铁路线路设计
铁路线路设计规范

1总则1.0.1为统一铁路线路设计的技术标准,使铁路线路设计达到安全、可靠、技术先进、经济适用的要求,特制定本规范。
1.0.2本规范适用于一级、五级高速铁路、城际铁路、客货运线路、重载铁路的标准规范设计。
考虑旅客运输的重载铁路线路设计,按照客货共运标准执行。
昌平、W级铁路设计按有关设计规范执行。
1.0.3铁路线路设计应贯彻绿色、协调发展的理念,落实现代综合交通发展要求,充分研究项目要求、路网规划和综合运输规划等相关因素,准确把握工程功能定位,科学论证施工方案,合理选择主要技术标准和线路走向,优化线路平纵断面。
10年和4年铁路设计年分为短期和长期。
短期为交货后第10年,长期为交货后第20年。
应预测近期和远期交通量。
铁路基础设施、建筑物和设备的规模设计应符合下列要求:1。
铁路线下不易改扩建的基础设施、建筑物和设备,应根据远期运量和运输性质进行设计。
2对于易改扩建的建筑物和设备,应根据近期交通量和运输性质进行设计,并保留长期发展条件。
三个。
根据运输需求的变化,可根据交付后第五年的预测交通量设计动车组、机车和车辆的数量。
1公司高速铁路和城际铁路的运力应考虑区间承载力的利用系数。
客货铁路和重载铁路的区段通过能力应预留一定的储备。
扣除综合维修的“天窗”时间后,单线铁路和双线铁路的储备能力应分别为20%和15%,并应考虑客货运量的波动。
]. O、6铁路线路设计应计算线路的预期年输电能力。
1.1.0.7铁路线路设计应坚持以人为本的设计理念,确保安全设计和风险管理贯穿于整个设计过程。
18号线设计应本着保护自然生态环境、节约用地、节约能源的原则。
10、9号线设计应以系统优化为重点,综合考虑相关专业技术接口,协调固定设施和移动设备。
1.0.10铁路线路设计应系统、经济、合理地确定车站、车辆段的布局和规模,节约投资,降低运营成本,实现综合效益最大化。
1O.11铁路线路设计应符合环境、能源、土地、文物等法律法规的有关规定。
铁路线路规划设计

铁路线路规划设计1. 线路规划的重要性铁路线路规划决定了铁路线路的走向和沿途的站点。
准确的线路规划能够实现以下目标:1. 运输效益最大化:线路规划需要考虑各地区的交通需求和旅客流量,合理确定线路走向,以便最大限度地提高运输效益。
运输效益最大化:线路规划需要考虑各地区的交通需求和旅客流量,合理确定线路走向,以便最大限度地提高运输效益。
2. 投资成本最小化:线路规划需要在满足运输需求的前提下,尽量减少投资成本,提高铁路建设的经济性和可行性。
投资成本最小化:线路规划需要在满足运输需求的前提下,尽量减少投资成本,提高铁路建设的经济性和可行性。
3. 地理条件适应性:线路规划需要充分考虑地理条件,选择合适的线路走向,以减少地质灾害风险、减少工程难度,并提高铁路线路的可靠性和安全性。
地理条件适应性:线路规划需要充分考虑地理条件,选择合适的线路走向,以减少地质灾害风险、减少工程难度,并提高铁路线路的可靠性和安全性。
2. 线路规划的关键要素线路规划设计需要综合考虑多个要素,包括但不限于以下内容:1. 交通需求调研:通过对交通需求的调研和分析,确定各地区的交通运输需求和旅客流量,并为线路规划提供基础数据。
交通需求调研:通过对交通需求的调研和分析,确定各地区的交通运输需求和旅客流量,并为线路规划提供基础数据。
2. 地理环境评估:对线路所经过的地理环境进行评估,包括地质地貌、水文地质、气象条件等,以确定线路的可行性和安全性。
地理环境评估:对线路所经过的地理环境进行评估,包括地质地貌、水文地质、气象条件等,以确定线路的可行性和安全性。
3. 路线选择和优化:综合考虑交通需求、地理环境和投资成本等因素,选择最佳线路,并对线路进行优化设计,以提高运输效益和降低投资成本。
路线选择和优化:综合考虑交通需求、地理环境和投资成本等因素,选择最佳线路,并对线路进行优化设计,以提高运输效益和降低投资成本。
4. 站点布局和集疏运设计:根据交通需求和旅客流量,合理确定线路沿途的站点布局,并设计相应的集疏运设施,以提高运输效率。
如何进行铁路测绘及铁路线路设计

如何进行铁路测绘及铁路线路设计铁路的建设和发展对于一个国家的经济和社会发展至关重要。
铁路测绘和线路设计是铁路建设的基础工作,它们的准确性和科学性直接影响着铁路的质量和安全性。
本文将从测绘和设计两个方面,探讨如何进行铁路测绘及铁路线路设计,帮助读者更深入地了解这个领域的知识。
一、铁路测绘铁路测绘是指在铁路建设前对地形、地貌以及其他环境因素进行测量并制作地形测量图的过程。
铁路测绘需要精确测量地面的高程、坡度、曲率等参数,以便后续的线路设计和施工。
以下是一些铁路测绘的关键步骤和技术:1. 地形测量:地形测量是铁路测绘的核心内容,通过使用全站仪、GPS和激光测距仪等现代测量仪器,可以准确地测量地面的高程和坡度。
这些测量数据可以用于制作数字地形模型(DTM),为线路设计提供基础数据。
2. 测绘图制作:测绘图是铁路测绘的成果之一,它是根据实地测量数据制作的图件,包含了地貌、水文、交通等信息。
利用计算机辅助设计(CAD)软件,可以将测绘数据转化为数字化的测量图,并且进行编辑和修正。
3. 数据处理和分析:测绘数据处理和分析是对原始测量数据进行可视化处理和空间分析的过程。
利用地理信息系统(GIS)软件,可以对测绘数据进行处理、分析和展示,帮助工程师更好地理解测绘结果,为线路设计提供科学依据。
二、铁路线路设计铁路线路设计是在铁路测绘的基础上,根据各种因素如地形、地貌、气候、交通需求等制订的具体线路方案。
铁路线路设计需要考虑多种因素,例如线路的坡度、曲度、最小曲线半径、最大坡度等,以满足列车的行驶要求和铁路的经济性。
以下是一些铁路线路设计的关键要素:1. 坡度和曲线设计:铁路线路设计中的坡度和曲线是非常重要的因素。
合理控制坡度的大小,可以提高列车的运行效率和能源利用率。
而曲线的设计需要考虑列车的运行速度和行驶稳定性,例如利用缓和曲线来减少惯性力的作用,提高列车的安全性。
2. 设计速度和运行安全性:在铁路线路设计中,需要考虑列车的设计速度和运行安全性。
铁路工程规范要求及线路设计原则

铁路工程规范要求及线路设计原则在铁路工程中,规范要求和线路设计原则起着至关重要的作用。
它们不仅确保了铁路线路的安全、高效运行,还对整个工程的质量起到了决定性的影响。
本文将讨论铁路工程规范要求及线路设计原则,并对其进行详细阐述。
一、铁路工程规范要求铁路工程规范要求是保证铁路线路建设与维护质量的基本准则,为铁路工程的设计、施工、验收、维护等各个环节提供了指导。
以下是一些常见的铁路工程规范要求:1. 线路布置要求线路布置要求指铁路线路在空间上的布置规划。
规范要求在满足旅行速度、运输能力、运行安全等基本要求的基础上,尽量选择直线段、减少弯线段的数量和曲线半径。
此外,还需要考虑环境保护、土地利用等因素,尽量减少对自然环境的影响。
2. 线路几何要求线路几何要求是指铁路线路在水平和垂直方向上的几何参数要求。
其中,水平曲线的半径、坡度、超高、超高速公路交叉点等是设计中需要严格遵循的要求。
在垂直方向上,线路的坡度、高差、爬坡能力等也需要符合规范要求。
3. 线路轨道要求线路轨道要求主要包括轨道的几何参数、轨道弯曲半径、轨道垂直和水平的修整、轨道的安装和维修等方面的要求。
在线路轨道设计中,需要考虑列车的运行平稳性、轨道的耐久性以及维修便利性等因素。
4. 线路信号与通信要求线路信号与通信要求规定了线路信号系统的布置和通信设备的选用,包括信号机、信号线路、通信机房等方面的要求。
这些要求保证了列车的运行安全和通信系统的正常运行。
5. 线路电气化要求线路电气化要求是指对铁路线路进行电气化改造的相关规范要求。
包括牵引供电系统、接触网、变电所等方面的规范要求,其目的是确保电力供应的稳定性和牵引供电系统的效率。
二、线路设计原则线路设计原则是指在满足铁路工程规范要求的基础上,根据具体铁路工程的特点,采用合理的设计方法和技术手段,以确保线路的安全运行和经济效益的最大化。
以下是一些常见的线路设计原则:1. 安全性原则安全是线路设计的首要原则,包括列车运行安全和工作人员的安全。
高速铁路线路设计

高速铁路线路设计随着科技的不断发展和交通需求的增加,高速铁路作为一种高效、快捷的交通方式得到了广泛的应用和发展。
而其中一个关键的因素就是线路的设计。
本文将着重探讨高速铁路线路设计的相关内容。
一、线路选址与规划高速铁路线路的选址要考虑诸多因素,包括地理环境、地形地貌、交通条件等。
首先需要考虑线路的起点和终点,以及线路沿途经过的城市和乡村。
这些地点应尽量满足人口密集、经济发达、交通便利等条件。
其次,线路的规划也需要考虑人口流动与交通需求的关系。
例如,人口密集的地区需要设计更多的车站,以满足乘客的需求。
同时,应考虑到线路与其他交通方式的连接,如与地铁、公交等交通网络的衔接,以提供更便捷的出行体验。
二、线路曲线设计在高速铁路线路设计中,曲线的设计非常重要。
合理的曲线设计可以提高列车的运行速度和安全性。
对于水平曲线的设计,应遵循一定的准则,比如不宜过长、不宜过陡,以免对列车的运行造成不利影响。
对于垂直曲线的设计,需要考虑线路的起伏和坡度。
坡度过大会对列车的运行速度和乘坐舒适度产生负面影响,因此应适度控制坡度,并采用合理的过渡曲线设计,使列车过渡平稳。
三、线路桥梁设计高速铁路线路中,桥梁的设计也是至关重要的。
桥梁作为高速铁路线路的重要组成部分,需要具备良好的结构和强度,以承载列车的运行和保证行车的安全性。
在桥梁设计中,需要考虑桥面的宽度、护栏的高度、桥墩的形状等因素。
同时,还需要根据桥梁所在地段的特点,选择适合的桥型,如梁桥、拱桥等,并合理设置桥墩和桥梁间距,以满足线路的要求。
四、线路隧道设计除了桥梁,隧道也是高速铁路线路设计的重要部分。
隧道的设计需要考虑隧道的长度、断面形状、通风设备等因素。
同时,还需要考虑隧道的施工难度和成本,以及对列车运行的影响。
在隧道的设计中,应选择合适的隧道断面形状,以满足列车的通行要求,并采取适当的通风措施,确保隧道内的空气流通,减少烟尘等污染物对乘客的影响。
五、线路设备及安全设计高速铁路线路设计中还需要考虑各种设备和安全措施。
铁路线路设计规范

《中华人民共和国国家标准:铁路线路设计规范(GB50090-2006)》根据我国铁路的技术发展方向,本着贯彻铁路主要技术政策,体现“解放思想,实事求是,与时俱进,以提高运输能力和提升技术装备水平为主线,全面推进技术创新和体制创新”的原则,吸取了原规范执行以来铁路设计、施工和运营以及近年来五次铁路提速的成功经验和专题科研成果,贯彻了从检验设计的正确性向指导设计的合理性方面逐步转化的指导思想,并突出了以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展的理念,在广泛征求有关单位和专家的意见后修编而成。
近日,国家铁路局发布《铁路线路设计规范》(TB10098-2017)、《铁路车站及枢纽设计规范》(TB10099-2017)、《铁路轨道设计规范》(TB10082-2017)、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10091-2017)、《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10093-2017)和《铁路隧道盾构法技术规程》(TB10181-2017)等6项铁路工程建设标准英文译本,为服务铁路“走出去”和中外铁路技术交流合作提供技术支撑。
《铁路线路设计规范》主要规定综合选线、线路平面、线路纵断面、车站分布等主要内容,在铁路设计中起着主导和统筹各专业设计的总体作用。
《铁路车站及枢纽设计规范》对铁路车站枢纽总体规划原则、客运站和物流中心的选址及综合开发的原则、车站及枢纽设计主要技术标准等内容进行了全面规定,用于指导铁路车站及枢纽设计。
《铁路轨道设计规范》根据铁路等级、设计速度、列车轴重、客货运量等因素合理确定铁路轨道设计标准,主要包括钢轨及配件、正线有砟轨道、无砟轨道、站线轨道、无缝线路、有缝线路和轨道附属设施等内容。
《铁路桥梁钢结构设计规范》结合我国铁路工程建设中钢桥领域的新材料,新结构,新工艺应用实践经验,统一了铁路钢桥设计标准,适用于铁路全铆接、栓焊及全焊桥梁钢结构的设计。
《铁路桥涵地基和基础设计规范》对铁路桥涵明挖基础、桩基础、沉井基础、挖井基础及特殊地基等计算参数和构造要求作了规定,用于指导铁路桥涵基础设计。
铁路线路设计规范

铁路线路的轨道设计
轨道结构类型选择
钢轨类型选择:根据线路等级、运输需求和车辆类型选择合适的钢轨类型, 如重轨、轻轨等。
轨枕类型选择:根据线路荷重、轨道结构和运营条件选择合适的轨枕类型, 如木枕、混凝土枕等。
道床类型选择:根据地质条件、气候环境和维护要求选择合适的道床类型, 如碎石道床、沥青道床等。
设计原则:纵断面线形设计应遵循“因地制宜、合理利用地形、地质、气候条件”的原则,尽量减少工程 量,降低建设成本,同时保证线路的安全性和稳定性。
注意事项:在纵断面线形设计过程中,应注意避免坡度过陡或坡长过长,以减少工程风险和运营维 护成本。同时,应充分考虑地质条件和气候变化对线路的影响,确保线路的安全和稳定性。
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铁路线路设计规 范
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铁路线路的轨道 设计
铁路线路设计的 基本原则
铁路线路的桥涵 设计
铁路线路的线形 设计
铁路线路的隧道 设计
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铁路线路设计的基本原则
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对于大型桥涵,应优先采用预制 桥梁段的拼装施工方法,以提高 施工效率。
在特殊情况下,如地质条件复杂、 工期紧迫等,可采用特殊施工方 法,如喷射混凝土、预制桥梁段 顶推等。
铁路线路的隧道设计
隧道分类及适用条件
隧道分类:根据隧道长度、埋深、施工方法等不同,隧道可分为短隧道、中隧道、长隧道和特长隧道
适用条件:不同长度的隧道适用于不同的地形和地质条件,短隧道适用于地形简单、埋深较浅的地区;中 隧道适用于地形较为复杂、埋深适中的地区;长隧道和特长隧道适用于地形复杂、埋深较大的地区
铁路线路设计方案优缺点和改进措施

铁路线路设计方案优缺点和改进措施铁路线路设计方案的优缺点和改进措施如下:优点:1. 相对于公路,铁路的运输能力更大,更为安全和高效。
铁路线路设计可以确保车辆在高速行驶时的稳定和安全,并优化线路以最大化运输量和速度。
2. 铁路线路可以在较小的面积内输送大量的货物和乘客。
这使铁路交通成为城市公共交通系统的理想选择,特别是在拥挤的都市地区。
3. 铁路线路的设计可以优化列车的能源效率,减少能源消耗和对环境的影响。
例如,使用电力驱动列车和经过精心设计的轨道系统可以减少能源和碳排放。
缺点:1. 铁路线路的建设和维护成本高。
由于铁路线路系统由许多小组件组成,因此在建设和运行维护中需要更多的人力和资源。
另外,铁路与其他交通方式相比需要更多的土地,进一步增加了成本。
2. 铁路线路的限制范围高。
相对于其他交通方式,铁路交通面临更多的限制和监管,比如加强安全措施和维护铁路线路系统。
这些需要投入更多的资金和劳动力。
3. 铁路线路的效率可能会收到气候和天气的限制。
不能在雪天和暴雨等恶劣气候时正常运营,而且任何一点铁路线路的故障也可能导致整个线路系统被关闭。
改进措施:1. 铁路线路可以使用新技术、新思想和新材料来减少成本。
例如,使用更便宜、更易于生产的材料,搭建一组小型模块化的铁路线路系统。
2. 建立数字铁路,投资建设自动化铁路线路系统的探寻。
自动化的铁路线路设计可以控制列车的速度和位置,这样可以在安全的前提下减少人工成本。
3. 增强危机防范,应对各种可能的天气和气候变化的限制。
根据气象数据和预测,对列车和铁路线路系统进行优化调整,跨越不同气候条件的限制。
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目录第1章绪论 (1)1.1 整修轨 (1)1.1.1 概述 (1)1.1.2 设计内容 (1)1.2 无缝线路 (2)1.2.1 概述 (2)1.2.2 路基上无缝线路 (3)1.2.3 桥上无缝线路 (3)第2章轨道结构设计 (4)2.1 设计原理 (4)2.1.1 概述 (4)2.1.2 轨道结构竖向受力分析及计算方法 (4)2.2 轨道结构强度检算 (5)2.2.1 按货运机车东风计算 (6)2.2.2 按客运北京型计算 (12)第3章路基上无缝线路设计 (18)3.1 无缝线路基本技术条件 (18)3.1.1 无缝线路分类 (18)3.1.2 无缝线路铺设地段和位置 (18)3.1.3 无缝线路结构组成 (19)3.1.4 缓冲区和伸缩区的设置 (19)3.2 稳定性检算 (19)3.2.1 稳定性计算公式 (19)3.2.2 稳定性计算 (21)3.2.3 由稳定条件计算容许的升温幅度 (22)3.3 无缝线路结构设计 (22)3.3.1 确定锁定轨温 (22)3.3.2 伸缩区长度计算 (23)3.3.3 预留轨缝计算 (24)3.3.4 防爬设备及观测桩布置 (25)第4章桥上无缝线路设计 (27)4.1 概述 (27)4.2 设计要点 (27)4.3 计算附加伸缩力 (28)4.3.1 附加伸缩力计算原理 (28)4.3.2 计算伸缩力 (28)4.4 计算附加挠曲力 (30)4.4.1 附加挠曲力计算原理 (30)4.4.2 计算挠曲力 (30)4.5 强度与稳定性计算 (34)4.6 确定锁定轨温 (35)4.7 断缝检算 (35)第5章轨道数量计算 (37)5.1 轨道各部件数量计算 (37)5.2 道砟量计算 (37)5.2.1 直线地段道床面积计算 (37)5.2.2 曲线地段道床面积计算 (39)第6章整修轨与无缝线路的养护维修 (42)6.1 整修轨 (42)6.1.1 整修轨的养护特点 (42)6.1.2 钢轨再利用 (42)6.2 无缝线路的养护维修 (43)6.2.1 基本要求 (43)6.2.2 养护维修基本内容 (44)第7章结论与展望 (45)7.1 结论 (45)7.1.1 轨道的结构形式和组成 (45)7.1.2 线路平纵断面设计 (45)7.1.3 路基上无缝线路设计 (45)7.1.4 桥上无缝线路设计 (46)7.2 展望 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录A 外文资料翻译 (49)A.1 英文 (49)A.2 译文 (59)附录B 图纸 (71)B.1 长轨节布置图(图号:01) (71)第1章绪论1.1 整修轨1.1.1 概述钢轨是铁路轨道上的重要组成部分,列车能否可靠、安全地运行,首先与钢轨的状态有关。
我国每年需新建几百乃至上千公里的新线,大修几千公里的既有线,地方铁路也在迅速发展,每年需要大量的钢轨。
钢轨的再用便被提到议事日程上来,整修轨就是指那些经过整修,能够再次使用的旧轨。
在我国钢轨的合理再用尚未形成规范,钢轨整修的工艺也尚未配套。
因此制定我国钢轨分级使用制度,对节省投资,缓和钢轨供应紧缺的局面,充分利用重型钢轨的工作潜能和加强轨道结构具有十分重要的意义,其经济效益也十分明显。
这里所说的钢轨再用并不是指钢轨在达到极限运量之后,撤换下来再次使用;而是在技术经济分析的基础上,形成钢轨的分级使用制度,让重型新轨在繁忙干线上使用一定时间后,撤换下来经工厂综合整修,再铺到次一级线路上使用。
这样,在繁忙干线上始终使用着状态较好的重型钢轨。
而将经整修的重型钢轨铺到次一级线路上,加强了次一级线路的轨道结构,降低了维修费用,这样就形成了钢轨使用的良性循环。
美国、德国、英国和法国铁路对旧轨的再用都有相应的制度。
旧钢轨的修理及焊接作业包括如下内容:机械化装卸,钢轨清洗,钢轨矫直,钢轨全长探伤,按规定断面进行轨头刨切,清除金属表面不平顺和破损层,切除伤损部位,焊接前对轨头端面处理,钢轨焊接,铲除焊瘤及毛刺,焊接接头热处理,焊接接头探伤,按规定长度截锯,钻轨孔,螺孔毛边整修,成品堆码等。
整修轨经现场探伤后得出,轨头表面伤损数量明显少于未整修轨,有利于列车安全运行。
整修轨表面不直度明显好于未整修轨,使用中产生的光带连续、平整且光滑,轮轨接触条件改善,列车运行平稳,振动小。
铺设在直线地段的整修轨大多数肥边产生较晚,一般在一年半左右,没有波磨现象发生;而未整修轨大多数肥边产生较早,一般在半年左右,所以使用整修轨有利于提高线路的质量。
1.1.2 设计内容本设计中采用的方法及步骤如下:(1)根据相关规范、文献资料和整修轨整修前的情况,确定整修轨的外形和断面尺寸及特征[1~2]。
(2)根据线路资料,采用连续弹性基础梁模型、准静态计算方法进行钢轨及轨枕强度检算[4~7]。
(3)进行路基上和桥梁上无缝线路设计[4~9]。
1.2 无缝线路1.2.1 概述无缝线路是轨道结构的一大变革,是高速重载轨道结构的最优选择。
随着高速、重载铁路的发展,要求强化铁路轨道结构,提高线路的平顺性和稳定性,消除现有一般无缝线路的缓冲区和道岔区钢轨接头的影响,实现线路的无缝化。
几十年来,各国铁路竞相发展无缝线路,使这项新技术日臻完善,并取得了巨大的经济效益和社会效益。
把焊接轨条长度延长达整个区间或跨区间并与道岔焊联成一体,这种超长轨条的无缝线路称为区间无缝线路或跨区间无缝线路。
由于无缝线路的施工工艺和机械化程度的提高,维修管理方法的不断完善,胶接绝缘接头的技术工艺过关并投入使用,无缝道岔的设计理论逐步完善和试铺成功,从1964年在日本建成第一条高速铁路开始,相继于1983年法国模式的高速铁路成功运营,至今国内外在区间无缝线路和跨区间无缝线路都取得了很大的发展。
如日本青函海底隧道长53.83km,在12‰的坡道上铺设了轨条长53.7km的无缝线路;法国以巴黎为中心的几条高速铁路上,多数无缝线路的轨条长度贯穿整个区间,其中最长一条长达50km;德国焊接道岔数达11万组之多,截至1992年底德国已有93.2%的线路铺设了超长轨条的无缝线路;俄罗斯在顿涅茨铁路上铺设了一段轨条长17.5km无缝线路。
中国截至1998年底全国已铺设超长轨条的无缝线路4359.5km。
2001年在京沪线南京一上海区间成功铺设了一条轨条长为249km的跨区间无缝线路。
秦皇岛至沈阳客运专线上计划全面铺设区间无缝线路或跨区间无缝线路[5]。
普通线路上,钢轨接头是轨道的薄弱环节之一,线路上钢轨接头的数量,是由钢轨长度决定的。
由于接缝的存在,列车通过是发生冲击和振动,并伴随有打击噪声,冲击力可达到非接头区的三倍以上。
接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适,并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及连接零件的使用寿命缩短、维修劳动费用的增加。
养护线路接头区的费用占养护总经费的35%以上;钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他部位大2~3倍;重伤钢轨60%发生在接头区。
随着列车轴重、行车速度和密度的不断增长,上述缺点更加突出,更不能适应现代高速重载运输的需要。
近来来各国铁路对无缝线路的稳定性、长钢轨的温度力及其胀缩等理论问题,进行了广泛的实验研究,刚贵的焊接技术,以及长钢轨的运输,铺设及维修等方面的技术亦均有显著进步。
为了改善钢轨接头的工作状态,人们从本世纪三十年代开始至今,一直致力于这方面的研究与实践,采用各种方法将钢轨焊接起来构成无缝线路。
这中间首先遇到了接头焊接质量问题;其次就是长轨在列车动力和温度力共同作用下的强度和稳定问题;还有无缝线路设计、长轨运输、铺设施工、养护维修等一系列理论和技术问题。
随着上述一系列问题的逐步解决,无缝线路在世界各国得到了广泛的运用。
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。
实践证明,无缝线路由于消灭了钢轨接头轨缝,因而具有行车平稳,机车车辆及轨道维修费用降低,设备使用寿命延长,适合于高速行车等优点,是铁路轨道现代化的一项重要技术措施,也是当前高速、重载铁路的必需条件。
1.2.2 路基上无缝线路路基上无缝线路设计主要包括[4~9]:(1)无缝线路钢轨强度计算,采用连续支承法;(2)无缝线路稳定性计算,采用统一公式模型;(3)无缝线路结构设计与计算。
1.2.3 桥上无缝线路桥上无缝线路设计主要包括[6~9]:(1)钢轨的伸缩附加力的计算。
梁因温度变化而产生的伸缩变形,通过梁轨相互作用,使钢轨产生伸缩附加力。
伸缩附加力与梁的日温度差和扣件阻力的大小有关。
(2)钢轨挠曲附加力的计算。
梁在荷载作用下产生挠曲变形,通过梁轨相互作用,使钢轨产生挠曲附加力,与挠曲变形和扣件阻力的大小有关。
(3)钢轨强度计算。
钢轨在动应力、温度应力和伸缩附加应力(或挠曲附加应力,两种附加应力不叠加,取其中大者来计算)的作用下,不超过钢轨的容许应力。
(4)稳定性检算。
钢轨在温度力和伸缩附加力(或挠曲附加力)的作用下,满足稳定性的要求。
(5)锁定轨温计算。
根据强度、稳定性和缓冲区轨缝设置的要求,计算桥上锁定轨温,并与路基上无缝线路相比较。
(6)断缝计算。
桥上无缝线路焊接长轨一旦断裂后形成的断缝以及由于伸缩附加拉力而产生的钢轨缩短量叠加起来,检算断缝值是否超过规定的容许值。
第2章轨道结构设计2.1 设计原理2.1.1 概述轨道结构力学分析就是应用力学的基本原理,结合轮轨相互作用理论,用各种计算模型来分析轨道及其各部件在机车车辆荷载作用下产生的应力、应变及其他动力响应,对轨道的主要部件进行强度检算。
轨道结构力学分析包括静力分析和动力分析,其主要目的是为了确定机车车辆作用于轨道上的力,并了解这些力的形成及其计算方法,确定在一定的运行条件下,轨道结构的承载能力。
轨道结构的承载能力包括以下三方面:(1)强度检算:在最大可能的荷载条件下,轨道各部件应具有抗破坏的强度。
(2)寿命计算:在重复荷载作用下,轨道各部件的疲劳寿命。
(3)残余变形计算:在重复荷载作用下,轨道整体结构的几何形位破坏的速率,进而估算轨道的日常维修工作量。
2.1.2 轨道结构竖向受力分析及计算方法轨道承受的力包括各种垂直力、横向水平力和纵向水平力等。
轨道结构竖向受力的静力计算目的是分析轨道结构的受力,最常用的检算轨道强度方法为准静态计算方法。
轨道强度准静态计算包括:(1)轨道静力计算本设计采用连续弹性基础无限长梁计算模型,就是把钢轨视为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁,分析梁在受竖向力作用下所产生的挠度,弯矩和基础反力。
利用这一模型进行竖向受力分析时,作如下假设:①轨道和机车车辆均符合各项规定标准的要求,车轮运行时不脱离钢轨。