论文-线无缝线路结构设计

《论文-线无缝线路结构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《论文-线无缝线路结构设计（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 曲线无缝线路结构设计学 号：姓 名：专 业：指导老师：二三年五月八日西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 系 别：土木工程 专 业：铁道工程年 级： 函专 99级 姓 名：陈志泉 题 目：曲线无缝线路结构设计 指导教师评 语 指导教师 (签章)评阅人评 语 评阅人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章)年 月 日西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 西南交大 99 级函专铁道工程专业毕业设计任务书题 目：曲线无缝线路结构设计 发题日期：2003 年 1 月 5 日 一. 基本资料无缝线路是轨道结构的一

2、大变革，它以无可争议的优越性得到各国铁路的承认。要求从无缝线路在国内外的应用上略做叙述，对无缝线路的基本理论及强度、稳定性设计，进行简单的阐述和分析。在对无缝线路的设计和步骤有初步的认识与了解的基础上，进行一段曲线无缝线路的结构设计，并对无缝线路的发展方向进行了展望。二.应完成的工作正文（1.22 万字）曲线无缝线路设计轨条布置图三.时间安排各阶段任务安排：毕业设计时间 3 月 1 日5 月 8 日第一阶段（3 月 1 日至3 月 15 日）收集资料。第二阶段（3 月 16 日4 月 30 日）毕业论文撰写。第三阶段（5 月 1 日5 月 8 日）文整。第四阶段（5 月 8 日5 月 18 日

3、）评圈及答辩。四.说明书应包括的内容无缝线路概述无缝线路设计及稳定性计算原理曲线地段轨道无缝线路结构设计无缝线路发展方向展望结束语五.参考文献西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 曲线无缝线路结构设计论 文 摘 要为适应现代化、高速、重载运输的需要。轨道结构类型已规模转入无缝线路。根据 99 函授专科铁道工程专业的设计任务书的要求，本设计从无缝线路在国内外的应用及发展上略做叙述，对无缝线路的基本理论及强度、稳定性设计，进行了简单的阐述和分析。对无缝线路的设计和步骤有了较系统的认识与了解之后，进行了一段曲线无缝线路的设计，并对无缝线路的发展方向进行了展望，与自己在工作实践中遇到

4、的问题结合进行了简单的讨论。主题词：曲线 无缝线路 结构 设计西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 目 录第一章 无缝线路的概述( 1 )第二章 无缝线路设计及稳定性计算原理(4 )第一节 基本原理( 4 )第二节 各种线路阻力(7 )第三节 钢轨温度力与轨端伸缩量计算(12)第四节 无缝线路稳定性计算(16)第三章 曲线地段轨道无缝线路结构设计(21)第四章 无缝线路发展方向展望(39 )第一节 无缝线路的新发展(39 )第二节 跨区间无缝线路的优点(40 )第三节 跨区间无缝线路的轨道结构设计探讨(41)第四节 跨区间无缝线路的铺设方法探讨(43)结束语(45 )致谢(4

5、6 )参考文献(47 )附：曲线无缝线路设计轨条布置图(48 )西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 第一章 无缝线路概述无缝线路是现代化铁道线路的轨道结构型式。它在实现我国铁路现代化中，起着重要的作用。它对于改善行车条件、减少维修工作量、延长线路设备和机车车辆的使用寿命等都具有重要的意义。目前，我国不少主要干线上已铺设或正在铺设无缝线路。无缝线路是当今轨道结构的最佳选择。多年来，随着无缝线路的铺设，大力开展研究和试验工作，结合技术革新和技术改造，在无缝线路的焊接、铺设、养护修理等方，取得了不少的经验。与普通线路相比有很多的优越性，所以在数量上发展很快，也是适应现代化、高速、

6、重载运输要求的发展方向。无缝线路的优越性在于消灭接头，提高行车平稳性；大量地减少维修工作量；延长钢轨的使用寿命。无缝线路依据处理钢轨因气温变化而引起的伸缩的方法不同，分为温度应力式和放散温度应力式两种类型。温度应力式无缝线路，在我国是由一根长钢轨及两端 2-4 根标准轨组成。两端接头采用夹板接头形式。铺设无缝线路时，要用中间扣件进行锁定，使之不能因温度变化而自由伸缩，因而钢轨内部产生温度力，温度力的大小随轨温变化西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 而不同。一般并不放散其钢轨的温度力。这种形式的无缝线路结构简单，不需要特殊设备，铺设、维修方便，在温差小于 95的地区，钢轨承受

7、的温度力不会太大，都可以铺设。放散温度应力式无缝线路，又分为自动放散式和定期放散式两种。自动放散式无缝线路，是允许铺设在线路的长轨节自由伸缩，但为了防止钢轨爬行，在长轨节中部使用特制的中间扣件，不设防爬器，使钢轨在垫板上能随轨温变化而自由伸缩，以自动放散应力，设有消除列车作用下引起爬行的复原装置，并在长轨两端设有尖轨伸缩接头，以适应长轨节的伸缩这种无缝线路结构复杂，原苏联在寒冷地区使用过，现在已经淘汰。定期放散式无缝线路，是指在一定季节（春、秋两季）的适当轨温下把线路上长轨节内部的温度力放散掉，然后重新锁定，以此来控制、减少钢轨内部温度力。其结构形式与温度应力式相同，但每年要放散 1-2 次温

8、度力，施工时要封闭线路，需用去大量劳动力。所以这样的无缝线路逐渐被温度应力式所代替。近年来世界各国铁路对无缝线路的稳定性，长钢轨的温度力及其胀缩等理论问题，进行了广泛的实验研究，对无缝线路的认识深度和科学管理水平有长足的进展。钢轨的焊接技术，以及长钢轨的运输、铺设与维修等方面的技术有显著进步，如今已完全具备了全面推广运用无缝线路的可能性。西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 世界各国铁路都在大力推广铺设无缝线路，全世界 130多万公里铁路，近 1/3 线路为无缝线路，其中德国有 96%的级干线。美国有 40%、法国有 59%、原苏联有 59%、日本等其他国家也都铺设了无缝线路

9、。我国无缝线路起步于 1957 年。经过几十年发展，目前京广、京沪、京沈、陇海、长大等主要干线几乎全都是无缝线路，总延长达 2.0 万多公里，多为 50Kg/m 和 60Kg/m 的钢轨，大部轨下基础为混凝土轨枕。近几年又发展超长无缝线路，采用长 2.6m 的型轨枕。同时引进国外先进设备，在各地建成了多个焊轨厂。采用结合力很强的胶结绝缘接头，新型长钢轨更换作业车和运输车，使无缝线路铺设速度大大加快。此外，在养护维修方面，除了对无缝线路的稳定性做进一步探索外，还总结和制定了一些修理规则和确保行车安全的措施。这些都有效地减少了对无缝线路铺设的限制，使它在更广泛的范围得到发展。西南交通大学成人教育学

10、院毕 业 设 计 （论 文） 纸 第二章 无缝线路设计及稳定性计算原理在我国无缝线路多采用温度应力式无缝线路设计及铺设，下面将重点进行介绍。第一节 基本原理一.基本原理一根不受任何约束，可以自由伸缩的钢轨，当温度发生变化时，其自由伸缩量为：l=L t (2-1-1)式中 钢轨膨胀系数 =0.0000118/L钢轨长度 (mm)t 钢轨温度变化值（）l钢轨自由伸缩量（mm）如果钢轨两端被固定，完全不能伸缩，则随温度变化就产生温度应力 t 和温度力 PtPt=EFtE钢轨的弹性模量 E=2.1105Mpa（2-1-2）西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 F-钢轨的断面积（mm

11、2） ，60Kg 轨断面为 7745mm2。将已知 、E 值代入式（1-1-2）得 t2.5t(Mpa) Pt2.5Ft(N)由上式可看出，无缝线路一旦钢轨两端被固定，钢轨温度变化产生的温度应力、温度力的大小与钢轨长度无关，与温度变化有直接关系。这就是之所以能够运用无缝线路的理论基础。因为温度应力与钢轨长度无关，从理论上讲无缝线路可以无限长。但考虑到施工、管理技术水平的限制，以及封闭时间长短等因素，钢轨不能太长，一般从一个自动闭塞区间长度来考虑，长度为 1000-2000m 无缝线路长度短了，相应地钢轨接头数就多，养护维修工作量就增加。目前，各国倾向于发展长无缝线路或区间无缝线路，我国也正在发

12、展超长无缝线路。二.钢轨温度及锁定轨温随着大气温度（气温）的变化，轨温也随之变化，热度量大的轨道部件，一天之内温度变化通常出现较大的滞后现象，最高轨温要比最高气温滞后一段时间。在夏季，由于太阳辐射热作用，一般轨温比气温高 10-20；在冬季，气温较低，气温与轨温大致相同。设计无缝线路时，一般规定：（2-1-3）西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 最高轨温等到于气温加 20；最低轨温等于最低气温。中间轨温为最高，最低轨温的平均值；全国各地区最高、最低及中间轨温，见铁路轨道 118 页表（4-10） 式中 tz中间轨温（ ）Tmax最高轨温（）Tmin最低轨温（）无缝线路的锁定

13、轨温是指长轨节温度应力状态为零时的轨温（又称零应力轨温） 。在铺设无缝线路时，把长轨条的始端与终端落槽时分别测得的轨温平均值作为该段无缝线路施工的锁定轨温。锁定轨温的准确与否直接影响行车安全，它也是日后养护维修的重要依据。因此必须正确设计后再确定，铺设时严格掌握，日常维修时要经常保持。西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 第二节 各种线路阻力接头阻力纵向阻力 扣件阻力道床纵向阻力线路阻力包括 横向阻力 道床横向阻力轨道框架水平刚度竖向阻力 道床竖向阻力道床框架垂直刚度图 2-1一.接头阻力在钢轨接头处两轨端部由钢轨夹板通过螺栓拧紧，产生阻止钢轨伸缩变化的摩擦阻力为接头扣件阻力

14、，简称接头阻力。接头阻力由钢轨与夹板间的摩阻力和螺栓抗剪力提供。为了安全，我国只考虑阻力。西南交通大学成人教育学院毕 业 设 计 （论 文） 纸 由图一分析知，在静态情况下，接头阻力 PH 为T=KDP （2-2-2）PH总接头阻力P螺栓拉力（ KN）D螺栓螺杆部分直径（mm）T接头螺栓扭矩（NM）K扭矩系数 K=0.180.23f摩擦系数 f=g摩擦角 夹板接触面倾角在线路动载作用下，阻力要下降，下降的大小与列车运行情况、轨道状态及接头扭矩有关。因此将上 2 式代入(1)式式中 K1动载影响系数 K1=1.01.360Kg/m 钢轨 T600NM 时 K1=1.1 T600NM 时 K1=1.0考虑到大多数情况，设计时采用 f 的偏低值 f=0.2 扭矩系数，一般情况为 K=0.21，对 60Kg/m 钢轨无缝线路K=0.19。将有关参数代入（1-2-3 式）得下表 PH 的设计值：西南交