【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(xùn)，很多都是因?yàn)閷?duì)高平順要求認(rèn)識(shí)不夠、對(duì)平順性控制不嚴(yán)、采取的措施不當(dāng)造成的。結(jié)構(gòu)不平順是指由于軌道結(jié)構(gòu)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(shè)和整道時(shí)形成的不平順；附加不平順是指在運(yùn)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(dòng)態(tài)不平順是指在列車運(yùn)行中產(chǎn)生的不平順。對(duì)普通鐵路的軌道結(jié)構(gòu)，它和一般的工程結(jié)構(gòu)的顯著差別是在運(yùn)用條件下能夠進(jìn)行個(gè)別折損部件的更換和整體結(jié)構(gòu)參與變形的矯正，軌道結(jié)構(gòu)的工作過程是一個(gè)邊工作、邊折損更換、邊變性維修的過程。它支撐和引導(dǎo)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(gè)系統(tǒng)工程，運(yùn)輸、機(jī)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)等各專業(yè)的改造應(yīng)綜合考慮、合理匹配。加強(qiáng)人員培訓(xùn)，提高了職工適應(yīng)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(zhǎng)度，在線路兩側(cè)設(shè)封閉柵欄，推廣大型養(yǎng)路機(jī)械，整治線橋隧病害，使線路基礎(chǔ)得到了明顯加強(qiáng)。同時(shí)，廣大旅客貨主對(duì)運(yùn)輸質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量，特別對(duì)快捷性和舒適性提出了更高的要求。1996年，公路客運(yùn)量首次超過鐵路?！　?. 鐵路大提速使整個(gè)社會(huì)受益　　鐵路大提速不僅僅是列車速度的提高，同時(shí)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(jìn)水平的差距。提速后的鐵路客流大幅度攀升。中國(guó)鐵路大提速必然打破原有的運(yùn)輸模式，通過科學(xué)的管理、先進(jìn)的技術(shù)裝備和高效的運(yùn)輸組織，探索出一條具有中國(guó)特色的、實(shí)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(shí)施提速，原先的“重量、密度、速度”的匹配關(guān)系不能適用。重載列車對(duì)線路的破壞力大，而快速客車則對(duì)線路的平順性要求很高。　　中國(guó)鐵路具有世界上最高的運(yùn)輸強(qiáng)度，運(yùn)輸能力高度飽和，在線路上客貨共線運(yùn)行，不同等級(jí)列車混跑。目前我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程居世界第三位，完成的貨物發(fā)送量和客運(yùn)周轉(zhuǎn)量居世界第一位，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量居世界第二位?！　∽?997年以來，我國(guó)鐵路連續(xù)進(jìn)行了六次大面積提速，基本形成了“四縱四橫”的提速網(wǎng)絡(luò)，使我國(guó)鐵路提速網(wǎng)絡(luò)總里程超過16000公里，超過6400公里的鐵路開行時(shí)速160公里及以上的旅客列車，同時(shí)，部分貨運(yùn)列車速度也相應(yīng)提高。更由于鐵路在我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)中起骨干作用，所以，鐵路提速將會(huì)大大降低我國(guó)全社會(huì)的運(yùn)輸總成本。從這個(gè)角度分析，提速就是鐵路科技進(jìn)步邁出的一大步。鐵路要真正邁向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，提速恰恰是最關(guān)鍵的一步。”這是一個(gè)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(zhǎng)的無縫鋼軌已經(jīng)達(dá)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(yàn)基地多次成功地進(jìn)行了提速試驗(yàn)，取得了多項(xiàng)試驗(yàn)成果，掌握了與旅客列車時(shí)速160～200公里等級(jí)相適應(yīng)的一整套技術(shù)。全路以提速為支持，以市場(chǎng)為導(dǎo)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(yùn)輸新產(chǎn)品，較好地滿足了旅客貨主的需求，大大增強(qiáng)了鐵路運(yùn)輸?shù)氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，不僅鞏固擴(kuò)大了鐵路在中長(zhǎng)途運(yùn)輸中的優(yōu)勢(shì)，而且在短途運(yùn)輸市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，也取得了一些主動(dòng)?！　‰S著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，廣大旅客貨主對(duì)運(yùn)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)過多年的發(fā)展，雖然資產(chǎn)和實(shí)力比較雄厚，但是歷史包袱沉重，設(shè)備陳舊老化，技術(shù)裝備落后。 21第四章、平面改建設(shè)計(jì) 22 平面測(cè)繪 22 平面測(cè)繪原理 22 既有線某曲線測(cè)繪結(jié)果 23 漸伸線原理 24 漸伸線的線型 24 計(jì)算漸伸線長(zhǎng)度的公式 25 撥距的大小和方向 26 撥距計(jì)算的步驟 27 既有曲線漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算 27 計(jì)算公式的推導(dǎo) 28 30 計(jì)算條件 30 撥距計(jì)算的步驟 30 撥距的大小和方向 30 測(cè)量曲線撥距計(jì)算 31第五章 既有線改建縱斷面設(shè)計(jì) 33 33 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 33 34 34 35 36 36 37 Excel進(jìn)行拉坡設(shè)計(jì) 42 42 44 44 45第六章 提速道岔平順性分析及改善方案 46 國(guó)內(nèi)道岔的發(fā)展 46 提速道岔結(jié)構(gòu) 49 道岔類型 49 單開道岔構(gòu)造 50 提速道岔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 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(shù)升級(jí)與優(yōu)化 59 高速道岔技術(shù)簡(jiǎn)述 60 改進(jìn)提速道岔平面線型 60 實(shí)現(xiàn)提速道岔軌道剛度均勻化 62 全面優(yōu)化提速道岔結(jié)構(gòu) 63 全面推廣應(yīng)用復(fù)合套管新技術(shù) 65 采用新型電務(wù)轉(zhuǎn)換裝置 65 迅速全面提升各主型提速道岔整體技術(shù)水平 64第七章 提速道岔檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 65 66 67 提速道岔監(jiān)測(cè)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(cè) 68 提速道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 73 73 74 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 75 道岔現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元的軟件設(shè)計(jì) 79 79 82附錄：提速道岔檢測(cè)系統(tǒng)部分界面代碼 911．主界面源代碼： 912．道岔設(shè)置界面源代碼： 973．實(shí)時(shí)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(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要鐵路大提速　　我國(guó)正處在新一輪經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)周期，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)男枨笈c日俱增，迫切需要鐵路提供強(qiáng)有力的運(yùn)輸支持。但鐵路運(yùn)輸目前的緊張狀況對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成了嚴(yán)重的“瓶頸”制約，而且這種狀況將隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)顯得更加突出。加快科技進(jìn)步，提高服務(wù)質(zhì)量，改善旅客的乘車環(huán)境，是“人民鐵路為人民”的服務(wù)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(yùn)輸質(zhì)量，進(jìn)一步縮短了客車旅行時(shí)間，增開的夕發(fā)朝至、直達(dá)特快列車、大宗貨物直達(dá)列車等，進(jìn)一步適應(yīng)了旅客貨主高質(zhì)量的運(yùn)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(yùn)量大幅度增長(zhǎng)，旅客周轉(zhuǎn)量持續(xù)攀升，運(yùn)輸收入不斷創(chuàng)歷史新高。事實(shí)證明，提速大大加快了技術(shù)創(chuàng)新的步伐，每一次大提速，鐵路技術(shù)創(chuàng)新都邁上了一個(gè)新臺(tái)階；同時(shí)，技術(shù)進(jìn)步的加快也為實(shí)施提速提供了強(qiáng)大的支持。在基礎(chǔ)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(hào)碼道岔，具有電動(dòng)操作、平穩(wěn)、快速等特點(diǎn)。 提速對(duì)鐵路之所以重要，首先表現(xiàn)為它是鐵路在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中求得生存與發(fā)展的必由之路，再不提速，鐵路在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中所占的份額將越來越少，這決不是全國(guó)人民所希望看到的。 提速是鐵路科技進(jìn)步的體現(xiàn)。 提速也是社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志。從這個(gè)意義上說，鐵路提速確實(shí)是我國(guó)社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。這是中國(guó)鐵路落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)鐵路營(yíng)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(yùn)輸密度為世界之最，鐵路運(yùn)輸效率非常高。在高強(qiáng)度的運(yùn)輸中，不同等級(jí)列車的速度、密度、重量對(duì)于運(yùn)輸組織、軌道結(jié)構(gòu)、信號(hào)系統(tǒng)和牽引動(dòng)力等技術(shù)和裝備的要求截然不同，實(shí)施提速所面臨的情況十分復(fù)雜，處理不好不僅會(huì)降低效率，還會(huì)給行車安全帶來嚴(yán)重影響。列車速度提升的影響，不僅涉及到行車組織，而且關(guān)系到鐵路各方面的基礎(chǔ)設(shè)施，線路軌道標(biāo)準(zhǔn)、牽引動(dòng)力、車輛性能、機(jī)車車輛制動(dòng)能力、行車安全設(shè)施、道口防護(hù)等各個(gè)方面都必須進(jìn)行提速改造。1. 通過提速提高鐵路經(jīng)濟(jì)效益　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，鐵路經(jīng)過6次大提速后，客車平均運(yùn)行速度提高了25%，特快列車最高時(shí)速提高到了140～160公里，廣州深圳最高時(shí)速已經(jīng)達(dá)到200公里。據(jù)統(tǒng)計(jì)，提速后客流年均增長(zhǎng)百分之六點(diǎn)八，超過了公路、航空和水運(yùn)的增長(zhǎng)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(yùn)輸工具。隨著京沈、京滬高速公路的全線貫通，全國(guó)國(guó)道主干線已建成過半，高速公路網(wǎng)正在形成?！　¤F路實(shí)施提速調(diào)圖，進(jìn)一步縮短了客車的旅行時(shí)間，開行“夕發(fā)朝至”列車、直達(dá)特快列車，增加大宗貨物直達(dá)列車等，適應(yīng)了旅客貨主對(duì)鐵路運(yùn)輸高質(zhì)量的要求。購(gòu)置配備新提速機(jī)車客車，更換20206型轉(zhuǎn)向架?！　?. 提速推動(dòng)了運(yùn)輸改革　　全路以提速為契機(jī)，積極調(diào)整生產(chǎn)，撤并一批行車站段，改革客車乘務(wù)制度，實(shí)現(xiàn)了減員增效。提速工程對(duì)鐵路線路而言就是克服軌道的薄弱環(huán)節(jié)、提高其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證機(jī)車車輛在規(guī)定的最大荷載和最高速下運(yùn)行時(shí)，具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和合理的修理周期。但對(duì)客運(yùn)專線必須保證最高程度的穩(wěn)定。動(dòng)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(dòng)，輪軌接觸點(diǎn)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(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理人員都應(yīng)該十分重視高速鐵路的平順性問題。高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)是十分重要的工程結(jié)構(gòu)，要求其具有極高的安全可靠，對(duì)組成軌道結(jié)構(gòu)的各部件自然也提出了極嚴(yán)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(jié)構(gòu)變形和軌道部件折損。對(duì)高速鐵路來講，軌道變形的速率應(yīng)非常緩慢，而一旦發(fā)生永久變形，必須及時(shí)消除。鋼軌直接接受由機(jī)車車輛傳來的巨大的動(dòng)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(kuò)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(jié)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)外的已獲得廣泛的應(yīng)用。 無砟軌道無砟軌道結(jié)構(gòu)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(dǎo)機(jī)車車輛的車輪前進(jìn)，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌長(zhǎng)期在列車周期性重復(fù)性重復(fù)荷載下工作，應(yīng)有較高的疲勞強(qiáng)度和較好的沖擊韌性。(6)化學(xué)成分便于進(jìn)行熱處理，以提高鋼軌的強(qiáng)韌性。為此，我國(guó)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(yùn)行速度和使用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了3T、3H、4H等多種整體式軌枕結(jié)構(gòu)類型。我國(guó)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(yùn)營(yíng)的考驗(yàn)，使用情況良好，反映出有如下特點(diǎn)：1. 結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)化了軌道結(jié)構(gòu)。其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距和阻止鋼軌相對(duì)于軌枕的縱橫向移動(dòng)。同時(shí)，扣件要保證軌道框架的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，使鋼軌處于準(zhǔn)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?qiáng)度和使用性能：在設(shè)計(jì)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(dāng)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(shí)，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(guó)鐵路提速和重載運(yùn)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(yīng)當(dāng)堅(jiān)硬、穩(wěn)定、有彈性，便于排水。采用碎石作為道床是因?yàn)樗哂休^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(jié)構(gòu)選取 軌道結(jié)構(gòu)類型選取線路提速后速度為160km/h，所以設(shè)計(jì)采取有砟軌道結(jié)構(gòu)類型。 聯(lián)接零件的選取夾板選用斜坡支承型雙頭對(duì)稱式夾板， 級(jí)螺栓，螺母選用直徑24mm，在伸縮區(qū)的鋼軌接頭加設(shè)高強(qiáng)度平墊圈。因此，一般采用雙層道床。圖31 CRH2動(dòng)車組軸距和輪載示意圖70KN70KN機(jī)車：CRH2動(dòng)車組，兩軸轉(zhuǎn)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(qiáng)度。（3）計(jì)算值計(jì)算發(fā)現(xiàn)1與2輪的計(jì)算輪來計(jì)算的的結(jié)果是一樣的。其中△H是欠超高，我國(guó)《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定：未被平衡的欠超高一般不應(yīng)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(gè)別特殊情況下不大于110mm。（6）計(jì)算鋼軌的動(dòng)彎應(yīng)力和查規(guī)范可知，新軌的，則可得鋼軌的基本應(yīng)力為 查規(guī)范可知，25m長(zhǎng)的60kg/m的鋼軌溫度應(yīng)力，則得到鋼軌的基本應(yīng)力為 U71新軌的屈服極限=405(MPa)，新軌的安全系數(shù)=，允許應(yīng)力為上述軌底和軌頭的基本應(yīng)力均小于，符合鋼軌的強(qiáng)度檢算條件。3．計(jì)算軌枕上的動(dòng)壓力速度系數(shù)：偏載系數(shù)：βp=△H=75=， %，用此計(jì)算值來計(jì)算軌枕彎矩。 路基面道床壓力的檢算。用偏角法測(cè)量既有曲線，在第一測(cè)段，要測(cè)出每個(gè)20 m測(cè)點(diǎn)的偏角，即切線方向與置鏡點(diǎn)到各測(cè)點(diǎn)弦線間的夾角；移動(dòng)置鏡點(diǎn)后的各個(gè)測(cè)段，要測(cè)出置鏡點(diǎn)間弦線與置鏡點(diǎn)到每個(gè)20 m測(cè)點(diǎn)弦線間的夾角；最后一個(gè)置鏡點(diǎn)，要測(cè)出置鏡點(diǎn)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(xì)線，一端固定于O點(diǎn)，把細(xì)線拉緊使其密貼于曲線OA上，然后把細(xì)線另一端點(diǎn)A自曲線OA拉開，使拉開的直線隨時(shí)保持與曲線OA相切，A點(diǎn)的移動(dòng)軌跡為AM1M2M3…A′，即為曲線OA之端點(diǎn)A的漸伸線。當(dāng)△極小時(shí)，△E可視為圓弧長(zhǎng)，當(dāng)χ2點(diǎn)無限接近χ1點(diǎn)時(shí)，△，△E的曲率半徑為 因?yàn)榈暮瘮?shù)，對(duì)上式第二項(xiàng)進(jìn)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(duì)應(yīng)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(zhǎng)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(gè)20m測(cè)點(diǎn)，如和撥正到設(shè)計(jì)曲線的、點(diǎn)上。但是因?yàn)閾軇?dòng)量很小，在既有曲線附近很小的范圍內(nèi)，完全可以認(rèn)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(cè)點(diǎn)外挑，有的測(cè)點(diǎn)內(nèi)壓，而且每個(gè)測(cè)點(diǎn)撥動(dòng)量都不會(huì)很大。 撥距計(jì)算的步驟1. 計(jì)算既有曲線各測(cè)點(diǎn)的漸