【文章內(nèi)容簡介】 允許速度的確定。對于新建線路，對于通過R=2600m曲線軌道機(jī)車允許速度速度可按Vmax=。得到Vmax=160km/h,故按速度Vmax=160km/h來檢算各部件的強(qiáng)度。 鋼軌強(qiáng)度檢算動車組的兩個(gè)轉(zhuǎn)向架之間的距離比較大，彼此的影響甚小，可以任選一個(gè)轉(zhuǎn)向架的車輪作為計(jì)算輪，因?yàn)閯榆嚱M為兩軸轉(zhuǎn)向架，所以都要計(jì)算車輪的當(dāng)量荷載，計(jì)算結(jié)果見下表。表31車輪的當(dāng)量荷載計(jì)算表計(jì)算步驟如下：（1）計(jì)算k值計(jì)算鋼軌強(qiáng)度的D=30 000N/mm，軌枕均勻布置，軌枕間距a=1000000/1667=600mm,故得到k=D/a=30 000/600=50MPa。（2）計(jì)算β值式中J為60kg/m軌道對水平軸的慣性矩，為。（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。所以隨便選取一個(gè)計(jì)算輪來計(jì)算靜彎矩。所以選取=66346來計(jì)算。（4）計(jì)算靜彎矩M （5）計(jì)算動彎矩 計(jì)算電力機(jī)車運(yùn)行條件下軌底彎曲應(yīng)力的速度公式為a=△V/100，可算得速度系數(shù)為由計(jì)算偏載系數(shù)βp的公式：βp=△H。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(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。所以我們?nèi)　鱄=75mm?？汕螅害聀=△H=75=查規(guī)范可得 R=8000m時(shí)的橫向水平力系數(shù)f=。將上述系數(shù)帶入求。（6）計(jì)算鋼軌的動彎應(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。1．計(jì)算k和β值。計(jì)算軌枕彎矩時(shí)，用D=70000N/mm，由此可以求的β和k的值：2．計(jì)算軌枕反力的當(dāng)量荷載。由于都相同 所以可以求=。3．計(jì)算軌枕上的動壓力速度系數(shù)：偏載系數(shù)：βp=△H=75=， %，用此計(jì)算值來計(jì)算軌枕彎矩。對于新型Ⅲ軌枕L=3600mm，=550mm，e=1175mm，60kg/m軌底寬軌底=150mm，代入式中計(jì)算軌下截面正彎矩，得： []在計(jì)算軌枕中間彎矩按兩種不同中間承載方式進(jìn)行比較。對于重型軌枕的計(jì)算顯然，軌枕中部支承時(shí)產(chǎn)生的負(fù)彎矩比中部不支承時(shí)的彎矩大32%。 道床頂面應(yīng)力的檢算對于Ⅲ型軌枕，由于其中部支撐在道床上，所以可以求得：上述，滿足條件。 路基面道床壓力的檢算。式中：。道床厚度為550mm。所以可求：道床厚度的計(jì)算值小于實(shí)際的道床厚度550mm，滿足要求，并采用實(shí)際的道床厚度，檢算通過第四章、平面改建設(shè)計(jì) 平面測繪 平面測繪原理平面測繪包括的工作有：（1）里程丈量（2）設(shè)置外移樁（3）線路調(diào)繪（4）曲線測量測量既有曲線，近年來一般采用偏角法。用偏角法測量既有曲線，在第一測段，要測出每個(gè)20 m測點(diǎn)的偏角，即切線方向與置鏡點(diǎn)到各測點(diǎn)弦線間的夾角；移動置鏡點(diǎn)后的各個(gè)測段，要測出置鏡點(diǎn)間弦線與置鏡點(diǎn)到每個(gè)20 m測點(diǎn)弦線間的夾角；最后一個(gè)置鏡點(diǎn)，要測出置鏡點(diǎn)間弦線與切線方向的夾角φZH 。若各個(gè)置鏡點(diǎn)處的夾角用 表示，則既有曲線的轉(zhuǎn)角a 等于上述各角的總和，即曲線測量通常沿外軌進(jìn)行，也有沿線路中心線進(jìn)行的；行車繁忙的線路上，為安全起見，也可在外移樁上進(jìn)行。 圖41 偏角法測量示意圖 既有線某曲線測繪結(jié)果經(jīng)過測量既有線路上某段曲線曲線的測量資料如下所示：表41既有曲線測量資料——曲線一（左轉(zhuǎn)）置鏡點(diǎn)測點(diǎn)里程 φ(176。 ′ ″)不300320 0 00 053400 00 203600 00 413800 01 574000 08 354200 17 32不4400 21 334601 00 374801 16 205001 26 375201 38 195401 49 54不5601 58 515801 16 296001 25 476201 35 466401 45 136601 50 08不6801 57 30前視點(diǎn)0 12 56 漸伸線原理 漸伸線的線型漸伸線的幾何意義，可用圖42說明。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)的移動軌跡為AM1M2M3…A′，即為曲線OA之端點(diǎn)A的漸伸線。漸伸線與O點(diǎn)的始切線相交于A′點(diǎn)，AA′線段的長度就是A點(diǎn)對始切線OA′的漸伸長度。漸伸線的基本特性如下：①漸伸線上某一點(diǎn)(M3)的法線(M3N3)是曲線OA相應(yīng)點(diǎn)(N3)的切線；②漸伸線的曲率半徑是漸變的，漸伸線上某一點(diǎn)(M2)的曲率半徑，是該點(diǎn)法線與曲線OA相應(yīng)切點(diǎn)(N2)的長度(M2N2)；③漸伸線某兩點(diǎn)(M3，M2)間曲率半徑的增量(M3N3M2N2)等于曲線OA相應(yīng)點(diǎn)(N3，N2)間弧長的增量(N3N2)。圖42 漸伸線長度與中心角的關(guān)系圖43 中心角與曲率的關(guān)系 計(jì)算漸伸線長度的公式 ⑴ 漸伸線長度E為OA曲線的中心角(rad)在其對應(yīng)弧段上的定積分(見圖7—3—2)，漸伸線的曲率是逐漸變化的。當(dāng)△極小時(shí)，△E可視為圓弧長，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在其對應(yīng)弧段上的定積分(見圖7—3—3)。 （為OA曲線計(jì)算點(diǎn)的半徑） （為OA曲線計(jì)算點(diǎn)的曲率，） (42)⑶ 圓曲線與三次拋物線型緩和曲線的曲率 令OA曲線表示曲線路段的軌道中心線，則OA曲線由緩和曲線和圓曲線構(gòu)成。圓曲線的曲率K為常數(shù)，K=。緩和曲線的曲率K為變量，隨計(jì)算點(diǎn)距ZH(或HZ)點(diǎn)的長度而變化，K=。為緩和曲線的半徑變更率，為圓曲線半徑，為緩和曲線長度。 ⑷ 漸伸線長度計(jì)算式 根據(jù)圓曲線和緩和曲線的曲率K，按照公式(41)、公式(42)可推導(dǎo)出圓曲線和緩和曲線的漸伸線長度計(jì)算公式，如表42所示。表42 計(jì)算漸伸線長度的有關(guān)公式物理意義計(jì)算通式內(nèi)切圓曲線的計(jì)算式緩和曲線的計(jì)算式1曲率2中心角（rad）為曲率的定積分3漸伸線長度為中心角（rad）的定積分符號意義—曲線長—曲率—中心角（rad）—漸伸線長圓曲線半徑計(jì)算點(diǎn)的圓曲線長緩和曲線半徑變更率計(jì)算緩和曲線全長計(jì)算點(diǎn)的緩和曲線長⑸漸伸線長度的實(shí)用計(jì)算公式綜合分析各段曲線的曲線特性，圓曲線兩端加設(shè)緩和曲線，其漸伸線長度的實(shí)用計(jì)算式如表43所列。表43 漸伸線長度的實(shí)用計(jì)算公式測點(diǎn)范圍漸伸線長度計(jì)算公式符號意義ZH—HY=測點(diǎn)里程ZH里程HY—YH=測點(diǎn)里程ZY里程YH—HZ=測點(diǎn)里程ZY里程=測點(diǎn)里程YH里程HZ以后=測點(diǎn)里程QZ里程其中，——曲線半徑（m），——緩和曲線長（m），—轉(zhuǎn)角（rad）。 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測點(diǎn)，如和撥正到設(shè)計(jì)曲線的、點(diǎn)上。其撥動距離分別為和，也就是設(shè)計(jì)曲線漸伸線長；或與既有曲線漸伸線長、之差。點(diǎn)的撥動距離=一點(diǎn)的撥動距離=一圖44 曲線撥正所以，撥動距離=設(shè)計(jì)曲線的漸伸線長——既有曲線的漸伸線長即 △= +值，如，表示向圓心方向撥動(曲線內(nèi)壓)；△= －值，如，表示向切線方向撥動(曲線外挑)。嚴(yán)格來說，撥動方向是沿著漸伸線方向撥動的。但是因?yàn)閾軇恿亢苄?，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。所以，大修工作中，既有曲線撥正是沿法線方向撥動。撥距計(jì)算時(shí)，假定曲線撥動前后曲線長度不改變。當(dāng)然對某一測點(diǎn)來說，當(dāng)測點(diǎn)外挑時(shí)線路增長，當(dāng)測點(diǎn)內(nèi)壓時(shí)線路縮短。但是同一曲線內(nèi)，有的測點(diǎn)外挑，有的測點(diǎn)內(nèi)壓，而且每個(gè)測點(diǎn)撥動量都不會很大。所以假定曲線撥動前后長度不變，是可以滿足撥距計(jì)算的精度要求的。撥距計(jì)算中，都是用20 m弦長來代替其所對的曲線長。因?yàn)榍€半徑對20 m短弦來說要大得多，所以20 m短弦與其相對的曲線長是相差無幾的，用20 m短弦代替其所對的曲線長，不會影響計(jì)算精度。 撥距計(jì)算的步驟1. 計(jì)算既有曲線各測點(diǎn)的漸伸線長度；2. 選定設(shè)計(jì)曲線半徑；3. 計(jì)算設(shè)計(jì)曲線各測點(diǎn)的漸伸線長度；4. 求出撥動距離。 既有曲線漸伸線長度的計(jì)算 在曲線外業(yè)測量中，已測出既有曲線上每個(gè)20 m測點(diǎn)的偏角，這些偏角是計(jì)算既有曲線漸伸線長度的出發(fā)數(shù)據(jù)。 計(jì)算公式的推導(dǎo)1. 基本公式 　既有曲線已經(jīng)錯動，但其線型仍和設(shè)計(jì)曲線接近，仍可按緩和曲線與圓曲線的性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)表7—3—1中漸伸線長度的計(jì)算式，可知其基本公式：（1）圓曲線的漸伸線長度為： 式中，為測點(diǎn)的偏角。（2）緩和曲線的漸伸線長度為： 式中，為測點(diǎn)偏角。（3）據(jù)此可知，既有曲線不論是圓曲線還是緩和曲線，測點(diǎn)的漸伸線長度均為：=該測點(diǎn)偏角的弧度數(shù)該測點(diǎn)距置鏡點(diǎn)的曲線長 2. 計(jì)算步驟（1）若置鏡點(diǎn)設(shè)置在始切線上，如圖7—3—5所示，基本公式亦可適用，且誤差很小。因?yàn)闈u伸線長度很短，和相應(yīng)的圓弧長度近似相等，且曲線起始線段曲率很小，弦長OA也近似等于弧長。故（2）置鏡點(diǎn)移至A點(diǎn)，如圖7—3—6所示，測出B點(diǎn)偏角，則B點(diǎn)的漸伸線長度可用BB′+B′P計(jì)算，BB′可用基本公式計(jì)算，B′P為OA與AB′的漸伸線長 式中 ——置鏡點(diǎn)A的漸伸線長； ——置鏡點(diǎn)A至測點(diǎn)B的曲線長； ——弦線AB與始切線的夾角弧度數(shù)。圖45 置鏡點(diǎn)在始切線上圖46 置鏡點(diǎn)在曲線的A點(diǎn)上（3）置鏡點(diǎn)移至B點(diǎn)。如圖47所示，測出C點(diǎn)的偏角，則C點(diǎn)的漸伸線長度可用CC′+C′P計(jì)算，CC′可用基本公式計(jì)算，C′P為OAB與BC′的漸伸線長 式中 ——置鏡點(diǎn)B的漸伸線長； ——置鏡點(diǎn)B至測點(diǎn)C的曲線長； ——弦線BC與始切線的夾角弧度數(shù)，圖47 置鏡點(diǎn)在曲線上的B點(diǎn)上（4）根據(jù)置鏡點(diǎn)設(shè)在O、A、B三點(diǎn)所推導(dǎo)的漸伸線長度計(jì)算公式，可歸納出第n個(gè)置鏡點(diǎn)漸伸線長度的通用計(jì)算公式為 (43)式中 ——1，2，…n各置鏡點(diǎn)至其前一置鏡點(diǎn)間的曲線長度； ——1，2，…n各置鏡點(diǎn)至其前一置鏡點(diǎn)間弦線與始切線間夾角的弧度數(shù)。 第n測段中各測點(diǎn)的漸伸線長度的通用計(jì)算公式為 (44) 式中 ——第n測段中置鏡點(diǎn)至測點(diǎn)j的曲線長； ——測點(diǎn)j至置鏡點(diǎn)n間弦線與始切線間夾角的弧度數(shù)。 計(jì)算條件1. 前提條件既有曲線撥正到設(shè)計(jì)位置，曲線長度應(yīng)基本保持不變，才能保證必要的計(jì)算精度。本方法僅適用于將錯動的既有曲線撥正為規(guī)則線型，以及撥動前后曲線長度不會大量變化的改建設(shè)計(jì)。2. 保證終切線不撥動保證設(shè)計(jì)曲線和既有曲線的轉(zhuǎn)角相等；使測量終點(diǎn)設(shè)計(jì)曲線和既有曲線的漸伸線長度相等，即 撥距計(jì)算的步驟1. 計(jì)算既有曲線各測點(diǎn)的漸伸線長度；2. 選定設(shè)計(jì)曲線半徑；3. 計(jì)算設(shè)計(jì)曲線各測點(diǎn)的漸伸線長度；4. 求出撥動距離 撥距的大小和方向曲線撥正就是把既有線上各個(gè)20m測點(diǎn)撥正到設(shè)計(jì)曲線的相應(yīng)點(diǎn)上，撥動距離=設(shè)計(jì)曲線的漸伸線長既有曲線的漸伸線長Δ為正值，表示向圓心方向撥動（曲線內(nèi)壓）；Δ為負(fù)，表示向切線方向移動（曲線外挑） 測量曲線撥距計(jì)算1. 計(jì)算QZ點(diǎn)里程資料：既有曲線一測量資料曲線轉(zhuǎn)角 rad，測量終點(diǎn)里程680。 2．選配設(shè)計(jì)曲線半徑在既有曲線的圓曲線范圍內(nèi)，選取三個(gè)間距相等的測點(diǎn)A：480、B：500、C：520，測點(diǎn)的漸伸線長度分別為： 既有曲線半徑等于測點(diǎn)間長度的平方除以三測點(diǎn)漸伸線長度的二次差分值：設(shè)計(jì)曲線半徑R可取估算的既有曲線半徑RJ，并根據(jù)轉(zhuǎn)角的大小取整(參見表21)。表44 曲線半徑取整轉(zhuǎn)角度數(shù)＜1010~2020~3030~50＞50半徑取整(m)251051—2具體選定取R=26003．選取緩和曲線長度資料：。根據(jù)兩個(gè)測點(diǎn)計(jì)算緩和曲線長度，K+480。