无缝线路方向资料复件 第六节

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1、第六节强度计算行驶中的机车车辆作用于轨道上的力是非常复杂的。大体上可分为垂直于轨面的竖直力，垂直于钢轨的横向水平力和平行于钢轨的纵向水平力三种。这些力是由于机车车辆与轨道之间的相互作用，或由于轨道本身温度变化，或其他原因而产生。在这些力的作用下，轨道产生各种各样的应力和变形。在轨道各组成部分中，特别是钢轨，除基本应力外，还必须考虑附加应力的影响。分析轨道竖向受力时，各部分应力应变分布规律，可应用连续弹性基础梁理论或连续弹性点支承梁理论及其相应的力学分析模型。一、连续弹性基础梁理论把钢轨视为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁进行整个轨道

2、结构及其各部分应力应变分析的理论称为连续弹性基础梁理论。1、基本假定。竖向受力静力计算的基本假定：a）轨道和机车车辆均符合各项规定标准的要求。７７b）钢轨是一根支承在连续弹性基础上的无限长梁。连续弹性基础由路基、道床、轨枕和扣件等组成。作用于弹性基础单位面积上的压力，和因这个压力而引起的弹性沉陷之间，成直线比例关系。因此，连续弹性基础可用连续分布的弹簧代替。c）轮载作用于钢轨的对称面上，而且两股钢轨上的荷载相等。d）轨道两股钢轨上的荷载和其下的连续基础及其刚度均对称于轨道的纵向中心线，因此，可把两股钢轨分开计算。e）不考虑轨道本身自重

3、。2、力学模型根据以上假设，分析时可应用图6-1所示的力学模型。其中，钢轨竖向抗弯刚度EJx和包括轨枕、道床、路基的钢轨基础弹性系数R为必须事先加以确定的计算参数。图6-1７７3、计算参数a）钢轨竖向抗弯刚度EJx为钢轨弹性模量E和钢轨断面对其水平中性轴的惯性矩Jx的乘积。E值一般可取为20.6×104MPa，Jx可根据不同的钢轨类型及其相应的垂直磨耗程度，从表6-1中查得。表6-1钢轨垂直磨耗（mm）名称钢轨类型（kg/m）60506Jx28791827W1375275W22912309Jx26901702W1363264W2264

4、216表中W1、W2——钢轨底部和头部对其水平中和轴的截面模量（cm3）。b）钢轨基础弹性系数R：使钢轨均匀下沉1cm时，必须在钢轨单位长度上均匀施加的压力（N/cm2）。确定钢轨基础弹性系数R值时，必须首先确定道床系数C或钢轨支点弹性系数D。c）道床系数C：使道床顶面产生单位沉陷时所必须施加于道床顶面单位面积上的压力（Pa/cm）。它表示轨枕底面下的道床和路基的弹性特征，其值不仅受到道床的影响，而且也受到路基材质和状态的影响。７７d）钢轨支点弹性系数D：表示钢轨支座的弹性特性，它是使钢轨支座顶面产生下沉时必须施加于支座顶面上的钢轨压

5、力（N/cm）。假定钢轨压力R与轨道下沉量y成线性关系，则(6-1)道床系数C与钢轨支点弹性系数D之间存在着如下关系：(6-2)式中b——轨枕宽度（cm）；——轨枕长度（cm）；——轨枕挠曲系数，对混凝土轨枕，取，木枕取。钢轨支点弹性系数D与钢轨基础弹性系数R之间存在着如下关系：（6-3）式中a—轨枕间距（cm）。对于混凝土枕轨道，橡胶垫层，计算钢轨应力时，取；计算轨下基础各部分应力时，取。７７应当指出，表示轨道基础弹性特征的C、D、R三个参数，与轨道类型、路基土质、环境条件及养护质量等因素有关，是离散性很大的随机变量。因此，尽可能采

6、用经过实际测定的数据。图6-24、计算公式图6-2所示，在轮载P作用下钢轨的弹性曲线，曲线方程可表示为:当变形微小时，由材料力学可知，钢轨各截面弯矩为（6-4）基础反力强度q为（6-5）通常假定：由此得：（6-6）式中　EJ——钢轨的竖向抗弯刚度；R——钢轨基础弹性系数；７７y——钢轨挠度。令称为钢轨基础与钢轨的刚比系数，并代入（6-6）式得：（6-7）解方程可得：（6-8）式中x——计算截面距轮载作用点0的水平距离（cm）；βx——计算截面距轮载作用点0的换算距离；式（6-8）中可直接计算，也可查表6-2。表6-20.01.0000

7、1.5-0.20683.0-0.05630.10.81601.6-0.20773.2-0.03830.20.63981.7-0.20473.4-0.02380.30.48881.8-0.19863.6-0.01240.40.35641.9-0.18993.8-0.00400.50.24152.0-0.17944.00.00190.60.14312.1-0.16754.20.00570.70.05992.2-0.15484.40.00790.8-0.00932.3-0.14164.60.00890.9-0.06582.4-0.12824

8、.80.00891.0-0.11082.5-0.11495.00.00841.1-0.14575.6-0.10195.50.00581.2-0.17162.7-0.08956.00.00311.3-0.18972.8-0