中南大学轨道课程设计

1、轨道工程课程设计9号道岔平面布置设计指导老师：班级：姓名：学号：2012年6月第一部分设计任务与要求一、设计内容与要求1确定转辙器几何尺寸；2确定辙叉及护轨的几何尺寸；3选择导曲线半径并检算侧向过叉速度；4计算道岔主要几何尺寸；5配轨计算；6导曲线支距计算；7配置叉枕木；8绘制道岔总平面布置图；二、设计条件1轨道条件钢轨：50kg/m，标准长度12.5；区间线路轨枕根数：1760根/km;岔枕类型：木枕甲；2道岔型式（1）转辙器尖轨为直线；尖轨跟端支距：144mm；尖轨跟端结构：间隔铁夹板连接，夹板长820mm；（2）辙叉及护轨辙叉为直线式；辙叉号数：9号；辙叉角：62025；辙叉结构型式：钢

2、轨组合式；辙叉根距：2050mm；辙叉趾距：1538mm；（3）导曲线圆曲线，不设超高；3物理参数动能损失允许值：0.65（km/h）2；未被平衡的离心加速度允许值：0.65m/s2；未被平衡的离心加速度增量允许值：0.5m/s3；4侧向过岔速度要求侧向过岔速度不大于35km/h；5道岔的轨缝值尖轨跟端、辙叉趾端轨缝6mm，其余8mm。第三部分设计计算一、确定转辙器的几何尺寸1、计算尖轨长度0=arcsin(0.65=v35则尖轨长度为：l=ysin(b)0.65=62511442wb=arcsin)1o1912s根据设计资料：跟端支距：y=144mm00=035根据尖轨长度的取值原则，取标准

3、长度12.5m的整分数，以充分利用材料，所以取l=12.5m=62500=arcsin144=1.320212.o=1o1912.7611913b62502、计算基本轨尖端前部长度由设计资料可知q=2646mm3、计算基本轨后端长度q整个基本轨取为一个标准轨长即l=12.5m，则：q=l-q-lcos(b)=12500-2646-6250cos11913=3605.66mm0二、确定辙叉及护轨的几何尺寸1、确定趾距年和跟距没根据设计资料知辙叉角a=6o2025n=1538mmm=2050mm2、计算护轨工作边延展长度护轨工作边延展长度示意图如图1所示。图1a.对于固定辙叉咽喉轮缘槽需满足：tm

4、insmax-(t+d)mintg1其中道岔轨距允许的最大误差为3mm轮对车轴弯曲导致内侧距减少2mm(则：t1435+3)-1350-2)-22=68mm1取t1=68mmt=t=68mm31b.查照间隔d1及d2d1需満足：d1(t+d)max(d1356+2)+33=(1356+2)+3=1391mm1d2需満足：d2tmind1350-2=1348mm2显然d只能有正误差，不能有负误差，容许变化范围为13911394mm。而1同理，d只能有负误差，不能有正误差，容许变化范围为13461348mm2c.护轨轮缘槽因s=1435mm，护轨可能磨耗，磨耗为2mm，则平直段轮缘槽=s-d-2=

5、1435-1391-2=42mm1缓冲段终端轮缘槽tg2应保证等同于咽喉轮缘槽的通过条件，即：tg2=t=68mm1现行采用tg3=90mmd.辙叉翼轨平直段轮缘槽t2t=d-d212采用不同的d1、d2组合，得到t2变化范围4348mm,我国采用t2=46mm根据设计资料知b护=120平直段两端c=(0300)，取c=0mm开口段长取x=100150mm，取150mm2tanb=6842=1117c=t3-t1护护-tan120c=t140+2c=972+tana护轨工作边延展长度为：l=x+2(x+x护12)=972+2(1117+150)=3506检算开口段末端处距接头的距离：d1l2夹

6、d=m-x-x-c-1240tan(a)=2050-117-150-0-360=4234103、计算翼轨工作边延展长度翼轨工作边延展长度示意图如图2所示。图2t=68mm，t=46mm，t=68mm123n=1538mm，m=2050mm，a=6o2025由已知条件可得：46-68=2=1o0711.542q=arctant1tt-12a682tga22tg()2由l=x+x+x+x+x得：w12345+l=n-+1(2)+150aa(q)2sinasinb=1538-+)2sin6o20252sin2tancos1o0711.49+6846+150=599.73mm=1820=410mmtt

7、50t-t11w2sin2tancos2226868406o20256o2025(222-sin1o20=1538-615.85+613.99+361.656+945.466+150=2994.30mm则由图2的几何关系可得：d=m-x3+x4cos(bw)+1502-(90-46)2=2050-361.656+945.466cos1o20+143.4lp22故满足条件。三、选择导曲线半径1、求算r0l由kn+p=1538+820/2=1948mm，取k=1948mm2(cos(b)-cos(a)r=0ls-(+k)sin(b)-ksin(a)0=14356250sin11912()()-o+

8、1948sin6o2025cos1o1913-cos6o2025=183879.5mm因圆曲线半径须取为10m整数倍，故取r=180000mm0r=r+0s=180000+1435=180717.5mm22k=s-r0(cos(b)-cos(a)-yg()()=1435180717.52、用r反求k0sin(a)-cos1o1913-cos6o2025-144sin6o2025=2115.59mm=2116mmkkmin=1948w=2v2=283520.1090.65km2/h2（满足）又知一般要求k=24m所以k=2116mm满足要求。3、检算选用的导曲线半径能否满足动能损失要求：dr18

9、0000a=1000vs=100035223.62r3.62180000=0.52512m/s2a=0.65m/s2(可)0y=1000vs=0.33586m/s3y=0.5m/s3(可)3.63rl3.6318000018()-sin(11913)()()b=s+m+=+2050+8=15009mmtan62025310003530所以r取180m时符合要求。四、计算道岔主要几何尺寸1、道岔理论全长l=lcosb+r(sina-sinb)+kcosat00=6250cos1o1913+180717.5sin6o2025o+2115.59cos6o2025=24144mm2、确定道岔实际全长：

10、l=q+l+m+d=2646+24144+2050+8=28848mmqt3、确定道岔后长d14352ao22tan2224、确定道岔前长：a=l-b=28848-15009=13839mmq五、配轨计算l=l=12500mmppl+l=l-l-3d=28848-12500-38=16324mm12qj+l=r+0(a-b)+k-n-d-2d2180l341bp2=180717.5+706o2025-1o19132180()p+2116-1538-8-26()=16395mml+l=l-lcos(b)-n-d-2d56t012=24144-6250cos1o1913-1538-8-26=163

11、38mm+l=q+l-stan(b)+r-s-0(a-b)+k+m-2d-l2180+(180717.5-1435-35)62025-1o1913l780n1bp=2646+6250-1450tan1o1913()p180+2116+2050-28-12500=16218mmj取：l=5324mm，l=11000mm12l=6895mm，l=9500mm34l=6838mm，l=9500mm56l=5218mm，l=11000mm78六、导曲线支距计算以导曲线起点为坐标原点，以直线基本轨作用边为横坐标，自坐标原点开始令导曲线上各支距测点的横向座标x依次为2000mm整数倍。i可得相应的支距y为

12、：iy=y+r(cosb-cosgi0oi)sin(g)=sin(b)+ir式中，g的值可以由下式计算ixi0终点处，sin(atan(62025)=144/6250+xn/180717.5xn=15793.2计算结果见下表1。表1xisin(gig)cos(i)cosb-cos(gi)yi020004000600080001000012000140000.0230411550.0341081520.0451751480.0562421450.0673091420.0783761390.0894431360.1005101330.9997345170.9994181480.9989790820

13、.9984171580.9977321680.9969238590.9959919300.99493603500.0003163700.0007554360.0013173590.0020023490.0028106580.0037425870.004798483144201.280.382.505.651.820.1011.15793.20.1104328010.9938835930.0058509241201.m=25001435=532.5mm复核：终点处支距为：s-ksin(a)=1435-2116sin(atan(62025)=1201，计算结果正确。七、配置岔枕含枕间距ai要求：转辙器及辙叉范围内为（0.90.95）a区；连接部分（0.951.0）a区；ai650mm；ai440mm。ai一般为5的整倍数，允许个别孔为零数1、轨枕伸出钢轨的长度-22、确定岔枕的间距ai(1)q段：l=2646+4-220+50=2480mm=500+4954即按间距为500和495配置4根钢轨。(2)l段：0l=62502-1442+3-50-220-615=5366mm=506+5409(3)l与l之间：01l=12500-2650-6250-220-220=3160mm=5303+5252+510(3)l段：1l=5324+8-440=4892=5607+532+440(4)l段