【正文】 試算 600il cm? 處的鋼軌位移： 39。 鋼軌各段的變形量由下式計算： 39。 （ 2）梁的溫度變化僅為單純的升溫或降溫，不考慮其交替變化，并取一天內(nèi)的最大溫差計算梁的伸縮量，按設計暫歸取下列設計值： 有碴軌道混凝土梁： ? 15℃ 無碴軌道混凝土梁： ? 20℃ 鋼 梁： ? 25℃ （ 3）梁、軌間的作用力，在無碴軌道上是通過鋼軌扣件傳遞；在有碴橋 上是通過扣件阻力、道床阻力二者之中較小值傳遞。根據(jù)邊界條件，采用數(shù)值方法，可求得鋼軌位移量和縱向附加力。 （ 4） 制動附加力 如果列車在橋上制動，列車制動引起的鋼軌軌伸縮通過梁軌相互作用傳遞到墩中南大學本科生畢業(yè)論文（設計） 11 臺，使墩臺的固定支座承受制動附加力。王平、陳小平以線－橋－墩為一體用有限單元法建立了橋上無縫線路的計算模型，考慮相鄰軌條及橋墩縱向剛度的影響，計算了一根鋼軌折斷后的開口量，并比較分析了不考慮相鄰軌條限制作用、不考慮橋墩縱向剛度、多根軌條同時折斷等簡化算法的計算偏差，為橋上是否設置鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器提供了依據(jù)。陳丹華的對簡支梁長橋采用質(zhì)量法進行簡化，將軌、梁、碴、墩的特性集中于墩臺上，根據(jù)機車動力學原理得出軌面制動力時程，對制動作用下的橋墩進行了動力反應分析。 從 20 世紀 60 年代開始，我國鐵路對橋上無縫線路梁軌相互作用原理進行了大量的研究。在板式軌道橋梁上也采用同樣的取值。德國針對設計時速 250km/h，實際時速不低于 200km/h 的新干線無縫線路橋梁的設計與施工制定了《鐵路新干線橋梁的特殊規(guī)程 （ BESB）》，并在 1985 年生效。放散時，松開焊接長鋼軌的全部扣件，使它自由收縮，放散內(nèi)部溫度力，應用更換緩沖區(qū)不同長度調(diào)節(jié)軌的辦法，保持必要的軌縫。此外，在養(yǎng)護維修方面，除繼續(xù)對無縫線路的穩(wěn)定性，做進一步探索外，還總結和制定了一些管理規(guī)則和確保行車安全的措施。 日本于 50 年代開始鋪設無縫線路，現(xiàn)已鋪設 5000 余公里。從 1950 年起，隨著一些固定焊軌工廠的建立才有一個新的局面。更多 j 精品資料盡在 我的主頁 中南大學 本科生畢業(yè)論文（設計） 題 目 中跨度橋上無縫線路技術設計 學生姓名 指導教師 曾志平 學 院 中南大學成人教育學院 專業(yè)班級 土木工程 08 完成時間 更多 j 精品資料盡在 我的主頁 中南大學 本科生畢業(yè)論文（設計）任務書及成績評定表 題 目 中 跨度橋上無縫線路技術設計 學生姓名 指導教師 曾志平 學 院 中南大學成人教育學院 專業(yè)班級 土木工程 08 完成時間 更多 j 精品資料盡在 我的主頁 中 南 大 學 畢業(yè)論文（設計）任務書 一、設計題目： 中跨度橋上無縫線路技術設計 二、設計依據(jù)及主要技術指標 設計依據(jù) 1. 鐵路軌道設計規(guī)范 2. 鐵路跨區(qū)間無縫線路 主要技術指標 鋼軌類型 : 60kg/m、 U71 新軌 軌枕類型： Ⅱ 型鋼筋混凝土軌枕， 1760 根 /公里 扣件類型： 彈條 Ⅱ 型扣件 道床厚度： 50cm 道床肩寬： 30cm 鋼軌垂直磨耗： 6mm 線路等級： Ⅰ 級干線 正線數(shù)目： 雙線 牽引類型： 東風 4 型內(nèi)燃機車，構造速度 120 km/h 鋼軌支點彈性系數(shù)：檢算鋼軌強度時取 30000N/mm 三、基本要求 學生在完成本設計過程中，應正確運用基礎理論和專業(yè)知識，并結合現(xiàn)場所獲得的實踐經(jīng)驗，有效地解決任務書中所規(guī)定的各項具體問題；要求計算精確，書寫 工整，繪圖規(guī)范，文理流暢；要求在設計中充分發(fā)揮獨立工作能力，刻苦鉆研，創(chuàng)造性地完成所規(guī)定的畢業(yè)設計任務。美國鋪設無縫線路的總延長： 1960年為 7236km； 1970年之后每年以 8000km的速度遞增，最多時年鋪設 10000km。日本的無縫線路軌條最長為 1500m，兩端設置伸縮調(diào)節(jié)器。這些都有利于減少對無縫線路鋪設的限制，使它在更廣泛的范圍得以發(fā)展。定期放散溫度應力式無縫線路適用于溫差較大的寒冷地區(qū)（年軌溫差超過 95゜C）。其中匯集了德國有關高速鐵路橋上無縫線路的大量科研與試驗成果。橋上鋼軌折斷的容許斷縫值： 50kg/m 鋼軌為 50mm， 60kg/m 鋼軌為 69mm。并在大跨度鋼橋上鋪設了無縫線路。對短橋建立了整體化模型，模擬縱向阻力的抗彎桿件為一端鉸接一端固定的計算模型 ，并根據(jù)杠桿原理用空間離散法將制動力離散到橋上節(jié)點，獲得節(jié)點時程，為下一步輸入梁軌整體模型進行計算準備。 2021 年朱文珍、陳秀方以國內(nèi)外研究成果及試 驗資料為基礎，采用分段線性理想彈塑性縱向阻力形式，建立傳力明確、易于編程并能模擬梁軌相互作用原理的線－橋－墩一體化有限元計算模型，運用能量變分原理建立力學求解方程組，并用荷載細步增量法求解。 所有這些互為因果的作用，可歸結為梁、軌的相互作用。 1. 線路縱向阻力函數(shù) p(z) 為常量 由式（ 3）得 ： dP pdx? （ 8） 對式（ 8）積分得到鋼軌力的分布函數(shù) ： P px? （ 9） 可知 P 為 x 的線性分布，如 x 從 0 到 l，作出鋼軌力的分布函數(shù)圖如下： 圖 鋼軌力的分布函數(shù)圖 中南大學本科生畢業(yè)論文（設計） 13 式（ 9）代入式（ 3）得 ： dy pxdx EF? （ 10） 對式（ 10）積分得到鋼軌位移的分布函數(shù)： 22pxy EF? （ 11） 由上式可知位移為 x 的二次函數(shù)，在鋼軌力分布圖中 22px 為 x 點以左陰影部分的面積 x? ，那么 xy EF?? （ 12） 2. 線路縱向阻力函數(shù) p(z) 為變量 假設 1/() sp z a bz cz? ? ?，將 其代入式（ 7）有： 1221 ()sd z da b z c zd x E F d x?? ? ? ? （ 13） 式（ 13）為二階非線性微分程，可用龍格 —庫塔（ RungeKutta）法求解。 平衡條件 中南大學本科生畢業(yè)論文（設計） 16 （ 1）梁跨內(nèi)存在梁軌位移相等點 ： ki kiy ?? （ 2）在伸縮力影響范圍內(nèi)，鋼軌伸縮變形的代數(shù)和應為零 ： 0iEF??? 計算原理 多跨簡支梁伸縮力計算一般采用試算法，下面以兩跨梁伸縮力計算為例來說明。 101: 2PlAA EF? ? 1 2 12 (): 2P P lAC EF? ?? 213 ( ) ( ): 2KKP P L l lCK EF? ? ? ?? 中南大學本科生畢業(yè)論文（設計） 24 34 (): 2KKP P lKB EF? ?? 239。 21 2 1 2 1() ()2 ii i iPP L l lEF? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 2 3 1()iiP P r L l l? ? ? ? 76 2 6 0 0 7 0 ( 3 2 0 0 8 5 0 6 0 0 )0 . 1 0 6 9 0 . 0 5 7 1 ( 3 2 0 0 8 5 0 6 0 0 )2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5i? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? = 800il cm? 處的鋼軌位移： 39。但是 ii ??? ，所以可以判斷梁、軌位移相等的點在 2P 以右。BB 段軌面無載情況，無縫線路縱向阻力。 圖 32 橋墩結構尺寸圖 伸縮附 加力 計算 基本假設 （ 1）假設簡支梁固定支座與梁端完全固結，活動支座的阻力可忽略不計。 由力的平衡條件 0x?? 可得： ( ) 0dP p z dx? ? ? （ 2） 中南大學本科生畢業(yè)論文（設計） 12 即 ： ()dP pzdx? （ 3） 由虎克定律知 ： dy Pdx EF? （ 4） 式中： E——鋼軌鋼的彈性模量 F——鋼軌的截面積 )(122 zpEFdx yd ? （ 5） 由式（ 1）知 ： 2 2 22 2 2d y d z ddx dx dx??? （ 6） 式（ 6）代入式（ 5）得： 221 ()d z dpzd x E F d x??? （ 7） 式（ 7）為梁軌相對位移微分方程，反映了鋼軌縱向受力的靜力平衡條件，是求解橋上無縫線路縱向力問題的基本微分方程。 （ 3） 斷軌力 如果在橋上發(fā)生斷軌，或者無縫線路的伸縮區(qū)設在橋上，鋼軌的伸縮也會通過梁、軌間的約束使墩臺和固定支座受到斷軌力的作用。針對常量阻力計算模型的缺點，建議對大跨度鐵路橋梁應采用變量線路阻力計算模型。由此得到的鋼軌附加力和梁、軌位移與用變形微分方程計算所得值相比較，證實這一力學模型的合理性。在我國鐵路上，總長超過 200m 的橋梁鋪設無縫線路，至少已有 500 余座，無縫線路研究人員及各大有關高等院校結合實際工程，對新建重要干線鐵路的橋梁預留無縫線路荷載及橋上無縫線路軌道結構進行了研究，取得了階段性的成就。線）。 國外研究現(xiàn)狀 德國是最早發(fā)展高速鐵路的國家之一，早在 1964 年 Siekmeier 就對軌道阻力—位移進行了研究。根據(jù)當?shù)剀墱貤l件，把鋼軌 內(nèi)部的溫度力每年調(diào)整放散 1~2 次。如焊軌工廠的合理設計；工地焊接聯(lián)合接頭和斷軌再焊的新設備 新工藝；舊軌整修后焊成長鋼軌，鋪設舊軌無縫線路；結合力很強的膠結絕緣接頭；運輸效率很高的多層長鋼軌運輸列車；新型長鋼軌更換作業(yè)車；碳素鋼鋼軌與錳鋼轍叉的焊接工藝；特大橋上和小半徑曲線上鋪設無縫線路的理論和經(jīng)驗等等。英國鐵路的中南大學本科生畢業(yè)論文（設計） 2 無縫線路大部分使用 BS113A 型鋼軌（ 56kg/m），軌下基礎為混凝土枕或木枕，碎石道床。美國于 1933~1936 年期間，大約鋪設無縫線路 170km，以后時有間斷，發(fā)展速度比較緩慢。 四、重點研究問題及指定專題 1．橋上無縫線路伸縮附加力及撓曲附加力的計算 2．軌道強度檢算 3．軌道穩(wěn)定性檢算 4．鎖定軌溫的確定 更多 j 精品資料盡在 我的主頁 5．橋墩偏心檢算 五、主要參考文獻 [1] 陳秀方 . 軌道工程 . 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021 [2] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路軌道設計規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社，2021 [3] 鐵道部建設管理司、鐵道部科技教育司 . 秦沈客運專線跨區(qū)間無縫線路設計暫行規(guī)定 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [4] 中華人民共和國鐵道部 . 新建時速 200～ 250 公里客運專線鐵路設計設計暫行規(guī)定（上下） . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [5] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路橋涵設計基本規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [6] 鐵路工程設計技術手冊（橋梁墩臺） . 北京：中國鐵道出版社， 1999 [7] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路橋涵地基與基礎設計規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [8] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 六、畢業(yè)設計完成時應提交的文件 中跨度橋上無縫線路技術設計說明書一份 指導教師（簽名） ____________ 時間 ： __________________ 系 (所 )主任 (簽名 ) ____