【正文】 線(xiàn)路主要技術(shù)選取 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取 技術(shù)名稱(chēng) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路等級(jí) I 級(jí) 正線(xiàn)數(shù)目 雙線(xiàn) 設(shè)計(jì)速度 160km/h 最小曲線(xiàn)半徑 2600m 正線(xiàn)線(xiàn)間距 最大坡度 12‰ 到發(fā)線(xiàn)有效長(zhǎng)度 650m 牽引種類(lèi) 電力 機(jī)車(chē)類(lèi)型 動(dòng)車(chē)組系列 軌道結(jié)構(gòu)類(lèi)型 有砟軌道 鋼軌 60kg/m U71Mn 鋼軌 扣件 Ⅲ 型彈條扣件 軌枕 Ⅲ a 型軌枕 1667 根 /km 道床 面砟為 35cm和底砟為 20cm的碎石 道砟 路基 砂粘土 王遠(yuǎn) :提速線(xiàn)路軌道工程設(shè)計(jì) 16 第三章 軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢算 計(jì)算資料 線(xiàn)路條件： I 級(jí)鐵路，曲線(xiàn)半徑 2600m；鋼軌： 60kg/m， U71 新軌， 25m長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)軌；軌枕：Ⅲ型混凝土軌枕 1667 根 /km；道床：碎石道砟，面砟 35cm，墊砟 20cm；路基：砂粘土。綜合考慮，線(xiàn)路采用Ⅲ型枕比較合理。因此，一般采用雙層道床。 碎石道床的選取原則 道床是有砟軌道的重要組成部分，能夠承受軌枕傳遞的各種力的作用，減緩和吸收輪軌間的振動(dòng)和噪聲且便于維修。如 TF— M 型扣件， TF—Y 型彈性扣件和彈條扣件。同時(shí)，扣件還應(yīng)該具有良好的保持扣壓力性能。 扣件的選取原則 鋼軌 扣件 就是軌道上用以聯(lián)結(jié)鋼軌和軌枕 (或其他類(lèi)型軌下基礎(chǔ)）的零件，又稱(chēng)中間聯(lián)結(jié)零件。 我國(guó)Ⅲ型軌枕研制工作起步于 20 世紀(jì) 90 年代，已經(jīng)有了二十年的歷史，但由于反戰(zhàn)速度比較快又有新Ⅱ型軌枕的經(jīng)驗(yàn)，因此在技術(shù)方面具有較好的基礎(chǔ)。日本、德國(guó)等國(guó)家主要采用整體式軌枕。我國(guó)鐵路在 20 世紀(jì) 80 年代前基本使用 U71Mn 和 U74 鋼軌，分屬于 90kg 和 80kg，由于承載力不足，明顯不適應(yīng)運(yùn) 輸要求。 (2)較高的抗疲勞傷損的安全可靠性，防止軌頭內(nèi)側(cè)剝離及可能由此引起的鋼軌橫向斷裂。但是缺點(diǎn)是軌道橫向抗力較小，容易產(chǎn)生不均勻下沉，橋上道床穩(wěn)定性較差、行車(chē)中會(huì)使道砟飛散，軌道結(jié)構(gòu)被破壞后，加大維修工作量。為保證列車(chē)安全、可靠運(yùn)行，對(duì)軌道結(jié)構(gòu) 應(yīng)具備的狀態(tài)和各部件的關(guān)系都規(guī)定了嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 在列車(chē)運(yùn)行何在作用下，軌道結(jié)構(gòu)及其部件產(chǎn)生應(yīng)力和變性。 是否能實(shí)現(xiàn)高平順性的標(biāo)準(zhǔn)是高速鐵路成敗的核心問(wèn)題，要求高、難度大、涉及面廣。 穩(wěn)定的軌道結(jié)構(gòu) 在高速鐵路條件下，軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)備和材料有了比較大的加強(qiáng)，軌道各部件的靜力強(qiáng)大已不是對(duì)結(jié)構(gòu)軌道整體結(jié)構(gòu)承受能力起控制作用的因素。提速也促進(jìn)了經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，“我開(kāi)車(chē)，你來(lái)坐”的封閉型生產(chǎn)組織方式發(fā)生了變化，運(yùn)輸 企業(yè) 開(kāi)始注重研究市場(chǎng)，按照市場(chǎng)需求來(lái)配置運(yùn)力資源、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。通過(guò)五次大提速，鐵路在許多方面 有了明顯的改進(jìn)和提高，使整個(gè)社會(huì)從中受益。 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，我國(guó)客運(yùn)華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 市場(chǎng)逐步形成鐵路、公路、民航三方競(jìng)爭(zhēng)的局面，鐵路在競(jìng)爭(zhēng)中，市場(chǎng)份額逐步下降。鐵路經(jīng)過(guò)六次大提速后，開(kāi)行了“夕發(fā)朝至”列車(chē)、“城際列車(chē)”等快速列車(chē)，使距離 2020 公里左右的城市，一天即可到達(dá)。 列車(chē)的“重量、密度、速度”是擴(kuò)能提速提效中相互關(guān)聯(lián)的三個(gè)重要因素。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。從這個(gè)意義上說(shuō)，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。 提速是鐵路科技進(jìn)步的體現(xiàn)。在基礎(chǔ)線(xiàn)路改造中，小曲線(xiàn)半徑線(xiàn) 路要全部改造成大半徑曲線(xiàn)或直線(xiàn)，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)。 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)王遠(yuǎn) :提速線(xiàn)路軌道工程設(shè)計(jì) 2 歷史新高。加快科技進(jìn) 步，提高服務(wù)質(zhì)量，改善旅客的乘車(chē)環(huán)境，是“人民鐵路為人民”的服務(wù)宗旨的具體體現(xiàn)。Ⅰ Abstract 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） Ⅴ 目錄 摘要 1997 年以來(lái)，鐵路運(yùn)輸收入年均增長(zhǎng) 100 多億元，但每年的贏利微乎其微。 1999 年全路提前一年實(shí)現(xiàn)扭虧； 2020 年繼續(xù)擴(kuò)大扭虧成果，實(shí)現(xiàn)了盈利目標(biāo)。 提速的重要性 運(yùn)輸速度是一個(gè)帶有根本性的問(wèn)題，沒(méi)有速度上的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)浪潮中，就會(huì)失去競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)，就會(huì)處于不利的局面。歷史告訴我們，社會(huì)科技每前進(jìn)一步，運(yùn)輸速度就登上一個(gè)臺(tái)階。 我國(guó)既有線(xiàn)路提速概況 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速協(xié)調(diào)健康地發(fā)展，運(yùn)輸市場(chǎng)需求將進(jìn)一步增長(zhǎng)，鐵路運(yùn)輸將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。京滬、京廣、京哈、京九、隴海、浙贛等六大鐵路主要干線(xiàn)的運(yùn)輸能力已經(jīng)飽和，長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)鐵路進(jìn)行技術(shù)裝備更新的擴(kuò)能改造都是遵循提高列車(chē)重量和增加行車(chē)密度的原則，對(duì)列車(chē)速度的儲(chǔ)備能力不足。在提速的同時(shí)，安全正點(diǎn)率、服務(wù)質(zhì)量也在明顯提高，做到了提速與提高服務(wù)質(zhì)量同步進(jìn)行。 1994 年鐵路客運(yùn)量降至最低點(diǎn)。 3. 提速促進(jìn)了安全基礎(chǔ)的加強(qiáng) 幾年來(lái)，為了實(shí)施提速，全路完成了大量的提速基礎(chǔ)工程。幾年業(yè)運(yùn)行圖編制工作不斷改進(jìn)，推動(dòng)了運(yùn)輸組織的改革，優(yōu)化了運(yùn)力資源的配置，挖掘了運(yùn)輸潛力，提高了運(yùn)輸效率。但是，高速鐵路軌道在不穩(wěn)定重復(fù)荷載作用下，其承受能力卻不一定能滿(mǎn)足高速行車(chē)的要求，它的破壞形式主要表現(xiàn)在列車(chē)荷載反復(fù)作用下，軌道各部件的疲勞折損、軌道整體結(jié)構(gòu)參與變形積累超限。高外高速鐵路在工程建設(shè)和設(shè)備管理方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，但也出現(xiàn)過(guò)不少挫折。不同的軌道結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)和各部件的盈利和變形有很 大的差異。 軌道結(jié)構(gòu)選取的原則 軌道結(jié)構(gòu)是由鋼軌、軌枕、扣件、道岔、道岔等部分組成這些力學(xué)性質(zhì)決然不同的材料承受來(lái)自列車(chē)車(chē)輪的作用，它們的工作是緊密相關(guān)的，任何一個(gè)軌道部件性能、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的變化都會(huì)影響所有其他零部件的工作條件，并對(duì)列車(chē)運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。 ? 無(wú)砟軌道 無(wú)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。鋼軌長(zhǎng)期在列車(chē)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。為此，我國(guó)鐵道、冶金部門(mén)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了 PPD PD3和稀土軌。其中日本根據(jù)不同的列車(chē)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(lèi)型。華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 11 目前研制的Ⅲ型軌枕主要有兩種形式。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)。 3. 良好的減振性能 軌道的彈性主要由散粒體道床提供。目前主要干線(xiàn)上都采用彈性扣件。道砟材料應(yīng)當(dāng)堅(jiān)硬、穩(wěn)定、有彈性，便于排水。枕下道砟厚度為 35cm，墊層道砟厚度為 20cm。 聯(lián)接零件的選 取 夾板選用斜坡支承型雙頭對(duì)稱(chēng)式夾板，螺栓選用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 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。 機(jī)車(chē)： CRH2 動(dòng)車(chē)組，兩軸轉(zhuǎn)向架，軸重 137KN（ 14t）輪載 =軸重 /2=70KN。 （ 3）計(jì)算 ?uP 值 計(jì)算發(fā)現(xiàn) 1 與 2 輪的計(jì)算輪來(lái)計(jì)算的 ?uP 的結(jié)果是一樣的?！?H=179?！?H=179。 ?? bmme 可以求得： )( 7399339。?? 道床厚度的計(jì)算值小于實(shí)際的道床厚度 550mm，滿(mǎn)足要求，并采用實(shí)際的道床 厚度，檢算通過(guò) 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 21 第四章、平面改建設(shè)計(jì) 平面測(cè)繪 平面測(cè)繪原理 平面測(cè)繪包括的工作有： （ 1）里程丈量 （ 2）設(shè)置外移樁 （ 3）線(xiàn)路調(diào)繪 （ 4）曲線(xiàn)測(cè)量 測(cè)量既有曲線(xiàn)，近年來(lái)一般采用偏角法。 計(jì)算漸伸線(xiàn)長(zhǎng)度的公式 ? 漸伸線(xiàn)長(zhǎng)度 E 為 OA 曲線(xiàn)的中心角 ? (rad)在其對(duì)應(yīng)弧段上的定積分 (見(jiàn)圖7— 3— 2)，漸伸線(xiàn)的曲率是逐漸變化的。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 25 表 43 漸伸線(xiàn)長(zhǎng)度的實(shí)用計(jì)算公式 測(cè)點(diǎn)范圍 漸伸線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算公式 符號(hào)意義 ZH— HY 036RllE ? l =測(cè)點(diǎn)里程 ZH 里程 HY— YH PRLE ?? 2 2 L =測(cè)點(diǎn)里程 ZY 里程 YH— HZ 032 62 RllPRLE ??? L=測(cè)點(diǎn)里程 ZY 里程 l =測(cè)點(diǎn)里程 YH 里程 HZ 以后 ??? XE X =測(cè)點(diǎn)里程 QZ 里程 其中， R —— 曲線(xiàn)半徑（ m）， 0l —— 緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)（ m）， ? — 轉(zhuǎn)角（ rad）， RlP 2420? 。 1b 點(diǎn)的撥動(dòng)距離 39。但是因?yàn)閾? 動(dòng)量很小，在既有曲線(xiàn)附近很小的范圍內(nèi)，完全可以認(rèn)為漸伸線(xiàn)方向與既有曲線(xiàn)的法線(xiàn)方向重合。 撥距計(jì)算時(shí)，假定曲線(xiàn)撥動(dòng)前后曲線(xiàn)長(zhǎng)度不改變。11ba 一 11ba 2b 點(diǎn)的撥動(dòng)距離 39。2b 點(diǎn)上。 ????? Rl （ R 為 OA 曲線(xiàn)計(jì)算點(diǎn)的半徑） 圖 42 漸伸線(xiàn)長(zhǎng)度與中心角的關(guān)系 圖 43 中心角與曲率的關(guān) 系 王遠(yuǎn) :提速線(xiàn)路軌道工程設(shè)計(jì) 24 lKlR ??????? 1? （ K 為 OA曲線(xiàn)計(jì)算點(diǎn)的曲率， RK /1? ） ? ?? AlA dlK0? (42) ? 圓曲線(xiàn)與三次拋物線(xiàn)型緩和曲線(xiàn)的曲率 令 OA 曲線(xiàn)表示曲線(xiàn)路段的軌道中心線(xiàn)，則 OA 曲線(xiàn)由緩和曲線(xiàn)和圓曲線(xiàn)構(gòu)成。若各個(gè)置鏡點(diǎn)處的夾角用 表示，則既有曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)角 ? 等于上述各角的總和，即 曲線(xiàn)測(cè)量通常沿外軌進(jìn)行，也有沿線(xiàn)路中心線(xiàn)進(jìn)行的；行車(chē)繁忙的線(xiàn)路上，為安全起見(jiàn)，也可在外移樁上進(jìn)行。 路基面道床壓力的檢算。 對(duì)于新型Ⅲ軌枕 L=3600mm， 1a =550mm， e=1175mm， 60kg/m 軌底寬軌底39。將上述系數(shù)帶入求 dM 。所以選取 ?uP =66346 來(lái)計(jì)算。 輪載見(jiàn)圖 3— 1 軌道各部件強(qiáng)度檢算 機(jī)車(chē)通過(guò)曲線(xiàn)的允許速度的確定 機(jī)車(chē)通過(guò)曲線(xiàn)軌道允許速度的確定。不僅能夠滿(mǎn)足有足夠的扣壓力，也便于養(yǎng)護(hù)工作的展開(kāi)。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 13 提速線(xiàn)路上有砟橋上道床的主要功能是增加軌道彈性、承受列車(chē)的沖擊、隔離震動(dòng)、降低噪聲。同時(shí)為了保證路基堅(jiān)固穩(wěn)定，不導(dǎo)致翻漿冒泥，因而對(duì)砟下墊層的選擇也比較嚴(yán)，不僅要求所用的碎石應(yīng)是具有一定破碎指數(shù)的硬礫石，且其壓實(shí)度也要達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檐壍赖膹椥允欠浅Ｖ匾?。能保持鋼軌處于正確位置和穩(wěn)定狀態(tài)，延長(zhǎng)軌道各部件使用壽命，減少線(xiàn)路的養(yǎng)護(hù)維修工作量等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于混王遠(yuǎn) :提速線(xiàn)路軌道工程設(shè)計(jì) 12 凝土軌下基礎(chǔ)來(lái)講，軌下墊層的良好彈性更為重要。 1. 保持軌距能力強(qiáng) 正確的軌距是保證高速行車(chē)安全的最基本的條件。這兩種軌枕長(zhǎng)度均為 ，截面尺寸相 近，配筋有所不同，前者為 10 根直徑 7mm 的壓痕高強(qiáng)鋼絲，后者為 8根直徑 7mm的預(yù)應(yīng)力鋼絲，適用范圍基本相同。這種類(lèi)型的軌枕大大提高了軌枕道床的穩(wěn)定性和可靠性。鋼軌用量增加，線(xiàn)路換軌大修每年鋪設(shè)數(shù)十萬(wàn)噸，延長(zhǎng)了鋼軌使用壽命，使鋼軌傷損的嚴(yán)重程度得到緩解，因此可以說(shuō) PD3 和 UIC900A、U71Mn 一樣是成熟的鋼種。 (4)良好的焊接性能，以便采用無(wú)縫線(xiàn)路。根據(jù)無(wú)砟軌道的貼點(diǎn)和線(xiàn)下基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求，在橋梁、隧道和路基穩(wěn)定的地段采用無(wú)砟軌道。鋼軌直接接受由機(jī)車(chē)車(chē)輛傳來(lái)的巨大的動(dòng)力，并傳向軌枕；軌枕承受鋼軌傳來(lái)的豎向垂直力、橫向和縱向水平力后再將其分布于道床，并保持鋼軌正王遠(yuǎn) :提速線(xiàn)路軌道工程設(shè)計(jì) 8 常的幾何位置；輪 軌間的各種作用力通過(guò)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。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。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(wèn)題。但對(duì)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)必須保證最高程度的穩(wěn)定。提速工程對(duì)鐵路線(xiàn)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)。購(gòu)置配備新提速機(jī)車(chē)客車(chē)，更換 20 206 型轉(zhuǎn)向架。隨著京沈、京滬高速公路的全線(xiàn)貫通，全國(guó)國(guó)道主干線(xiàn)已建成過(guò)半，高速公路網(wǎng)正在形成。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(guò)了公路、航空和水運(yùn)的增長(zhǎng)速度。列車(chē)速度提升的影響，不僅涉及到行車(chē)組織，而且關(guān)系到鐵路各方面的基礎(chǔ)設(shè)施，線(xiàn)路軌道標(biāo)準(zhǔn)、牽引動(dòng)力、車(chē)輛性能、機(jī)車(chē)車(chē)輛制動(dòng)能力、行車(chē)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。 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(xiàn)路上客貨共線(xiàn)運(yùn)行，不同等級(jí)列車(chē)混跑。 自 1997 年以來(lái)，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(guò) 16000 公里，超過(guò) 6400 公里的鐵路開(kāi)行時(shí)速 160 公里及以上的旅客列車(chē)， 同時(shí)，部分貨運(yùn)列車(chē)速度也相應(yīng)提高。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?！边@是