【導讀】根據(jù)行車最高車速及年通過總重量，選擇軌道結(jié)構(gòu)類型；號、80號、92號），進行路線路平面改善設(shè)計，并繪制平面改善設(shè)計圖。對鐵路線路K110+000`至K126+450設(shè)計區(qū)段，進行線路縱斷面改善設(shè)計，大容許溫升幅值。確定無縫線路鎖定軌溫。進行中跨度橋上無縫線路伸縮附加力及撓曲附加力計算。進行中跨度橋上無縫線路段峰及墩臺偏心檢算。鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則[S].北京:中國鐵道出版。[2]中華人民共和國鐵道部?[10]廣鐘巖,高慧安?鐵路無縫線路[M].北京:中國鐵道出版社,20xx

　　

【正文】 C．計算軌枕上動壓力 dR 速度系數(shù) ? = 105? .= 偏載系數(shù) ? = h?? = ? =. 查表可知，半徑為 600m的橫向水平力系數(shù) f=. dR =? 1?P ( ??? +1)f= 對于Ⅱ型軌枕 L=2500mm， a=500mm， e=950mm， b=150mm。 d2g 8be2a( RM ）??= mm?N =? ＜ ? （通過檢算） ??????????????）（ e234ea8a123e4 22c LLLM = mm?N = Nm? ＜ ? （通過檢算） dc m a x 4 a4( RLM ）???= mm?N = Nm? D．道床頂面應(yīng)力檢算 mbedb R?? = ?? = mbedb R?? = ?? = 上述結(jié)果均小于 ? ?b? =，滿足道床強度條件。 F． 路基面道床壓應(yīng)力的檢算 ?c o t 3 522 7 5c o t2bh 1 ??? ? = 19 ?c o t 3 521175c o t2eh 2 ?? ? = 設(shè)現(xiàn)有道床計算厚度 h=500mm， 1h ＜ h＜ 2h ，屬于道床的第二區(qū)域。 該線為既有線，故有 ?t a n 3 51 1 7 55 0 02 6 9 3 2 92 h e t a ndr ????? ??R =＜ ? ?r? =。滿足要求。 G． 計算結(jié)果匯總 表 210 混凝土枕軌道各部分各部分強度檢算結(jié)果匯總表（曲線地段） 檢算項目 鋼軌應(yīng)力 (MPa) 道床頂面壓應(yīng)力 (MPa) 路基頂面壓應(yīng)力 (MPa) 計算值 允許值 352 是否滿足要求 滿足 滿足 滿足 滿足 從表 210中可以看出，軌道各部件應(yīng)力（或彎矩）計算值均未超過容許值。綜上，該軌道各部件強度通過檢算，符合要求。 鋼軌、道床及 路基強度電算檢核結(jié)果 為了保證計算結(jié)果的準確性，自編 Fortran程序進行檢核，檢核結(jié)果見表 211和表 212。 表 211 鋼軌強度電算檢核結(jié)果 檢算項目 靜彎矩 (kN?m) 動彎矩 (kN?m) 軌底動彎應(yīng)力 (MPa) 軌頭動彎應(yīng)力 (MPa) 軌底總應(yīng)力 (MPa) 軌頭總應(yīng)力 (MPa) 計算值 直線地段 曲線地段 允許值 352 表 212 道床及路基強度電算檢核結(jié)果 檢算項目 靜反力 (N) 動反力 (N) 道床頂面壓應(yīng)力 (MPa) 路基頂面壓應(yīng)力 (MPa) 計算值 直線地段 曲線地段 允許值 從表 211和表 212中可以看出，電算檢核結(jié)果與手 算結(jié)果非常接近，且檢算的各項應(yīng)力計算值均未超過容許值。而表中的動彎矩 dM 則為后面的鋼軌鎖定軌溫的計算提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過動彎矩計算得到的動應(yīng)力 d? 、附加應(yīng)力 f? 以及容許應(yīng)力 ??? 可求得鋼軌鎖定軌溫。 鐵路大修平面改善設(shè)計 設(shè)計原則和技術(shù)條件 鐵路線路大修平面改善設(shè)計，主要是矯正既有線路平面的位置，平面設(shè)計應(yīng)以原線路 設(shè)計標準為依據(jù)，并應(yīng)遵循以下原則和基本的技術(shù)條件。 1. 設(shè)計曲線時應(yīng)采用單曲線，僅在困難地段允許保留復曲線，但復曲線的兩個圓曲線間，應(yīng)設(shè)緩 20 和曲線連接，其長度由計算決定，且不應(yīng)短于 20 m，如條件困難不能設(shè)緩和曲線時，兩個連續(xù)圓曲線的曲率差應(yīng)不大于 1/20xx，且每個圓曲線的長度不得短于 50 m。 2. 直線與圓曲線間采用緩和曲線連接，其長度（ m）應(yīng)不短于 9179。 超高度（ m） 179。 容許最高行車速度（ km/h），特別困難地段也不應(yīng)短于 7179。 超高度（ m） 179。 容許最高行車速度（ km/h），計算結(jié)果取 10m的整數(shù)倍，如原線路的 緩和曲線標準較高時，應(yīng)不低于原線路標準。 兩緩和曲線間的圓曲線長度應(yīng)不短于 20m，在特別困難地段，可減至 14m。 3. 兩曲線間的夾直線的長度，應(yīng)不低于原線路的標準。 4. 兩線路中心距離在 5m以下的曲線地段，內(nèi)側(cè)曲線的超高不得小于外側(cè)曲線超高的一半，否則，必須根據(jù)計算加寬兩線的中心距離。 5. 線路大修時，應(yīng)調(diào)整線路對橋梁的偏心和建筑限界等。 6. 應(yīng)按工務(wù)段提供的資料設(shè)置圓曲線外軌超高和順坡，并應(yīng)符合《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定。 7. 大修平面設(shè)計時，應(yīng)減少或取消直線漫彎。如因建筑限界等原因不能改善時，允 許保留原狀。 既有曲線的測量 計算既有曲線的撥距時，需要既有曲線的外業(yè)測量數(shù)據(jù)。而既有曲線的測量一般采用偏角法或矢矩法。 1. 偏角法測量，如 29圖所示。在第一測段，要測出每個 20m測點的偏角，即切線方向與置鏡點到各測點弦線間的夾角；移動置鏡點后的各個測段，要測出置鏡點間弦線與置鏡點到每個 20m測點弦線間的夾角；最后一個置鏡點，要測出置鏡點間弦線與切線方向的夾角 ZH? 。若各個置鏡點處的夾角，用 A? 、 B? 、 C? 、?、 ZH? 表示，則既有曲線的轉(zhuǎn)角 ? 等于上述各角的總和，即 A B C Z H? ? ? ? ?? ? ? ? ?L （ 218） 圖 29 偏角法測量圖 第一個與最后一個置鏡點，應(yīng)設(shè)在曲線范圍之外，在直緩點（ ZH）和緩直點（ HZ）外側(cè) 40~60m的 20m測點上；第二個與倒數(shù)第二個置鏡點，最好在緩圓點（ HY）與圓緩點（ YH）附近的 20m測點上。其余置鏡點應(yīng)保證通視與觀測清晰，置鏡點間的距離，一般不應(yīng)長于 200~300m。 置鏡點的偏角，應(yīng)正倒鏡各觀測一次，其較差在 40? 以內(nèi)時，取平均值。曲線上有橋梁等控制既有線撥距的建筑物時，應(yīng)將其中心點或起訖點（加標點）的偏角測出。曲線測量通常沿外軌進行，也有沿線路中心線進行的，行車繁忙的線路上，為安全起見，也可在外移樁上進行。 2. 矢矩法測量，如圖 210所示。 21 40=β 12始端切線20α 1100460603 80204010080α 2 圖 210 矢矩法測量圖 則各曲線段的照準線對始端切線轉(zhuǎn)角為： 112 1 2 1 21......m m m??? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ??? （ 219） 測出兩置鏡點連線與測點切線的夾角及每 20 m處的矢矩即可。 計算撥距的方法較多，一般經(jīng)常維修與中修采用繩正法；大修與改建則利用漸伸線法來計算。本設(shè)計為線路大修，故采用漸伸線法。 漸伸線原理及其應(yīng)用 線路大修既有曲線撥正計算，主要采用的方法有偏角法和繩正法兩種，但兩種方法均以漸伸線原理為基礎(chǔ)，從而算出既有曲線的撥道量，將已錯動的曲線撥動到正確的位置上來。 1. 漸伸線的幾何意義和特性 1）漸伸線的幾何意義如圖 211所示。 圖 211 漸伸線幾何意義 曲線 AB 表示軌道的中線，設(shè)有一條柔軟且無伸縮的細線緊貼在曲線 AB ， A 端固定，另一端沿著軌道中線的切線方向拉離原位，拉開的直線始終與曲線 AB 相切，則 B 點的移動軌跡12, ,...,B B B 就是 B 點相對于曲線 AB 的漸伸線，弧 39。BB 的長就是 B 點相對于切線的漸伸線長度。 2）漸伸線的基本特征 Ⅰ 漸伸線上某一點（ 3B ）的法線是曲線 AB 對應(yīng)點上的切線； Ⅱ 漸伸線上各點的曲率是不相同的；漸伸線上的任意兩點的曲率半徑之差等于對應(yīng)點上的原曲線弧長的增量； 22 Ⅲ 漸伸線上在短距離范圍內(nèi)的曲率可以認為相等，故可按圓弧考慮。 2. 漸伸線長度、轉(zhuǎn)向角和曲率及其相互間的關(guān)系 1）根據(jù)漸伸線的定義和特性，可導出下式 A 點的 漸伸線長度計算公式為： 0 BLBE dl??? （ 220） 式中 LB —— A 、 B 兩點間的弧長； ? —— 曲線上任意一點處的曲率半徑與 A 點曲率半徑的夾角 （ rad）； l —— 曲線上任意一點與 A 點間的弧長。 2）曲線轉(zhuǎn)向角 ? 若 R為 AB曲線計算點的半徑， K為該曲線計算點的曲率，則由圖 211可得： lR??? （ 236） 00llm md mK d l?????? （ 221） /l R K l?? ? ? ? ? （ 222） 上式表明： AB曲線的轉(zhuǎn)向角 ? （ rad）為計算曲線 K在其對應(yīng)弧段上的定積分。 3）曲線曲率 K 平面曲線上任意一點的曲率表示其方向變換的旋轉(zhuǎn)程度，在數(shù)學上曲率 K 通常用曲線函數(shù)()y f x? 的二階導函數(shù)表示，即 ()K f x??? 。 4） K、 ? 、 E間的微積分關(guān) 系 任何曲線的 K、 ? 、 E之間的微積分關(guān)系如表 213所示： 表 213 曲線的 K、 α 、 E 之間的微積分關(guān)系 微分關(guān)系 積分關(guān)系 )(lfE? )(lfK? dldE?? 0l Kdl??? dlddlEdK ??? 22 0 0 0l l lE K d ld l d l???? ? ? 據(jù)此，可推導出圓曲線和緩和曲線的 K、 ? 、 E的計算 公式如下： Ⅰ 圓曲線 RKy 1? （ 223） Rlyy ?? （ 224） RlE yy 22? （ 225） 式中 yl —— 計算點的圓曲線長。 23 Ⅱ 緩和曲線 0RllClK HHH ?? （ 226） 022RllHH ?? （ 227） HHH lClE ?3163 ?? （ 228） 式中 Hl —— 計算點的緩和曲線長。 5） K、 ? 、 E之間的圖乘關(guān)系 由上述的微分關(guān)系不難得到各類曲線的 K、 ? 、 E之間的圖乘關(guān)系。 所謂圖乘關(guān)系 是指用直角坐標表示的 1()K f l? ， 2()fl?? 和 3()E f l? 函數(shù)關(guān)系的坐標圖，即分別為 K圖、 ? 圖和 E圖之間的內(nèi)在關(guān)系。鐵道工程中，采用的是兩端加設(shè)緩和曲線的圓曲線，其內(nèi)切圓曲線圖乘關(guān)系如圖 212 所示。 LR RRtanα/2αZYYZ (a) 平面圖 LLK1/R (b) 曲率圖 24 (c) 角圖 (d) 漸伸線圖 圖 212 內(nèi)切圓曲線的圖乘關(guān)系 3. 漸 伸線長度計算公式 綜上所述，漸伸線長度實用計算公式如表 214所示。 表 214 漸伸線長度計算公式 測點范圍 計算公式 符號意義 ZH— HY 3 0/6E l Rl? l = 測點里程 ? ZH點里程 HY— YH 2 /2E L R P?? L = 測點里程 ? ZY點里程 YH— HZ 23 0/ 2 / 6E L R P l R l? ? ? L = 測點里程 ? ZY點里程 l = 測點里程 ? YH點里程 HZ以后 EX??? X = 測點里程 ? QZ點里程 R — 曲線半徑（ m）， 0l — 緩和曲線長（ m）， ? — 轉(zhuǎn)角（ rad）， 20 /24P l R? 1. 基本計算公式 既有曲線已錯動，但基本線形仍保持原來的形狀，可分別按緩和曲線和圓曲線的性質(zhì)來進行計算，由式（ 225）和式（ 228）可得： 1）圓曲線的漸伸線長度 2 122YY Y Y Y YlE l l lR ??? ? ? （ 229） 式中 Y? —— 測點偏角； 25 Yl —— 計算點的圓曲線長； ? —— 為轉(zhuǎn)向角； R —— 圓曲線的半徑。 2）緩和曲線的漸伸線長度 20163HH H H H HlE l l lRl ??? ? ? （ 230） 式中 H? —— 測點偏角； Hl —— 計算點的緩和曲線長； 0l —— 緩和曲線全長。 3）測點的漸伸線長度 由上兩式可知，既有曲線無論是圓曲線或是緩和曲線，每個測點的漸伸線長度 ijE 均可表示為： ij i jEl?? （ 231） 式中 i? —— 該測點的偏角（ rad）； jl —— 該測點到置鏡點的曲線長（ m）。 2. 置鏡點漸伸線長度計算 1）置鏡點在始切線 O點上（見圖 213） B 圖 213 置鏡點在始切線 O點 在曲線的起始線段內(nèi)， K較小，故弧長 OA近似等于弧長 Al ，漸伸線長度 AE 也近似等于相應(yīng)的弧長，因而可得： A A A AE O A l??? ? ? ? （ 232） 2）置鏡點在曲線的 A點上（如圖 214） 26 BB39。EBββ0l Aα AEBBnBlγ BBAB α AA 圖 214 置鏡點在曲線的 A點上 測出 B點偏角，則 B點的漸伸線長度 BE 可按下式計算。 0 ()AA Al l A BB B B A A B B A A B BlE l d l d l E l E l? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ??? （ 233）