无缝线路123 - 下载本文

西南交通大学本科毕业设计 第11 页

(2.4-14) a1≤ag?(?长??缓)a2≤ag?2?缓 (2.4-15)

最高轨温时轨缝大于零:

a1≥?长??缓 (2.4-16) a2≥2?缓 (2.4-17)

式中 a1-长轨条与缓冲区标准长度钢轨之间预留轨缝;

a2-缓冲区相邻标准长度钢轨之间预留轨缝;

50kg/m、60kg/m钢轨的构造轨缝为18mm,ag-钢轨接头构造轨缝,

75kg/m钢轨的构造轨缝为20mm。

分别计算可得:

6.76?a1?11.24 6.4?a2?11.6

预留轨缝只要满足以上范围即符合要求。

2.5轨道部件强度检算

2.5.1钢轨应力计算

2.5.1.1基本应力检算

检算钢轨强度时,基本应力包括竖直荷载作用下的动弯应力和因温度变化产生的温度应力。

1、钢轨动弯应力计算

在车轮动荷载作用下钢轨边缘的最大可能动弯应力可按下式计算:

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轨头边缘最大可能动弯应力:

?头d?Md?f错误!未找到引用源。 (2.5-1) W头轨底边缘最大可能动弯应力:

?底d?

根据我国规范《铁路无缝线路设计规范》(TB10015—2013)附录C查的我

5555国常用钢轨断面参数截面模量W底?396?10mm,W头?339?10mm。

Md?f错误!未找到引用源。 (2.5-2) W底f为横向水平力系数。可根据表2-5可知:f取1.3。

在计算车轮动荷载作用下的钢轨动弯矩Md,这里只考虑曲线地段的动弯应力。

由上式计算可得:

轨底边缘最大可能动弯应力: ?底d?Md52500000?f??1.3?172.4MPa W底396?103轨头边缘最大可能动弯应力:

?头d?Md52500000?f??1.3?201.4MPa W头339?1032、钢轨最大温度拉应力计算

无缝线路固定去钢轨最大温度拉应力?t按下式计算:

错误!未找到引用源。?t?E????Tdmax (2.5-2) 式中 : ?t-钢轨最大温度拉应力(MPa);

西南交通大学本科毕业设计 第13 页

10-5/℃; ?-钢轨钢线膨胀系数,取1.18×

?Tdmax-无缝线路最大降温幅度(℃)。根据公式(2.4-11)计算可知:

?Tdmax?Tu?Tmin?41?(?2.1)?43.10C;

由上式计算可得: 钢轨最大温度拉应力?t:

?t?2.1?105?1.18?10?5?43.1?106.98Mpa 3、钢轨强度检算

根据《铁路无缝线路设计规范》(TB10015—2013);无缝线路设计应进行

钢轨强度检算,作用在钢轨上的应力应满足下式的要求:

?底d??t??????sK错误!未找到引用源。

(2.5-3)

式中 ?底d -轨底边缘动弯应力(MPa);

?t -钢轨最大温度应力(MPa);

??? -钢轨容许应力(MPa);

?s -钢轨钢屈服强度(MPa),对于U74Mn钢轨,屈服极限

?s?457MPa;

K -安全系数,取1.3错误!未找到引用源。。

由上式计算可得: [?]??sk?405?311.5MPa 1.3

?底d??t?172.4?106.98?279.38Mpa?????31.15Mpa

西南交通大学本科毕业设计 第14 页 则钢轨基本应力满足要求。

2.5.2轨枕强度检算

2.5.2.1混凝土轨枕弯矩

假设轨枕中间部分完全掏空,可得Mg的检算公式:

a2 MK1b/g?s(2e?8)Rd??Mg? 式中:a1--荷载作用点至枕端距离,取a1?550mm; e--一股钢轨下,轨枕的全支承长度,取e?1100mm; b'--轨下衬砌宽度,一般取轨底宽,取b'?150mm; Ks--轨枕设计系数,取Ks?1;

?Mg?--轨下截面允许弯矩,取?Mg??18kN.m;

计算可得:

M5502 g?1?(1502?1100?8)?108.12?12.84kN.m?18kN.m轨下截面正弯矩满足要求。

可得Mc的检算公式:

M?4a1)c??K(Ls4Rd??Mc? 式中:L--轨枕长,取L?2600mm;

2.5-4)

(2.5-5) (

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?Mc?--中间截面允许负弯矩,取?Mc??14kN.m; 则计算可得: Mc??1?(2600?4?550)?108.12??10.83kN.m?14kN.m

4中间截面负弯矩满足要求。

2.5.3道床应力分析

2.5.3.1道床顶面应力

道床顶面上的平均压应力为: ?b?Rd (2.5-6) be'式中:查得Ⅲ类混凝土枕:轨枕底面宽度b?290mm,轨枕有效支承长度

e'?1250mm。

计算可得:

?b?108120?0.298Mpa

290?1250考虑到诗经应力分布的不均匀性,道床顶面上的最大压应力为:

max?b?m?b (2.5-7) 式中:m--应力分布不均匀系数,取m=1.6 max?b?1.6?0.298?0.48Mpa 2.5.3.2道床内部及路基顶面应力

根据以上假设,道床内部的压力传递如下图所示,轨枕横向及纵向的压应力扩散线交点分别为k1、k2,距枕底高度分别为h1、h2。