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时间:2020-06-14
《轨道工程课程设计任务书、指导书及设计要求.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
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),规划采用有砟轨道结构。(2)线路铺设成无缝线路,铺设地区为,铺设线路长度为10km。(3)道床顶面的容许应力为0.5MPa,路基顶面的容许应力为0.15MPa。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
2、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、轨条布置。三、提交的成果(一)、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。(二)、设计图图纸(1)轨道结构组装图及选型说明。(1A3)(2)轨道结构受力图(3A4:钢轨弯矩和挠度1,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(1A4或A3,基本温度力图、轨条布置图及相关说明)。设计指导书轨道结构选型设计轨道结构强度检
3、算无缝线路设计计算设计成果整理、提交一、课程设计的基本步骤:课程设计的步骤如图1所示: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》(TB10082-2005)和《地铁设计规》(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
4、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为道床支承刚度,计算公式为D2=Cblα/2,即教材中的公式(7-5)。公式(7-5)中的道床系数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值是一个在一定围变化的量而不是一个常量,因
5、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(0.4MPa/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(0.6MPa/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。(
6、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),计算及检算钢轨强度;(2)计算及检算轨枕弯矩;分别计算
7、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最高
8、、最低轨温及容许的最大温升和温降画图确定设计锁定轨温的可选围,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。
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