铁道工程专业论文20746.doc
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1、 本科毕业设计 京广线线路大修设计 (上行 K160+000K170+000) 线路大修目的是重新设计既有线路,采用偏角法和渐伸线原理来进行平面整正; 拨正线路中心线,消除漫弯;采用拉坡设计来确定线路在纵面上的起落道量。本设 计中的轨道设计是采用了型混凝土枕和 60 轨无缝线路进行设计的,其中包括了钢 轨强度的简算、钢轨稳定性简算、锁定轨温和施工预留缝的计算、配轨。 平纵断面设计时,都是在其相应的技术指标和规定下进行的,其中平面设计中 渐伸线的假设是:曲线上任意一点偏离原来位置的时候,是沿其渐伸线轨迹运动, 曲线在拨动其位置前后,其长度始终保持不变,当有长大坡度的时候要进行拉坡设 计。 本线路
2、上的作业车辆机车分为 SS3 和 SS9 型。通过机车类型来计算轨道的动弯 矩、扰度、轨枕承载力、计算琐定轨温、预留施工缝。再根据各项规定进行概预算。 关键词:渐伸线原理;拉坡设计;无缝线路 Abstract Line overhaul is to re-design the existing lines, using angle and Involutes Principle for the entire plane is;Getting the line center, eliminating bending Man;Rafah used to determine the slope de
3、sign circuits in the vertical plane swings Road volume.The design of the track design is the use of Type III and 60 concrete sleeper track CWR the design,These include the strength of the rail operator Jane, Jane rail operator stability, the construction of rail locking moderate cracks calculation,
4、the track distribution. Ping profile design, are in the corresponding technical standards, and under the provisions of, Graphic Design Involutes line on the assumption is that:Arbitrary point on the curve from the original location, along the lines of its trajectory Involutes campaign curve pull its
5、 position before and after its length has remained unchanged, when grown up to the slope to conduct an slope design. The lines of vehicles and motorcycles into SS3 and SS9. By type locomotive calculated orbit dynamic moment, harassing, Sleeper capacity, the calculation of some fixed tracks temperatu
6、re, reserved construction joints. Again under various provisions of the budget estimates. KEYWORDS:Involutes Principle;Rafah slope design; the Comprehensive Index 西南交通大学本科毕业设计 目 录 第 1 章 绪论.1 1.1 铁路线路大修的任务与目的.1 1.2 铁路线路大修工作范围.1 1.3 铁路线路大修的重要意义1 1.4 铁路线路大修设计的方法.2 1.4.1 大修平面设计方法2 1.4.2 大修纵断面设计方法2 1.5 工
7、程概况.2 第 2 章 线路大修平面设计3 2.1 线路平面技术条件.3 2.2 偏角法计算曲线拨量.3 2.2.1 偏角法计算原理及基本假设3 2.2.2 既有曲线渐伸线长度计算5 2.3 偏角法计算曲线算例.5 2.4 设计曲线要素及五大桩里程计算.7 2.4.1 计算设计曲线转角7 2.4.2 设计曲线缓和曲线长度 0 l 的确定 7 2.4.3 设计桩五大里程计算9 2.4.4 设计曲线渐伸线长度的计算9 2.4.5 曲线拨量的计算11 第 3 章 线路大修纵断面设计.28 3.1 线路纵断面设计技术条件.28 3.2 纵断面设计的特点及原理.29 3.2.1 纵断面设计特点29 3.
8、2.2 纵断面设计原理29 3.3 纵断面设计的方法和步骤.31 西南交通大学本科毕业设计 3.3.1 纵断面设计图31 3.3.2 拉坡设计31 3.2.3 复核32 3.4 根据原有的坡度计算出线路的起落道量.33 3.5 纵断面设计的优化.38 第 4 章 无缝线路设计.40 4.1 铁路线路分类及结构型式.40 4.1.1 铁路轨道类型40 4.1.2 铁路线路结构形式40 4.2 无缝线路基本技术要求41 4.2.1 无缝线路结构组成41 4.2.2 无缝线路铺设地段和位置41 4.2.3 缓冲区和伸缩区的设置42 4.2.4 缓冲区钢轨接头42 4.3 无缝线路计算.42 4.3.
9、1 正线轨道类型.42 4.3.2 强度计算42 4.4 无缝线路结构计算.55 4.4.1. 计算参数.55 4.4.2 无缝线路强度条件验算.56 4.5 无缝线路稳定性验算.56 4.6 无缝线路结构设计.58 4.6.1 无缝线路铺设地点58 4.6.2 设计锁定轨温58 4.6.3 伸缩区长度l伸计算 .59 4.4.4 施工预留轨缝60 4.4.5 钢轨布置61 第 5 章 线路大修概算.65 西南交通大学本科毕业设计 5.1 工程概预算基本概要与作用.65 5.2 统计材料使用量.65 5.2.1 需要统计的包括:.65 5.3 大修设计概算的编制.66 5.4 费用内容及费用标
10、准.67 5.4.1 直接费67 5.4.2 间接费68 5.4.3 其他工程费69 5.4.4 设计费69 5.4.5 工程项目工程监理费69 结 论.70 致 谢.71 参考文献.72 西南交通大学本科毕业设计 西南交通大学本科毕业设计 第 1 页 第 1 章 绪论 1.1 铁路线路大修的任务与目的 为了保证列车在铁道线路上行走时具有安全、平稳和不间断的性质,保证线路 中各项设备完整与能够正常工作,我们根据线路运输需要及线路设备损耗规律,周 期性地、有计划地对损耗部分加以维修和更新,使之恢复到原来的形态或更新的形 态,是线路设备大修的根本任务。 铁路线路大修就是为了提高线路设备质量,增强线
11、路的稳定性和强度,适应铁 路运输不断增长需要而采取的各项整备措施。从而更加深入的了解线路设备的使用 情况,全面规划、正确选择大修对象,以适应当前和未来的需要,合理制订大修计 划,精心设计、精心施工,既要满足运输要求,又要节省投资,以获得最佳的社会 和经济效益,是铁路工务部门一项重要的任务,所以线路大修有非常重大的意义。 1.2 铁路线路大修工作范围 铁路线路上既有钢轨疲劳损坏,类型不符合要求,导致线路不能适应当前或者 近期运输发展需要,从而必须全面更换钢轨加强线路,则可以进行线路大修。 在线路大修中,采用普通轨道结构形式的,按线路换轨大修;采用无缝线路轨 道形式的,按施工阶段,分为铺设无缝线路
12、前期工程和铺设无缝线路。其中线路大 修工程数量,以铺换新钢轨长度为准。无缝线路必须在近期完成的前期工程地段上 铺设。换下的钢轨可做为新钢轨继续使用。 线路大修分为: 1.线路调查; 2.线路换轨大修; 3.铺设无缝线路前期; 4.铺设无缝线路。 1.3 铁路线路大修的重要意义 首先,铁路线路大修不仅仅具有维修范围广,维修期限长,维修费用大,时间 性强等特点,而且大修施工时对线路的破坏也很严重,故需要具备一定的施工条件, 协调于其他有关部门的关系,这些都要靠计划工作去实现。 其次,如何合理地使用大修折旧基金、劳力和物资,及时地、质量良好地线路 西南交通大学本科毕业设计 第 2 页 设备进行有计划
13、有组织的大修理,恢复和提高线路设备能力,为铁路运输安全提供 良好的条件,也要靠计划工作去实现。 1.4 铁路线路大修设计的方法 1.4.1 大修平面设计方法 线路大修平面设计的目的,主要是校正线路的平面位置和线路大修既有曲线拨 正计算,一般都是利用渐伸线原理来作为其理论基础。 1.4.2 大修纵断面设计方法 在设计线路尽可能地改善既有曲线线路坡度,尽可能的设计较长的坡段,一切 都从减小工程量和施工难度出发,应尽量避免落道过大或过高抬道。 1.5 工程概况 本设计为京广线上行 k160+000k170+000,设计全长为 10km,而京广线全长 2324 千米,在国家经济发展中发挥着巨大的的作用
14、,全路旅客列车和货物列车大多 采用 SS3 和 SS9 型电力机车牵引。在次段设计中一共有 4 座小桥,5 个水准点,8 条曲线,5 条竖曲线,最小半径为 2500 米,最大半径为 6000 米,线路最小坡度为 0,最大坡度为 2。 西南交通大学本科毕业设计 第 3 页 第 2 章 线路大修平面设计 线路大修平面设计的目的,主要是校正线路的平面位置。平面设计应以原线路 设计标准为依据。在直线地段上根据经纬仪穿中测量的资料,拨正线路中线,消除 漫弯。在曲线上,则应根据曲线测量资料,对曲线进行校正。 平面设计应以既有线路的设计标准及竣工文件为依据,并应遵守铁路线路大 修规则 (以下简称大修规则 )
15、规定的技术条件。 2.1 线路平面技术条件 1.设计曲线时应采用单曲线,仅在困难地段允许保留复曲线,但复曲线的两个 圆曲线间,应以缓和曲线连接,其长度由计算决定,且不短于 20m,如条件困难不 能设缓和曲线时,两个连续圆曲线的曲率差应不大于 1/2000,每个圆曲线的长度不 短于 50m。 2.直线与圆曲线间采用缓和曲线连接,其长度(m)应不短于 9超高度(m) 容许最高行车速度(km/h) ,特别困难地段也不应短于 7超高度(m)容许最 高行车速度(km/h) ,计算结果取 10m 的整倍数。如原线路的缓和曲线标准较高时, 应不低于原线路标准。两缓和曲线间的圆曲线长度应不短于 20m,困难地
16、段可减至 14m。 3.两曲线间的夹直线长度,应不低于远线路标准。 4.曲线超高线路中心距离在 5m 以下的曲线地段,内侧曲线的超高不得小于外 侧超高的一半,否则,必须根据计算加宽两线的中心距离。 5.线路大修时,应调整线路对桥梁的偏心和建筑物限界等。 6.应按工务段提供的资料设置圆曲线外轨超高和顺坡,并符合铁路线路维修 规则的规定。 7.大修平面设计时,应减少或消除直线漫弯。如因建筑物限界等原因不能改善 时,允许保留原状。 2.2 偏角法计算曲线拨量 2.2.1 偏角法计算原理及基本假设 既有曲线在列车运行过程中轮轨力作用,以及施工铺轨过程中不可避免地存在 允许施工误差,常使曲线的实际位置线
17、形,偏离原设计文件;或者,因线路运营条 西南交通大学本科毕业设计 第 4 页 件的改变,线路技术标准需要加以改善。所有这些都需要靠线路大修平面设计来加 以解决。 线路平面设计基本假定: 1.曲线上任一点当偏离其原位置时,是沿其渐伸线轨迹移动。 2.曲线在拨动其位置前后,其长度始终保持不变。 在第点基本假设下我们可以得出曲线拨量计算的数学方法;第二种假设则既有 曲线与设计曲线相应测点的渐伸线在原切线上具有一个共同点,同时也为曲线计算 提出了响应的要求。如图 2-1 所示: 设计曲线 既有曲线 图 2-1 渐伸线假设图 于是曲线测点 1 处的拨量,可以近似的表示为设计曲线在点 2 处的渐伸线 i
18、E 长度。 si E ZH A i i A i i E E 既有曲线 A i i A JA JB 图 2-1 渐伸线计算图 与既有曲线在点 1 处的渐伸线长度两者之差,即 ji E ; (2- isiji EEE 1) 西南交通大学本科毕业设计 第 5 页 且按图 2-2 所示可知: 当值为,则表示设计曲线点位于既有曲线对应点处的内侧(向心一侧) i E 当值为,则表示设计曲线点位于既有曲线对应点处的外侧(离心一侧) i E 2.2.2 既有曲线渐伸线长度计算 1.计算图示如图 2-1 所示一段既有曲线渐伸线。 2.计算公式 (1)置镜点在初始线 O 点的情形: ; jiii El 式中 既有
19、曲线 i 点处渐伸线长度; ji E 经纬仪置于 O 点所测得点 i 的角度, i 故,i=1,2,3,A; 置镜点 O 到测点的曲线长,当测点间距为时,则 i l l i lil (2)置镜点在曲线 A 的情况: () jijAAii EEl 式中 ; jAA EAl 经纬仪置于 A 点测得测点 i 的偏角, i ;1,2,3iAAAB 置镜点 A 到测点 i 的曲线长, i l () i liAl (3)同样也可以写出置镜点在曲线 B 时的计算公式: () jijBBii EEl 式中 ;() jBB EBAl 经纬仪置于 B 点测得测点 i 的偏角, i ;1,2,3iBBBC 置镜点
20、B 到测点 i 的曲线长, i l () i liBl 2.3 偏角法计算曲线算例 计算数据如表格 2-2 偏角法曲线 2 拨量计算所示。表中 1 到 13 表示测点号,栏 西南交通大学本科毕业设计 第 6 页 号 1 到 8 表示既有曲线偏角资料和渐伸线长度计算内容。 第 1 栏:曲线测设置镜点序号: 第 2 栏:测点、置镜点里程: 第 3 栏:实测偏角值,以度为单位,角度精度取小数点后六位,已保证曲线 i 渐伸线长度的计算精度达 mm。 为保证曲线转向角的正确性,要求测量时,经纬仪置于 6 点的前视点取 ZH 其前方终切线上 100m 附近的测点,因此,测点 13 未标明里程,或标明(里程
21、) , 说明测点 13 并非距测点 12 为 20m,测点 13 是个笼统的序号概念。 第 4 栏:测点弦线与始切间夹角(以度为单位) ,由换算得到。具体说明 i i 如下: 1.置镜 1 点所测偏角既为,即 i i =,i=0,1,2,6; i i 如=0.000000 0 0 =0.002778 1 1 =0.341944 6 6 2.置镜 2 点所测偏角既为与之和,即 i i 6 =+,i=7,8, 12; i 6 i 如=+=1.449722 7 7 6 第 5 栏:以弧度为单位的值,由第 4 栏换算得; i 第 6 栏:测点至置镜点间距 (m) ; i l 第 7 栏:为测点伸线之部
22、分长度,相当于该点至通过置镜点做平行于初切线 ii l 的平行线间渐伸线长度,等于第 5 栏的与第 6 栏的 之乘积,有效位数取小数点 i i l 三位,即精度达 mm; 第 8 栏;,按下式计算: ji E jij EE 不第7栏内容: 西南交通大学本科毕业设计 第 7 页 因0.001m,0.001m, 11 0 jiij EEl 不,故222j El ; 666 0.716 j Elm 2.4 设计曲线要素及五大桩里程计算 设计曲线是根据既有曲线实际测得的资料初拟订的理论曲线,其中各要素分别 为:转角,曲率半径 R,缓和曲线长度,圆曲线长度 L,切线长 T; 0 l 2.4.1 计算设计
23、曲线转角 用渐伸线计算拨量必须要满足两点基本要求: 1.设计曲线应于既有曲线相等(误差在以内) s j 2 不然就回改动切线方向,从而改变了路线的走向,造成巨大的工程量; 2.在曲线的终测点上,设计曲线的渐伸线长度应该和既有曲线的渐伸线长度相 等(避免将终切线平移而偏离既有曲线,而改变路基引法大量修改工程) 。设计曲线 转角取值。 13 2.4.2 设计曲线缓和曲线长度 的确定 0 l 计算方法按既有曲线的平均内位移法计算。 由测量学可知,为了设置缓和曲线而将圆曲线向其中心方向移动的内位移 P 计 算公式为: (2- 2 0 24 l P R 2) 因此,当以知内位移时,就可以求出相应的缓和曲
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