【導(dǎo)讀】題目中跨度橋上無縫線路技術(shù)設(shè)計。學(xué)院中南大學(xué)成人教育學(xué)院。專業(yè)班級土木工程08. 更多j精品資料盡在我的主頁。本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書及成績評定表。軌枕類型：Ⅱ型鋼筋混凝土軌枕，1760根/公里。牽引類型：東風(fēng)4型內(nèi)燃機車，構(gòu)造速度120km/h. 鋼軌支點彈性系數(shù)：檢算鋼軌強度時取30000N/mm. 學(xué)生在完成本設(shè)計過程中，應(yīng)正確運用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，并結(jié)合現(xiàn)場所。獲得的實踐經(jīng)驗，有效地解決任務(wù)書中所規(guī)定的各項具體問題；要求計算精確，研，創(chuàng)造性地完成所規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。3．軌道穩(wěn)定性檢算。4．鎖定軌溫的確定。設(shè)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(shè)計設(shè)。[6]鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊.北京：中國鐵道出版社，1999. 六、畢業(yè)設(shè)計完成時應(yīng)提交的文件。學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組審查意見：

　　

【正文】 21 根據(jù) 6K 點的平衡條件 66KK??? 得： 6Ktl???? 66 62 KFKPP lEF? ?? ? ? 將已知參數(shù)代入得： 2 667 0 8 7 7 6 8 8 .5 1 1 6 7 7 9 3 0 1 9 0KKll? ? ? 解方程求得： 6 2Kl cm? 6 6 6KKP P r l? ? ? = 93 45 70 11 10 .42 15 72 N? ? ? ? ? 計算 6K 點的鋼軌位移為： 66662 KK F KPP lEF?? ?? ? ? 66 1 1 . 8 1 0 2 0 1 1 1 0 . 4 20 . 2 6 2 1 Ktlcm??? ?? ? ? ? ? ?? 計算 E 截面 7P 及 G? ： 7 6 6( ) 157 26. 6 70 ( 320 0 111 2) 161 997KKP P r L l N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 22226 6 7 71 ( 1 5 7 2 6 ) ( 1 6 1 9 9 7 )( ) 0 . 2 6 2 1 0 . 1 4 7 8 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 5 7 0G K KP P c mEFr?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 計算 N 點的位移： 2 27001 7/ 2 / ( 1 6 1 9 9 7 )0 . 1 4 7 9 0 . 0 0 92 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5 6 0G Pr cmEF?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 701 0 161997 270060Pl c mr? ? ? 01 ? ? ，誤差在允許范圍之內(nèi)，不需要再進(jìn)行試算。 伸縮力計算結(jié)果 伸縮力計算 結(jié)果如圖 34 和 35 所示。 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 250000202100150000100000500000500001000001500002021000 5000 10000 15000 20210 25000 圖 34 嶺石 大橋簡支梁鋼軌伸縮力分布圖 （ 單位 N） +000 5000 10000 15000 20210 25000 圖 35 嶺石 大橋簡支梁伸縮力梁軌位移圖 （ 單位 mm） 撓曲 附加力 計算 基本假設(shè) （ 1）假設(shè)列車荷載分段進(jìn)入梁內(nèi)，分段長度越短，計算越準(zhǔn)確。通常假設(shè)分段長度為一跨梁長。 （ 2）前一荷載位置下的撓曲力對后一荷載位置下的撓曲力影響忽略不計。 （ 3）對撓曲力和伸縮力分別計算。計算撓曲力時，不考慮伸縮力的影響。 （ 4）假設(shè)固定支座與梁之間鉸接，活動支座的阻力可忽略不計。 平衡條件 （ 1）梁跨存在梁軌位移相等點 ki kiy ?? （ 2）撓曲 力影響范圍內(nèi)，鋼軌伸縮變形的代數(shù)和應(yīng)為零。 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 23 0iEF??? 計算原理 單跨簡支梁撓曲力（活動端迎車）如 圖 36 所示。 機車煤水車鋼軌位移曲線梁位移曲線圖 36 活動端迎車 圖中各點撓曲力值由下式計算： 1 1 0P r l?? 2 1 2 1P P r l? ? ? 2 3 1()KKP P r L l l? ? ? ? 33KKP P r l? ? ? 1r — 39。A A 段軌面無載情況，無縫線路縱向阻力； 2r —軌面有載情況，機車下 AC 段無縫線路縱向阻力； 3r —軌面有載情況，車輛下 CB 段無縫線路縱向阻力； 4r — 39。BB 段軌面無載情況，無縫線路縱向阻力。 鋼軌各段的變形量由下式計算： 39。 101: 2PlAA EF? ? 1 2 12 (): 2P P lAC EF? ?? 213 ( ) ( ): 2KKP P L l lCK EF? ? ? ?? 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 24 34 (): 2KKP P lKB EF? ?? 239。 35 4: 2 PBB EFr? ? 梁、軌位移相等點 K 的鋼軌位移： 1 2 3K? ? ? ?? ? ? 平衡條件： KK??? 1 2 3? ? ?? ? ? 1 2 3 4 5 0? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 兩個方程兩個未知數(shù) l0、 lK，可以通過解析法解方程組求解，并可計算出撓曲力和鋼軌位移。 撓曲附加力的計算可采用數(shù)值解法，計算方法與伸縮力計算基本相同。 梁的上翼緣縱向位移的簡化： 根據(jù)梁的上翼緣縱向位移計算結(jié)果可知，梁的上翼緣縱向位移為非線性曲線，為了計算方便，將梁的位移曲線分為若干直線段，分段距離 2m，梁上各分段點的位移 0 1 1, , , ,ii?? ? ? ?已知。 上緣各截面的縱向位移計算如下： 由材料力學(xué)可知，任一截面的轉(zhuǎn)角為 （見圖 37） ： 01xx MM dxEJ? ?? 由于 222x lx xM q q??， M0＝ 1。 圖 37 均布荷載圖示 確定積分常數(shù)所用的邊界條件為 2xl? ， 0?x? 。 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 25 求得： 2 3 31 ( 6 4 )24xq lx x lEJ? ? ? ? 梁上任一截面上緣縱向位移為： 12x x lhh??? ? ? 式中 ： h1， h2——梁的上下緣至中和軸距離 ； l? ——在 x=l 時梁固定端的截面轉(zhuǎn)角； lh?2 ——梁的平移值； q——換算均布荷載； J——梁的換算慣性矩， nnJlJ l?? 。 當(dāng) 21 hh? 時 33231211( 6 4 1 )2 4 2 4xq l h q l hCCE J E J? ? ? ? ? 其中， xC l? ， x=0、 2m、 4m…… ，為各分段點到活動端的距離。 當(dāng) 21 hh? 時 32 3 2 311( 3 2 ) ( 3 2 )2 4 2 4xq h q h llx x C CE J E J? ? ? ? ? 其中， xC l? ， x=0、 2m、 4m…… ，為各分段點到活動端的距離。 梁在任一截面 K 的位移由下式計算： 39。1 KiiKi lC ?? ? ?? ? ? ? 式中： 1,ii??? ——相鄰截面梁的梁的位移； 39。Kl ——K 點到 i 點的距離； C——截面分段長度（ 2m） 4．撓曲力算例 上承式鋼板梁橋，跨度 32m，扣件布置 為 1—6—1，機車荷載位于固定端。 計算梁的上翼緣縱向位移，當(dāng) C=2m 時的計算值見 表 31。 表 31 上承式鋼板梁橋位移 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 26 距活動端距離（ m） 0 2 4 6 8 10 12 14 16 位移 (mm) 0 距活動端距離（ m） 18 20 22 24 26 28 30 32 位移 (mm) 當(dāng)扣件布置為 1—6—1 時， 1 70 /r N cm? ， 2 110 /r N cm? ， 3 70 /r N cm? ，4 70 /r N cm? ， 計算從固定端開始 ： 設(shè) cml ? 則 1 1 0 70 223 0 156 100P r l N? ? ? ? 101 71 5 6 1 0 0 2 2 3 0 0 . 1 0 6 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5Pl cmEF? ?? ? ?? ? ? 2 1 2 1 1 0 2 5 8 0 1 1 0 8 5 0 6 2 6 0 0P P r l N? ? ? ? ? ? 1 2 12 7() ( 1 5 6 1 0 0 6 2 6 0 0 ) 8 5 0 0 . 0 5 7 12 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5P P l cmEF? ? ??? ? ?? ? ? 當(dāng) 24ilm? 時，梁的位移 cm?? ，鋼軌位移 i? 比 2? =（對應(yīng)的? ）稍大。但是 ii ??? ，所以可以判斷梁、軌位移相等的點在 2P 以右。 試算 600il cm? 處的鋼軌位移： 39。 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。1 1 2 1ii? ? ? ???? ? ? 76 2 6 0 0 7 0 ( 3 2 0 0 8 5 0 8 0 0 )0 . 1 0 6 9 0 . 0 5 7 1 ( 3 2 0 0 8 5 0 8 0 0 )2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5i? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? = 1000il cm? 處的鋼軌位 移： 39。39。1 1 2 1ii? ? ? ???? ? ? 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 27 76 2 6 0 0 7 0 ( 3 2 0 0 8 5 0 1 0 0 0 )0 . 1 0 6 9 0 . 0 5 7 1 ( 3 2 0 0 8 5 0 1 0 0 0 )2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5i? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? = 600il cm? 時， ?? ? ? 800il cm? 時， ?? ? ? 1000il cm? 時， ?? ? ? 所以在 800 cm 與 1000cm 之間存在梁、軌位移相等的點 K。 梁、軌位移相等的點 K 的鋼軌位移： 21 2 3 1()0 . 1 0 6 9 0 . 0 5 7 1 ( )2 KKK PP L l lEF? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 2 3 112 ( )0 . 1 6 4 ( )2 K KP r L l l L l lEF? ? ?? ? ? ? 梁、軌位移相等的點 K 的梁位移： 39。1 0 . 2 2 8 0 . 1 5 40 . 2 2 8 ( 1 0 0 0 )200KiiK i KllC ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)平衡條件 KK ??? 可建立一元二次方程，解方程得： cmlK ? 626 00 70 ( 320 0 850 852 .51 ) 422 24. 3KPN? ? ? ? ? ? ? 76 2 6 0 0 4 2 2 2 4 . 30 . 1 6 4 ( 3 2 0 0 8 5 0 8 5 2 . 5 1 ) 0 . 1 6 9 22 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5K cm? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 3 422 24. 3 70 852 .51 174 51. 4PN? ? ? ? ? 33 7() ( 1 7 4 5 1 . 4 4 2 2 2 4 . 3 ) 8 5 2 . 5 1 0 . 0 0 6 4 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5K KPP l c mEF? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 2 234 74 ( 1 7 4 5 1 . 4 ) 0 . 0 1 3 3 72 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5 7 0P cmEFr? ? ? ?? ? ? ? 0. 10 69 4 0. 05 71 1 0. 16 92 4 ( 0. 00 64 9) 0. 01 33 7 0. 0 00038 cm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 當(dāng) ? ?? 時，已能滿足計算值的準(zhǔn)確性，因此上面的計算結(jié)果符合精度要求，不需要再試算。 計算結(jié)果 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 28 1500001000005000005000010000015000020210040 20 0 20 40 60 80圖 38 32m 跨度簡支梁撓曲 力分布圖 +0040 20 0 20 40 60 80圖 39 32m 跨度簡支梁撓曲力梁軌位移圖 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 29 第四章 鎖定軌溫 確定 鋼軌強度確定的允許溫降 鋼軌強度檢算根據(jù)《鐵路軌道強度檢算法》 TB203488，按連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁理論計算 。 計算參數(shù) （ 1）鋼軌參數(shù) 鋼軌鋼彈性模量 722. 1 10 /E N cm?? 鋼軌鋼的線膨脹系數(shù) α=106/℃ 鋼軌橫斷面積 F= 鋼軌對垂直軸的慣性矩 4524yI cm? 鋼軌垂直磨耗按 6mm 計 鋼軌對水平軸的慣性矩 43217xI cm? 鋼