轨道工程课程设计任务书、指导书及设计要求

1、轨道工程课程设计任务书一、出发资料1.机车车辆条件：韶山田（SS3型电力机车；机车轴列式30-30,轴距布置为230+200+780+200+230（cm），轮重。2线路条件：（1）线路设计速度80km/h，最小曲线半径500m（实设超高为100mm），规划采用有砟轨道结构。（2）线路铺设成无缝线路，铺设地区为福州，铺设线路长度为10km。（3）道床顶面的容许应力为，路基顶面的容许应力为。二、设计任务（1）进行有砟轨道结构设计，包括钢轨和扣件的选型，轨枕的类型及布置根数，道床的等级及尺寸，并检算强度是否满足使用要求。（2）进行无缝线路设计，包括设计锁定轨温确定、缓冲区设计、预留轨缝确定、轨条布

2、置。三、提交的成果（1） 、设计计算说明书（ 1）轨道结构选型。（ 2）轨道结构强度检算。（ 3）无缝线路设计计算。（2） 、设计图图纸（1）轨道结构组装图及选型说明。（1张A3）(2)轨道结构受力图(3张A4:钢轨弯失!和挠度1张，轨枕三个支承状态的弯矩分布，道床顶面、路基顶面、路基第二区域、路基第三区域应力)。(3)无缝线路设计图(1张A4或A3,基本温度力图、轨条布置图及相关说明)。设计指导书一、课程设计的基本步骤：课程设计的步骤如图1所示：轨道结构选型设计轨道结构强度检算无缝线路设计计算设计成果整理、提交图1课程设计步骤二、设计方法（一）、轨道结构选型设计根据机车车辆和线路条件，确定钢

3、轨、轨枕、扣件的类型及刚度、道床的等级及主要尺寸（厚度、顶宽和边坡坡度）。钢轨、轨枕及扣件的可选用类型从教材中选择，道床的等级及主要尺寸也参考教材的内容确定。以下两点说明：1、 道床厚度的选择道床厚度设计根据铁路轨道设计规范（TB10082-2009和地铁设计规范（GB50157-2003进行，为方便可根据运营条件从教材表1-1中选择。我们的轨道类型可参考中型轨道结构。2、 钢轨支座刚度D钢轨支座刚度D的意义是使钢轨支点顶面产生单位下沉时所必须施加于支点顶面上的力，单位一般采用kN/mm表示。D值的计算：1/D=1/D1+1/D2教材（7-3）式中D1为扣件刚度，其值由设计确定；D2为道床支承

4、刚度，计算公式为D2=Cbla/2,即教材中的公式（7-5）。公式（7-5）中的道床系数C取值为mm。（教材上为mm,少了一个数量级）。因D值随材料的性质、路基和道床密度及气候的影响而变化，D值是一个在一定范围内变化的量而不是一个常量，因此存在一个问题：在轨道强度检算时，如何对D值取值因为D值越小，钢轨承受的弯矩会越大，所以在检算钢轨强度和挠曲时，D值应取下限值，本次设计可以根据扣件刚度和道床系数取下限值（mm）计算所得，教材算例根据表7-2取的是30kN/mm,二者的意义是一样的。同样，因为D值越大，钢轨承受的弯矩会越小，但是下部基础的受力（即R）会越大，因此在检算轨枕、道床及路基时，D值应

5、取上限值，本次设计可以根据扣件刚度和道床系数取下限值（mm）计算所得，教材算例根据表7-2取的是70kN/mm，二者的意义是一样的。（二）轨道结构强度检算1、应用连续支承梁理论计算钢轨最大下沉静位移、最大静弯矩及枕上最大静压力，详细方法见教材。2用准静态方法计算轨道正常情况下的动位移、动弯矩及动压力（计算中车速按机车通过速度取值，未被平衡超高通过计算取得），并用CAD画出钢轨受力图（包括动位移和动弯矩分布）；3计算及检算轨道各部应力，并判断其能否满足使用要求：进行正常轨道的计算和检算。（1）考虑温度应力（先不考虑无缝线路的影响，暂按100MPa考虑）和牵引制动引起的附加应力（按10MPa考虑）

6、，计算及检算钢轨强度；（2）计算及检算轨枕弯矩；分别计算轨枕轨下截面和中间截面的弯矩并检算，并用CAD画出轨枕三种支承状态下的弯矩分布图，这三种支承状态是全支承状态、中间部分支承状态、中间完全不支承状态（详细支承状态参考教材）。（3）计算及检算道床表面应力强度。按教材上的方法进行。（4）计算及检算路基表面应力强度。按教材上的方法进行。（三）无缝线路设计1根据钢轨强度条件确定容许温降。计算钢轨在列车荷载作用下的动弯应力，采用前面的计算结果，未被平衡超过根据计算确定。2根据稳定性条件确定允许温升。按教材的不等波长公式确定。3中和轨温（设计锁定轨温）的确定依据铺设地区一年内最高、最低轨温及容许的最大

7、温升和温降画图确定设计锁定轨温的可选范围，并计算确定中和温度。4计算伸缩区长度及检算温度压力峰计算出伸缩区长度后取整为25m的整数倍。计算温度压力峰出现的位置、长度及压力峰值，并检算压力峰处的轨道稳定性。5计算预留轨缝分别计算长轨条与缓冲轨间、缓冲轨之间铺设时的预留轨缝，构造轨缝取为14mm。6防爬设备确定本段线路是否需要布置防爬设备，如需要，则进行布置。7配轨计算计算长轨条长度并进行配轨。焊轨厂内采用气压焊将25m轨焊成200m长轨条，运至现场后，采用小型移动式气压焊焊成设计长度，工厂气压焊预顶锻量为15mm,现场气压焊预顶锻量为10mm。配轨要求比设计长度长，以备在铺设时调整。编制该段铺设无缝线路的材料清单。三、设计要求（ 1）设计说明书手写或打印均可（采用A4白纸，不要用作业纸，另外计算时先写出公式，然后代入数据得到结果），图纸打印。（ 2）说明书和图纸统一用订书钉装订在一起。（ 3）装订时要求有封面、目录、说明书。福建工程学院轨道工程课程设计普速铁路轨道结构及无缝线路设计姓名：学号：班级指导教师：福建