无缝线路设计
无缝线路结构课程设计
无缝线路结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无缝线路的基本结构组成，掌握其工作原理及功能。
2. 学生能描述无缝线路的铺设工艺及维护要求，了解其在现代铁路建设中的应用。
3. 学生能掌握无缝线路相关的专业术语，并解释其含义。
技能目标：1. 学生具备分析无缝线路结构图纸的能力，能识别关键部件及其作用。
2. 学生能通过实际操作或模拟练习，熟练进行无缝线路的铺设与维护基本步骤。
3. 学生能够运用所学的知识，对无缝线路的常见问题进行诊断并提出解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对铁路工程技术的兴趣，激发他们探索工程领域的热情。
2. 强化学生的团队合作意识，培养在工程实践中的相互协作能力。
3. 增强学生的安全意识，培养其对社会公共基础设施负责任的态度。
课程性质：本课程为铁路工程技术专业的实践性课程，侧重于理论知识的实际应用。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的物理和数学基础，好奇心强，喜欢探索实践性活动。
教学要求：结合学生的认知水平，通过实物演示、模拟操作和案例分析等教学方式，确保学生能够将理论与实践相结合，达到学以致用的教学效果。
通过分解课程目标为具体可操作的学习成果，以便在教学过程中进行有效的指导和评估。
二、教学内容1. 无缝线路结构基础理论：- 无缝线路的定义、分类及其发展历程。
- 无缝线路的组成结构，包括钢轨、扣件、轨枕、道床等。
- 无缝线路的工作原理及优势。
2. 无缝线路的铺设与施工技术：- 铺设工艺流程，包括施工前准备、钢轨焊接、铺设、调整和固定。
- 施工中关键环节的操作要领，如轨缝预留、焊接技术、应力放散等。
- 无缝线路施工质量控制及验收标准。
3. 无缝线路的维护与管理：- 无缝线路的日常检查、养护和维修工作内容。
- 常见病害类型及其成因，如轨缝过大、轨道不平顺等。
- 无缝线路养护维修技术及措施。
4. 案例分析与实操练习：- 分析典型无缝线路工程案例，了解实际工程中的应用。
超长无缝线路设计
超长无缝线路设计超长无缝线路不论是在新线或在运营线结合大修铺设，其线路平纵面设计与普通无缝线路设计一样。
超长无缝线路与普通无缝线路不同的是轨条贯通整个区间或区段，其长轨条不可能一次铺成，为此将长轨条分成若干个单元轨条，然后分次焊接联铺入。
一般单元轨条含有胶接接头时，要把胶接接头设置在离单元轨条端200m外。
单元轨条长度多长为合理，需要进行设计。
此外还包括单元轨条的锁定轨温、轨条位移观测桩的设置、道岔区温度纵向力分布、轨道稳定和强度检算等内容。
1、单元轨条长度设计。
超长无缝线路长轨条长度的设计，与普通无缝线路不同，超长无缝线路长轨条的设计是一次铺入长度的设计，即单元铺设长度的设计。
单元轨条长度的合理定量，就是单元铺设长度设计的主要内容。
超长无缝线路单元轨条长度的设计，受施工天窗长短、线路平面条件、铺设技术、铺设方法、焊接技术、轨温变化状态、施工组织、人员素质等诸多因素的制约，同时要考虑到各路局的具体情况和铺设现场存在的问题来确定。
按目前现有的技术能力应以2~2.5km为基数，争取2.5~3.0km。
2．锁定轨温和单元轨条之间焊连温度的选择。
超长无缝线路设计锁定轨温的确定与普通无缝线路的设计方法和原理是一致的，一根轨条同一个设计中和轨温。
但超长无缝线路是由在不同时间铺设的各单元轨条焊连成的，如何保证其全长内温度力均匀是一个关键。
普通无缝线路考虑到铺设实际情况，一般铺设时锁定轨温容许有±5℃变化范围，如果强度和稳定得到保证，在特殊情况可适当放宽到±8℃，但这并不意味着一根轨条的锁定轨温可有这一范围变化。
因此超长无缝线路在各个单元轨条焊接时，从焊接时间上最好选择在设计中和轨温时间，且两相邻单元之间的锁定轨温差小于±5℃内来进行，并在焊接前后采用拉轨机将轨条应力调整均匀。
其最终焊接必须选择在靠近中和轨温的温度下进行，并做好局部应力放散。
3、爬行观测桩和标定轨长的设置。
通过爬行观测桩和标定轨长的观察与换算，分析研究锁定轨温有无变化，钢轨纵向力的分布是否均衡，对超长无缝线路来说是十分重要的。
普通无缝线路设计--华东交通大学
④ 679938.406 2 (
929427.068
l2
⑤
f f oe 4l 2 3 r0 2 l π PW 4 1 1 2 f f oe 3 ( )l R0 R
3
8 f op l0
2
轨道工程---普通无缝线路设计
r0 —等效道床横向阻力 84.3N/cm
①
1 1 1 1 8f 1 8 0.25 20 e 2.052 10 5 ' 2 R R R0 R 0 60000 720
t f 0 e 0.25 4.823 10 7 2 2 0 720
5 l f ×10 MPa ，轨道原始弹性弯曲半波长 0 =720cm,原始弹性弯曲矢度 oe =2.5mm，原始塑性
2 4
弯曲矢度
f op
=2.5mm，轨道弯曲变形矢度
f
=2mm；轨道框架刚度系数 =1.0，等效道床阻
r 力取 0 =84.3N/cm。
线路基本情况： 该线路位于 XXX 线，自 K110+000 至 K123+000 桥隧等建筑物位置如下表：
EI 2
⑥
1.0 2.1 10 7 1048 2 0.2 0.25 4
0.2 0.25 4 173945 .918 84.3 173945 .918 π3 2.052 10 5 173945 .918 2
3
2695359 .558 N
轨道工程-第八章-无缝线路
一、无缝线路基本知识介绍
2.无缝线路的类型
（1）按处理温度应力的方式分： ①温度应力式无缝线路 ②放散应力式无缝线路
长轨条 标准长度钢轨 长轨条 缓冲区
温度应力式无缝线路
(1)结构形式：是由一根焊接长钢轨及其两端 2 ～4根标准轨 组成，并采用普通接头的形式； (2)受力状况：无缝线路铺设锁定后，在钢轨内部产生很大 的温度力，其值随轨温变化而异； (3)特点：结构简单，铺设维修方便，应用广泛； (4)铺设范围：对于直线轨道，铺设50kg／m和60kg/m轨，每 公里配量1840根混凝土枕时，铺设温度应力式无缝线路允许 轨温差分别为100℃和108℃。
二、无缝线路基本原理
为降低长轨条内的温度力，需选择一个适宜的锁定轨温，又称零应力状 态轨温。设计确定的锁定轨温称为设计锁定轨温；铺设无缝线路中，将 长轨条始终端落槽就位时的平均轨温称为施工锁定轨温；无缝线路运行 过程中处于温度力为零状态的轨温称为实际锁定轨温。施工锁定轨温应 在设计锁定轨温允许变化范围之内。常说的锁定轨温发生变化是指实际 锁定轨温发生变化；而设计和施工锁定轨温，一旦设计和施工完成记入 技术档案，作为日后线路养护维修的依据，不允许随意改变。锁定轨温 是决定钢轨温度力水平的基准，因此根据强度、稳定条件确定锁定轨温 是无缝线路设计的主要内容。
接头阻力的特点： （1）其本质是摩擦力，只有存在相对运动或相对运动趋势时，才产生； （2）钢轨首先要克服接头阻力，然后才能伸长或缩短； （3）钢轨从伸长转入缩短或从缩短转入伸长状态要克服两倍接头阻力。
二、无缝线路基本原理
（二）扣件阻力
中间扣件和防爬设备抵抗钢轨沿轨枕面纵向位移的阻力，称扣件阻 力。为了防止钢轨爬行，要求扣件阻力必须大于道床纵向阻力。扣件阻力 是由钢轨与轨枕垫板面之间的摩阻力和扣压件与轨底扣着面之间的摩阻力 所组成。摩阻力的大小取决于扣件扣压力和摩擦系数的大小。
8无缝线路稳定性分析、普通无缝线路设计、超长无缝线路及特殊地段无缝线路.
K C
f0+f
f0 2mm
3 无缝线路稳定性计算的主要目的
无缝线路稳定性计算的主要目的是研究轨道 胀轨跑道的发生规律，分析其产生的力学条件及 主要影响因素的作用，计算出保证线路稳定的允 许温度压力。
因此，稳定性分析对无缝线路的设计，铺设 及养护维修具有重要的理论和实践意义。
4 影响无缝线路稳定性的因素
3）稳定性安全储备
轨道结构的工作特点是荷载的重复性与随机性， 加上自然条件的影响，使得轨道存在各种不平顺， 不得不对线路进行经常或定期的修理，线路状态的 变化会降低无缝线路的稳定性。
因此，在上述稳定性计算的基础上，还需要对 稳定性的安全储备量进行分析，即要考虑一定的安 全储备量。
4）稳定性计算
（自学）
为此，要求钢轨与轨枕间的扣件阻力，大于轨 枕与道床间的纵向阻力。即
P防＋nP扣≥nR
式中 P防——一对防爬器提供的阻力(N)，见表5-3； P扣——一根轨枕上扣件的阻力(N)，见表5-3； R——一根轨枕提供的道床纵向阻力(N)，见表5-4； n——配置一对防爬器的轨枕数。
缓冲区的防爬设备与伸缩区相同。采用弹 条Ⅰ、Ⅱ型扣件时，一般可不装防爬器。
跨区间无缝线路需要在多次“天窗”中铺设，各段
轨节铺设温差较大，为了使各段轨节锁定轨温相近，需要使 用钢轨拉伸器，使钢轨能锁定在设计的锁定轨温范围内，同 时，在不同季节铺设无缝线路时，也需要使用钢轨拉伸器。
3 无缝道岔
超长无缝线路中的道岔应当是没有任何轨缝的道岔， 道岔中所有的钢轨接头都应焊接或胶接起来，道岔两端 也需要与直股或侧股的无缝线路长轨条焊接在一起，这 样的道岔称为无缝道岔。
④ 无缝线路结构计算
i) 轨条长度
轨条长度应考虑线路平、纵面条件、道岔、 道口、桥梁、隧道所在位置，原则上按闭塞区间 长度设计，一般长度为1 000～2 000 m。
无缝线路课程设计之中和轨温及预留轨缝设计
目录一、简介————————————（1）二、设计参数——————————（2）三、设计内容——————————（5）四、设计总结—————————（13）五、参考文献—————————（14）六、程序设计—————————（14）一、简介（一）、无缝线路锁定轨温及预留轨缝简介无缝线路是当今轨道结构的一项重要新技术，是把标准长度的钢轨焊连而成的长钢轨线路。
它是当今轨道结构的一项重要技术，是与重载、高速铁路相适应的新型轨道结构。
无缝线路是当今轨道结构的最佳选择，世界各国竞相发展。
我国铁路无缝线路的发展，近年来在技术上有很大的进步，在数量上有较快增长。
无缝线路是铁路轨道现代化的重要内容，经济效益显著，在桥梁上铺设无缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。
这些优点在行车速度提高时尤为显著。
然而铺设无缝线路是有条件的，主要是考虑气候温度的影响，因为万物都有热胀冷缩的特点，对于无缝钢轨，温度的影响更为明显，只有选择适当的温度（我们称为锁定轨温），才能尽可能的避免这方面的伤害。
锁定轨温一般采用高于本地区的中间轨温。
（二）、设计的目的与意义中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）是无缝线路设计的关键问题，涉及《轨道工程》这门课的主要理论。
该设计目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论，自主练习，将所学知识用于实际的设计中，学以致用。
完成该课程设计的意义在于让所学的知识形成一个系统的体系，加固对知识的理解与应用，逐渐熟悉使用规范，设计手册和查阅参考资料，培养自身分析问题、解决问题和独立工作的能力。
（三）、设计任务（1）收集资料，综合分析。
通过专业书籍及相关学术期刊的学习，了解无缝线路铺设的意义及国内外发展的现状。
并对路基上无缝线路设计的基本原理、方法及步骤有较清楚的了解。
（2）通过计算，确定路基上无缝线路的允许降温幅度。
（3）通过计算，确定路基上无缝线路的允许升温幅度。
轨道无缝线路铺设课件
无缝线路的稳定性分析
温度力的影响
总结词
温度力是影响无缝线路稳定性的重要因素。
详细描述
温度力是由于钢轨温度变化引起的热胀冷缩现象，它会导致轨道的伸长或缩短，从而影响线路的稳定 性。在铺设无缝线路时，需要考虑不同季节和气候条件下的温度变化，以选择合适的钢轨类型和铺设 方法，确保线路的稳定性。
车辆载荷的影响
无缝线路的连续性和稳定性 能够减少列车运行过程中的 临时停车和延误，提高运输
效率。
03
04
降低维护成本
由于无缝线路减少了传统接 头处的故障率，因此可以减 少轨道维护和更换的工作量
，从而降低维护成本。
提升景观效果
无缝线路的美观性和连续性 可以提升铁路景观的整体效 果，减少视觉上的不协调感
。
无缝线路的发展历程
焊接等。
有轨电车线路无缝线路的应用实例
03
南京有轨电车、苏州有轨电车等城市的公共交通系统广泛应用
了无缝线路技术。
THANKS
对铺设完成的无缝线路 进行功能性检测，确保
线路运行正常。
安全性检测
对线路进行安全性检测 ，检查是否存在安全隐
患。
环境检测
对线路周围环境进行检 测，确保环境条件符合
要求。
06
无缝线路的应用案例
城市轨道交通的无缝线路应用
城市轨道交通无缝线路的优点
提高列车运行平稳性、降低列车运行噪音、提高旅客乘坐舒适度。
无缝线路的钢轨长度通常在500米到 1000米之间，甚至更长，这样可以减 少传统接头处的冲击和振动，提高列 车运行的平稳性和安全性。
无缝线路的优点
提高列车运行平稳性
由于消除了传统接头处的冲 击和振动，无缝线路能够显 著提高列车运行的平稳性， 减少车辆和轨道的磨损，延
无缝线路轨道课程设计
无缝线路轨道课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无缝线路轨道的基本概念、组成和分类。
2. 学生掌握无缝线路轨道的铺设原理和施工技术。
3. 学生了解无缝线路轨道的养护与维修方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析无缝线路轨道的优缺点。
2. 学生通过小组合作，设计简单的无缝线路轨道铺设方案。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际的无缝线路轨道养护与维修问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对铁路工程事业的热爱和责任感，增强职业认同感。
2. 培养学生团队合作意识，提高沟通协调能力。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为铁路工程专业的一门专业课程，旨在让学生深入了解无缝线路轨道的构造、施工及养护维修等方面知识。
学生特点：学生为铁路工程专业大一学生，具备一定的铁路工程基础知识，对无缝线路轨道有一定了解，但缺乏深入的认识。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、小组讨论、实地考察等多种教学方法，提高学生的理论知识和实践技能。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 无缝线路轨道概述- 无缝线路轨道的定义、作用和分类- 无缝线路轨道的发展历程及现状2. 无缝线路轨道的构造与铺设原理- 轨道组成、部件及功能- 铺设原理及施工技术- 轨道弹性、轨道几何及轨道刚度等基本概念3. 无缝线路轨道施工技术- 施工准备及施工工艺- 铺轨、焊接、应力放散与调整等关键工序- 施工质量控制及验收标准4. 无缝线路轨道养护与维修- 轨道检测与评估- 养护维修方法及工艺- 常见病害及防治措施5. 无缝线路轨道施工案例分析- 分析实际工程案例，了解施工过程中的关键问题及解决方法- 结合案例，学习施工组织、协调及管理教学大纲安排：第1周：无缝线路轨道概述第2周：无缝线路轨道的构造与铺设原理第3周：无缝线路轨道施工技术第4周：无缝线路轨道养护与维修第5周：无缝线路轨道施工案例分析教材章节及内容关联：《铁路工程》第3章：轨道结构与施工《铁路工程》第4章：轨道养护与维修《铁路工程案例》第2节：无缝线路轨道施工案例三、教学方法为了提高教学效果，充分调动学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师通过生动的语言、形象的比喻和丰富的案例，对无缝线路轨道的基本概念、构造、施工及养护维修等方面知识进行讲解，帮助学生建立完整的知识体系。
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无缝线路设计
发题时间：完成时间：
一、原始资料
1、铺设地点（选址方法参照说明）
3、轨枕类型
4、轨枕间距（根/km）
5、扣件类型：
6、道床类型及肩宽
7、钢轨接头螺栓扭矩值
8、道床纵向阻力值
10、轨下基础刚度（
11
12、机车及车辆类型
13、轮距列表
二、设计内容
第一部分轨道结构竖向受力计算及锁定轨温的确定1.1静力计算
1.2轨道动力响应的准静态计算
1.3动弯矩和动反力计算
1.4钢轨弯曲应力计算
1.5无缝线路稳定允许温度力和允许温升计算；
1.6设计锁定轨温的确定
第二部分轨道结构强度检算
2.1钢轨基本应力检算
2.2轨枕弯矩检算
2.3道床及路基顶面应力检算；
第三部分 无缝线路结构计算；
3.1轨条长度及缓冲区的设计 3.2伸缩区长度
3.3绘制温度力分布图并标注主要位置的数值； 3.4预留轨缝设计；
三、说明
1、铺设地点的选取：学号最后一位的数字为X 2；学号倒数第二位的数字为X 1 ；学号倒数第三位的数字为X 。
3班铺设地点选择为：C 1=92-X 1X 2;4班铺设地点选择为：C 2=124-XX 1X 2 ； 2、钢轨类型的选取：横向为班级序号。
3、轨条长度及缓冲区的设计是指单元长轨条的长度和缓冲区的长度的设计。
4、轨道结构竖向受力计算，采用连续支承梁模型计算。
5、轨下截面轨枕正弯矩检算公式为21()28g
d g a b M R M N mm
e '⎛⎫
⎡⎤=-≤ ⎪⎣⎦⎝⎭
轨枕中间截面负弯矩检算公式为[]()144c d c L a M R M N m m -⎛⎫
=-⨯≤
⎪⎝⎭
5、无缝线路稳定允许温度力和允许温升计算，f op =f oe =3mm,稳定时f=2mm ，安全系数k=1.25（只计算曲线的稳定条件）。
6、伸缩区及轨缝计算，采用直线地段的轨道条件；伸缩区的长度最后取为25m 的整倍数。
7、绘制无缝线路一个单元的布置图，具体如图1所示。
图1 无缝线路轨节布置示意图
四、参考书目
1、《轨道工程》 同济大学出版社 练松良
2、《铁道工程》 中国铁道出版社 郝 瀛
3、《铁路轨道》 中国铁道出版社 陈岳源
4、《铁路轨道》 中国铁道出版社 童大员
五、附其他参考数据
1、混凝土枕线路的钢轨点支座刚度D 值
2
3
4、各型钢轨断面参数W和惯性矩I x及轨底宽b
5、钢轨钢的材料性能。