轨道综合项目工程专业课程设计任务计划书指导书及设计要求.doc

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Ⅲ（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112.8kN。
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），规划采用有砟轨道构造。
（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）道床顶面容许应力为0.5MPa，路基顶面容许应力为0.15MPa。
二、设计任务
（1）进行有砟轨道构造设计，涉及钢轨和扣件选型，轨枕类型及布置根数，道床级别及尺寸，并检算强度与否满足使用规定。
（2）进行无缝线路设计，涉及设计锁定轨温拟定、缓冲区设计、预留轨缝拟定、轨条布置。
三、提交成果
（一）、设计计算阐明书
（1）轨道构造选型。
（2）轨道构造强度检算。
（3）无缝线路设计计算。
（二）、设计图图纸
（1）轨道构造组装图及选型阐明。（1张A3）
（2）轨道构造受力图（3张A4：钢轨弯矩和挠度1张，轨枕三个支承状态弯矩分布，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、轨条布置图及有关阐明）。

设计指引书
轨道构造选型设计
轨道构造强度检算
无缝线路设计计算
设计成果整顿、提交
一、 课程设计基本环节：
课程设计环节如图1所示：

图1 课程设计环节
二、设计办法
（一）、轨道构造选型设计
依照机车车辆和线路条件，拟定钢轨、轨枕、扣件类型及刚度、道床级别及重要尺寸（厚度、顶宽和边坡坡度）。钢轨、轨枕及扣件可选用类型从教材中选取，道床级别及重要尺寸也参照教材内容拟定。
如下两点阐明：
1、 道床厚度选取
道床厚度设计依照《铁路轨道设计规范》（TB10082-）和《地铁设计规范》（GB50157-）进行，为以便可依照运营条件从教材表1-1中选取。咱们轨道类型可参照中型轨道构造。
2、 钢轨支座刚度D
钢轨支座刚度D意义是使钢轨支点顶面产生单位下沉时所必要施加于支点顶面上力，单位普通采用kN/mm表达。
D值计算：1/D=1/D1+1/D2 教材（7-3）
式中D1为扣件刚度，其值由设计拟定；D2为道床支承刚度，计算公式为D2=Cblα/2，即教材中公式（7-5）。
公式（7-5）中道床系数C取值为0.4～0.6MPa/mm。（教材上为0.04～0.06MPa/mm，少了一种数量级）。
因D值随材料性质、路基和道床密度及气候影响而变化，D值是一种在一定范畴内变化量而不是一种常量，因而存在一种问题：在轨道强度检算时，如何对D值取值？
由于D值越小，钢轨承受弯矩会越大，因此在检算钢轨强度和挠曲时，D值应取下限值，本次设计可以依照扣件刚度和道床系数取下限值（0.4MPa/mm）计算所得，教材算例依照表7-2取是30kN/mm，两者意义是同样。
同样，由于D值越大，钢轨承受弯矩会越小，但是下部基本受力（即R）会越大，因而在检算轨枕、道床及路基时，D值应取上限值，本次设计可以依照扣件刚度和道床系数取下限值（0.6MPa/mm）计算所得，教材算例依照表7-2取是70kN/mm，两者意义是同样。
（二）轨道构造强度检算
1、应用持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，详细办法见教材。
2．用准静态办法计算轨道正常状况下动位移、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获得），并用CAD画出钢轨受力图（涉及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规定：
进行正常轨道计算和检算。
（1）考虑温度应力（先不考虑无缝线路影响，暂按100MPa考虑）和牵引制动引起附加应力（按10MPa考虑），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弯矩并检算，并用CAD画出轨枕三种支承状态下弯矩分布图，这三种支承状态是全支承状态、中间某些支承状态、中间完全不支承状态（详细支承状态参照教材）。
（3）计算及检算道床表面应力强度。
按教材上办法进行。
（4）计算及检算路基表面应力强度。
按教材上办法进行。
（三）无缝线路设计
1．依照钢轨强度条件拟定容许温降。
计算钢轨在列车荷载作用下动弯应力，采用前面计算成果，未被平衡超过依照计算拟定。
2．依照稳定性条件拟定容许温升。
按教材不等波长公式拟定。
3．中和轨温（设计锁定轨温）拟定
根据铺设地区一年内最高、最低轨温及容许最大温升和温降画图拟定设计锁定轨温可选范畴，并计算拟定中和温度。
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整数倍。计算温度压力峰浮现位置、长度及压力峰值，并检算压力峰处轨道稳定性。
5．计算预留轨缝
分别计算长轨条与缓冲轨间、缓冲轨之间铺设时预留轨缝，构造轨缝取为14mm。
6．防爬设备拟定
本段线路与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。配轨规定比设计长度长1.5m，以备在铺设时调节。编制该段铺设无缝线路材料清单。
三、设计规定
（1）设计阐明书手写或打印均可（采用A4白纸，不要用作业纸，此外计算时先写出公式，然后裔入数据得到成果），图纸打印。
（2）阐明书和图纸统一用订书钉装订在一起。
（3）装订时规定有封面、目录、阐明书。

福建工程学院《轨道工程》课程设计
普速铁路轨道构造及无缝线路设计

姓 名：
学 号：
班 级
指引教师：

福建工程学院土木工程系
二0一二年五月
目 录
一、 设计出发资料。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。页码
二、计算阐明书。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。页码
1、构造选型阐明。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
2、构造强度检算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
3、无缝线路设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
三、设计图纸。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
1、组装构造图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
2、轨道部件受力图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
3、无缝线路设计图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

计算阐明书
一、构造选型阐明

二、构造强度检算

三、无缝线路设计