铁路轨道作业参考答案word资料9页.docx
- 文档编号:28627827
- 上传时间:2023-07-19
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:35.70KB
铁路轨道作业参考答案word资料9页.docx
《铁路轨道作业参考答案word资料9页.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铁路轨道作业参考答案word资料9页.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
铁路轨道作业参考答案word资料9页
中南大学现代远程教育课程作业及参考答案
铁路轨道
作业一:
缩短轨缩短量的计算及其配置
已知某曲线,其圆曲线半径R=600m,圆曲线长I。
=119.73m,两端缓和曲线各长100m,铺设标准长度25m的钢轨。
试计算缩短量及配置缩短轨。
作业二:
轨道结构竖向受力的静力计算公式的工程应用
在其它条件不变的条件下,只是
(1)将50kg/m钢轨换为60kg/m钢轨后,ymax、Mmax、Rmax有何变化?
(2)将道床清筛后,ymax、Mmax、Rmax有何变化?
(3)将木枕换为砼枕后,ymax、Mmax、Rmax有何变化?
作业三:
轨道静力计算。
某60kg/m钢轨轨道上运行韶山川型电力机车。
轨枕间距54.5cm。
机车轴重225kN、轴
列式30-30,转向架固定轴距230+200cm,机车全轴距1580cm。
试计算钢轨位移、钢轨弯矩及枕上压力的最大值。
作业四:
轨道强度计算
计算资料如下:
1)线路及运营条件:
新建铁路,曲线半径R=600m;牵引机车:
DF4内燃机车
2)轨道结构组成
钢轨:
60kg/m,U71新轨,25m长标准轨;
轨枕:
n型混凝土轨枕1760根/km;
道床:
碎石道碴,面碴25cm,底碴20cm;
路基:
砂粘土;
钢轨支点弹性系数D:
检算钢轨强度时,取30000N/mm;检算轨下基础时,取
70000N/mm。
口=51MPa;不计钢轨附加应力。
试对轨道各部件强度进行检算。
作业五:
缓冲区预留轨缝计算
已知:
北京地区铺设60kg/m钢轨无缝线路,Rj二400kN,:
.0=18mm,p=10kN/m,缓冲轨长度|=25m。
北京地区最高轨温:
Tmax=626C,北京地区最低轨温:
Tmin=—
228C。
轨道强度允许温降〔订d丨「89.9C,轨道稳定性允许温升l-^Tj-73.8C。
试对该
无缝线路缓冲区轨缝进行设计计算。
作业六:
单开道岔主要尺寸计算
已知:
60kg/m钢轨12号提速道岔,曲线尖轨、固定型直线辙叉单开道岔,N=12,R=350
717.5mm,n=2038mm,m=3954mm,曲线尖轨长lo=13880mm(与之对应的直线尖轨长10=13880mm),基本轨前端长q=2916mm,S=1435mm,跟端支距yg=311mm,、=8mm,导曲线理论起点离尖轨实际尖端886mm,导曲线实际起点离尖轨实际尖端298mm(见下图)。
试进行道岔主要尺寸计算。
图12号固定型辙叉提速道岔平面主要尺寸
参考答案
作业一答案要点:
1)计算曲线内股轨线的总缩短量
§1」0J500119.73TOO=549(mm)
R600
2)计算缩短轨的根数N。
选用缩短量为80mm的缩短轨,则
采用7根缩短轨。
外轨标准轨根数(轨缝为8mm)
可见,上述选用的缩短量满足要求。
3)配置缩短轨
配置缩短轨以列表计算为宜。
这样计算工作简单明了,也便于复核,发现错误及时修正。
计算结果如表所示。
缩短轨在内股轨线上的布置见下图。
图缩短轨在内股轨线上的布置
曲线缩短轨配置计算表表
一、已知数据
曲线里程
K259+(186.45~506.18)
缩短轨长度(m)
24.92
圆曲线半径R(m)
600
曲线总缩短量回(mm)
549
圆曲线长度|c(m)
119.73
使用缩短轨根数No(根)
7
缓和曲线长度|0(m)
100
ZH离第一个接头距离(m)
5.5
缩短轨的缩短量(mm)
80
轨缝(mm)
8
续上表
二、计算步骤
接头
号数
由缓和曲线或圆曲线
起点至各接头的距离
(m)
计算总缩短量(mm)
钢轨
类别
实际缩短量
(mm)
接头
错开量
(mm)
附注
1
5.5
(1)_型0—X5.52
2X600X100=0.0125^5.52
0.38
O
+0.38
进入缓
和曲线
5.5m
2
5.5+25.008=30.508
(2)=0.0125X30.508
11
O
+11.0
3
30.508+25.008=55.516
(3)=0.0125X55.5162
38
O
+38.0
4
55.516+25.008=80.524
(4)=0.0125X80.5242
81
X
80
+1.0
5
80.524+19.476=100.0
25.008-19.476=5.532
T.0125X1002=125
(5)—125+1500/600X5.532
139
X
160
—21
进入圆曲线
5.532m
6
5.532+25.008=30.540
(6)日25七.5汇30.540
201
X
240
—39
7
30.540+25.008=55.548
(7)=12542.5x55.548
264
o
240
+24
8
55.548+25.008=80.556
(8)=12542.5x80.556
326
X
320
+6
9
80.556+25.008=105.564
(9)丄2542.5x105.564
389
X
400
-11
10
119.73-105.564=14.166
100-(25.008—14.166)
=89.158
总缩短量549
(10^54^0.012^89.1582
450
X
480
-30
进入缓
和曲线
10.842m
11
89.158-25.008=64.150
(11)=549_0.0125x64.150
498
o
480
+18
12
64.150-25.008=39.142
(12)=549_0.0125x:
39.1422
530
X
560
-30
13
39.142-25.008=14.134
(13)=549_0.0125乂14.1342
547
o
560
-13
注:
“O”表示标准轨,“二”表示缩短轨,“+”表示内轨接头超前量,“一”表示内轨接头落后量。
作业二答案要点:
提示:
本题主要考察对『max、Mmax、Rmax计算公式的应用。
当某条件变化后,只要
分析出钢轨基础弹性系数u及刚比系数k的变化情况,既能马上从ymax、Mmax、Rmax计算
公式中得到答案。
作业三答案要点:
D取为300kN/cm,计算枕
解:
选取重型轨道的钢轨支座刚度,计算钢轨位移和弯矩时上压力时D取700kN/cm。
计算得到钢轨基础弹性模量为:
计算钢轨位移及弯矩时:
u3005.51(kN/cm2)
a54.5
计算枕上压力时:
u=12.84(kN/cm2)
由60kg/m钢轨对水平轴的惯性矩3217cm4及钢轨钢材弹性模量2.1>105Mpa可计算得到k
值为:
计算钢轨位移及弯矩时:
=0.01195(1/cm)
45.51103
.42.1101110*3217
计算枕上压力时:
k=0.01476(1/cm)
由于前后两转向架最近的车轮相距720cm,相邻转向架的影响较小,可以忽略,仅以单
个转向架进行计算,即取其中间三个轮位。
因存在对称性,只取第一、二车轮为计算轮位,计算结果列于下表中。
由表可知,钢轨位移、钢轨弯矩及枕上压力的最大值均出现于第2轮位下,由此可计算
得到:
表计算结果列表
计算轮
计算值
轮位
合计
备注
轮1
轮2
轮3
轮1
x
0
230
430
1
0.0670
0.0064
1.0734
计算钢轨位移及枕上压力用
1
0.0356
0.0019
1.0375
1
0.0609
0.0053
1.0662
计算钢轨弯矩用
轮2
x
230
0
200
0.0670
1
0.0952
1.1622
0.0356
1
0.0548
1.0904
护3
0..0609
1
0.0879
1.1488
k.0.01195’、
ymaxPi112.51.1622=0.142(cm)
2u2x5.51
11MmaxP3112.51.1488=2703(kN-cm)
4k4x0.01195
ka0.0147654.5,
RmaxP1112.51.1622=52.6(kN)
22
作业四答案要点:
1)机车通过曲线轨道的允许速度的确定:
新建铁路,允许速度按Vmax=43.R计算,由此得vmax=105km/h。
2)钢轨强度的检算:
DF4内燃机车的两个转向架距离较大,彼此影响很小,可任选一个转向架作为计算。
由
于三个车轮的轮重和轮距相同,两端的车轮对称,可任选1、2轮或2、3轮作为计算轮来计算弯矩的当量荷载p'3。
计算结果见表1。
计算步骤如下:
(A)计算u值
计算钢轨强度的D=30000N/mm,按无缝线路的要求,轨枕均匀布置,轨枕间距
1000000/1760=570mm,有此可得u=D/a=30000/570=52.6MPa
(B)计算k值
k=
52.6
~54
42.110321710
=0.00118
-1
(mm)
式中J——60kg/m新轨对水平轴的惯性矩,其值为3217x104(mm4)。
(C)计算7P;:
3
以1、2轮分别为计算轮计算P-3,并选取其中最大值来计算钢轨的弯矩。
表1lp:
3计算值
计算轮位
计算值
轮位
送P电
1
2
3
1
P(N)
115000
115000
115000
96813
x(mm)
0
1800
3600
kx
0
2.214
4.248
电
1
-0.1645
0.0063
P%
115000
-18912
725
2
P(N)
115000
115000
115000
77176
x(mm)
1800
0
1800
kx
2.214
0
2.214
-0.1645
0
-0.1645
P%
-18912
115000
-18912
由表1可知,计算轮
1的ap:
3=96813为其中的最大值,该值用以计算钢轨静弯矩。
(D)计算钢轨静弯矩M
11
MP396813=20511229(N•mm)
4k4X0.00118
(E)计算钢轨动弯矩Md
查取内燃机车计算轨底弯曲应力的速度系数公式为2色,其计算值a为
100
由计算偏载系数3,式中的△h=75mm
3=0.002X75=0.15
选取R=600m的横向水平系数f=1.60。
将上述系数代入计算公式,得
=20511229X(1+0.42+0.15)X1.60=51524207(N•mm)
(F)计算钢轨的动弯应力和;⑦
查得新轨的W1=396000mm3及W2=339400mm3°
则
二2d
Md
-W1
51524207
396000
=130(MPa)
Md
W2
51524207
339400
=1524(MPa)
查得25m长的60kg/m钢轨的温度应力口=51Mpa°
则钢轨的基本应力为
轨头Gd+门=152+51=203(MPa)
轨底+□=130+51=181(MPa)
U71新轨的屈服极限W=405(MPa),安全系数K=1.3,其允许应力为
■1405
312(MPa)
1.3
上述轨头和轨底的基本应力均小于I-I,符合钢轨的强度检算条件。
3)轨枕弯矩的检算
(A)计算u和k值
计算轨枕弯矩时,用D=70000N/mm,由此可得u和k值:
-70000
=123.0(MPa)
123
5
42.1105321710
=0.00146
(mm-1)
(B)计算轨枕反力的当量荷载其结果见表2。
取表中最大的'、•P=111810N。
(C)计算轨枕上动压力Rd
速度系数按下式计算而得
偏载系数3=0.002△h=0.002X75=0.15
=1.470.00146570111810=68390(N)2
Rd约为静轮载的61.3%,作为算例,以此计算值来确定轨枕弯矩。
计算轨下截面正弯矩如下。
表2ip.]计算值
计算轮位
计算值
轮位
ZP毋1
1
2
3
1
P(N)
115000
115000
115000
111810
x(mm)
0
1800
3600
kx
0
2.628
5.256
巴
1
-0.0255
-0.00224
115000
-2932
-258
2
P(N)
115000
115000
115000
109136
x(mm)
1800
0
1800
kx
2.628
0
2.628
巴
-0.0255
0
-0.0255
-2932
115000
-2932
对于n型轨枕L=2500mm,a1=500mm,e=950mm,60kg/m轨底宽b'=150mm,代如上式得
5002150;
両—〒r68390=7716307N•mm=7j16kN•m<13.3kN•m(通过检算)
在计算轨枕中间截面弯矩时,可按两种不同中部支承方式的计算结果进行比较。
-_6475223N•mm=|-6.475|kN•mv10.5kN•m(通过检算)
it-4a^25004疋500
Mc-Rd6839=085487N0mm=—8.549kN•m
C.4d4
显然,轨枕中部满支承所产生的负弯矩比中部部分支承的负弯矩大32%。
4)道床顶面应力的检算:
对于n型轨枕,其中部600mm不支承在道床上时,e'=950mm;中部支撑在道床上
时,e'=1175mm,b=275mm,所以按照上述两种支承情况可算得道床顶面压应力为
门二匹m=^9^i.6=0.419(MPa)be'275X950
Cb^m683901.6=0.339(MPa)
be"275X1175
上述匚bvbb=0.50Mpa,满足道床强度条件。
5)路基面道床压应力的检算:
有两个检算道床应力的方案,一是根据已知的道床厚度,检算路基面的道床压应力;或是根据路基填料的允许应力反算所需的道床厚度。
第一方案计算方法如下:
计算h和h2:
m=bctg^275ctg
22
35196.4(mm)
180
h2
1175
2
=8390(mm)
由已知条件,道床的计算厚度h=250+200/2=350mm。
所以计算厚度在h1和h2之间,
计算G,得
Rd
2hetg:
68390
235001175tg35
=0.12(MPa)v
L'b1=0.15(Mpa)
第二方案计算如下:
Rd
2e;「rtg‘
68390
211750.15tg
l^=277mm)
180
所需道床厚度小于设计的道床厚度,通过检算。
作业五答案要点:
解:
1设计锁定轨温Ts计算
其中:
修正值.汀k,本题取为—3,得出锁定轨温Ts为25C。
最大温升幅度max=62.6—25.0=37.6C
最大温降幅度max.汀2=25.0—(—22.8)=47.8C
2)对于60kg/m钢轨
(721.6-400)2
8Z4
22.11077.451010
=0.0032(m)=3.2(mm)
最大温度压力:
5
maxP1=Eotmax也「F=247.8X37.6X77.45=7.216X10(N)
=721.6(kN)
最大温度拉力:
5
maxP2=Egmax也T2F=47.8x47.8x77.45=9.173X10(N)
=917.3(kN)
3)长轨条一端部伸长量’'i
其中:
钢轨钢的弹性模量E,取2.1X105MPa=2.1X108kN/m2
60kg/m钢轨断面积F=77.4510*m2
缓冲轨一端伸长量'2
112T
8-4721.6—40025「一1025?
=0.002(m)
22.11077.4510_4
=2.0(mm)
九'=X,+人2=3.2+2.0=5.2(mm)4)长轨条一端缩短量'1
2
(maxPt-Rj)
2EFp
=0.0082(m)=8.2(mm)
(917.3-400)2
8-4
22.11077.451010
缓冲轨一端缩短量■2
11
22.110877.4510V917^40025蔦10〜0。
35㈣
=3.5(mm)
丸=打+入2=8.2+3.5=11.7(mm)
5)预留轨缝计算
由二得-_5.2mm
由—一"得—18—11.7=6.3mm
计算预留轨缝为:
5.2mm:
:
:
丄:
:
:
6.3mm,本设计取丄=6mm。
作业六答案要点:
有关计算结果如下:
由N=12,得
S-R(cos:
-cos:
)-yg
sin。
Lt=Rsin:
-AoKcos:
=350717.50.08304495-88626920.99654580=30922mm
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 铁路 轨道 作业 参考答案 word 资料