钢轨温度力计算公式详解
- 格式:doc
- 大小:10.83 KB
- 文档页数:2
无缝线路锁定轨温计算例题
以下是一个无缝线路锁定轨温计算的例题:
已知条件:
钢轨类型:60kg/m,100m定尺长钢轨。
屈服强度:σs=800MPa。
钢轨断面对水平轴的惯性矩:Ix=2879cm^4。
混凝土枕配置:Ⅱ型混凝土枕,1760根/km,轨枕间距568mm。
钢轨支座刚度:D=30000N/m。
机车类型:NJ2内燃机车,设计时速120km/h。
要求计算允许温降幅度和允许温升幅度,并确定合理的锁定轨温。
计算过程如下:
1、允许温降幅度计算:
根据公式Tmaxmin+dcTck2,其中△T为设计锁定轨温修正值,一般取0~5℃,k为传热系数,本例中取k=1.3。
将已知条件代入公式,计算得到允许温降幅度d=-9.7℃。
2、允许温升幅度计算:
根据公式Tmaxmin+dcTck2,其中△T为设计锁定轨温修正值,一般取0~5℃,k为传热系数,本例中取k=1.3。
将已知条件代入公式,计算得到允许温升幅度d=15.5℃。
3、合理锁定轨温确定:
根据允许温降幅度和允许温升幅度,综合考虑设计时速、机车类型等
因素,确定合理的锁定轨温为T=30℃。
在这个温度下,无缝线路的钢轨能够满足夏季不胀轨跑道和冬季不折断钢轨的要求。
目录轨道工程无缝线路设计 (1)一.设计题目: (1)普通无缝线路设计 (1)二.设计资料: (1)三、无缝线路设计的步骤如下: (2)1、温度压力的计算 (2)2、轨道稳定性允许温度压力[]P (4)3、轨道稳定性允许温升[]c T∆ (4)4、根据强度条件确定允许温降[]d T∆ (5)5、锁定轨温计算 (6)6、设计锁定轨温 (7)7、伸缩区长度计算: (8)8、无缝线路缓冲区预留轨缝计算: (8)∆的计算: (8)➢轨条一端伸缩量长∆的计算: (9)➢冲轨一端伸缩量缓➢预留轨缝的计算: (9)9、防爬器设置 (10)10、长轨条布置 (11)轨道工程无缝线路设计一.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61℃,最低轨温为-20.6℃;60kg/m 钢轨无缝线路,曲线半径R=600m ;轨枕:Ⅱ型混凝土轨枕1760根/㎞,钢轨截面积F=77.45 cm 2,钢轨惯性矩I=1048cm 4,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 ,原始塑性弯曲矢度op f =2.5mm ,轨道弯曲变形矢度f =2mm 。
,轨道框架刚度系数 =1.0,等效道床阻力取0r =84.3N/cm 。
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、无缝线路设计的步骤如下:1、温度压力的计算根据《轨道设计规范》(TB10082—2005 J448—2005)的公式计算温度压力计算公式根据假设,用势能驻值原理导出如下基本公式:20303222)11(44lRR f f r πl l f f EI P oe oe W +++++=ππβ f wtr EI f f wt r w w l -⋅-++=3023224)4(ππβπ,)4('32R t EI w ππβ+= 0'111R R R += W P —计算两根钢轨温度压力(N );E —钢轨弹性模量,为2.1×105MPa ;I —两根钢轨对竖直中和轴线的惯性矩, 60kg/m 钢轨 I =2×524=1048cm 4β—轨道框架刚度系数,采用1.0;l —轨道弯曲半波长(cm ); 0l —轨道原始弹性弯曲半波长(cm ); oe f —轨道原始弹性弯曲矢度(cm );t —轨道原始弹性弯曲的相对曲率矢度(1-cm ),200l f t e=, t 为常量,其值根据无缝线路现场调查资料统计分析确定;01R —轨道原始塑性弯曲曲率(1-cm );01R =28l f opf —轨道弯曲变形矢度,采用0.2cm ;R —曲线轨道半径(cm ); 0r —等效道床横向阻力;n n f c c f c q r 210024ππ+-=式中:0q —道床初始阻力常数(N/cm );1c 和2c —道床塑性系数,单位分别为N/ cm 2和N/ cm 1+n ; n c —积分常数;已知:60kg/m 钢轨 I =2×524=1048cm 4;E=2.1×105MPa ;β=1.0 ;R=60000cm ;f =0.2cm ; oe f =0.25cm ; 0r =84.3N/cm ;op f =0.25cm ;0l =720cm60kg/m 钢轨 I =2×524=1048cm 4 所以:710200.25==4.8210cm 720720e f t l --=⨯⨯ 0'111R R R += =600001+72072025.08⨯⨯ =2.05⨯105- cm 1- )4('32Rt EI w ππβ+==1.0⨯2.1⨯107⨯1048⨯3.142⨯(4.82⨯107-+3514.31005.24-⨯⨯)=679882.05 N ·cm20332 3.140.2173864.73 cm l fπ-=-=-=2223230723534411()0.20.254173864.73 84.31.02.11010483.14173864.73 3.14=40.20.25 2.0510173864.73 3.142694743.24N oe W oe f f l EI r l πP f f l R Rβππ-++=++++⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+++⨯⨯⨯=2、轨道稳定性允许温度压力[]P[]1K P P W=W P —轨道稳定性计算温度压力 1K —安全系数。
1.测得某处钢轨头部的垂直磨耗为6毫米,侧面磨耗为8毫米,问其总磨耗是多少? (5分)1.解:由:总磨耗=垂直磨耗+(1/2)侧面磨耗;(2分)可知:总磨耗=6+(1/2)×8(毫米);(2分)答:其总磨耗是10毫米。
(1分)2.某段无缝线路锁定轨温为26℃,最低轨温值-24℃,最高轨温值+58.4℃,50kg/m钢轨,F=65.8厘米²,求钢轨的最大温度力? (10分)2.解:Δt=26-(-24)=50℃(2分) Δt=26-(58.4)=-32.4℃(2分)则:最大温度力=25×65.8×(26+24)=82250公斤(5分)答:钢轨的最大温度力为82250公斤。
(1分)3.在直线地段进行垫板作业,已知基本股纵向凸凹量为+8mm(凸为负,凹为正),另一股与基本股水平差为-2mm (基本股水平高为正,低为负),试问在另一股用何种规格垫板进行作业? (10分)3.解:基本股垫落量=该股纵向凸凹量=+8mm(3分)另一股垫落量=基本股垫落量+水平差=+8+(-2)=+6mm(4分)答:因为垫板厚度规格分为:2,3,4,7,10,15等6种,所以选用2mm与4mm垫板各一块即可满足要求。
(3分) 4.在宽混凝土轨枕线路进行垫沙起道作业,已知标准股轨面下沉量为9mm,暗坑量为4mm,对面股暗坑量为3mm,两股钢轨水平差为+2mm ,(标准股水平高为正,低为负),求标准股与对面股的垫砂量。
(10分)4.解:标准股垫砂量=轨面下沉量+本股暗坑量;(2分)标准股垫砂量=9+4=13mm;(2分)对面股垫砂量=标准股轨面下沉量+本股暗坑量+两股钢轨水平差(2分)对面股垫砂量=9+3+(+2)=14mm;(3分)答:标准股垫砂量为13mm,对面股垫砂量为14mm。
(1分)5.某处50kg/m钢轨地段,轨距为1435mm,采用70型扣板扣件,已知内侧扣板号为6号,试求外侧号码为几号? (5分)5.解:50kg/m钢轨地段,按国家标准轨距每股内外侧扣板号码之和等于16,(2分)所以外侧扣扳号码为:16-6=10(号) (2分) 答:外侧扣板号码为10号。
实际锁定轨温计算公式好的,以下是为您生成的关于“实际锁定轨温计算公式”的文章:咱先来说说啥是锁定轨温。
这锁定轨温啊,就像是给铁轨设定的一个“体温”标准。
铁轨也有自己的脾气,得在合适的温度下才能稳定工作,不然就容易出问题。
实际锁定轨温的计算可重要啦!这计算公式就像是一把神奇的钥匙,能帮咱们搞清楚铁轨的状态。
假设啊,有这么一段铁路,在一个大晴天里,工人们正在认真地测量和计算锁定轨温。
其中有个年轻的小伙子小李,他刚刚参加工作不久,对这一切都充满了好奇和热情。
小李拿着各种测量工具,一脸认真地跟着师傅学习。
师傅一边操作,一边给小李讲解:“这实际锁定轨温的计算,可不能马虎。
咱们得先测量钢轨的长度变化,还要考虑当地的气温、钢轨的材质这些因素。
”小李听得特别认真,眼睛都不眨一下,还时不时地点点头。
咱们再回到这计算公式上来。
实际锁定轨温的计算通常会涉及到钢轨的线膨胀系数、铺设时的轨温、测量时的轨温等等这些参数。
比如说,钢轨的线膨胀系数就像是它的“热胀冷缩系数”,不同材质的钢轨这个系数还不太一样呢。
要是算错了这个,那可就麻烦大啦!再说说铺设时的轨温和测量时的轨温。
这就好比是给铁轨做了两次“体检”,咱们得把这两次的“体温”数据好好利用起来。
就像小李他们,在测量的时候,得特别仔细,哪怕是一点点的误差,都可能影响最后的计算结果。
而且啊,实际锁定轨温的计算还得考虑到钢轨所承受的应力情况。
如果钢轨受到的应力太大,那它就容易变形,甚至会影响火车的安全行驶。
小李跟着师傅忙活了一整天,虽然累得满头大汗,但是学到了很多东西。
他心里明白,这看似简单的计算公式,背后关系着铁路的安全运行,一点都不能马虎。
到了晚上,小李回到宿舍,还在本子上反复琢磨白天学到的知识,心里想着一定要把这实际锁定轨温的计算给搞明白。
总之啊,实际锁定轨温计算公式虽然有点复杂,但是只要咱们认真测量、仔细计算,就能让铁轨乖乖地为咱们服务,保障铁路的安全畅通。
可别小看这公式,它可是铁路运输的重要保障之一呢!。
钢轨温度力与轨端伸缩计算原理钢轨是铁路运输系统中重要的组成部分,其承受列车荷载和温度变化引起的力。
在铁路运营中,钢轨的温度力和轨端伸缩是需要考虑的重要因素。
本文将介绍钢轨温度力和轨端伸缩的计算原理。
一、钢轨温度力的计算原理钢轨的温度力是由于温度变化引起的钢轨伸缩而产生的力。
当钢轨受到温度变化的影响时,钢轨会发生伸缩变形,从而产生温度力。
温度力的大小与温度变化的幅度、钢轨的长度和材料特性有关。
钢轨的温度力可以通过以下公式进行计算:F = α × ΔT × L其中,F表示温度力,α表示钢轨的线膨胀系数,ΔT表示温度变化,L表示钢轨的长度。
钢轨的线膨胀系数是钢轨材料的一个重要参数,它反映了钢轨在温度变化下的伸缩能力。
不同材料的钢轨具有不同的线膨胀系数,通常根据钢轨材料的特性和设计要求来确定。
温度变化是影响钢轨温度力大小的关键因素。
当温度升高时,钢轨会发生伸长变形,从而产生拉力;当温度下降时,钢轨会发生收缩变形,产生压力。
因此,温度变化的幅度越大,钢轨的温度力就越大。
钢轨的长度也会影响温度力的大小。
较长的钢轨受到相同温度变化影响时,产生的温度力较大;而较短的钢轨则产生的温度力较小。
二、轨端伸缩的计算原理轨端伸缩是指钢轨两端因温度变化引起的伸缩变形。
当钢轨受到温度变化的影响时,由于钢轨两端的固定限制,钢轨会发生伸缩变形,从而产生轨端伸缩。
轨端伸缩的大小与温度变化的幅度、钢轨的长度和材料特性有关。
轨端伸缩可以通过以下公式进行计算:S = α × ΔT × L其中,S表示轨端伸缩,α表示钢轨的线膨胀系数,ΔT表示温度变化,L表示钢轨的长度。
轨端伸缩的计算原理与钢轨温度力的计算原理类似,但是轨端伸缩是钢轨两端的变形,而钢轨温度力是整个钢轨的变形。
因此,轨端伸缩的大小通常比钢轨温度力的大小要小。
三、总结钢轨温度力和轨端伸缩是铁路运输中需要考虑的重要因素。
钢轨温度力和轨端伸缩的计算原理是基于钢轨的温度变化和材料特性来确定的。
锁定轨温计算公式
锁定轨温,指的是在高速行驶的列车运行中,为了确保车辆安全
平稳,需要对车轮、轮轴及轨道进行温度监测,一旦发现异常,及时
采取措施。
其中,最常使用的方法就是锁定轨温计算。
锁定轨温计算公式:
锁定轨温Tl = T0 + ΔT
其中,T0为轨道的基准温度,ΔT为由于列车通过而产生的轨温
变化值。
通过对轨温的计算,可以得出列车行驶过程中的实时轨温情况,为运营管理提供重要依据。
锁定轨温的计算方法有很多,其中较为实用的是基于车辆运行理
论的计算方法。
该方法利用列车运行时受到的弯道、高低差等因素,
结合车辆轮径、列车速度等参数,进行轨温变化的预测计算。
基于车辆运行理论的锁定轨温计算方法的优势在于准确性高,能
够更加精确地反映列车运行状态下的轨温变化。
但对于一些受外部影
响较大的因素,依然存在一定的误差。
除了计算方法之外,还有一些其他因素也会影响锁定轨温的准确性。
比如轨道材料的不同,会对轨温测量结果产生一定的影响。
此外,气象条件、列车速度、行驶时间等因素也都会对锁定轨温产生影响。
为了保证锁定轨温的准确性,需要采用高精度的轨温监测仪器进行实时监测。
一旦发现轨温出现异常,需要及时调整车速、做好防护措施,确保列车运行平稳安全。
总之,在列车运行中,锁定轨温计算具有非常重要的意义。
通过对轨温的准确计算,可以保障列车安全平稳地行驶,为旅客和货物的安全运输提供有力保障。
设计锁定轨温计算 一、允许温降确定1、 根据强度条件确定允许温降设计选用U71钢轨,极限强度785MPa ,屈服强度457MPa ,心轨安全系数K=1。
3,则容许屈服强度[σs]=351MPa ,由强度条件允许的钢轨降温幅度[][]1563511421080.32.11011.810s d cd t c E σσσα-----∆===︒⨯⨯⨯ 式中,轨底下缘动弯应力由前面的强度检算得到(本例为142MPa ,每个人的可能会不一样),制动应力按10MPa 考虑. 2、 根据断缝容许值确定允许温降[]51.9d t c ∆===︒ r 为道床纵向阻力,其值可按教材表8-5查取,或者按下表查取,需要注意的是:Ⅰ型和Ⅱ型混凝土轨枕比较轻,不允许铺设1680根/公里,否则道床阻力不能满足使用要求,只有Ⅲ型混凝土轨枕可以. 道床纵向阻力表过去时速200km/h 以下路基上一般不考虑断缝影响,现在考虑提高行车安全性一般都考虑。
◆ 断面标准;200km/h 及以上,70mm (有砟)、100mm( 无砟) ◆ 200km/h 以下:路基过去不考虑,现在一般按70mm 考虑,为了提高行车安全性;桥上参考200km/h 及以上. 3、 确定允许温降比较强度条件和断缝条件的允许温降,选择较小值作为无缝线路的允许温降,即[Δt d ]=51。
9℃. 二、允许温升确定采用不等波长公式计算mini q mp ττττ++=201204()i di f EI l l τπϕ=+ 1202(22)ZNq l Q BGf CKf τπ=-+ 1122m Hf lμμμτψπ-=20012l f i l R τηπ=++选用60kg/m 钢轨,R=50000cm ,F=77.45cm 2,J=524cm 4,E=2.1×107N/cm 2,l 0=720cm ,i 0=1‰,d =58.33%,α=11。
8×10—6/℃,并把其他参数代入(课程设计时,应对相关参数作进一步取值说明,这里只是为了说明如何求温降,而不是详细展示一个计算过程,故省略),可得117120.028.6884110(8.1013810)i lτϕ-=⨯+⨯ 24.25q l τ=m τ=223015210110 4.934810ll τη--=⨯+⨯+⨯为方便计算,列表对不同l 对应的p 至进行计算,从中求得P min 。
铺架基本知识一百问答1.什么是无缝线路,它的形式有几种?答:用焊接长轨条铺设的轨道,因轨道没有轨缝,称无缝线路,它的形式现阶段我国有三种:以闭塞区间为单位的普通无缝线路;以站间区间为单位,在道岔岔后设无缝线路缓冲区的准无缝线路;轨道和无缝道岔焊拉成一体的跨区间无缝线路。
2.无缝线路与有缝线路根本区别是什么?答:无缝线路与有缝线路的根本区别在于无缝线路轨道由扣件锁定在轨枕上,由于道床对轨枕的纵、横向阻力作用,钢轨内存在巨大的温度力。
3.向莆铁路正线属于哪种形式的无缝线路?答:向莆铁路正线属于跨区间无缝线路。
4.什么是温度应力,P60钢轨锁定后轨温变化1℃产生温度力是多少?答:温度力是钢轨随外界温度变化热胀冷缩因被锁定不能释放的拉、压应力。
P60钢轨锁定后轨温变化1℃产生温度应力:19.2KN 5.无缝线路钢轨温度力如何计算?答:无缝线路钢轨温度力计算公式:△Pt=E F a△t,其中:△Pt:温度力;E:钢轨的弹性模量;F:钢轨的横截面积;a:钢轨的线涨系数;△t:实际轨温与锁定轨温温差。
6.普通无缝线路分几个区?温度力在什么区释放的?答:普通无缝线路分固定区、伸缩区、缓冲区。
温度力在缓冲区释放。
7.什么是锁定轨温?向莆线设计锁定轨温是多少?答:锁定轨温是指钢轨自由伸缩落槽锁定实际锁定轨温,或低于设计锁定温时,用拉伸器张拉钢轨的方法,用张拉时实际轨温和设计锁定轨温计算拉伸量,再用实际拉伸量换算的轨温。
向莆线设计锁定轨温31±5℃。
8.跨区间无缝线路为什么划分单元轨节?答:跨区间无缝线路根据施工和维修的需要设单元轨节,一般以1200m~2000m,最小不短于200m划分单元轨节。
9.相临单元轨节、同单元两股钢轨实际锁定轨温温差有何规定?答:相临单元轨节实际锁定温度差不得超过5℃、同一单元两股钢轨实际锁定轨温差不得超过3℃。
10.无缝线路为什么要设置位移观测桩?答:无缝线路位移观测桩是为检查钢轨位移量设置的,通过分析钢轨位移的情况,判断钢轨内温度力是否均匀。
钢轨温度力计算公式详解
一、力计算温度膨胀系数
力计算温度膨胀系数是指当温度升高时,钢轨及其附件元件(例如螺栓、紧固件等)受到热膨胀力的影响致使其质量变化,有需要按照力学原理求出影响的变化量,公式如下:
力=(温度膨胀系数)×(由定位ˣ人参数计算得出的受影响的距离)×(相应的原材料环境位置的力)
其中,温度膨胀系数是根据钢轨的材料和位置来计算的一个参数,温度膨胀系数通常指已知钢轨特定位置温度变化(一般以摄氏度为单位)时,该段钢轨热膨胀系数所对应的系数值。
其计算公式为:
温度膨胀系数=(变形量)/(变温量×原长度×热膨胀系数)
该公式中变形量即时钢轨变形量,主要受钢轨温度及重量的影响,变温量即温度变化量,根据位置不同而可以的值也不同,原长度为钢轨总长度,热膨胀系数则根据不同的材料而有所差别。
二、温度变化计算公式
温度变化计算公式指的是钢轨的温度改变对整个系统的影响,即轨道钢轨的热膨胀会导致整个系统发生变形,影响轨道板的安装工作和系统的整体性能。
温度变化计算公式如下:
温度变化量=(温度变化幅度)×(温度变化系数)×(温度膨胀系数)
其中,温度变化幅度为由地面海拔高度计算出的温度变化量(单位:摄氏度),温度变化系数为环境温度对钢轨系统产生影响的系数,温度膨胀系数为钢轨特定位置下热膨胀所需的系数。