1、目錄一設計題目：1普通無縫線路設計1二設計資料：1三、計算步驟：23.1溫度壓力的計算23.2軌道穩定性允許溫度壓力53.3軌道穩定性允許溫升63.4根據強度條件確定允許溫降63.5設計鎖定軌溫計算83.6設計鎖定軌溫93.7伸縮區長度計算103.8無縫線路緩沖區預留軌縫計算11長軌條一端伸縮量的計算11緩沖軌一端伸縮量的計算12預留軌縫的計算123.9防爬器設置133.10長軌條布置14四、參考文獻14附：無縫線路穩定性檢算14軌道工程無縫線路設計一設計題目：普通無縫線路設計二設計資料： 鋪設無縫線路區段，地區歷年最高軌溫為*,最低軌溫為*所選城市上海，m鋼軌無縫線路， R=550m（學號1

2、8）；軌枕：型混凝土軌枕1840根/（學號18）；鋼軌截面積F=77.45 cm，鋼軌慣性矩I=1048cm,鋼軌彈性模量E=2.1×10，軌道原始彈性彎曲半波長=720cm,原始彈性彎曲矢度=2.5mm，原始塑性彎曲矢度=2.5mm，軌道彎曲變形矢度=2mm。，軌道框架剛度系數=1.0，等效道床阻力取=84.3N/cm。線路基本情況：該線路位于XXX線，自K110+000至K123+000橋隧等建筑物位置如下表：起始里程或中心里程既有線橋、隧及道口描述K110+74.4k110+254.33潭口隧道K110+342.962-20.0 1-10.0混凝土拱橋K110+687.5平交道

3、口K111+046.01-40.0 2-20.0混凝土拱橋K113+171.53k113+476.28古龍崗隧道K114+650.812-15.0 4-31.0鋼橋K115+000平交道口K121+163.06平交道口K121+500.6平交道口K121+948.56k122+065.81楊子嶺隧道三、計算步驟：3.1溫度壓力的計算根據軌道設計規范（TB100822005 J4482005）的公式計算溫度壓力 計算公式根據假設，用勢能駐值原理導出如下基本公式： （1）， （2）式中 ；計算兩根鋼軌溫度壓力（N）；E鋼軌彈性模量，為2.1×10；兩根鋼軌對豎直中和軸線的慣性矩， 60k

4、g/m鋼軌 =2×524=1048cm軌道框架剛度系數，采用1.0；軌道彎曲半波長（cm）；軌道原始彈性彎曲半波長（cm）；軌道原始彈性彎曲矢度（cm）；軌道原始彈性彎曲的相對曲率矢度（），為常量，其值根據無縫線路現場調查資料統計分析確定；軌道原始塑性彎曲曲率（）；軌道彎曲變形矢度，采用0.2cm；曲線軌道半徑（cm）；等效道床橫向阻力； 式中， 道床初始阻力常數（N/cm）； 和道床塑性系數，單位分別為N/ cm和N/ cm； 積分常數；已知：60kg/m鋼軌， R=550m； F=77.45 cm， I=1048cm, E=2.1×10， =720cm, =2.5mm，

5、 =2.5mm， =2mm。， =1.0， =84.3N/cm。代入數據得： 3.2軌道穩定性允許溫度壓力 （3）式中 軌道穩定性計算溫度壓力（N），按式（6-4）計算。 安全系數，一般取=1.251.3。取所以 ： 3.3軌道穩定性允許溫升對于路基上無縫線路 （4）式中: 60kg/m鋼軌 cm 3.4根據強度條件確定允許溫降鋼軌的強度條件是要求軌頭急軌底的邊緣荷載應力的最大可能值，不超過鋼軌的屈服強度除以一定的安全系數所得出的容許應力。其表達式如下：軌頭 （5）軌底 （6）式中 軌頭邊緣荷載應力的最大可能值； 軌底邊緣荷載應力的最大可能值； 無縫線路鋼軌溫度應力； 鋼軌附加應力，取10；

6、經標準拉伸試驗所得出的鋼軌鋼屈服強度，根據國家鋼軌鋼試驗資料統計分析結果，按極限強度的不同等級，的取值不同； 安全系數，新鋼軌，鋁熱焊及再用軌。計算式為： （7）式中 鋼軌動彎應力，取軌底的應力，本設計中取值145MPa 鋼軌附加應力，??； E鋼軌鋼的彈性模量，為； 鋼軌的線膨脹系數，取。查相關資料得：取U71Mn鋼軌，代入計算：3.5設計鎖定軌溫計算 （8）式中 設計鎖定軌溫，在小半徑曲線上宜取偏高值，在年軌溫幅度較大的地區宜取偏低值；當地歷年最高軌溫（）；當地歷年最低軌溫（）；軌道穩定性允許溫差（）；軌道強度允許溫降（）；修正值，一般為05。設計中，選取上海作為計算城市，相關數據如下：,，

7、選取代入相關數據計算得：所以Te=42.71或32.71取Te=32.713.6設計鎖定軌溫設計鎖定軌溫上限 （56） 設計鎖定軌溫下限 （56） 設計鎖定軌溫上、下限應滿足下式條件： 鋼軌溫度力可按下式計算： 式中 E鋼軌鋼彈性模量； 鋼軌鋼線膨脹系數（1/）； F鋼軌截面面積（mm）； 鋼軌溫差（）。鋼軌最大溫度拉力 （9）鋼軌最大溫度壓力 （10）已知：所以：設計鎖定軌溫上限：Tm=Te+5=37.71 設計鎖定軌溫下限：Tn=Te-5=27.71設計軌溫上下限滿足條件： 所以，代入數據計算溫度拉壓力：3.7伸縮區長度計算無縫線路鎖定后，長軌條的兩端將隨軌溫的升降而伸縮，其伸縮范圍的長度

8、即為伸縮區長度。 （11）式中 鋼軌最大溫度拉力或壓力（N），按式（9）和式（10）計算； 接頭阻力（N）； r 一股軌下道床縱向阻力，有碴道床路基上為一股軌下線路縱向阻力查表得：型混凝土枕1840根/千米，r=11.5N/mm查詢規范，取扭矩為900N·m時，Pj=510KN=510000N所以：因為伸縮區長度一般取50100米，且一般取標準軌的整數倍，所以取伸縮區長度為50m3.8無縫線路緩沖區預留軌縫計算長軌條一端伸縮量的計算 （12）式中 鋼軌最大溫度拉力或壓力（N），按式（9）和式（10）計算； 接頭阻力（N）； r 一股軌下道床縱向阻力。代入數據：緩沖軌一端伸縮量的計算

9、（13）式中 L緩沖軌長度（m）；取緩沖區標準軌長度L=25m代入數據：預留軌縫的計算冬季軌縫不應超過構造軌縫的條件： （14）夏季軌縫不頂緊的條件： （15）式中 長軌條與緩沖軌之間預留軌縫值（mm）； 相鄰緩沖軌間預留軌縫值（mm）； 鋼軌接頭構造軌縫，取18mm； 長軌條一端的收縮量或伸長量（mm）； 緩沖軌一端的收縮量或伸長量（mm）。冬季軌縫不應超過構造軌縫的條件： 夏季軌縫不頂緊的條件： 所以 8.2mma19.8mm 5.76mma212.24mm可以取a1=9mm，a2=10mm3.9防爬器設置在無縫線路伸縮區上，因鋼軌要產生伸縮，必須有足夠的接頭阻力和道床阻力與長鋼軌中的溫度

10、力平衡，如果接頭阻力和道床阻力較小，就會造成較長的伸縮區長度，增加了無縫線路養護的難度。為充分發揮道床阻力的作用，在無縫線路結構設計時，要保證扣件阻力大于道床阻力。如扣件阻力不足，則需安裝防爬器以增大鋼軌與軌枕之間的阻力。即 式中，為一對防爬器的阻力（N）；為一根軌枕上的扣件阻力（N）；R為一根軌枕能提供的道床阻力；n為兩對防爬器之間的間隔軌枕數。緩沖區設置的防爬器與伸縮區相同。目前采用彈條扣件的混凝土軌枕，由于扣件的阻力較大，一般不設防爬器。防爬器是鎖定無縫線路的重要設備，固定區防爬器要做到見松就打緊。防爬器成段失效時，應在實際鎖定軌溫±5范圍內進行全面整修（混凝土軌枕可放寬到±10范圍內）。3.10長軌條布置布置圖詳見附A3圖紙。四、參考文獻1.軌道工程，人民交通出版社2鐵路軌道設計規范（TB10082-2005）附：無縫線路穩定性檢算鋼軌強度條件要求軌頭急軌底的邊緣荷載應力的最大可能值，不超過鋼軌的屈服強度除以一定的安全系數所得出的容許應力。其表達式如下：軌頭 （5）軌底 （6