【正文】 當(dāng)然對(duì)某一測(cè)點(diǎn)來說，當(dāng)圖 44 曲線撥正 王遠(yuǎn) :提速線路軌道工程設(shè)計(jì) 26 測(cè)點(diǎn)外挑時(shí)線路增長，當(dāng)測(cè)點(diǎn)內(nèi)壓時(shí)線路縮短。 嚴(yán)格來說，撥動(dòng)方向是沿著漸伸線方向撥動(dòng)的。22bb = 39。22ba 與既有曲線漸伸線長 11ba 、 22ba 之差。其撥動(dòng)距離分別為 39。 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 K K RK 1? CK 1? 2 中心角 ? （ rad）為曲率 K 的定積分 ?? lKdl0? RL?? Cl22?? 3 漸伸線長度 E 為中心角 ? （ rad）的定積分 ?? l dlE 0? RLE 22? ClE 63? 符號(hào)意義 l — 曲線長 K — 曲率 ? — 中心角（ rad） E — 漸伸線長 —R 圓曲線半徑 —L 計(jì)算點(diǎn)的圓曲線長 —C 緩和曲線半徑變更率 0RlC? —0l 計(jì)算緩和曲線全長 —l 計(jì)算點(diǎn)的緩和曲線長 ?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。圓曲線的曲率 K 為常數(shù)， K= R/1 。 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 41 偏角法測(cè)量示意圖 既有線某曲線測(cè)繪結(jié)果 經(jīng)過測(cè)量既有線路上某段曲線曲線的測(cè)量資料如下所示： ZHCBA , , , , ???? ?ZHCBA ????? ????? ?王遠(yuǎn) :提速線路軌道工程設(shè)計(jì) 22 表 41 既有曲線測(cè)量資料 —— 曲線一（左轉(zhuǎn)） 置鏡點(diǎn) 測(cè)點(diǎn)里程 φ (176。 ??????? 。 ?? ta n][2 r39。275,117539。b =150mm，代入式中計(jì)算軌下截面正彎矩，得： )(8 1 3 7 2 6 27 3 9 9 3)81 5 01 1 7 52 5 5 0()82( 239。 3． 計(jì)算軌枕上的動(dòng)壓力 dR 速度系數(shù)：10010010010010010021????????????????VVV??? 偏載系數(shù)：β p=179。 )(52240791))()((14298707)1)()(1( 21mmNfMM pjd??????????????? ???? （ 6）計(jì)算鋼軌的動(dòng)彎應(yīng)力 d1? 和 d2? 查規(guī)范可知，新軌的 3231 3 3 9 4 0 0,3 9 6 0 0 0 mmWmmW ?? ，則可得鋼軌的基本應(yīng)力為 )( 3 9 4 0 05 2 2 4 0 7 9 1)( 9 6 0 0 05 2 2 4 0 7 9 12211M p aWMM p aWMdddd????????軌頭軌底 查規(guī)范可知， 25m長的 60kg/m的鋼軌溫度應(yīng)力 MPat 51?? ，則得到鋼軌的基本應(yīng)力為 )()(,d2,d1M P aM P att ???? ???? ?? ??軌頭軌底 U71 新軌的屈服極限 Sσ =405(MPa)，新軌的安全系數(shù) =，允許應(yīng)力為 )(3 1 0 5][ M P a??? 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?？汕螅害?p=179。 （ 4）計(jì)算靜彎矩 M )(1 4 2 9 8 7 0 76 6 3 4 60 0 1 1 14 1 mmNPM u ?????? ?? （ 5）計(jì)算動(dòng)彎矩 dM 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 王遠(yuǎn) :提速線路軌道工程設(shè)計(jì) 18 10010010010010010021????????????????VVV??? 由計(jì)算偏載系數(shù)β p 的公式：β p=179。 （ 2）計(jì)算β值 )(00 11 504 14 454 ???????? mmEIk? 式中 J 為 60kg/m軌道對(duì)水平軸的慣性矩，為 44103217 mm? 。對(duì)于新建線路， 對(duì)于通過 R=2600m 曲線軌道機(jī)車允許速度速度可按 Vmax= R 計(jì)算。 圖 21 道床斷面示意圖 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 15 表 22 改建線路主要技術(shù)選取 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取 技術(shù)名稱 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路等級(jí) I 級(jí) 正線數(shù)目 雙線 設(shè)計(jì)速度 160km/h 最小曲線半徑 2600m 正線線間距 最大坡度 12‰ 到發(fā)線有效長度 650m 牽引種類 電力 機(jī)車類型 動(dòng)車組系列 軌道結(jié)構(gòu)類型 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 線路條件： I 級(jí)鐵路，曲線半徑 2600m；鋼軌： 60kg/m， U71 新軌， 25m長的標(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。 道床的選取 提速線路上，道床應(yīng)有足夠的厚度，以減少路基面所受的壓力和振動(dòng)，保證路基頂面不發(fā)生永久變形。綜合考慮，線路采用Ⅲ型枕比較合理。但在橋上有砟軌道道床會(huì)出現(xiàn)砟份化現(xiàn)象，導(dǎo)致道床臟污、彈性失效，影響排水功能，因此，提速線路橋上倒床厚度采用 35cm，同時(shí)，為了防止道砟粉化，采用道砟下 鋪設(shè)砟下膠墊或采用彈性軌枕等措施。因此，一般采用雙層道床。如果沒有彈性，列車就無法高速行駛。 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。 我國彈條扣件分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型彈性分開式扣件。如 TF— M 型扣件， TF—Y 型彈性扣件和彈條扣件。 4. 零部件精度高，可靠性好 提速線路高平順型的技術(shù)要求對(duì)扣件的精度提出了很高的要求，因此扣件的個(gè)零部件除了本身應(yīng)該具有的高精度外，其組裝精度也必須要滿足高速行車的需要。同時(shí)，扣件還應(yīng)該具有良好的保持扣壓力性能。由鋼軌和軌枕組成的軌道框架完全由鋼軌扣件聯(lián)結(jié)，它必須保證框架幾何特征的穩(wěn)定，即牢固保持軌距，防止鋼軌傾翻和軌距擴(kuò)大。 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 (或其他類型軌下基礎(chǔ)）的零件，又稱中間聯(lián)結(jié)零件。 TK— Ⅲ型軌枕主要特點(diǎn)。 我國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)。同時(shí)，雙塊式由于重量較整體式輕，其制造工藝也相對(duì)簡單，生產(chǎn)成本和運(yùn)輸鋪設(shè)費(fèi)用也相對(duì)較低。日本、德國等國家主要采用整體式軌枕。 軌枕的選取原則 軌枕在軌道結(jié)構(gòu)中的作用是支撐鋼軌，并將鋼軌傳來的壓力傳遞給道床，同時(shí)可固定鋼軌的位置及有效保持軌距、方向等軌道形位。我國鐵路在 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。 王遠(yuǎn) :提速線路軌道工程設(shè)計(jì) 10 (5)良好的道岔機(jī)加工性能，以獲得良好的道岔質(zhì)量。 (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。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 9 表 21 無砟軌道和有砟軌道比較 性能無砟軌道 有砟軌道優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)可靠度線路平面幾何形狀易于保存不允許地基沉降容易實(shí)現(xiàn)沉降的調(diào)整線路平面幾何形狀不易保存有較高的運(yùn)輸能力 較低的運(yùn)輸能力有較高的承載能力 較低的承載能力使用壽命 60 年 （ 較長 ）一旦維修 ， 需要較長時(shí)間 ， 中斷行車出現(xiàn)問題 ， 容易維修且維修時(shí)間較短30 年 （ 較短 ）投資成本較低 較高 較低 較高節(jié)約用地一旦出現(xiàn)損傷 ， 維修費(fèi)用較高一旦出現(xiàn)損傷 ， 維修成本較低用地較多列車脫軌后損失較小必須設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)過渡段不需要設(shè)置過渡段每 15 年需要更換道砟舒適性可以達(dá)到較高最大時(shí)速可以達(dá)到一般最高時(shí)速能適應(yīng)較高荷載要求適應(yīng)較高荷載要求低環(huán)境 選線自由需要更高的降噪標(biāo)準(zhǔn)較小降噪處理 選線的自由度小安全性列車在高速運(yùn)行中無道砟飛起列車在高速運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)道砟飛起便于公路求援車在混凝土板上行駛公路求援車無法行駛 鋼軌的選取原則 鋼軌是 鐵路軌道 的主要組成部件。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。由于列車速度的提高給鋼軌結(jié)構(gòu)的作用力與速度的 n 次方成正比，高速鐵路的軌道結(jié)構(gòu)必然比普通鐵路具有更高的安全性、可靠性和平順性。為保證列車安全、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)。軌道整體結(jié)構(gòu)變形包括彈性變形和永久變形。 在列車運(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。 良好的軌道彈性 高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)具有良好的彈性是十 分重要的。 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題，要求高、難度大、涉及面廣。 平順的運(yùn)行表面 為了保證高速行車的需要，軌道必須為列車提供列車平順的運(yùn)行表面。 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。文章下面將從提速線路軌道結(jié)構(gòu)類型的選取、軌道強(qiáng)度檢算、曲線撥正計(jì)算、縱斷面拉坡設(shè)計(jì)、提速道岔優(yōu)化及監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行討論和研究。提速也促進(jìn)了經(jīng)營方式的轉(zhuǎn)變，“我開車，你來坐”的封閉型生產(chǎn)組織方式發(fā)生了變化，運(yùn)輸 企業(yè) 開始注重研究市場，按照市場需求來配置運(yùn)力資源、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。改進(jìn)檢修手段，提高檢修能力和水平，使移動(dòng)設(shè)備的性能和質(zhì)量得到了明顯提高。通過五次大提速，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。北京 — 沈陽、北京 — 上海、成都 — 重慶、廣州 — 深圳、濟(jì)南 — 青島等大城市間，都可通過高速公路出行。 20 世紀(jì) 90 年代以來，我國客運(yùn)華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 市場逐步形成鐵路、公路、民航三方競爭的局面，鐵路在競爭中，市場份額逐步下降?？推笔杖肽昃鲩L率為 20%。鐵路經(jīng)過六次大提速后，開行了“夕發(fā)朝至”列車、“城際列車”等快速列車，使距離 2020 公里左右的城市，一天即可到達(dá)。 在 中國 的鐵路上實(shí)施提速工程，是對(duì)鐵路原有運(yùn)輸模式的重大突破，是從“大重量、高密度、中低速度”的運(yùn)輸模式向“快速度、大重量、高密度”運(yùn)輸新模式的重大轉(zhuǎn)變。 列車的“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。在高強(qiáng)度的運(yùn)輸中，不同等級(jí)列車的速度、密度、重量對(duì)于運(yùn)輸組織、軌道結(jié)構(gòu)、信號(hào)系統(tǒng)和牽引動(dòng)力等技術(shù)和裝備的要求截 然不同，實(shí)施提速所面臨的情況十分復(fù)雜，處理不好不僅會(huì)降低效率，還會(huì)給行車安全帶來嚴(yán)重影響。我國鐵路營業(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。這是中國鐵路落實(shí) 科學(xué) 發(fā)展觀、適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速、協(xié)調(diào)、健康發(fā)展要求所做出的重要戰(zhàn)略抉擇。從這個(gè)意義上說，鐵路提速確實(shí)是我國社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 3 提速也是社會(huì)進(jìn)步的重要標(biāo)志。 提速是鐵路科技進(jìn)步的體現(xiàn)。 提速對(duì)鐵路之所以重要，首先表現(xiàn)為它是鐵路在市場經(jīng)濟(jì)中求得生存與發(fā)展的必由之路，再不提速，鐵路 在市場經(jīng)濟(jì)中所占的份額將越來越少，這決不是全國人民所希望看到的。在基礎(chǔ)線路改造中，小曲線半徑線 路要全部改造成大半徑曲線或直線，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)。事實(shí)證明，提速大大加快了技術(shù)創(chuàng)新的步伐，每一次大提速，鐵路技術(shù)創(chuàng)新都邁上了一個(gè)新臺(tái)階；