【正文】 起到“吸振”作用的足夠的彈性；二是沿軌道縱向彈性的均勻性。這些失敗的教訓，很多都是因為對高平順要求認識不夠、對平順性控制不嚴、采取的措施不當造成的。結構不平順是指由于軌道結構及部件固有的不平順，如鋼軌表面由于軋制工藝造成的鋼軌垂向玩去、焊縫凹凸不平、軌道鋪設和整道時形成的不平順；附加不平順是指在運行過程中濺在軌面碾壓形成的軌面損傷、鋼軌彈性墊層破損等；動態(tài)不平順是指在列車運行中產(chǎn)生的不平順。對普通鐵路的軌道結構，它和一般的工程結構的顯著差別是在運用條件下能夠進行個別折損部件的更換和整體結構參與變形的矯正，軌道結構的工作過程是一個邊工作、邊折損更換、邊變性維修的過程。它支撐和引導列車車輪，直接承受豎向、橫向和縱向力的作用。既有線提速改造是個系統(tǒng)工程，運輸、機務、工務、電務等各專業(yè)的改造應綜合考慮、合理匹配。加強人員培訓，提高了職工適應提速需要的技能。更換提速道岔、Ⅲ型軌枕、優(yōu)質(zhì)道碴，改造小半徑曲線、平交道口，延展無縫線路長度，在線路兩側設封閉柵欄，推廣大型養(yǎng)路機械，整治線橋隧病害，使線路基礎得到了明顯加強。同時，廣大旅客貨主對運輸質(zhì)量和服務質(zhì)量，特別對快捷性和舒適性提出了更高的要求。1996年，公路客運量首次超過鐵路?！　?. 鐵路大提速使整個社會受益　　鐵路大提速不僅僅是列車速度的提高，同時全面提高了工作效率和質(zhì)量，提高了管理水平，縮小了與世界先進水平的差距。提速后的鐵路客流大幅度攀升。中國鐵路大提速必然打破原有的運輸模式，通過科學的管理、先進的技術裝備和高效的運輸組織，探索出一條具有中國特色的、實現(xiàn)列車速度、密度、重量最佳匹配的既有線提速挖潛改造之路。實施提速，原先的“重量、密度、速度”的匹配關系不能適用。重載列車對線路的破壞力大，而快速客車則對線路的平順性要求很高?！　≈袊F路具有世界上最高的運輸強度，運輸能力高度飽和，在線路上客貨共線運行，不同等級列車混跑。目前我國鐵路營業(yè)里程居世界第三位，完成的貨物發(fā)送量和客運周轉量居世界第一位，貨運周轉量居世界第二位?！　∽?997年以來，我國鐵路連續(xù)進行了六次大面積提速，基本形成了“四縱四橫”的提速網(wǎng)絡，使我國鐵路提速網(wǎng)絡總里程超過16000公里，超過6400公里的鐵路開行時速160公里及以上的旅客列車，同時，部分貨運列車速度也相應提高。更由于鐵路在我國運輸行業(yè)中起骨干作用，所以，鐵路提速將會大大降低我國全社會的運輸總成本。從這個角度分析，提速就是鐵路科技進步邁出的一大步。鐵路要真正邁向市場經(jīng)濟，提速恰恰是最關鍵的一步。”這是一個極具戰(zhàn)略意義的決策。提速后，線路全部采用無縫鋼軌，目前最長的無縫鋼軌已經(jīng)達到30公里。先后在滬寧、京秦、沈山、鄭武等繁忙干線及鐵科院環(huán)行試驗基地多次成功地進行了提速試驗，取得了多項試驗成果，掌握了與旅客列車時速160～200公里等級相適應的一整套技術。全路以提速為支持，以市場為導向，開發(fā)了快速列車、夕發(fā)朝至列車、旅游列車、假日列車、行包專列、“五定”班列等運輸新產(chǎn)品，較好地滿足了旅客貨主的需求，大大增強了鐵路運輸?shù)氖袌龈偁幠芰?，不僅鞏固擴大了鐵路在中長途運輸中的優(yōu)勢，而且在短途運輸市場競爭中，也取得了一些主動?！　‰S著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，廣大旅客貨主對運輸質(zhì)量，特別是快捷性、舒適性提出了更高的要求?！　?. 提速是企業(yè)生存發(fā)展的客觀要求　　鐵路作為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎設施，經(jīng)過多年的發(fā)展，雖然資產(chǎn)和實力比較雄厚，但是歷史包袱沉重，設備陳舊老化，技術裝備落后。 21第四章、平面改建設計 22 平面測繪 22 平面測繪原理 22 既有線某曲線測繪結果 23 漸伸線原理 24 漸伸線的線型 24 計算漸伸線長度的公式 25 撥距的大小和方向 26 撥距計算的步驟 27 既有曲線漸伸線長度的計算 27 計算公式的推導 28 30 計算條件 30 撥距計算的步驟 30 撥距的大小和方向 30 測量曲線撥距計算 31第五章 既有線改建縱斷面設計 33 33 設計特點 33 34 34 35 36 36 37 Excel進行拉坡設計 42 42 44 44 45第六章 提速道岔平順性分析及改善方案 46 國內(nèi)道岔的發(fā)展 46 提速道岔結構 49 道岔類型 49 單開道岔構造 50 提速道岔的結構特點 56 列車過岔不平穩(wěn)的一般原因分析 57 道岔幾何不平順及剛度不均性分析 58 道岔豎向幾何不平順分析 58 道岔軌道剛度不均性分析 58 提速道岔技術升級與優(yōu)化 59 高速道岔技術簡述 60 改進提速道岔平面線型 60 實現(xiàn)提速道岔軌道剛度均勻化 62 全面優(yōu)化提速道岔結構 63 全面推廣應用復合套管新技術 65 采用新型電務轉換裝置 65 迅速全面提升各主型提速道岔整體技術水平 64第七章 提速道岔檢測系統(tǒng)設計 65 66 67 提速道岔監(jiān)測系統(tǒng)需求分析 67 系統(tǒng)定義 67 軌道狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測 68 提速道岔監(jiān)測系統(tǒng)結構 73 73 74 監(jiān)測系統(tǒng)體系結構 75 道岔現(xiàn)場監(jiān)測單元的軟件設計 79 79 82附錄：提速道岔檢測系統(tǒng)部分界面代碼 911．主界面源代碼： 912．道岔設置界面源代碼： 973．實時監(jiān)控界面源代碼： 984．道岔顯示界面源代碼： 101Ⅴ第一章 既有線路提速概述1. 國民經(jīng)濟發(fā)展需要鐵路大提速　　我國正處在新一輪經(jīng)濟增長周期，國民經(jīng)濟發(fā)展勢頭迅猛，對交通運輸?shù)男枨笈c日俱增，迫切需要鐵路提供強有力的運輸支持。但鐵路運輸目前的緊張狀況對國民經(jīng)濟發(fā)展形成了嚴重的“瓶頸”制約，而且這種狀況將隨著經(jīng)濟增長顯得更加突出。加快科技進步，提高服務質(zhì)量，改善旅客的乘車環(huán)境，是“人民鐵路為人民”的服務宗旨的具體體現(xiàn)。通過連續(xù)六次大面積的提速調(diào)圖，不斷提高鐵路運輸質(zhì)量，進一步縮短了客車旅行時間，增開的夕發(fā)朝至、直達特快列車、大宗貨物直達列車等，進一步適應了旅客貨主高質(zhì)量的運輸需求，提高人們的生活質(zhì)量。1997年提速調(diào)圖后，直通客運量大幅度增長，旅客周轉量持續(xù)攀升，運輸收入不斷創(chuàng)歷史新高。事實證明，提速大大加快了技術創(chuàng)新的步伐，每一次大提速，鐵路技術創(chuàng)新都邁上了一個新臺階；同時，技術進步的加快也為實施提速提供了強大的支持。在基礎線路改造中，小曲線半徑線路要全部改造成大半徑曲線或直線，更換的提速道岔全部為新型大號碼道岔，具有電動操作、平穩(wěn)、快速等特點。 提速對鐵路之所以重要，首先表現(xiàn)為它是鐵路在市場經(jīng)濟中求得生存與發(fā)展的必由之路，再不提速，鐵路在市場經(jīng)濟中所占的份額將越來越少，這決不是全國人民所希望看到的。 提速是鐵路科技進步的體現(xiàn)。 提速也是社會進步的重要標志。從這個意義上說，鐵路提速確實是我國社會進步的一個重要標志。這是中國鐵路落實科學發(fā)展觀、適應國民經(jīng)濟持續(xù)快速、協(xié)調(diào)、健康發(fā)展要求所做出的重要戰(zhàn)略抉擇。我國鐵路營業(yè)里程雖然只占全世界的6%，但卻完成了全世界鐵路工作總量的將近四分之一，運輸密度為世界之最，鐵路運輸效率非常高。在高強度的運輸中，不同等級列車的速度、密度、重量對于運輸組織、軌道結構、信號系統(tǒng)和牽引動力等技術和裝備的要求截然不同，實施提速所面臨的情況十分復雜，處理不好不僅會降低效率，還會給行車安全帶來嚴重影響。列車速度提升的影響，不僅涉及到行車組織，而且關系到鐵路各方面的基礎設施，線路軌道標準、牽引動力、車輛性能、機車車輛制動能力、行車安全設施、道口防護等各個方面都必須進行提速改造。1. 通過提速提高鐵路經(jīng)濟效益　　據(jù)統(tǒng)計，鐵路經(jīng)過6次大提速后，客車平均運行速度提高了25%，特快列車最高時速提高到了140～160公里，廣州深圳最高時速已經(jīng)達到200公里。據(jù)統(tǒng)計，提速后客流年均增長百分之六點八，超過了公路、航空和水運的增長速度。1993年以前，人們出門80%靠坐火車，鐵路是人們外出選擇的主要運輸工具。隨著京沈、京滬高速公路的全線貫通，全國國道主干線已建成過半，高速公路網(wǎng)正在形成?！　¤F路實施提速調(diào)圖，進一步縮短了客車的旅行時間，開行“夕發(fā)朝至”列車、直達特快列車，增加大宗貨物直達列車等，適應了旅客貨主對鐵路運輸高質(zhì)量的要求。購置配備新提速機車客車，更換20206型轉向架。　　4. 提速推動了運輸改革　　全路以提速為契機，積極調(diào)整生產(chǎn)，撤并一批行車站段，改革客車乘務制度，實現(xiàn)了減員增效。提速工程對鐵路線路而言就是克服軌道的薄弱環(huán)節(jié)、提高其技術標準。軌道結構應該保證機車車輛在規(guī)定的最大荷載和最高速下運行時，具有足夠的強度、穩(wěn)定性和合理的修理周期。但對客運專線必須保證最高程度的穩(wěn)定。動態(tài)不平順一般情況有兩種：一種是軌道彈性不均和荷載波動，輪軌接觸點呈波浪形；另一種是存在暗坑吊板和倒床不均勻的彈性下沉。因此從事高速鐵路研究、設計、施工、監(jiān)理、管理人員都應該十分重視高速鐵路的平順性問題。高速鐵路軌道結構是十分重要的工程結構，要求其具有極高的安全可靠，對組成軌道結構的各部件自然也提出了極嚴格的性能和質(zhì)量要求。軌道的破損表現(xiàn)為為軌道整體結構變形和軌道部件折損。對高速鐵路來講，軌道變形的速率應非常緩慢，而一旦發(fā)生永久變形，必須及時消除。鋼軌直接接受由機車車輛傳來的巨大的動力，并傳向軌枕；軌枕承受鋼軌傳來的豎向垂直力、橫向和縱向水平力后再將其分布于道床，并保持鋼軌正常的幾何位置；輪軌間的各種作用力通過軌枕和扣件的隔振、減震、和衰減后傳遞給道床，使道咋重新排列，并將作用力擴散傳遞于路基。 有砟軌道有砟軌道即所謂的常規(guī)的軌道，是鐵路一種傳統(tǒng)的軌道結構，在國內(nèi)外的已獲得廣泛的應用。 無砟軌道無砟軌道結構是耐永久性好、塑性變性小的材料代替道砟材料的一種新型軌道。它的功用在于引導機車車輛的車輪前進，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌長期在列車周期性重復性重復荷載下工作，應有較高的疲勞強度和較好的沖擊韌性。(6)化學成分便于進行熱處理，以提高鋼軌的強韌性。為此，我國鐵道、冶金部門聯(lián)合開發(fā)了PPDPD3和稀土軌。目前，世界高速鐵路有咋軌道廣泛采用鋼筋混凝土軌枕。其中日本根據(jù)不同的列車運行速度和使用經(jīng)驗，設計了3T、3H、4H等多種整體式軌枕結構類型。我國軌枕的主要有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型軌枕。目前研制的Ⅲ型軌枕主要有兩種形式。通過在京廣線試鋪和運營的考驗，使用情況良好，反映出有如下特點：1. 結構合理，強化了軌道結構。其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距和阻止鋼軌相對于軌枕的縱橫向移動。同時，扣件要保證軌道框架的彎曲剛度和扭轉剛度，使鋼軌處于準確位置。3. 良好的減振性能軌道的彈性主要由散粒體道床提供?？奂鞑考凶銐虻膹姸群褪褂眯阅埽涸谠O計的使用的壽命周期內(nèi)，扣件各部件不產(chǎn)生疲勞傷損和顯著的殘余變形；當扣件和軌下彈性墊層產(chǎn)生容許范圍內(nèi)的磨耗和殘余變形時，扣件整體性能仍滿足高速行車的要求。目前主要干線上都采用彈性扣件。隨著我國鐵路提速和重載運輸?shù)陌l(fā)展，Ⅰ型彈條扣件的扣壓力不足，彈程偏小。道砟材料應當堅硬、穩(wěn)定、有彈性，便于排水。采用碎石作為道床是因為它具有較好的彈性與滲水性。枕下道砟厚度為35cm，墊層道砟厚度為20cm。 軌道結構選取 軌道結構類型選取線路提速后速度為160km/h，所以設計采取有砟軌道結構類型。 聯(lián)接零件的選取夾板選用斜坡支承型雙頭對稱式夾板， 級螺栓，螺母選用直徑24mm，在伸縮區(qū)的鋼軌接頭加設高強度平墊圈。因此，一般采用雙層道床。圖31 CRH2動車組軸距和輪載示意圖70KN70KN機車：CRH2動車組，兩軸轉向架，軸重137KN（14t）輪載=軸重/2=70KN。得到Vmax=160km/h,故按速度Vmax=160km/h來檢算各部件的強度。（3）計算值計算發(fā)現(xiàn)1與2輪的計算輪來計算的的結果是一樣的。其中△H是欠超高，我國《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定：未被平衡的欠超高一般不應大于75mm，困 難情況下不得大于90mm:容許速度大于120km/h線路的個別特殊情況下不大于110mm。（6）計算鋼軌的動彎應力和查規(guī)范可知，新軌的，則可得鋼軌的基本應力為 查規(guī)范可知，25m長的60kg/m的鋼軌溫度應力，則得到鋼軌的基本應力為 U71新軌的屈服極限=405(MPa)，新軌的安全系數(shù)=，允許應力為上述軌底和軌頭的基本應力均小于，符合鋼軌的強度檢算條件。3．計算軌枕上的動壓力速度系數(shù)：偏載系數(shù)：βp=△H=75=， %，用此計算值來計算軌枕彎矩。 路基面道床壓力的檢算。用偏角法測量既有曲線，在第一測段，要測出每個20 m測點的偏角，即切線方向與置鏡點到各測點弦線間的夾角；移動置鏡點后的各個測段，要測出置鏡點間弦線與置鏡點到每個20 m測點弦線間的夾角；最后一個置鏡點，要測出置鏡點間弦線與切線方向的夾角φZH 。曲線OA表示任一曲線，將一條沒有伸縮性的細線，一端固定于O點，把細線拉緊使其密貼于曲線OA上，然后把細線另一端點A自曲線OA拉開，使拉開的直線隨時保持與曲線OA相切，A點的移動軌跡為AM1M2M3…A′，即為曲線OA之端點A的漸伸線。當△極小時，△E可視為圓弧長，當χ2點無限接近χ1點時，△，△E的曲率半徑為 因為的函數(shù)，對上式第二項進行分部積分，得： (41) ⑵ OA曲線的中心角 (rad)為OA曲線曲率K在其對應弧段上的定積分(見圖7—3—3)。為緩和曲線的半徑變更率，為圓曲線半徑，為緩和曲線長度。 撥距的大小和方向如圖44所示曲線撥正，就是把既有曲線上各個20m測點，如和撥正到設計曲線的、點上。但是因為撥動量很小，在既有曲線附近很小的范圍內(nèi)，完全可以認為漸伸線方向與既有曲線的法線方向重合。但是同一曲線內(nèi)，有的測點外挑，有的測點內(nèi)壓，而且每個測點撥動量都不會很大。 撥距計算的步驟1. 計算既有曲線各測點的漸