1、軌道工程課程設計任務書一、出發資料1.機車車輛條件：韶山田（SS3型電力機車；機車軸列式30-30,軸距布置為230+200+780+200+230（cm），輪重。2線路條件：（1）線路設計速度80km/h，最小曲線半徑500m（實設超高為100mm），規劃采用有砟軌道結構。（2）線路鋪設成無縫線路，鋪設地區為福州，鋪設線路長度為10km。（3）道床頂面的容許應力為，路基頂面的容許應力為。二、設計任務（1）進行有砟軌道結構設計，包括鋼軌和扣件的選型，軌枕的類型及布置根數，道床的等級及尺寸，并檢算強度是否滿足使用要求。（2）進行無縫線路設計，包括設計鎖定軌溫確定、緩沖區設計、預留軌縫確定、軌條布

2、置。三、提交的成果（1） 、設計計算說明書（ 1）軌道結構選型。（ 2）軌道結構強度檢算。（ 3）無縫線路設計計算。（2） 、設計圖圖紙（1）軌道結構組裝圖及選型說明。（1張A3）(2)軌道結構受力圖(3張A4:鋼軌彎失!和撓度1張，軌枕三個支承狀態的彎矩分布，道床頂面、路基頂面、路基第二區域、路基第三區域應力)。(3)無縫線路設計圖(1張A4或A3,基本溫度力圖、軌條布置圖及相關說明)。設計指導書一、課程設計的基本步驟：課程設計的步驟如圖1所示：軌道結構選型設計軌道結構強度檢算無縫線路設計計算設計成果整理、提交圖1課程設計步驟二、設計方法（一）、軌道結構選型設計根據機車車輛和線路條件，確定鋼

3、軌、軌枕、扣件的類型及剛度、道床的等級及主要尺寸（厚度、頂寬和邊坡坡度）。鋼軌、軌枕及扣件的可選用類型從教材中選擇，道床的等級及主要尺寸也參考教材的內容確定。以下兩點說明：1、 道床厚度的選擇道床厚度設計根據鐵路軌道設計規范（TB10082-2009和地鐵設計規范（GB50157-2003進行，為方便可根據運營條件從教材表1-1中選擇。我們的軌道類型可參考中型軌道結構。2、 鋼軌支座剛度D鋼軌支座剛度D的意義是使鋼軌支點頂面產生單位下沉時所必須施加于支點頂面上的力，單位一般采用kN/mm表示。D值的計算：1/D=1/D1+1/D2教材（7-3）式中D1為扣件剛度，其值由設計確定；D2為道床支承

4、剛度，計算公式為D2=Cbla/2,即教材中的公式（7-5）。公式（7-5）中的道床系數C取值為mm。（教材上為mm,少了一個數量級）。因D值隨材料的性質、路基和道床密度及氣候的影響而變化，D值是一個在一定范圍內變化的量而不是一個常量，因此存在一個問題：在軌道強度檢算時，如何對D值取值因為D值越小，鋼軌承受的彎矩會越大，所以在檢算鋼軌強度和撓曲時，D值應取下限值，本次設計可以根據扣件剛度和道床系數取下限值（mm）計算所得，教材算例根據表7-2取的是30kN/mm,二者的意義是一樣的。同樣，因為D值越大，鋼軌承受的彎矩會越小，但是下部基礎的受力（即R）會越大，因此在檢算軌枕、道床及路基時，D值應

5、取上限值，本次設計可以根據扣件剛度和道床系數取下限值（mm）計算所得，教材算例根據表7-2取的是70kN/mm，二者的意義是一樣的。（二）軌道結構強度檢算1、應用連續支承梁理論計算鋼軌最大下沉靜位移、最大靜彎矩及枕上最大靜壓力，詳細方法見教材。2用準靜態方法計算軌道正常情況下的動位移、動彎矩及動壓力（計算中車速按機車通過速度取值，未被平衡超高通過計算取得），并用CAD畫出鋼軌受力圖（包括動位移和動彎矩分布）；3計算及檢算軌道各部應力，并判斷其能否滿足使用要求：進行正常軌道的計算和檢算。（1）考慮溫度應力（先不考慮無縫線路的影響，暫按100MPa考慮）和牽引制動引起的附加應力（按10MPa考慮）

6、，計算及檢算鋼軌強度；（2）計算及檢算軌枕彎矩；分別計算軌枕軌下截面和中間截面的彎矩并檢算，并用CAD畫出軌枕三種支承狀態下的彎矩分布圖，這三種支承狀態是全支承狀態、中間部分支承狀態、中間完全不支承狀態（詳細支承狀態參考教材）。（3）計算及檢算道床表面應力強度。按教材上的方法進行。（4）計算及檢算路基表面應力強度。按教材上的方法進行。（三）無縫線路設計1根據鋼軌強度條件確定容許溫降。計算鋼軌在列車荷載作用下的動彎應力，采用前面的計算結果，未被平衡超過根據計算確定。2根據穩定性條件確定允許溫升。按教材的不等波長公式確定。3中和軌溫（設計鎖定軌溫）的確定依據鋪設地區一年內最高、最低軌溫及容許的最大

7、溫升和溫降畫圖確定設計鎖定軌溫的可選范圍，并計算確定中和溫度。4計算伸縮區長度及檢算溫度壓力峰計算出伸縮區長度后取整為25m的整數倍。計算溫度壓力峰出現的位置、長度及壓力峰值，并檢算壓力峰處的軌道穩定性。5計算預留軌縫分別計算長軌條與緩沖軌間、緩沖軌之間鋪設時的預留軌縫，構造軌縫取為14mm。6防爬設備確定本段線路是否需要布置防爬設備，如需要，則進行布置。7配軌計算計算長軌條長度并進行配軌。焊軌廠內采用氣壓焊將25m軌焊成200m長軌條，運至現場后，采用小型移動式氣壓焊焊成設計長度，工廠氣壓焊預頂鍛量為15mm,現場氣壓焊預頂鍛量為10mm。配軌要求比設計長度長，以備在鋪設時調整。編制該段鋪設無縫線路的材料清單。三、設計要求（ 1）設計說明書手寫或打印均可（采用A4白紙，不要用作業紙，另外計算時先寫出公式，然后代入數據得到結果），圖紙打印。（ 2）說明書和圖紙統一用訂書釘裝訂在一起。（ 3）裝訂時要求有封面、目錄、說明書。福建工程學院軌道工程課程設計普速鐵路軌道結構及無縫線路設計姓名：學號：班級指導教師：福建