【正文】 得 QZ 點(diǎn)的里程為： QZ 里程= 測(cè)量終點(diǎn)里程－X QZρ /2αloHYRXRα 測(cè)量終點(diǎn) Es=Jloα /Hx圖 49 QZ 點(diǎn)里程北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 47 頁(yè)計(jì)算曲線各主點(diǎn)里程曲線各主點(diǎn) ZY、ZH 、HY、YZ、YH 、HZ 里程的計(jì)算如下：ZY 里程=QZ 里程－ ZH 里程=ZY 里程－2?SR20lHY 里程=ZH 里程+ YZ 里程=QZ 里程+0l ?SRYH 里程=YZ 里程－ HZ 里程=YH 里程+2 0l 設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度的計(jì)算可按表 43 計(jì)算。JSE?如圖 49 所示，終點(diǎn)設(shè)計(jì)曲線的漸伸線的長(zhǎng)度 。sR?（2）選出兩三個(gè)位于圓曲線段的測(cè)點(diǎn)，它們的設(shè)計(jì)曲線漸伸線長(zhǎng)度為 ，sSPRLE??2其中 L=測(cè)點(diǎn)里程－ZY 點(diǎn)的里程，為已知數(shù)， = ，因 待定， 尚需推導(dǎo)。一般情況下，緩和曲線的長(zhǎng)度不小于 9 倍的超高和速度的乘積，特別困難地段也不小于 7 倍的超高和速度的乘積。（4）力求曲線路段大修工程量小。第 n 測(cè)段中的每個(gè)測(cè)點(diǎn)的漸伸線長(zhǎng)度 Enj 的通用公式為： (419)njjl???式中 lj——第 n 測(cè)段中置鏡點(diǎn) n 到測(cè)點(diǎn) j 的曲線長(zhǎng)；βj ——測(cè)點(diǎn) j 到置鏡點(diǎn) n 間的弦線與始切線的夾角(rad)。? ????39。（2）緩和曲線的漸伸線長(zhǎng)度 (414)HHHlllRE????212式中　 ——測(cè)點(diǎn)偏角；H?　 l H——計(jì)算點(diǎn)的緩和曲線長(zhǎng)；——緩和曲線全長(zhǎng)。?所謂圖乘關(guān)系是指用直角坐標(biāo)表示的 ， 和 函數(shù)關(guān)系的坐標(biāo)1()fL?2()f3()fL?圖，即分別為 Ｋ 圖、 圖和 Ｅ 圖之間的內(nèi)在關(guān)系，下圖為內(nèi)切圓曲線的圖乘關(guān)系。()yfx?()fx??（4）K、 、E 間的微積分關(guān)系?任何曲線的 K、α 、E 之間的微積分關(guān)系如表 41 所示。（c）漸伸線上在短距離范圍內(nèi)的曲率可以認(rèn)為相等，故可按圓弧考慮。漸伸線的幾何意義和特性北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 36 頁(yè)（1）漸伸線的幾何意義如圖 43 所示。 40=β12始 端 切 線 α6382圖 42 矢矩法測(cè)量圖則各曲線段的照準(zhǔn)線對(duì)始端切線轉(zhuǎn)角為： (42)12212mm??????測(cè)出兩置鏡點(diǎn)連線與測(cè)點(diǎn)切線的夾角及每 20m 處的矢矩即可。置鏡點(diǎn)的偏角，應(yīng)正倒鏡各觀測(cè)一次，其較差在 40″以內(nèi)時(shí)，取平均值。偏角法測(cè)量，如 41 圖所示。 大修平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少或取消直線漫彎。 兩曲線間的夾直線的長(zhǎng)度，應(yīng)不低于原線路的標(biāo)準(zhǔn)。北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 33 頁(yè)4 鐵路線路大修平面改善設(shè)計(jì) 鐵路線路大修平面設(shè)計(jì)的原則鐵路線路大修平面改善設(shè)計(jì)，主要是矯正既有線路平面的位置，平面設(shè)計(jì)應(yīng)以原線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，并應(yīng)遵循以下原則和基本的技術(shù)條件。其中需要輸入的變量只有 m，其他變量在程序中都為已知變量。程序結(jié)果以后綴名為“.txt”的文本文檔輸出。[]??[]cM? 道床頂面壓力檢算 ????max..379b?碎石道床 ，∴ ，滿足要求。79..???∴滿足要求。引起 最大的是Ⅵ輪，引起 最大的是Ⅲ輪。[][]cM? 道床頂面壓力檢算北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 21 頁(yè)?????碎石道床 MPa，∴ ，滿足要求。m，∴ ，滿足要求。60t???軌頭： MPa ???[]30???軌底： MPa ..63gtf???∴滿足要求。P??P??N ND2 型內(nèi)燃機(jī)車、解放型蒸汽機(jī)車的有關(guān)資料ND2 型內(nèi)燃機(jī)車、解放型蒸汽機(jī)車的輪重、軸距見圖 36。 軌道強(qiáng)度計(jì)算中主要參數(shù)的取值 與鋼軌有關(guān)參數(shù)的取值如表 33 所示。112c239。39。?bh12e39。3. 道床頂面壓應(yīng)力檢算計(jì)算道床頂面時(shí)，假定枕下道床支承反力分布如圖 34 所示。m，Ⅱ型軌[]c枕可取為 m。d1 dR圖 32 軌下截面正彎矩計(jì)算圖示 (328)239。則： (MPa) (326)[]/405/???2. 軌枕強(qiáng)度檢算(1) 木枕頂面承壓應(yīng)力 (327)[]dssRF???式中 ——木枕橫紋承壓動(dòng)應(yīng)力(MPa)；s?F——軌底或墊板與木枕的接觸面積(cm 2)；Rd——鋼軌動(dòng)壓力(N)；——木枕橫紋允許承壓應(yīng)力，對(duì)松木取 ，杉木取 ，樺木取[]s?，桉木取 。在直線上時(shí)， (319)0(1)dz zMf????在曲線上時(shí)， 北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 12 頁(yè) (320)0(1)dqqMf????又因?yàn)?，按最不利荷載考慮 及 ，有：zqf?z? (321)dqz故只需要檢算曲線段的軌道應(yīng)力。在計(jì)算時(shí)，這一增加值采用 來表示。 表 31 速度系數(shù) α 值 [5]檢算部位牽引種類 鋼 軌 軌枕、道床內(nèi)燃機(jī)車 電力機(jī)車 蒸汽機(jī)車 注：此表適用于 120 km/h 及以下的速度；V 的單位為 km/h。 (38)(cosin)kxuekx?? (39)ikx?不同輪位距計(jì)算截面的距離 x 各不相同，因而各有不同的 μi、η i。隨著剛度的增加其差值將稍有增加，但這兩種計(jì)算方法的精度均滿足工程計(jì)算的要求。 (33) 0qCy?式中 q——作用于道床頂面單位面積上的壓力(MPa)；北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 8 頁(yè)y0——軌枕底面平均下沉量 (mm)；0pya?yp——軌下斷面的軌底下沉量(mm)；——軌枕?yè)隙认禂?shù)。鋼軌支座彈性特征是由包括軌下的墊板、軌枕和枕下的道床，即彈簧所組成的串聯(lián)來反映的，因此支座剛度可表示為： (31) ypD???21式中 P——施加于支座上的壓力 (N)；y——支座下沉量(mm)；D1——墊板及軌枕彈簧剛度，對(duì)于砼枕只有墊板剛度 (N/mm)；D2——道床及路基彈簧剛度(N/mm)。作用于鋼軌上的荷載系符合力的獨(dú)立作用原理，在輪載群作用下鋼軌產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變等于單個(gè)車輪作用下的應(yīng)力、應(yīng)變代數(shù)和。在進(jìn)行軌道強(qiáng)度檢算時(shí)，只計(jì)算鋼軌基本彎曲應(yīng)力，枕上壓力，道床頂面應(yīng)力和路基面應(yīng)力。線路大、中修清篩起道后，無墊床的碎石道床，其枕下清碴厚度不得小于 300mm；道床總厚度不足 300mm 時(shí)，應(yīng)清篩至路面，并做好排水坡，以利排水。設(shè)計(jì)地段內(nèi)還有 5 個(gè)道口和 1 個(gè)車站。目前我國(guó)鐵路擔(dān)負(fù)著全國(guó) 60%以上的運(yùn)輸任務(wù)。3) 線路上部建筑現(xiàn)狀見表 12。測(cè)量既有曲線的幾何形位，判定曲線的轉(zhuǎn)角大小，圓順度以及曲線和既有建筑物的位置關(guān)系?？v斷面測(cè)量。其中外業(yè)調(diào)查的主要內(nèi)容如下 [3]：丈量里程。表 11 鐵路線路大、中修周期表 [2]軌 道 條 件 周 期（通過總量）Mt為了保證線路的安全、平穩(wěn)和不間斷運(yùn)輸，保持線路處于經(jīng)常完好狀態(tài)，這就要求根據(jù)運(yùn)輸需要及線路設(shè)備損耗情況周期性的、有計(jì)劃的對(duì)損耗部分加以維修和更新，恢復(fù)和提高線路的強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，增強(qiáng)線路穩(wěn)定性和軌道承載力，適應(yīng)鐵路運(yùn)輸不斷增長(zhǎng)的需要。線路在長(zhǎng)期的運(yùn)輸過程中，由于輪軌相互作用而逐漸磨耗，使線路產(chǎn)生不均勻變形并不斷積累，導(dǎo)致線路附加力作用增大，鋼軌及其軌下基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)日益增大，承載能力不斷降低。鐵路線路大、中修周期由通過重量決定，一般情況按照表 11 規(guī)定執(zhí)行，但在小半徑曲線、大坡道或隧道等集中地段，軌型和運(yùn)營(yíng)條件不匹配地段，煤、砂、礦建等散裝貨物運(yùn)輸集中地段以及風(fēng)砂危害地段等，鐵路局可根據(jù)特殊情況作適當(dāng)調(diào)整。鋼軌的疲勞傷損日益嚴(yán)重，嚴(yán)重危及行車的安全，因此需要進(jìn)行線路大修，以改善線路的平、縱面，換鋪較重型鋼軌，提高線路質(zhì)量，增強(qiáng)線路運(yùn)輸能力。必要時(shí)在公里標(biāo)處設(shè)置斷鏈（長(zhǎng)鏈或短鏈） 。曲線測(cè)量?，F(xiàn)有線路條件：1) 該大修地段屬于 I 級(jí)干線，限制坡度 12‰，最小半徑為 400m；2) 原有線路平縱面資料包括：北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 3 頁(yè)A. 線路縱斷面測(cè)量記錄；B. 線路曲線測(cè)量記錄；C. 橋隧位置及原狀；D. 站場(chǎng)調(diào)查記錄；E. 道口調(diào)查記錄。北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 4 頁(yè)2 軌道結(jié)構(gòu)類型的確定 概述鐵路線路是鐵路的主要技術(shù)裝備之一，是工務(wù)部門固定資產(chǎn)的主要部分，是行車的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)地段長(zhǎng) 13 公里，路基土質(zhì)為沙粘土，路基狀態(tài)良好，路塹及路堤邊坡高度在 8米以內(nèi)，包括混凝土拱橋 2 座，鉿上鈑橋 2 座和 1 座鋼橋；跨潭口、古龍崗、揚(yáng)子嶺 3 座隧道。 選擇上部建筑類型根據(jù)《鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則》第 條：線路大，中修時(shí)，枕下道床總厚度應(yīng)根據(jù)五年內(nèi)的年計(jì)劃通過總重密度和鋼軌類型，按《鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則》中表 所列標(biāo)準(zhǔn)選用，而該設(shè)計(jì)的五年內(nèi)的年計(jì)劃通過總重密度為 20 Mt 公里/公里，故選擇如下的軌道結(jié)構(gòu)類型 [2]：鋼軌類型：50kg/m；軌枕類型：S —Ⅱ型混凝土軌枕；扣件類型：彈條Ⅱ型扣件；北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 5 頁(yè)道床厚度：雙層 道碴 25cm，底碴 20cm，共 45cm；道床肩寬：30cm。因此必須合理選擇相應(yīng)的軌道結(jié)構(gòu)，使其在預(yù)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的使用條件下，保持良好的狀態(tài)，確保列車按規(guī)定的軸重和速度平穩(wěn)、安全和不間斷地運(yùn)行，為此應(yīng)當(dāng)正確計(jì)算軌道結(jié)構(gòu)的承載能力，使其在安全和效益兩方面都得到最佳的效果。用一個(gè)當(dāng)量靜荷載來描述車輪對(duì)軌道的作用。北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 7 頁(yè) 軌道強(qiáng)度檢算的基本原理 [4] 軌道結(jié)構(gòu)特性參數(shù) 鋼軌的支座剛度 D鋼軌支座剛度表示鋼軌支座的彈性特征，即要使支座頂面產(chǎn)生單位下沉所必須施加于支座上的壓力，單位為 N/mm。a 道床系數(shù) CC 表示枕下基礎(chǔ)的彈性特征，即要使道床頂面產(chǎn)生單位彈性下沉?xí)r，施加于道床頂面單位面積上的壓力，其單位為 MPa/mm。 O(a) (b)（ a）彈性點(diǎn)支承梁模型；（b）連續(xù)彈性支承梁模型圖 31 支承梁模型用“點(diǎn)支承法”計(jì)算鋼軌彎矩比用“連續(xù)支承法”的結(jié)果要大 510％，而且在計(jì)算鋼軌撓度或軌枕壓力時(shí)則要小 12％。 (37)4ukEJ?式中 J——鋼軌對(duì)水平軸的慣性距(mm 4)；E——鋼軌的彈性模量(MPa)，E=105MPa ； μi 、η i——連續(xù)彈性基礎(chǔ)上等截面無限長(zhǎng)梁的彎矩 M 和撓度 y 的影響系數(shù)。根據(jù)我國(guó)實(shí)測(cè)資料，不同的牽引種類，不同的檢算軌道部件的 α 如表 31 所示。根據(jù)列車在有超高的軌道上運(yùn)行時(shí)的靜力平衡條件，可得 β 的表達(dá)式為：北 京 航 空 航 天 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 第 11 頁(yè) (314)21HhS???取我國(guó)機(jī)車重心高度 H=2300 mm，S 1=1500 mm 代入上式，則偏載系數(shù)可簡(jiǎn)化為： (315)(3) 橫向水平力系數(shù) f由于輪軌之間的橫向水平力及垂直力均有偏心，使軌頭和軌底邊緣相對(duì)于其中心處的應(yīng)力有所增加。 軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算在列車動(dòng)荷載作用下鋼軌的動(dòng)撓度 yd、動(dòng)彎矩 Md 及枕上的動(dòng)壓力 Rd 的計(jì)算式為： (316)0(1)???? (317)df (318)0(1)R??? 軌道強(qiáng)度檢算方法列車在直線和曲線上運(yùn)行時(shí)有不同的動(dòng)彎應(yīng)力。[]?[]/sK