中和轨温及预留轨缝的路基上无缝线路的设计方案一、基本容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。

4）通过计算，确定中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）。

中和轨温确定是无缝线路设计的关键问题，涉及《铁路轨道》这门课的主要理论。

该设计的目的是通过实际设计，更深入地掌握《铁路轨道》的基本理论（尤其是强度计算和温度力计算理论）。

二、基本要求●对设计从全局上把握，思路清晰，将个人的独立见解在设计说明书中完整地表达出来；●有关计算建议上机完成，语言不限，但程序要具有通用性，即对各种参数条件都适用；并将源程序及计算结果附在课程设计书中。

●独立完成，有自己的特色；●设计时间1周。

●设计书容主要包括：设计任务、设计目的和意义、设计理论依据、设计参数、计算过程、设计总结（设计方案的评述、收获及建议）、参考文献。

●课程设计报告的文字部分要求详细完整、章节清晰、计算过程详尽、结论合理可靠。

同时要求字迹工整、书面整洁。

三、设计思路无缝线路中和轨温计算的主要思路如图：图中揭示了该设计的主要思路。

中和轨温应根据当地的轨温条件（max,min T T ）和轨道允许的升温幅度和降温幅度来确定。

因此确定轨道允许的升温幅度和降温幅度是设计的关键。

应根据无缝线路的设计原则来确定。

主要计算如下：1、 无缝线路钢轨强度检算（确定允许降温幅度）强度条件应使作用在钢轨上的各种应力总合不超过钢轨的允许应力[σ]：[]d t f σσσσ++≤式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），计算方法参见“轨道结构力学分析”一章；t σ——钢轨温度应力（Mpa ）；f σ——钢轨附加应力（Mpa ），如桥上的伸缩应力和挠曲应力、无缝道岔基本轨附加应力、列车制动等引起的附加应力等。

本设计只考虑路基上由制动引起的附加应力，可取10f Mpa σ=；[]σ——钢轨允许应力。

因此允许的降温幅度[]d t ∆可由下式计算[][]d fd t E σσσα--∆=（4-）式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），取拉应力计算值。

2、据稳定性条件确定允许的升温幅度根据稳定性计算求得的允许温度压力[]P 后，可计算出允许的升温幅度[]c t ∆：[]2[]2f c P P t EF α-∆=（4-）式中：f P —— 附加压力，本设计可取为零（N ）。

[]P ——轨道允许的最大温度压力；根据无缝线路稳定性理论计算，采用“统一公式”[教材和参考文献1]。

2、 中和轨温确定根据图，中和轨温e t 计算如下：max min [][]22d ce k T T t t t t +∆-∆=+±∆四、设计参数（自己选取、组合）主要技术指标：每个学生取家庭所在地区某段提速线路铺设无缝线路，设计其锁定轨温。

1、轨道条件钢轨：60kg/m ，屈服强度457s Mpa σ=，钢轨断面对水平轴的惯性矩43217x I cm =；轨枕：III 型混凝土枕，1667根/km ，轨枕间距60a cm =；道床：道碴为一级道碴，面碴厚25cm，底碴厚20cm。

路基填料：沙粘土；钢轨支座刚度D：检算钢轨D=301000（N/cm）；检算轨下基础D=720000（N/cm）曲线最小半径R的区段(曲线半径R取笔画总和乘以20+400)营条件机车：东风11燃机车，Vmax=160km/h，（学号最后是单号的）机车：SS4燃机车，Vmax=100km/h，（学号最后是双号的）轮重和轴距请查阅相关文献。

其它参数按设计要求，参见有关规则和图书资料合理选取，并说明理由。

主要参考文献：1、教材2、《铁路轨道》谷爱军主编中国铁道3、《铁路无缝线路》广钟岩等，中国铁道。

4、铁道工程，郝瀛主编，西南交通大学。

计算相关的其他问题附加速度系数混凝土枕线路的初始弯曲我国常用机车类型的计算参数当V ≤120km/h 时：0(1)d M f M αβ=++⋅当120km/h ＜V ≤160km/h 时：10[(1)(1)]d M f M ααβ=+++⋅⋅当160km/h ＜V ≤200km/h 时：120[(1)(1)(1)]d M f M αααβ=++++⋅⋅路基上无缝线路课程设计（说明书）——中和轨温和预留轨缝的设计一、设计任务轨温（railtemperature）指钢轨的温度。

钢轨温度与气温不同。

影响轨温的因素相多，它与气候变化、风力大小、日照强度、钢轨所处地段和测量部位有关。

根据长期大量的测量结果，最高轨温一般要比当地最高气温高20摄氏度左右，最低轨温与当地最低气温大致相同。

无缝线路的钢轨温度力大小和分布与轨温变化幅度有直接的关系，而它又是影响无缝线路的强度和稳定性的主要因素，所以钢轨的温度变化幅度就成为无缝线路设计、铺设和维修养护的重要资料。

在无缝线路设计时，一般取当地历年最高气温＋20C作为当地最高轨温，当地历年最低气温作为最低轨温。

在工作中还经常使用的钢轨温度名词还有中间轨温、锁定轨温、设计锁定轨温围。

锁定轨温在无缝线路设计时按照强度和稳定条件并考虑施工、养护、管理等因素来选择一个铺设长轨的轨温围，叫做设计锁定轨温围。

在设计锁定轨温围上紧钢轨接头扣件和拧紧中间扣件，把钢轨锁定，此时的轨温叫做锁定轨温。

锁定轨温下，钢轨温度力为零。

这样可以保证焊接长钢轨在最低轨温时各种应力共同作用下不破坏，在最高轨温时线路不胀轨跑道，使线路能正常运行。

这个锁定轨温非常重要，它是管理和维修保养无缝线路的依据。

如果不在设计锁定轨温围进行铺轨，则必须按照设计要求进行调整钢轨力或放散温度力后重新锁定。

因此锁定轨温确定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。

该设计的任务是通过实际设计，更深入地掌握《轨道工程》的基本理论（尤其是强度计算和温度力计算理论），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。

1）通过计算，确定路基上无缝线路的允许降温幅度。

2）通过计算，确定路基上无缝线路的允许升温幅度。

3）通过计算，确定中和轨温（即无缝线路设计锁定轨温）。

4）通过计算，确定长轨条与标准轨之间预留轨缝值5）通过计算，确定标准轨与标准轨之间预留轨缝值重点、难点：1．无缝线路强度及稳定性计算2．设计锁定轨温围的合理确定3. 确定长轨条与标准轨之间预留轨缝值4. 确定长轨条与标准轨之间预留轨缝值二、设计目的和意义一：无缝线路的优点无缝线路的类型分为温度应力式和放散温度应力式两类，温度应力式为无缝线路的基本结构型式。

温度应力式无缝线路包括伸缩区、固定区和缓冲区三部分。

放散温度应力式无缝线路分自动放散式和定期放散式两种。

无缝线路由于消灭了大量钢轨接头，因而具有行车平衡，机车车辆及轨道维修费用低，使用寿命长等优点，是铁路轨道现代化的主要容之一。

但要充分发挥它的优越性，必须同时满足强度和稳定性方面的设计要求。

跨区间无缝线路的优点非常突出，长轨条贯通整个区间，并与车站的无缝道岔焊联，取消了缓冲区，彻底实现了线路的无缝化，全面提高了线路的平顺性与整体强度，充分发挥了无缝线路的优越性；取消了缓冲区，轨道部件的损耗和养护工作量进一步减少；消灭了钢轨接头，进一步改善列车的运行条件；伸缩区与固定区交界处因温度循环而产生的温度力峰，以及伸缩区过度伸缩不能复位产生的温度力峰，都由于伸缩区的消失而消失，有利于轨道的稳定和维修管理；防爬能力较强，纵向力分布比较均匀，锁定轨温容易保持，线路的安全性和可靠性得到提高；长轨条温度力升降平起平落，不会形成温度力峰，可适度提高锁定轨温，从而提高轨道的稳定性！二：无缝线路的关键在于锁定轨温的设计锁定轨温确定是无缝线路设计的关键问题。

为防止钢轨断裂，无缝线路应具有足够的强度。

无缝线路强度计算的要：在列车动力作用下，焊接长钢轨所受的弯曲应力、温度应力及制动力的总和，不超过钢轨钢料的容许应力。

无缝线路除满足强度要求外，还必须满足稳定性要求。

实践和理论表明，无缝线路在垂直面上臌曲的可能性是很小的，胀轨跑道总是在水平面上发生，首先在轨道的原始弯曲处开始。

当轨温不高,温度压力不大时,轨道的臌曲变形极小;随着轨温及温度压力的继续增大,轨道变形将随之逐渐增加，但不会引起突然破坏；一旦温度压力升高到某一临界值后,如压力稍有增大或受外力干扰时，轨道变形就会突然急剧增加，终于导致稳定性的完全丧失。

轨道臌曲的渐变阶段称为胀轨。

突变阶段称为跑道。

无缝线路的稳定问题是一个力学平衡问题。

平衡因素以温度压力和轨道原始弯曲为一方，轨道框架刚度和道床横向阻力为另一方。

前者为破坏稳定的因素，后者为保持稳定的因素,无缝线路的稳定与否,就是双方消长变化的结果。

保证无缝线路稳定的基本要求在于尽可能地增加其保持稳定的因素，减少其破坏稳定的因素。

主要措施有：提高无缝线路的轨道框架刚度，即采用重型钢轨、混凝土轨枕及强力扣件；提高道床横向阻力；保持线路方向良好；消灭钢轨硬弯，力求焊缝平直；保证路基无翻浆下沉等病害。

三：设计的意义综上所述，无缝线路的优点卓越，而设计锁定轨温就是其中的关键问题，本课程设计基于《轨道工程》专业课，从实际出发布置设计题目，让我们学生掌握无缝线路的核心问题，掌握钢轨的强度、刚度、稳定性以及受力特征，进而根据当地实际条件来确定锁定轨温、确定轨条之间的预留轨缝。

这些都具有很实在的意义，可以进一步加深对轨道核心容的理解！另外，C 语言编程的实现，可以进一步提高我们的动手能力，也可以使问题变得更加简单！锁定轨温在无缝线路设计时按照强度和稳定条件并考虑施工、养护、管理等因素来选择一个铺设长轨的轨温围，叫做设计锁定轨温围。

在设计锁定轨温围上紧钢轨接头扣件和拧紧中间扣件，把钢轨锁定，此时的轨温叫做锁定轨温。

锁定轨温下，钢轨温度力为零。

这样可以保证焊接长钢轨在最低轨温时各种应力共同作用下不破坏，在最高轨温时线路不胀轨跑道，使线路能正常运行。

这个锁定轨温非常重要，它是管理和维修保养无缝线路的依据。

如果不在设计锁定轨温围进行铺轨，则必须按照设计要求进行调整钢轨力或放散温度力后重新锁定。

三、设计理论依据无缝线路中和轨温计算的主要思路如右图。

图中揭示了该设计的主要思路。

中和轨温应根据当地的轨温条件（max,minT T ）和轨道允许的升温幅度和降温幅度来确定。

因此确定轨道允许的升温幅度和降温幅度是设计的关键。

应根据无缝线路的设计原则来确定。

主要计算如下：1、无缝线路钢轨强度检算（确定允许降温幅度）强度条件应使作用在钢轨上的各种应力总合不超过钢轨的允许应力[σ]：[]d t f σσσσ++≤式中：d σ——钢轨动弯应力（Mpa ），计算方法参见“轨道结构力学分析”一章；t σ——钢轨温度应力（Mpa ）； fσ——钢轨附加应力（Mpa ），如桥上的伸缩应力和挠曲应力、无缝道岔基本轨附加应力、列车制动等引起的附加应力等。