级:学号姓名:专业:指导老师:年月日一无缝线路基本技术要求 (4)（一）.无缝线路结构形式和锁定轨温 (4)（二）.无缝线路铺设地段和位置 (4)（三）.无缝线路结构组成 (5)（四）.缓冲区和伸缩区的设置 (5)（五）.缓冲区钢轨接头 (5)（六）.工厂焊接长钢轨 (5)（七）.工地焊接长钢轨 (6)（八）、两股长轨锁定轨温 (6)二铁路线路分类及结构型式 (6)（一）.铁路轨道类型 (6)（二）.铁路线路结构形式 (7)三无缝线路的计算 (8)（一）.确定正线轨道类型 (8)（二）.强度计算 (8)B、在直线地段上，横向水平力系数f，25f (10).1B、直线轨底动弯拉应力 (10)A、曲线不考虑横向水平力系数，则 (12)B、直线不考虑横向水平力系数，则 (12)A、曲线地段 (12)B、直线地段 (12)A、曲线道床顶面压应力 (13)B、曲线道床顶面压应力 (13)A、曲线地段 (14)B、直线地段 (14)（三）.无缝线路结构计算参数 (14)B、在直线制动地段 (15)（四）.设计锁定轨温 (18)（五）.伸缩区长度l的计算 (18)（六）.施工预留轨缝 (19)一无缝线路基本技术要求（一）.无缝线路结构形式和锁定轨温无缝线路的基本结构形式为温度应力式。

铺设50kg/m和60kg/m钢轨无缝线路，锁定轨温范围，可参照由铁路局规定的《铺设无缝线路容许温度差表》。

（二）.无缝线路铺设地段和位置无缝线路的铺设地段和位置，应符合下列条件：1、轨下基础稳定，线路没有翻浆冒泥、下沉挤出大于15mm的冻害。

2、半径为800m以及以下的曲线地段，应尽量采用全长淬火轨或耐磨轨。

3、桥梁有浅基、孔径不足、偏心超限、载重等级不足或支座、墩台等严重病害和下承板梁上，铺设无缝线路须严格进行检查。

4、桥上铺设无缝线路，除符合下列条件者外，均应检查钢轨、墩台的受力状态、轨道防爬能力及钢轨低温断缝值等：（1）在无碴桥上，年最大轨温幅度为86~90℃地区，桥跨总长为65m及以下的50kg/m钢轨、桥跨总长为100m及以下的60kg/m钢轨；年最大轨温幅度为85℃及以下地区，桥跨总长为200m及以下的50kg/m钢轨、桥跨总长为165m及以下的60kg/m钢轨。