【正文】 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，因此在技術方面具有較好的基礎。一種是鐵道科學研究院主研的 TKⅢ型軌枕，另一種是專業(yè)設計院主研的 YⅢ型軌枕。 TK— Ⅲ型軌枕主要特點。由于軌枕長度增加到 ，并適當加寬了枕底，使枕下支承面 積增加 17%，端側(cè)面積約增加 20%，單根枕重量增加 31%，因此，可有效提高道床的縱、橫向阻力，減緩重載運輸所產(chǎn)生的道床累積變形，提高線路的穩(wěn)定性； ，較Ⅱ型軌枕分別提高了 43%和 65%。 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）的零件，又稱中間聯(lián)結(jié)零件。 提速線路的扣件運行速度高、行車密度大，對軌道平順性有極高的要求，因此對鋼軌扣件有比一般扣件有更高的要求。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大。 2. 足夠的防扒阻力 在列車荷載作用下，鋼軌受到碾壓存在沿軌枕產(chǎn)生位移的可能性，如果鋼軌產(chǎn)生爬行，會引起諸多線路病害。同時，扣件還應該具有良好的保持扣壓力性能。軌下墊層起減 振和隔振的作用。 4. 零部件精度高，可靠性好 提速線路高平順型的技術要求對扣件的精度提出了很高的要求，因此扣件的個零部件除了本身應該具有的高精度外，其組裝精度也必須要滿足高速行車的需要。 5. 絕緣性好 為保證行車的絕對安全，鋼軌扣件應具有良好的絕緣性能，確保軌道電路正常 工作。如 TF— M 型扣件， TF—Y 型彈性扣件和彈條扣件。因為彈性扣件具有口壓力大、聯(lián)結(jié)牢固和良好的彈性等特點。 我國彈條扣件分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型彈性分開式扣件。不足以滿足我國高速鐵路的發(fā)展。 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和噪聲且便于維修。高速鐵路有砟軌道對道砟的要求比一般線路更為嚴格，以便盡可能減少養(yǎng)護工作。如果沒有彈性，列車就無法高速行駛。一般要求道砟顆粒盡量大小均勻，以保證 排水暢通。因此，一般采用雙層道床。為了使道床的水能夠迅速下滲，防止翻漿冒泥，在墊層底部要加設用塑料和瀝青等材料制作的各種形式的封閉層。但在橋上有砟軌道道床會出現(xiàn)砟份化現(xiàn)象，導致道床臟污、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，為了防止道砟粉化，采用道砟下 鋪設砟下膠墊或采用彈性軌枕等措施。 鋼軌的選取 考慮到我國既有線兼容，以及在鋼軌生產(chǎn)、管理、維修使用的方便，改建線路采用我國生產(chǎn)的 CHN60 鋼軌斷面的 U71Mn 鋼軌。綜合考慮，線路采用Ⅲ型枕比較合理?？奂x取Ⅲ型彈條扣件，其為無擋肩扣件，適合于重大運量、高密度的運輸條件。 道床的選取 提速線路上，道床應有足夠的厚度，以減少路基面所受的壓力和振動，保證路基頂面不發(fā)生永久變形。枕下道砟厚度為 35cm，墊層道砟厚度為 20cm的Ⅰ級道砟。 圖 21 道床斷面示意圖 華東交通大學畢業(yè)設計（論文 ） 15 表 22 改建線路主要技術選取 主要技術標準選取 技術名稱 技術標準 鐵路等級 I 級 正線數(shù)目 雙線 設計速度 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 機車類型 動車組系列 軌道結(jié)構類型 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 :提速線路軌道工程設計 16 第三章 軌道結(jié)構強度檢算 計算資料 線路條件： I 級鐵路，曲線半徑 2600m；鋼軌： 60kg/m， U71 新軌， 25m長的標準軌；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。軸距 ，機車構造速度 160km/h。對于新建線路， 對于通過 R=2600m 曲線軌道機車允許速度速度可按 Vmax= R 計算。 鋼軌強度檢算 動車組的兩個轉(zhuǎn)向架之間的距離比較大，彼此的影響甚小，可以任選一個轉(zhuǎn)向架的車輪作為計算輪，因為動車組為兩軸轉(zhuǎn)向架，所以都要計算車輪的當量荷載 ?uP ，計算結(jié)果見 下表。 （ 2）計算β值 )(00 11 504 14 454 ???????? mmEIk? 式中 J 為 60kg/m軌道對水平軸的慣性矩，為 44103217 mm? 。所以隨便選取一個計算輪來計算靜彎矩。 （ 4）計算靜彎矩 M )(1 4 2 9 8 7 0 76 6 3 4 60 0 1 1 14 1 mmNPM u ?????? ?? （ 5）計算動彎矩 dM 計算電力機車運行條件下軌底彎曲應力的速度公式為 a=△ V/100，可算得速度系數(shù)為 王遠 :提速線路軌道工程設計 18 10010010010010010021????????????????VVV??? 由計算偏載系數(shù)β p 的公式：β p=179。 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 線路的個別特殊情況下不大于 110mm?？汕螅害?p=179。 75= 查規(guī)范可得 R=8000m時的橫向水平力系數(shù) f=。 )(52240791))()((14298707)1)()(1( 21mmNfMM pjd??????????????? ???? （ 6）計算鋼軌的動彎應力 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的鋼軌溫度應力 MPat 51?? ，則得到鋼軌的基本應力為 )()(,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) =，允許應力為 )(3 1 0 5][ M P a??? 上述軌底和軌頭的基本應力均小于 ][? ，符合鋼軌的強度檢算條 件。計算軌枕彎矩時，用 D=70000N/mm，由此可以求的β和k 的值： )(0 0 1 4 2 1 1 64),( 1 66 0 07 0 0 0 014454??????????mmEJkM P aK? 2． 計算軌枕反力的當量荷載 ?ηP 。 3． 計算軌枕上的動壓力 dR 速度系數(shù)：10010010010010010021????????????????VVV??? 偏載系數(shù)：β p=179。 75=， )(73993679772 2))()(()1)(1)(1( 21NPaaRR pjd??????????????? ? ????? dR 約為靜輪載的 %，用此計算值來計算軌枕彎 矩。b =150mm，代入式中計算軌下截面正彎矩，得： )(8 1 3 7 2 6 27 3 9 9 3)81 5 01 1 7 52 5 5 0()82( 239。 王遠 :提速線路軌道工程設計 20 )(5 9 9 1 4 2 87 3 9 9 3])1 1 7 522 6 0 03(45501 1 7 585502 6 0 0122 6 0 031 1 7 54[])23(481234[221122mmNReLeaLaLeMdc????????????????????????? 對于重型軌枕的計算 )(7399300739934 55042600)4 4( 1 mmNRaLM dc ??????????? 顯然，軌枕中部支承時產(chǎn)生的負彎矩比中部不支承時的彎矩大 32%。275,117539。 M P ambeR db ?????? 上述 M Pabb ][ ?? ?? ，滿足條件。 ?? ta n][2 r39。道床厚度為 550mm。 ??????? 。用偏角法測量既有曲線，在第一測段，要測出每個 20 m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 20 m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φ ZH 。 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： ZHCBA , , , , ???? ?ZHCBA ????? ????? ?王遠 :提速線路軌道工程設計 22 表 41 既有曲線測量資料 —— 曲線一（左轉(zhuǎn)） 置鏡點 測點里程 φ (176。 曲線 OA 表示任一曲線，將一條沒有伸縮性的細線，一端固定于 O 點，把華東交通大學畢業(yè)設計（論文 ） 23 細線拉緊使其密貼于曲線 OA 上，然后把細線另一端點 A 自曲線 OA 拉開，使拉開的直線隨時保持與曲線 OA 相切， A 點的移動軌跡為 AM1M2M3? A?，即為曲線 OA 之端點 A 的漸伸線。 漸伸線的基本特性如下： ①漸伸線上某一點 (M3)的法線 (M3N3)是曲線 OA 相應點 (N3)的切線； ②漸伸線的曲率半徑是漸變的，漸伸線上某一點 (M2)的曲率半徑，是該點 法線與曲線 OA 相應切點 (N2)的長度 (M2N2)； ③漸伸線某兩點 (M3， M2)間曲率半徑的增量 (M3N3M2N2)等于曲線 OA 相應點 (N3， N2)間弧長的增量 (N3N2)。當△ ? 極小時，△ E 可視為圓弧長，當χ2 點無限接近 χ1 點時，△ l ，△ E 的曲率半徑為 ? ? ? ??? ??????? llE A ? ? ?? ?? ???????? AA AA ldllddldllAAEAAAAA ?? ?? ????? 00 00 因 l 為 ? 的函數(shù)，對上式第二項進行分部積分，得： ?? ??????? ??? AA llAAAAA dldlllE 00 ???? (41) ? OA 曲線的中心角 ? (rad)為 OA 曲線曲率 K在其對應弧段上的定積分 (見圖 7— 3— 3)。圓曲線的曲率 K 為常數(shù)， K= R/1 。 C 為緩和曲線的半徑變更率 ，R 為圓曲線半徑， 0l 為緩和曲線長度。 表 42 計算漸伸線長度的有關公式 物理意義 計算通式 內(nèi)切圓曲線的計算式 緩和曲線的計算式 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 計算點的圓曲線長 —C 緩和曲線半徑變更率 0RlC? —0l 計算緩和曲線全長 —l 計算點的緩和曲線長 ?漸伸線長度的實用計算公式 綜合分析各段曲線的曲線特性，圓曲線兩端加設緩和曲線，其漸伸線長度的實用計算式如表 43 所列。 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 20m 測點，如 1b 和 2b 撥正到設計曲線的 ‘ 1b 、 39。其撥動距離分別為 39。22bb ，也就是設計曲線漸伸線長 39。22ba 與既有曲線漸伸線長 11ba 、 22ba 之差。11bb = 39。22bb = 39。22bb ，表示向圓心方向撥動 (曲線內(nèi)壓 )；△ = －值，如 39。 嚴格來說，撥動方向是沿著漸伸線方向撥動的。所以，大修工作中，既有曲線撥正是沿法線方向撥動。當然對某一測點來說，當圖 44 曲線撥正 王遠 :提速線路軌道工程設計 26 測點外挑時線路增長，當測點內(nèi)壓時線路縮短。所以假定曲線撥動前后長度不